资源简介 第8课时 杂化轨道理论简介1. 理解杂化轨道的基本理论。2. 能运用杂化轨道理论推断简单分子的空间结构。3. 能利用杂化轨道理论解释简单常见共价分子的空间结构。判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1) (2024·湖北卷)sp3杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成( )(2) (2024·福建卷)分子中虚框内所有原子可能共平面( )(3) (2024·广东卷)分子中碳原子的杂化方式有sp2和sp3( )(4) (2024·贵州卷)分子中碳原子的杂化轨道类型是sp2和sp3( )(5) (2024·东三省卷)分子中碳原子均采用sp2杂化( )(6) (2023·江苏卷)NH和H2O的中心原子杂化轨道类型均为sp2( )(7) (2023·福建卷)分子中碳原子杂化方式有sp2和sp3( )(8) (2022·北京卷)分子中N原子有sp2、sp3 2种杂化方式( )杂化轨道理论1. 杂化轨道理论杂化轨道理论是一种价键理论。原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成与原轨道数相等的一系列新轨道的过程叫原子轨道的杂化。杂化后形成能量相同的一组原子轨道,杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道数。杂化轨道改变了原子轨道的形状和方向,杂化使原子的成键能力增强。2. 中心原子轨道杂化的类型(1) sp3杂化(2) sp2杂化(3) sp杂化3. 杂化轨道类型与分子空间结构的关系(1) 杂化轨道只用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对。①当杂化轨道全部形成σ键时,分子(离子)的空间结构与杂化轨道的空间结构相同。杂化轨道类型 sp sp2 sp3杂化的原子轨道 1个s轨道和1个p轨道 1个s轨道和2个p轨道 1个s轨道和3个p轨道杂化轨道的数目 2 3 4杂化轨道之间的夹角及空间结构 180°直线形 120°平面三角形 109°28′正四面体形实例 BeCl2 BF3 CH4②当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时,由于孤电子对与成键电子对之间的排斥作用,分子或离子的空间结构与杂化轨道的形状有所不同。中心原子杂化类型 中心原子孤电子对数 空间结构 实例sp2 1 V形 SO2sp3 1 三角锥形 NH3、PCl32 V形 H2O、NH(2) 未参与杂化的p轨道,可用于形成π键。价层电子对互斥模型与杂化轨道理论的应用确定中心原子的价层电子对数(σ键电子对数+孤电子对数) 确定中心原子的杂化轨道数 确定杂化类型。价层电子对数 杂化轨道数 杂化类型 实例2 2 sp CO23 3 sp2 SO3、SO24 4 sp3 H2O、NH3、CH4类型1 杂化类型的判断 关于下表所列四种粒子的各项描述完全正确的是( )选项 A B C D分子或离子 ClO NO H2F+ BH中心原子的杂化轨道类型 sp3 sp2 sp sp3VSEPR模型名称 四面体形 平面三角形 直线形 正四面体形分子或离子的空间结构名称 三角锥形 平面三角形 V形 三角锥形 下列各组物质中:①CO2和SO2;②SO2和SO3;③NH3和PCl3;④BF3和SO3;⑤CH4和H2O,分子空间结构相同,杂化轨道类型也相同的是( )A. ①② B. ①④C. ③④ D. ③⑤类型2 杂化理论的应用 (1) H2S分子中,S的杂化类型是________,其键角小于109°28′的原因是____________________ ______________________________________________________________________________________。(2) (2024·东莞期末)LiFePO4中阴离子PO的空间结构为________,磷原子采取的杂化方式为________。(3) (2024·中山期末)C2H4中∠HCC键角________CH3CH2OH中∠HCC键角(填“大于”“小于”或“等于”),两种键角不同的主要原因是________________________________________________________。