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(共56张PPT)
第五章　第13讲　
价层电子对互斥模型　杂化轨道理论
1.了解分子结构的测定方法。
2.掌握价层电子对互斥模型和杂化轨道理论的内容并能用其推测简单分子或离子的空间结构。
复习目标
价层电子对互斥模型
考点一
1.分子结构的测定
测定分子结构的仪器和方法： ——分子中含有的化学键和官能团； ——相对分子质量；X射线衍射实验——晶体结构的测定。
2.价层电子对互斥模型
(1)理论要点
ABn型分子中中心原子A周围的价层电子对的空间结构，主要决定于中心原子的价电子层中各电子对间的相互排斥作用，价层电子对尽量远离，使它们之间斥力最小，能量最低，物质最稳定。
红外光谱
质谱
(2)价层电子对数的计算
价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数
说明：σ键电子对数=中心原子结合的原子数；
中心原子上的孤电子对数=(a-xb)，其中
①a表示中心原子的 。
对于主族元素：a= 。
对于阳离子：a= 。
对于阴离子：a= 。
价电子数
原子的最外层电子数
中心原子的价电子数-离子的电荷数
中心原子的价电子数+离子的电荷数(绝对值)
②x表示 。
③b表示与中心原子结合的原子 (氢为 ，其他原子= 。如氧和氧族元素中的S、Se等均为2，卤族元素均为1)。
与中心原子结合的原子数
最多能接受的电子数
1
8-该原子的价电子数
价层电子对数 VSEPR模型 VSEPR模型名称
2 直线形
3 平面三角形
3.价层电子对数与VSEPR模型之间的关系
价层电子对数 VSEPR模型 VSEPR模型名称
4 四面体形
5 三角双锥形
4.预测分子(或离子)空间结构的思维路径
以预测SOCl2的空间结构为例
第一步，确定σ键电子对数
中心原子为S，有三个成键原子，则σ键电子对数为3。
第二步，计算孤电子对数
中心原子孤电子对数=(a-xb)=×(6-1×2-2×1)=1。
第三步，确定VSEPR模型
价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数=3+1=4，则VSEPR模型为四面体形。
第四步，确定空间结构
略去VSEPR模型中孤电子对，得到SOCl2分子的空间结构为三角锥形。
分子 或离子 σ键电 子对数 孤电子对数 价层电 子对数 VSEPR 模型名称 空间
结构
H2Se ___ _____________ ___ _________ ______
BCl3 ___ ______________ ___ __________ ___________
PCl3 ___ _____________ ___ _________ _________
SO2 ___ _____________ ___ __________ _____
S ___ ______________ ___ ___________ ___________
1.完成下列表格：
2
×(6-2×1)=2
4
四面体形
V形
3
×(3-3×1)=0
3
平面三角形
平面三角形
3
×(5-3×1)=1
4
四面体形
三角锥形
2
×(6-2×2)=1
3
平面三角形
V形
4
×(6+2-4×2)=0
4
正四面体形
正四面体形
2.下列说法正确的是
A.Br的空间结构为平面三角形[2025·南通、如皋模拟]
B.B与S空间结构不同[2025·南通海门中学二调]
C.P的空间结构为正四面体形[2025·泰州考前指导]
D.RC≡CH(R为烷基)的空间结构为直线形[2025·海安高级中学12月月考]
√
A项，Br中Br原子价层电子对数为3+=4，孤电子对数为1，杂化类型为sp3杂化，其空间结构为三角锥形，错误；
B项，B中心原子B价层电子对数为4+=4，无孤电子对，分子空间结构为正四面体形，S中心原子S价层电子对数为4+=4，无孤电子对，分子空间结构为正四面体形，错误；
C项，P的价层电子对数为4+=4，无孤电子对，空间结构为正四面体形，正确；
D项，RC≡CH中的R表示烷基，烷基的空间结构不是直线形，错误。
3.下列说法正确的是
A. 为四角锥结构，中心原子I没有孤电子对
B.六氟化硫分子空间结构呈正八面体形，其中心原子的价层电子对数为4
C.PhB(OH)2和 中B原子的价层电子对数相等(—Ph代表
苯基，i-Pr—代表异丙基，—Bu代表丁基)
D.价层电子对互斥模型中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数
√
4.下列分子的空间结构相同的是
A.XeO3和NH3 B.COCl2和SOCl2
C.ClF3和BF3 D.CO2和SCl2
√
XeO3分子中Xe原子价层电子对数=3+×(8-3×2)=4，孤电子对数为1，空间结构为三角锥形，NH3分子中N原子的价层电子对数=3+×(5-3
