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二、 分子的空间结构
导学2　杂化轨道理论
分子结构与性质
第二章
知 识 点 一
知识点一　杂化轨道及其类型
1. 分析甲烷分子的结构
(1)当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的_________轨道和3个__________轨道会发生混杂，混杂时保持轨道总数__________，却得到4个新的能量相同、方向不同的轨道，各指向正面体的4个顶角，夹角109°28'，称为sp3杂化轨道。
(2)当碳原子跟4个氢原子结合时，碳原子以4个__________杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C—H σ键，因此呈现__________形的空间结构。
2s
2p
不变
sp3
正四面体
2. 杂化轨道的类型
(1)sp3杂化轨道：
如图所示，sp3杂化轨道是由__________个s轨道和__________个p轨道杂化而成的，sp3杂化轨道间的夹角为__________，空间结构为_____________。
1
3
109°28'
正四面体形
(2)sp2杂化轨道：
如图所示，sp2杂化轨道是由__________个s轨道和__________
个p轨道杂化而成的。sp2杂化轨道间的夹角都是__________，
呈_____________。
1
2
120°
平面三角形
(3)sp杂化轨道：
如图所示，sp杂化轨道是由__________个s轨道和__________个p轨道杂化而成的。sp杂化轨道间的夹角为__________，呈
__________。
1
1
180°
直线形
[判断正误]
(1)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的
原子是不可能发生杂化的。(　　)
(2)只有能量相近的原子轨道才能发生杂化。(　　)
(3)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，
未参与杂化的p轨道可用于形成π键。(　　)
(4)2s轨道和3p轨道能发生杂化，形成sp2杂化轨道。(　　)
√
√
√
×
例1　(2024·富阳中学高二检测)下列分子的中心原子杂化轨道类型相同的是(　　)
A. CO2与SO2 B. CH4与NH3
C. BeCl2与BF3 D. C2H2与C2H4
B
例2　(2024·诸暨中学高二检测)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. CO2
C. BeCl2 D. BF3
C
知 识 点 二
知识点二　杂化轨道类型与分子空间结构的关系
1. 杂化轨道的应用
(1)杂化轨道用于形成__________或用来容纳未参与成键的__________。
(2)不含孤电子对：能量__________的杂化轨道彼此远离→形成的分子为对称结构。
(3)含有孤电子对：孤电子对占据一定空间且对成键电子对产生__________→形成的分子的空间结构发生变化。
σ键
孤电子对
相同
排斥
2. 杂化轨道与分子的空间结构的关系
(1)杂化轨道全部用于形成σ键：
杂化类型 sp sp2 sp3
轨道组成 一个ns和一个np 一个ns和两个np 一个ns和三个np
轨道夹角 180° 120° 109°28'
杂化轨道
示意图
实例 BeCl2 BF3 CH4
分子的空间结构
直线形
平面三角形
正四面体形
(2)杂化轨道中有未参与成键的孤电子对：
杂化类型 sp2 sp3
中心原子所在族 第ⅥA族 第ⅤA族 第ⅥA族
中心原子上的孤电子对数 1 1 2
分子的空间结构
实例 SO2 NH3、PCl3、PH3 H2O、H2S
V形
三角锥形
V形
[判断正误]
(1)若中心原子不含孤电子对，则杂化轨道与分子的空间结构相同。(　　)
(2)杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同。(　　)
(3)凡AB3型共价化合物，其中心原子A均采取sp2杂化轨道成
键。(　　)
(4)NH3分子的空间结构为三角锥形，则氮原子的杂化方式为
sp3。(　　)
√
√
×
√
C
例4　(2024·杭州外国语学校高二检测)已知某XY2分子属于V
形分子，下列说法中，正确的是(　　)
A. X原子一定是sp2杂化
B. X原子一定为sp3杂化
C. X原子上一定存在孤电子对
D. VSEPR模型一定是平面三角形
C
随 堂 检 测
D
2. 下列分子的空间结构可用sp2杂化轨道来解释的是(　　)
①BF3　②CH2==CH2　③
④CH≡CH　⑤NH3　⑥CH4
A. ①②③ B. ①⑤⑥
C. ②③④ D. ③⑤⑥
A
3. (2024·宁海中学高二检测)用“——”表示共用电子对，用
“ ”表示未成键孤电子对的式子叫路易斯结构式。R分子路
易斯结构式可以表示为 。下列说法中，错误的是(　　)
A. R与BF3的空间结构相同
B. 键角：PH3＜NH3＜109°28'
C. R可以是PH3或AsH3
D. R分子的中心原子上的价层电子对数为4
A
C
5. 请回答下列问题：
(1)CH3COOH中C原子的杂化轨道类型是_____________。
(2)醛基中碳原子的杂化轨道类型是__________。
(3)化合物[H3O]＋[ ]－中阳离子的空间结构为
__________，阴离子的中心原子采取__________杂化。
(4)X的单质与氢气可化合生成气体G，G的水溶液的pH＞7。
G分子中X原子的杂化轨道类型是__________。
sp3、sp2
sp2
三角锥形
sp3
sp3

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