(4) (2024·广东实验中学)有机化合物W的结构简式如右图所示,该分子中碳原子的杂化轨道类型有________种,N、O杂化轨道类型分别为________、________。(5) (2024·广东四会中学、广信中学联考)胍()分子中所有原子共平面,胍中N杂化方式为________。(6) 两种三角锥形气态氢化物PH3和NH3的键角分别为93.6°和107°,试分析PH3的键角小于NH3的原因___________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________。1. 下列物质的化学用语表达错误的是( )A. 甲烷的空间填充模型:B. 乙烯的结构简式:CH2CH2C. SO2的VSEPR模型:D. CH4中C的杂化轨道表达式:2. 下列分子中碳原子既有sp3杂化又有sp2杂化的是( )A. B. CH2==CH—C≡NC. D. CH3—C≡C—H3. 下列分子或离子的空间结构和中心原子的杂化方式均正确的是( )A. AsH3 平面三角形 sp3杂化B. H3O+ 平面三角形 sp2杂化C. H2Se V形 sp3杂化D. CO 三角锥形 sp3杂化4. (1) CS2中C原子的杂化轨道类型为________。(2) (2024·肇庆中学)HCN中碳原子的杂化轨道类型为________。(3) “中国蓝”“中国紫”中存在SiO四面体结构,其中Si原子采取的杂化类型为 ________。(4) NH3中N原子的杂化方式是________,乙醇分子中采用同样杂化方式的原子有________个。配套新练案第8课时 杂化轨道理论简介1. (2024·惠州实验中学)图中1、2、3号碳原子的杂化类型分别是( )A. sp、sp2、sp3 B. sp3、sp2、spC. sp2、sp、sp3 D. sp、sp2、sp32. (2024·清远阳山南阳中学)下列分子中的中心原子的杂化方式为sp杂化,分子的空间结构为直线形且分子中没有形成π键的是( )A. CH≡CH B. CO2C. BeCl2 D. BF33. (2024·广东实验中学附属江门学校)下列物质空间结构和中心原子杂化类型都正确的是( )A. SO3 平面四边形 sp2B. H2O V形 spC. BCl3 平面三角形 sp3D. SO 三角锥形 sp34. (2024·梅州五华中英文实验学校)下列分子或离子的中心原子的杂化轨道类型和空间结构不正确的是 ( )A. BF3中B原子采取sp2杂化,为平面三角形结构B. PH中P原子采取sp3杂化,为正四面体形结构C. BeCl2中Be原子采取sp杂化,为V形结构D. NH中N原子采取sp3杂化,为V形结构5. (2024·惠州八中月考)根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断,下列说法正确的是( )选项 分子或离子 中心原子杂化方式 价层电子对互斥模型 分子或离子的空间结构A I sp3 四面体形 V形B HCHO sp2 平面三角形 三角锥形C NCl3 sp2 四面体形 平面三角形D CH3Cl sp3 四面体形 正四面体形6. (2024·茂名信宜期中)下列关于有机物中碳原子的成键特点的说法错误的是( )A. CH4分子中的碳原子轨道的杂化方式为sp3B. 苯分子的分子空间结构为平面形C. 乙炔分子中含有σ键和π键,其分子的空间结构为直线形D. 乙烯分子中形成σ键的电子云重叠程度小于形成π键的电子云重叠程度7. (1) CF2==CF2分子中C原子的杂化轨道类型为________,聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯,从化学键的角度解释原因:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2) (2024·潮州期末)H2SeO3的中心原子杂化类型是________,SeO的空间结构是________。SeO中心原子的杂化类型是________。(3) (2024·梅州梅雁中学)LiAlH4是一种重要的有机合成试剂,AlH的空间结构为________,中心原子Al原子的杂化轨道类型为________。