×1)=4，孤电子对数为1，空间结构为三角锥形，A正确；
COCl2中C原子价层电子对数=3+=3，无孤电子对，空间结构为平面三角形，SOCl2中S原子价层电子对数=3+=4，孤电子对数为1，空间结构为三角锥形，B错误；
　　 ClF3分子中Cl原子价层电子对数=3+=5，孤电子对数为2，为T形结构，BF3分子中B原子的价层电子对数=3+=3，无孤电子对，空间结构为平面三角形，C错误；
CO2分子中C原子的价层电子对数=2+=2，无孤电子对，空间结构为直线形，SCl2分子中S原子的价层电子对数=2+=4，孤电子对数为2，空间结构为V形，D错误。
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杂化轨道理论及应用
考点二
1.杂化轨道理论概述
中心原子上若干不同类型(主要是s、p轨道)、能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成同等数目、能量完全相同的新轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角就不同，形成分子的空间结构就不同。
2.常考的三种杂化轨道类型
1个s轨道
1个p轨道
180°
直线
1个s轨道
2个p轨道
120°
平面三角
1个s轨道
3个p轨道
109°28'
四面体
3.杂化轨道数目的计算
杂化轨道总数=σ键数+孤电子对数=中心原子的价层电子对数。
4.杂化类型的判断
已知化学式判断杂化方式的一般步骤：
(1)根据VSEPR模型判断价层电子对数。
(2)
价层电子对数 2 3 4
杂化方式 sp sp2 sp3
(3)价层电子对数为5和6时都会涉及到d轨道杂化。
一、根据化学式判断中心原子的杂化类型
1.回答下列问题：
(1)PCl3分子中，P的杂化方式为　　。
(2)SnC的空间结构为　　　　 ，其中心原子的杂化方式为　　。
(3)X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在。的空间结构为　　 ，中心原子的杂化类型为　　。
(4)[2023·浙江1月选考，17(1)节选]Si(NH2)4分子的空间结构(以Si为中心)名称为　　　　 ，分子中氮原子的杂化轨道类型是　　。
sp3
三角锥形
sp3
V形
sp3
正四面体
sp3
(5)[2021·山东，16(3)]Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为　　，下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是　　(填标号)。
A.sp B.sp2 C.sp3 D.sp3d
2.(2025·甘肃，9D改编)(CH3)4N+和(CH3)3N中N采用的杂化轨道类型为　　、　　。
5
D
sp3
sp3
二、根据结构式判断中心原子的杂化方式
3.PCl5分子结构如图所示，中心P原子的轨道杂化类型为
　　(填字母)。
A.sp3 B.sp3d
C.d2sp3 D.dsp2
B
PCl5的价层电子对数为5+=5。
4.氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气：
3NH3BH3+6H2O===3N+B3+9H2
B3的结构为 。在该反应中，B原子的杂化轨道类型由
　　　变为　　。
sp3
sp2
5.[2024·全国甲卷，35(3)改编]一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷 ，
其中硅原子的杂化轨道类型为　　，硅的化合价为　　。
根据链节的结构可知，Si原子的周围有4个单键，由于Si最外层4个电子分别形成4个σ键，因此 Si无孤电子对，价层电子对数为4，所以其采用sp3杂化。
sp3
+2
练后反思
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已知结构判断中心原子的杂化类型的一般思路
(1)观察σ键电子对的数目(单键、双键、三键中都只含一个σ键)。
(2)判断孤电子对的数目。
(3)计算价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数。
(4)根据价层电子对数，判断中心原子的杂化类型。
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课时精练
对一对
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案 C B B B A D C
题号 8 9 10 11 12 13
答案 A C D B C D
答案
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14.