(4) (2024·佛山三水华侨中学)[B(OH)4]-中氧原子的杂化轨道类型为________,[B(OH)4]-的空间结构为________。8. 下列关于NH、NH3、NH 3种微粒的说法不正确的是( )A. 3种微粒所含有的电子数相等B. 3种微粒中氮原子的杂化方式相同C. 3种微粒的空间结构相同D. 键角大小关系:NH>NH3>NH9. (2024·肇庆中学)化合物A是近年来采用的锅炉水添加剂,其结构式如图所示,A能除去锅炉水中溶解的氧气。下列说法正确的是( )A. A分子中所有原子都在同一平面内B. 1 mol A分子中所含的σ键数目为10NAC. A分子中N原子为sp3杂化D. C、N、O的原子半径大小为O>N>C10. 氯元素有多种化合价,可形成Cl2O、Cl-、ClO-、ClO、ClO、ClO等微粒。下列说法错误的是( )A. ClO、ClO、ClO中Cl原子的杂化方式均为sp3杂化B. 基态Cl原子核外电子的空间运动状态有9种C. 键角:ClO>ClO>ClOD. Cl2O的空间结构为V形,分子中的化学键的键长和键角可以通过X射线衍射实验获得11. 2022年诺贝尔化学奖授予了研究“点击化学和生物正交化学”的三位科学家。已知“点击化学”中的一个经典反应如下:下列说法正确的是( )A. W分子中各原子最外层均达8电子结构B. Q分子中所含σ键与π键个数比为3∶1C. Q分子中碳原子均为sp杂化D. M分子中所有原子可能在同一平面12. (1) (2024·肇庆期末)聚苯乙烯()中碳原子的杂化方式为________。(2) (2024·韶关一调)中氮原子杂化类型为________。(3) (2024·梅州期末)氨硼烷(NH3BH3)在金属型催化剂(如Cr、Pt等)催化下可水解放出氢气,并产生B3O()。在该反应过程中,B原子的杂化方式由________变为________。(4) (2024·深圳外国语学校段考)碳酰肼的结构为,是一种新型的环保锅炉水除氧剂。①碳酰肼中氮原子的杂化轨道类型为________。②1 mol碳酰肼中含有的σ键数目为________NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)。第8课时 杂化轨道理论简介基础辨析(1) √ (2) √ (3) √ (4) √ (5) √ (6) × (7) √ (8) √分类举题例1 A 【解析】ClO中Cl的价层电子对数为4,有1个孤电子对,中心Cl原子采取sp3杂化,ClO的VSEPR模型为四面体形,空间结构为三角锥形,A正确;NO中N的价层电子对数为3,有1个孤电子对,中心N原子采取sp2杂化,NO的VSEPR模型为平面三角形,空间结构为V形,B错误;H2F+中F的价层电子对数为4,有2个孤电子对,中心F原子采取sp3杂化,H2F+的VSEPR模型为四面体形,空间结构为V形,C错误;BH中B的价层电子对数为4,不含孤电子对,中心B原子采取sp3杂化,BH的VSEPR模型为四面体形,空间结构为正四面体形,D错误。例2 C 【解析】CO2中C采取sp杂化,CO2空间结构为直线形,SO2中S采取sp2杂化,SO2空间结构为V形,①错误;SO3中S采取sp2杂化,SO3空间结构为平面三角形,②错误;NH3中N采取sp3杂化,PCl3中P采取sp3杂化,二者空间结构均为三角锥形,③正确;BF3中B采取sp2杂化,BF3空间结构为平面三角形,④正确;CH4和H2O中心原子均采取sp3杂化,CH4空间结构为正四面体形,H2O空间结构为V形,⑤错误。故选C。例3 (1) sp3 中心S原子有2个孤电子对,孤电子对与孤电子对之间的斥力较大,使H2S键角小于109°28′ (2) 正四面体形 sp3 (3) 大于 C2H4中C原子采取sp2杂化,CH3CH2OH中C原子采取sp3杂化 (4) 2 sp2 sp3(5) sp2 (6) N电负性强于P,且原子半径小于P,NH3中成键电子对离中心原子更近,成键电子对间距离更小,致使其成键电子对间斥力大,键角更大质量评价1. B 【解析】乙烯结构简式为CH2==CH2,B错误。2. A3. C 【解析】AsH3中As的价层电子对数为4,As采取sp3杂化,As有1个孤电子对,AsH3空间结构为三角锥形,A错误;H3O+中O的价层电子对数为4,O采取sp3杂化,O有1个孤电子对,H3O+空间结构为三角锥形,B错误;H2Se中Se的价层电子对数为4,Se采取sp3杂化,Se有2个孤电子对,H2Se空间结构为V形,C正确;CO中C的价层电子对数为3,C采取sp2杂化,无孤电子对,CO空间结构为平面三角形,D错误。