(1)V形　
(2)sp3　
(3)①平面三角形　②sp3杂化　　
(4)sp2　
(5)sp3　②
1.下列关于价层电子对互斥(VSEPR)模型的叙述不正确的是
A.VSEPR模型可用于预测分子的空间结构
B.VSEPR模型不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子
C.中心原子上的孤电子对不占据中心原子周围的空间，也不参与互相排斥
D.分子中键角越大，价层电子对相互排斥力越小
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答案
中心原子上的孤电子对占据中心原子周围的空间，也会参与互相排斥，且孤电子对间排斥力>孤电子对和成键电子对间的排斥力，C错误。
2.对于反应Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O，下列叙述错误的是
A.N的空间结构为正四面体形
B.H2O的VSEPR模型：
C.NH3是只含极性键的极性分子
D.NH4Cl和NH3中的N原子都采用sp3杂化
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答案
H2O的价层电子对数为2+×(6-2×1)=4，其VSEPR模型为 ，B错误；
NH3中只含N—H极性键，分子中正、负电荷中心不重合，为极性分子，C正确；
NH4Cl和NH3中的N原子的价层电子对数均为4，则N原子都采用sp3杂化，D正确。
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答案
3.(2024·江苏各地模拟重组)下列说法不正确的是
A.S的空间结构为正四面体形
B.O2和SO3中的键角相等
C.N和H2S的中心原子均采取sp3杂化
D.P的空间结构为正四面体形
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4.三溴化砷(AsBr3)常应用于医药和化学分析领域。下列说法正确的是
A.该分子含非极性共价键
B.中心原子采取sp3杂化
C.键角等于120°
D.空间结构为平面三角形
√
该分子只有As—Br，属于极性键，A错误；
As形成3个σ键、有1个孤电子对，故价层电子对数为4，中心原子采取sp3杂化，B正确；
该分子空间结构为三角锥形，键角小于120°，C、D错误。
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5.(2025·江苏各地模拟重组)下列说法不正确的是
A.H2NOH中O原子的轨道杂化类型为sp杂化
B.PBr3中P原子的轨道杂化类型为sp3杂化
C.已知GaN成键结构与金刚石相似，其晶胞结构如图： ，
GaN晶体中所有原子均采取sp3杂化
D.NCl3中N原子的轨道杂化类型为sp3杂化
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答案
A项，H2NOH中O为单键，O原子的轨道杂化类型为sp3杂化，错误；
B项，PBr3中P原子价层电子对数为3+=4，则P原子的轨道杂化类型为sp3杂化，正确；
C项，由晶胞结构判断，与N原子相连的Ga原子有4个，与Ga原子相连的N原子也有4个，因此GaN晶体中所有原子均采取sp3杂化，正确；
D项，NCl3分子中含有3个σ键，且孤电子对数为1，根据价层电子对互斥理论，N原子的轨道杂化类型为sp3杂化，正确。
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答案
6.(2025·广西，4)硅胶可由原硅酸(H4SiO4)脱水缩合制得，如图。
下列说法正确的是
A.Cl-的电子式为
B.Co的中子数为27
C.硅胶中O采取sp2杂化
D.Si的空间结构为正四面体
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答案
Cl-核外含有18个电子，电子式应为 ，A错误；
Co的中子数=质量数-质子数=59-27=32，B错误；
硅胶中O原子形成2个单键，且含有2个孤电子对，O的价层电子对数为4，杂化方式为sp3，C错误；
Si中Si的价层电子对数为4+=4，且不含孤电子对，空间结构为正四面体，D正确。
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答案
7.关于BF3、NH3、H2S、O3、CH3COOH、SOCl2等分子，下列说法正确的是
A.所有分子都只存在σ键，不存在π键
B.SOCl2分子中S原子为sp2杂化
C.NH3与BF3的VSEPR模型和分子的空间结构均不同
D.H2S、O3分子的空间结构均为直线形
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答案
根据原子的成键规律推测，SOCl2的结构式为 ，硫原子和氧
原子间有π键，S原子的价层电子对数为4，S原子为sp3杂化，A、B错误；
NH3中氮原子的价层电子对数为4，含有1个孤电子对，其VSEPR模型为四面体形，分子的空间结构为三角锥形；BF3中B原子的价层电子对数为3，不含孤电子对，其VSEPR模型和分子空间结构均为平面三角形，C正确；
H2S分子中S原子价层电子对数为4，含有2个孤电子对，则H2S分子空间结构为V形；O3分子中O原子价层电子对数为2+=3，有1个孤电子对，则O3分子呈V形，D错误。
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答案
8.(2025·泰州中学阶段检测)下列关于ClO2、Cl和Cl的说法正确的是
A.ClO2属于共价化合物
B.Cl中含有非极性键
C.Cl的空间结构为平面三角形
D.Cl与Cl的键角相等
√
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答案
ClO2分子中，Cl和O之间通过共用电子对连接在一起，故ClO2属于共价化合物，A正确；
Cl的中心原子是Cl原子，Cl原子和O原子之间以极性共价键结合，B错误；
Cl的中心原子Cl原子的价层电子对数是3+=3+1=4，含有1个孤电子对，空间结构为三角锥形，C错误；
Cl的中心原子Cl原子的价层电子对数是2+=2+2=4，含有2个孤电子对，空间结构为V形，Cl含有1个孤电子对，空间结构为三角锥形，则键角：Cl>Cl，D错误。
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答案
9.下列关于N、O、F及其相关微粒的说法错误的是
A.N、OF2、NF3的键角大小顺序为>NF3>OF2
B.基态N3-、O2-、F-核外电子空间运动状态均为5种
C.N、O、F三种元素形成的单质分子均为非极性分子
D.N、的VSEPR模型相同，均为平面三角形
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答案
N、OF2、NF3中心原子杂化方式分别为sp、sp3、sp3，是直线形分子，键角是180°，NF3分子中的中心N原子上有1个孤电子对，OF2中的中心O原子上有2个孤电子对，由于孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对间的排斥作用，导致键角减小，故键角由大到小的顺序为N>NF3>OF2，A正确；
N3-、O2-、F-三种离子均为10电子微粒，核外电子排布式均为1s22s22p6，故基态离子的核外电子空间运动状态均为5种，B正确；
O3为极性分子，C错误；
N和N中N原子杂化方式均为sp2，VSEPR模型相同，均为平面三角形，D正确。
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答案
10.下表中各粒子对应的空间结构及解释均正确的是
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答案
选项 粒子 空间结构 解释
A 氨基负离子(N) 直线形 N原子采取sp杂化
B 二氧化硫 V形 S原子采取sp3杂化
C 碳酸根离子(C) 三角锥形 C原子采取sp3杂化
D 乙炔(C2H2) 直线形 C原子采取sp杂化且C原子的价电子均参与成键
√
N中N原子的价层电子对数为2+=4，孤电子对数为2，采取sp3杂化，空间结构为V形，故A错误；
SO2中S原子的价层电子对数为2+=3，孤电子对数为1，采取sp2杂化，空间结构为V形，故B错误；
C中C原子的价层电子对数为3+=3，孤电子对数为0，采取sp2杂化，空间结构为平面三角形，故C错误。
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答案
11.CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2均为常见的燃料，关于这三者的结构与性质，下列说法错误的是
A.CH3OH的电子式为
B.N2H4的空间结构为平面形
C.CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2都易溶于水
D.CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N的杂化方式相同
√
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答案
甲醇可看成是甲烷中的一个氢原子被羟基取代得到的，CH3OH的
电子式为 ，A正确；
N2H4中N原子的杂化方式为sp3，空间结构不是平面形，B错误；
CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2都能和水分子形成氢键，都易溶于水，C正确；
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答案
CH3OH为四面体结构，—OH结构类似于水的结构，(CH3)2NNH2的
结构简式为 ，两者分子中C、O、N的杂化方式均为sp3，
D正确。
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答案
12.下列说法不正确的是
A.SO2的VSEPR模型为
B.NH3与H3O+的空间结构相同
C.键角：NH3>H2O的原因是N—H、O—H键长逐渐减小，成键电子对的
斥力逐渐减小
D. 中O—C—O的键角大于C—S—H的键角
√