4. (1) sp (2) sp (3) sp3 (4) sp3 3配套新练案第8课时 杂化轨道理论简介1. C 【解析】形成单键的C采取sp3杂化,苯环上的C采取sp2杂化,形成三键的C采取sp杂化。2. C 【解析】CH≡CH中含有碳碳三键,有π键,A错误;CO2结构式为O==C==O,分子中含有双键,有π键,B错误;BeCl2结构式为Cl—Be—Cl,Be形成2个σ键,无π键,无孤电子对,BeCl2空间结构为直线形,C正确;BF3中B形成3个σ键,无孤电子对,B采取sp2杂化,BF3空间结构为平面三角形,D错误。3. D 【解析】SO3空间结构为平面三角形,A错误;H2O中O原子采取sp3杂化,B错误;BCl3中B原子采取sp2杂化,C错误。4. C 【解析】BeCl2空间结构为直线形,C错误。5. A 【解析】HCHO空间结构为平面三角形,B错误;NCl3中N采取sp3杂化,空间结构为三角锥形,C错误;CH3Cl空间结构为四面体形,D错误。6. D 【解析】σ键采用“头碰头”重叠,π键采用“肩并肩”重叠,乙烯分子中形成σ键的电子云重叠程度大于形成π键的电子云重叠程度,D错误。7. (1) sp2 C—F的键能大于聚乙烯中C—H的键能,键能越大,化学性质越稳定 (2) sp3 三角锥形 sp3 (3) 正四面体形 sp3 (4) sp3 正四面体形8. C 【解析】NH、NH3、NH所含电子数都为10,A正确;NH、NH3、NH中N原子均采取sp3杂化,孤电子对数分别为0、1、2,键角:NH>NH3>NH,B、D正确;NH、NH3、NH空间结构分别为正四面体形、三角锥形、V形,C错误。9. C 【解析】分子中N原子采取sp3杂化,所有原子不可能在同一平面,A错误;1 mol A分子中所含σ键数目为11NA,B错误;N形成3个σ键,有1个孤电子对,N采取sp3杂化,C正确;原子半径:C>N>O,D错误。10. C 【解析】ClO、ClO、ClO中Cl的价层电子对数都是4,孤电子对数分别为2、1、0,键角:ClO11. B 【解析】W中H原子最外层不是8电子结构,A错误;单键均为σ键,三键中有1个σ键和2个π键,Q中有6个σ键与2个π键,B正确;Q中碳碳三键上的碳原子采取sp杂化,甲基中的C原子采取sp3杂化,C错误;M中与苯环直接相连的N原子采取sp3杂化,不可能所有原子在同一平面,D错误。12. (1) sp2、sp3 (2) sp2 (3) sp3 sp2 (4) ①sp3 ②11(共40张PPT)第二章分子结构与性质第二节 分子的空间结构第8课时 杂化轨道理论简介学 习 目 标1. 理解杂化轨道的基本理论。2. 能运用杂化轨道理论推断简单分子的空间结构。3. 能利用杂化轨道理论解释简单常见共价分子的空间结构。基 础 辨 析判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)(2024·湖北卷)sp3杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成( )√√√基 础 辨 析√√×基 础 辨 析√√核心笔记1. 杂化轨道理论杂化轨道理论是一种价键理论。原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成与原轨道数相等的一系列新轨道的过程叫原子轨道的杂化。杂化后形成能量相同的一组原子轨道,杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道数。杂化轨道改变了原子轨道的形状和方向,杂化使原子的成键能力增强。杂化轨道理论12. 中心原子轨道杂化的类型(1) sp3杂化(2) sp2杂化(3) sp杂化3. 杂化轨道类型与分子空间结构的关系(1) 杂化轨道只用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对。①当杂化轨道全部形成σ键时,分子(离子)的空间结构与杂化轨道的空间结构相同。