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答案
NH3的空间结构为三角锥形，H3O+中O的价层电子对数为3+=4，故其空间结构也为三角锥形，B正确；
NH3和H2O的中心原子均为sp3杂化，N原子上有1个孤电子对，O原子上有2个孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力大，键角：NH3>H2O，解释错误，C错误；
O—C—O中C是sp2杂化，C—S—H中S是sp3杂化，所以O—C—O的键角大于C—S—H的键角，D正确。
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答案
13.BeCl2是共价分子，可以以单体、二聚体和多聚体形式存在，三者结构简
式依次为Cl—Be—Cl、 、 。
其单体、二聚体和多聚体中Be的杂化轨道类型依次为
A.sp3、sp2、sp B.sp2、sp、sp3
C.sp2、sp3、sp D.sp、sp2、sp3
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答案
√
Cl—Be—Cl中Be原子形成2个Be—Cl，没有孤电子对，杂化轨道数
目为2，杂化轨道类型为sp杂化； 中Be原子形成3
个Be—Cl，没有孤电子对，杂化轨道数目为3，杂化轨道类型为sp2杂化；
中Be原子形成4个Be—Cl，没有孤电子对，杂
化轨道数目为4，杂化轨道类型为sp3杂化，故选D。
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答案
14.(1)[2024·重庆，15(1)节选]KNO2中，的空间结构为　　　。
(2)[2024·浙江1月选考，17(3)①节选]H2N—NH2+H+―→H2N—，其中—NH2的N原子杂化方式为　　。
(3)[2024·北京，15(2)]SnCl2和SnCl4是锡的常见氯化物，SnCl2可被氧化得到SnCl4。
V形
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答案
①SnCl2分子的VSEPR模型名称是　　　 　。
②SnCl4的Sn—Cl键是由锡的　　　　轨道与氯的3p轨道重叠形成σ键。
sp3
平面三角形
sp3杂化
(4)[2024·海南，19(2)]C( )分子中，两个H—N—S键角均
为117°，S—N—S键角为126°，N的原子轨道杂化类型为　 　。

含s、p、d轨道的杂化类型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2，中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为　　(填标号)。
(5)[2021·全国甲卷，35(1)节选]SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为　　　。SiCl4可发生水解反应，机理如右：
sp2
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答案
sp3
②
根据SiCl4的结构式可知，Si的价层电子对数为4，故Si采取sp3杂化；根据SiCl4(H2O)的结构式可知Si的价层电子对数为5，采取sp3d杂化。
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答案
返回第13讲　价层电子对互斥模型　杂化轨道理论
[复习目标]　1.了解分子结构的测定方法。2.掌握价层电子对互斥模型和杂化轨道理论的内容并能用其推测简单分子或离子的空间结构。
考点一　价层电子对互斥模型
1.分子结构的测定
测定分子结构的仪器和方法：红外光谱——分子中含有的化学键和官能团；质谱——相对分子质量；X射线衍射实验——晶体结构的测定。
2.价层电子对互斥模型
(1)理论要点
ABn型分子中中心原子A周围的价层电子对的空间结构，主要决定于中心原子的价电子层中各电子对间的相互排斥作用，价层电子对尽量远离，使它们之间斥力最小，能量最低，物质最稳定。
(2)价层电子对数的计算
价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数
说明：σ键电子对数=中心原子结合的原子数；
中心原子上的孤电子对数=(a-xb)，其中
①a表示中心原子的价电子数。
对于主族元素：a=原子的最外层电子数。
对于阳离子：a=中心原子的价电子数-离子的电荷数。
对于阴离子：a=中心原子的价电子数+离子的电荷数(绝对值)。
②x表示与中心原子结合的原子数。
③b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(氢为1，其他原子=8-该原子的价电子数。如氧和氧族元素中的S、Se等均为2，卤族元素均为1)。
3.价层电子对数与VSEPR模型之间的关系
价层电子对数 VSEPR模型 VSEPR模型名称
2 直线形
3 平面三角形
4 四面体形
5 三角双锥形
4.预测分子(或离子)空间结构的思维路径
以预测SOCl2的空间结构为例
第一步，确定σ键电子对数
中心原子为S，有三个成键原子，则σ键电子对数为3。