杂化轨道类型 sp sp2 sp3杂化的原子轨道 1个s轨道和 1个p轨道 1个s轨道和 2个p轨道 1个s轨道和3个p轨道杂化轨道的数目 2 3 4杂化轨道之间的夹角及空间结构 180°直线形 120° 平面三角形 109°28′正四面体形实例 BeCl2 BF3 CH4②当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时,由于孤电子对与成键电子对之间的排斥作用,分子或离子的空间结构与杂化轨道的形状有所不同。(2) 未参与杂化的p轨道,可用于形成π键。确定中心原子的价层电子对数(σ键电子对数+孤电子对数) 确定中心原子的杂化轨道数 确定杂化类型。价层电子对互斥模型与杂化轨道理论的应用2价层电子对数 杂化轨道数 杂化类型 实例2 2 sp CO23 3 sp2 SO3、SO24 4 sp3 H2O、NH3、CH4分类举题类型1 杂化类型的判断 关于下表所列四种粒子的各项描述完全正确的是( )1A 下列各组物质中:①CO2和SO2;②SO2和SO3;③NH3和PCl3;④BF3和SO3;⑤CH4和H2O,分子空间结构相同,杂化轨道类型也相同的是( )A. ①② B. ①④C. ③④ D. ③⑤2【解析】CO2中C采取sp杂化,CO2空间结构为直线形,SO2中S采取sp2杂化,SO2空间结构为V形,①错误;SO3中S采取sp2杂化,SO3空间结构为平面三角形,②错误;NH3中N采取sp3杂化,PCl3中P采取sp3杂化,二者空间结构均为三角锥形,③正确;BF3中B采取sp2杂化,BF3空间结构为平面三角形,④正确;CH4和H2O中心原子均采取sp3杂化,CH4空间结构为正四面体形,H2O空间结构为V形,⑤错误。故选C。C类型2 杂化理论的应用(1) H2S分子中,S的杂化类型是_________,其键角小于109°28′的原因是______________________________________________________________________ ________________。3(3)(2024·中山期末)C2H4中∠HCC键角______CH3CH2OH中∠HCC键角(填“大于”“小于”或“等于”),两种键角不同的主要原因是____________________ ___________________________________________。sp3中心S原子有2个孤电子对,孤电子对与孤电子对之间的斥力较大,使H2S键角小于109°28′正四面体形sp3大于C2H4中C原子采取sp2杂化,CH3CH2OH中C原子采取sp3杂化(4)(2024·广东实验中学)有机化合物W的结构简式如右图所示,该分子中碳原子的杂化轨道类型有___种,N、O杂化轨道类型分别为_________、_________。2sp2sp3sp2(6) 两种三角锥形气态氢化物PH3和NH3的键角分别为93.6°和107°,试分析PH3的键角小于NH3的原因________________________________________________ ____________________________________________________________________________。N电负性强于P,且原子半径小于P,NH3中成键电子对离中心原子更近,成键电子对间距离更小,致使其成键电子对间斥力大,键角更大质量评价1. 下列物质的化学用语表达错误的是( )【解析】乙烯结构简式为CH2==CH2,B错误。B2. 下列分子中碳原子既有sp3杂化又有sp2杂化的是( )A3. 下列分子或离子的空间结构和中心原子的杂化方式均正确的是( )A. AsH3 平面三角形 sp3杂化 B. H3O+ 平面三角形 sp2杂化C4.(1) CS2中C原子的杂化轨道类型为______。(2)(2024·肇庆中学)HCN中碳原子的杂化轨道类型为______。(4) NH3中N原子的杂化方式是_________,乙醇分子中采用同样杂化方式的原子有___个。spspsp3sp33配套新练案1.(2024·惠州实验中学)图中1、2、3号碳原子的杂化类型分别是( )A. sp、sp2、sp3 B. sp3、sp2、spC. sp2、sp、sp3 D. sp、sp2、sp3【解析】形成单键的C采取sp3杂化,苯环上的C采取sp2杂化,形成三键的C采取sp杂化。C2.