第二步，计算孤电子对数
中心原子孤电子对数=(a-xb)=×(6-1×2-2×1)=1。
第三步，确定VSEPR模型
价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数=3+1=4，则VSEPR模型为四面体形。
第四步，确定空间结构
略去VSEPR模型中孤电子对，得到SOCl2分子的空间结构为三角锥形。
1.完成下列表格：
分子或离子 σ键电子对数 孤电子对数 价层电 子对数 VSEPR 模型名称 空间 结构
H2Se 2 ×(6-2×1)=2 4 四面 体形 V形
BCl3 3 ×(3-3×1)=0 3 平面三 角形 平面三 角形
PCl3 3 ×(5-3×1)=1 4 四面 体形 三角 锥形
SO2 2 ×(6-2×2)=1 3 平面三 角形 V形
S 4 ×(6+2-4×2)=0 4 正四面 体形 正四面 体形
2.下列说法正确的是(　　)
A.Br的空间结构为平面三角形[2025·南通、如皋模拟]
B.B与S空间结构不同[2025·南通海门中学二调]
C.P的空间结构为正四面体形[2025·泰州考前指导]
D.RC≡CH(R为烷基)的空间结构为直线形[2025·海安高级中学12月月考]
答案　C
解析　A项，Br中Br原子价层电子对数为3+=4，孤电子对数为1，杂化类型为sp3杂化，其空间结构为三角锥形，错误；B项，B中心原子B价层电子对数为4+=4，无孤电子对，分子空间结构为正四面体形，S中心原子S价层电子对数为4+=4，无孤电子对，分子空间结构为正四面体形，错误；C项，P的价层电子对数为4+=4，无孤电子对，空间结构为正四面体形，正确；D项，RC≡CH中的R表示烷基，烷基的空间结构不是直线形，错误。
3.下列说法正确的是(　　)
A.为四角锥结构，中心原子I没有孤电子对
B.六氟化硫分子空间结构呈正八面体形，其中心原子的价层电子对数为4
C.PhB(OH)2和中B原子的价层电子对数相等(—Ph代表苯基，i-Pr—代表异丙基，—Bu代表丁基)
D.价层电子对互斥模型中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数
答案　D
4.下列分子的空间结构相同的是(　　)
A.XeO3和NH3 B.COCl2和SOCl2
C.ClF3和BF3 D.CO2和SCl2
答案　A
解析　XeO3分子中Xe原子价层电子对数=3+×(8-3×2)=4，孤电子对数为1，空间结构为三角锥形，NH3分子中N原子的价层电子对数=3+×(5-3×1)=4，孤电子对数为1，空间结构为三角锥形，A正确；COCl2中C原子价层电子对数=3+=3，无孤电子对，空间结构为平面三角形，SOCl2中S原子价层电子对数=3+=4，孤电子对数为1，空间结构为三角锥形，B错误；ClF3分子中Cl原子价层电子对数=3+=5，孤电子对数为2，为T形结构，BF3分子中B原子的价层电子对数=3+=3，无孤电子对，空间结构为平面三角形，C错误；CO2分子中C原子的价层电子对数=2+=2，无孤电子对，空间结构为直线形，SCl2分子中S原子的价层电子对数=2+=4，孤电子对数为2，空间结构为V形，D错误。
考点二　杂化轨道理论及应用
1.杂化轨道理论概述
中心原子上若干不同类型(主要是s、p轨道)、能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成同等数目、能量完全相同的新轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角就不同，形成分子的空间结构就不同。
2.常考的三种杂化轨道类型
3.杂化轨道数目的计算
杂化轨道总数=σ键数+孤电子对数=中心原子的价层电子对数。
4.杂化类型的判断
已知化学式判断杂化方式的一般步骤：
(1)根据VSEPR模型判断价层电子对数。
(2)
价层电子对数 2 3 4
杂化方式 sp sp2 sp3
(3)价层电子对数为5和6时都会涉及到d轨道杂化。
一、根据化学式判断中心原子的杂化类型
1.回答下列问题：
(1)PCl3分子中，P的杂化方式为　　　　。
(2)SnC的空间结构为　　　　，其中心原子的杂化方式为　　　　。
(3)X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在。的空间结构为　　　　，中心原子的杂化类型为　　　　。
(4)[2023·浙江1月选考，17(1)节选]Si(NH2)4分子的空间结构(以Si为中心)名称为　　　　，分子中氮原子的杂化轨道类型是　　　　。
(5)[2021·山东，16(3)]Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为　　　　，下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是　　　　(填标号)。
A.sp B.sp2 C.sp3 D.sp3d
答案　(1)sp3　(2)三角锥形　sp3　(3)V形　sp3　(4)正四面体　sp3　(5)5　D
2.(2025·甘肃，9D改编)(CH3)4N+和(CH3)3N中N采用的杂化轨道类型为　　　　、　　　　。
答案　sp3　sp3
二、根据结构式判断中心原子的杂化方式
3.PCl5分子结构如图所示，中心P原子的轨道杂化类型为　　　　　　(填字母)。