(2024·清远阳山南阳中学)下列分子中的中心原子的杂化方式为sp杂化,分子的空间结构为直线形且分子中没有形成π键的是( )A. CH≡CH B. CO2C. BeCl2 D. BF3【解析】CH≡CH中含有碳碳三键,有π键,A错误;CO2结构式为O==C==O,分子中含有双键,有π键,B错误;BeCl2结构式为Cl—Be—Cl,Be形成2个σ键,无π键,无孤电子对,BeCl2空间结构为直线形,C正确;BF3中B形成3个σ键,无孤电子对,B采取sp2杂化,BF3空间结构为平面三角形,D错误。C3.(2024·广东实验中学附属江门学校)下列物质空间结构和中心原子杂化类型都正确的是( )A. SO3 平面四边形 sp2 B. H2O V形 sp【解析】SO3空间结构为平面三角形,A错误;H2O中O原子采取sp3杂化,B错误;BCl3中B原子采取sp2杂化,C错误。D4.(2024·梅州五华中英文实验学校)下列分子或离子的中心原子的杂化轨道类型和空间结构不正确的是( )A. BF3中B原子采取sp2杂化,为平面三角形结构【解析】BeCl2空间结构为直线形,C错误。C5.(2024·惠州八中月考)根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断,下列说法正确的是( )【解析】HCHO空间结构为平面三角形,B错误;NCl3中N采取sp3杂化,空间结构为三角锥形,C错误;CH3Cl空间结构为四面体形,D错误。A6.(2024·茂名信宜期中)下列关于有机物中碳原子的成键特点的说法错误的是( )A. CH4分子中的碳原子轨道的杂化方式为sp3B. 苯分子的分子空间结构为平面形C. 乙炔分子中含有σ键和π键,其分子的空间结构为直线形D. 乙烯分子中形成σ键的电子云重叠程度小于形成π键的电子云重叠程度【解析】σ键采用“头碰头”重叠,π键采用“肩并肩”重叠,乙烯分子中形成σ键的电子云重叠程度大于形成π键的电子云重叠程度,D错误。D7.(1) CF2==CF2分子中C原子的杂化轨道类型为_________,聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯,从化学键的角度解释原因:______________________________ ____________________________________。(4)(2024·佛山三水华侨中学)[B(OH)4]-中氧原子的杂化轨道类型为_________,[B(OH)4]-的空间结构为_______________。sp2C—F的键能大于聚乙烯中C—H的键能,键能越大,化学性质越稳定sp3三角锥形sp3正四面体形sp3sp3正四面体形C9.(2024·肇庆中学)化合物A是近年来采用的锅炉水添加剂,其结构式如图所示,A能除去锅炉水中溶解的氧气。下列说法正确的是( )A. A分子中所有原子都在同一平面内B. 1 mol A分子中所含的σ键数目为10NAC. A分子中N原子为sp3杂化D. C、N、O的原子半径大小为O>N>C【解析】分子中N原子采取sp3杂化,所有原子不可能在同一平面,A错误; 1 mol A分子中所含σ键数目为11NA,B错误;N形成3个σ键,有1个孤电子对,N采取sp3杂化,C正确;原子半径:C>N>O,D错误。CD. Cl2O的空间结构为V形,分子中的化学键的键长和键角可以通过X射线衍射实验获得C下列说法正确的是( )A. W分子中各原子最外层均达8电子结构B. Q分子中所含σ键与π键个数比为3∶1C. Q分子中碳原子均为sp杂化D. M分子中所有原子可能在同一平面11. 2022年诺贝尔化学奖授予了研究“点击化学和生物正交化学”的三位科学家。已知“点击化学”中的一个经典反应如下:B【解析】W中H原子最外层不是8电子结构,A错误;单键均为σ键,三键中有1个σ键和2个π键,Q中有6个σ键与2个π键,B正确;Q中碳碳三键上的碳原子采取sp杂化,甲基中的C原子采取sp3杂化,C错误;M中与苯环直接相连的N原子采取sp3杂化,不可能所有原子在同一平面,D错误。sp2、sp3sp2sp3sp2①碳酰肼中氮原子的杂化轨道类型为_________。②1 mol碳酰肼中含有的σ键数目为______NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)。sp311谢谢观赏 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第2节 第8课时 杂化轨道理论简介.doc 第2节 第8课时 杂化轨道理论简介.pptx