A.sp3 B.sp3d
C.d2sp3 D.dsp2
答案　B
解析　PCl5的价层电子对数为5+=5。
4.氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气：
3NH3BH3+6H2O===3N+B3+9H2
B3的结构为。在该反应中，B原子的杂化轨道类型由　　　变为　　　　。
答案　sp3　sp2
5.[2024·全国甲卷，35(3)改编]一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，其中硅原子的杂化轨道类型为　　　　　，硅的化合价为　　　　　　　。
答案　sp3　+2
解析　根据链节的结构可知，Si原子的周围有4个单键，由于Si最外层4个电子分别形成4个σ键，因此 Si无孤电子对，价层电子对数为4，所以其采用sp3杂化。
已知结构判断中心原子的杂化类型的一般思路
(1)观察σ键电子对的数目(单键、双键、三键中都只含一个σ键)。
(2)判断孤电子对的数目。
(3)计算价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数。
(4)根据价层电子对数，判断中心原子的杂化类型。
课时精练
[分值：100分]
(1~10题，每小题6分，11~13题，每小题8分)
1.下列关于价层电子对互斥(VSEPR)模型的叙述不正确的是(　　)
A.VSEPR模型可用于预测分子的空间结构
B.VSEPR模型不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子
C.中心原子上的孤电子对不占据中心原子周围的空间，也不参与互相排斥
D.分子中键角越大，价层电子对相互排斥力越小
答案　C
解析　中心原子上的孤电子对占据中心原子周围的空间，也会参与互相排斥，且孤电子对间排斥力>孤电子对和成键电子对间的排斥力，C错误。
2.对于反应Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O，下列叙述错误的是(　　)
A.N的空间结构为正四面体形
B.H2O的VSEPR模型：
C.NH3是只含极性键的极性分子
D.NH4Cl和NH3中的N原子都采用sp3杂化
答案　B
解析　H2O的价层电子对数为2+×(6-2×1)=4，其VSEPR模型为，B错误；NH3中只含N—H极性键，分子中正、负电荷中心不重合，为极性分子，C正确；NH4Cl和NH3中的N原子的价层电子对数均为4，则N原子都采用sp3杂化，D正确。
3.(2024·江苏各地模拟重组)下列说法不正确的是(　　)
A.S的空间结构为正四面体形
B.O2和SO3中的键角相等
C.N和H2S的中心原子均采取sp3杂化
D.P的空间结构为正四面体形
答案　B
4.三溴化砷(AsBr3)常应用于医药和化学分析领域。下列说法正确的是(　　)
A.该分子含非极性共价键
B.中心原子采取sp3杂化
C.键角等于120°
D.空间结构为平面三角形
答案　B
解析　该分子只有As—Br，属于极性键，A错误；As形成3个σ键、有1个孤电子对，故价层电子对数为4，中心原子采取sp3杂化，B正确；该分子空间结构为三角锥形，键角小于120°，C、D错误。
5.(2025·江苏各地模拟重组)下列说法不正确的是(　　)
A.H2NOH中O原子的轨道杂化类型为sp杂化
B.PBr3中P原子的轨道杂化类型为sp3杂化
C.已知GaN成键结构与金刚石相似，其晶胞结构如图：，GaN晶体中所有原子均采取sp3杂化
D.NCl3中N原子的轨道杂化类型为sp3杂化
答案　A
解析　A项，H2NOH中O为单键，O原子的轨道杂化类型为sp3杂化，错误；B项，PBr3中P原子价层电子对数为3+=4，则P原子的轨道杂化类型为sp3杂化，正确；C项，由晶胞结构判断，与N原子相连的Ga原子有4个，与Ga原子相连的N原子也有4个，因此GaN晶体中所有原子均采取sp3杂化，正确；D项，NCl3分子中含有3个σ键，且孤电子对数为1，根据价层电子对互斥理论，N原子的轨道杂化类型为sp3杂化，正确。
6.(2025·广西，4)硅胶可由原硅酸(H4SiO4)脱水缩合制得，如图。
下列说法正确的是(　　)
A.Cl-的电子式为
B.Co的中子数为27
C.硅胶中O采取sp2杂化
D.Si的空间结构为正四面体
答案　D
解析　Cl-核外含有18个电子，电子式应为，A错误；Co的中子数=质量数-质子数=59-27=32，B错误；硅胶中O原子形成2个单键，且含有2个孤电子对，O的价层电子对数为4，杂化方式为sp3，C错误；Si中Si的价层电子对数为4+=4，且不含孤电子对，空间结构为正四面体，D正确。
7.关于BF3、NH3、H2S、O3、CH3COOH、SOCl2等分子，下列说法正确的是(　　)
A.所有分子都只存在σ键，不存在π键
B.SOCl2分子中S原子为sp2杂化
C.NH3与BF3的VSEPR模型和分子的空间结构均不同
D.H2S、O3分子的空间结构均为直线形
答案　C
解析　根据原子的成键规律推测，SOCl2的结构式为，硫原子和氧原子间有π键，S原子的价层电子对数为4，S原子为sp3杂化，A、B错误；NH3中氮原子的价层电子对数为4，含有1个孤电子对，其VSEPR模型为四面体形，分子的空间结构为三角锥形；BF3中B原子的价层电子对数为3，不含孤电子对，其VSEPR模型和分子空间结构均为平面三角形，C正确；H2S分子中S原子价层电子对数为4，含有2个孤电子对，则H2S分子空间结构为V形；O3分子中O原子价层电子对数为2+=3，有1个孤电子对，则O3分子呈V形，D错误。
8.(2025·泰州中学阶段检测)下列关于ClO2、Cl和Cl的说法正确的是(　　)
A.ClO2属于共价化合物
B.Cl中含有非极性键
C.Cl的空间结构为平面三角形
D.Cl与Cl的键角相等
答案　A
解析　ClO2分子中，Cl和O之间通过共用电子对连接在一起，故ClO2属于共价化合物，A正确；Cl的中心原子是Cl原子，Cl原子和O原子之间以极性共价键结合，B错误；Cl的中心原子Cl原子的价层电子对数是3+=3+1=4，含有1个孤电子对，空间结构为三角锥形，C错误；Cl的中心原子Cl原子的价层电子对数是2+=2+2=4，含有2个孤电子对，空间结构为V形，Cl含有1个孤电子对，空间结构为三角锥形，则键角：Cl>Cl，D错误。
9.下列关于N、O、F及其相关微粒的说法错误的是(　　)
A.N、OF2、NF3的键角大小顺序为>NF3>OF2
B.基态N3-、O2-、F-核外电子空间运动状态均为5种
C.N、O、F三种元素形成的单质分子均为非极性分子
D.N、的VSEPR模型相同，均为平面三角形
答案　C
解析　N、OF2、NF3中心原子杂化方式分别为sp、sp3、sp3，是直线形分子，键角是180°，NF3分子中的中心N原子上有1个孤电子对，OF2中的中心O原子上有2个孤电子对，由于孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对间的排斥作用，导致键角减小，故键角由大到小的顺序为N>NF3>OF2，A正确；N3-、O2-、F-三种离子均为10电子微粒，核外电子排布式均为1s22s22p6，故基态离子的核外电子空间运动状态均为5种，B正确；O3为极性分子，C错误；N和N中N原子杂化方式均为sp2，VSEPR模型相同，均为平面三角形，D正确。
10.下表中各粒子对应的空间结构及解释均正确的是(　　)
选项 粒子 空间结构 解释
A 氨基负离子(N) 直线形 N原子采取sp杂化
B 二氧化硫 V形 S原子采取sp3杂化
C 碳酸根离子(C) 三角锥形 C原子采取sp3杂化
D 乙炔(C2H2) 直线形 C原子采取sp杂化且C原子的价电子均参与成键
答案　D
解析　N中N原子的价层电子对数为2+=4，孤电子对数为2，采取sp3杂化，空间结构为V形，故A错误；SO2中S原子的价层电子对数为2+=3，孤电子对数为1，采取sp2杂化，空间结构为V形，故B错误；C中C原子的价层电子对数为3+=3，孤电子对数为0，采取sp2杂化，空间结构为平面三角形，故C错误。
11.CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2均为常见的燃料，关于这三者的结构与性质，下列说法错误的是(　　)
A.CH3OH的电子式为
B.N2H4的空间结构为平面形
C.CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2都易溶于水
D.CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N的杂化方式相同
答案　B
解析　甲醇可看成是甲烷中的一个氢原子被羟基取代得到的，CH3OH的电子式为，A正确；N2H4中N原子的杂化方式为sp3，空间结构不是平面形，B错误；CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2都能和水分子形成氢键，都易溶于水，C正确；CH3OH为四面体结构，—OH结构类似于水的结构，(CH3)2NNH2的结构简式为，两者分子中C、O、N的杂化方式均为sp3，D正确。
12.下列说法不正确的是(　　)
A.SO2的VSEPR模型为
B.NH3与H3O+的空间结构相同
C.键角：NH3>H2O的原因是N—H、O—H键长逐渐减小，成键电子对的斥力逐渐减小
D.中O—C—O的键角大于C—S—H的键角
答案　C
解析　NH3的空间结构为三角锥形，H3O+中O的价层电子对数为3+=4，故其空间结构也为三角锥形，B正确；NH3和H2O的中心原子均为sp3杂化，N原子上有1个孤电子对，O原子上有2个孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力大，键角：NH3>H2O，解释错误，C错误；O—C—O中C是sp2杂化，C—S—H中S是sp3杂化，所以O—C—O的键角大于C—S—H的键角，D正确。
13.BeCl2是共价分子，可以以单体、二聚体和多聚体形式存在，三者结构简式依次为Cl—Be—Cl、、。其单体、二聚体和多聚体中Be的杂化轨道类型依次为(　　)
A.sp3、sp2、sp B.sp2、sp、sp3
C.sp2、sp3、sp D.sp、sp2、sp3
答案　D
解析　Cl—Be—Cl中Be原子形成2个Be—Cl，没有孤电子对，杂化轨道数目为2，杂化轨道类型为sp杂化；中Be原子形成3个Be—Cl，没有孤电子对，杂化轨道数目为3，杂化轨道类型为sp2杂化；中Be原子形成4个Be—Cl，没有孤电子对，杂化轨道数目为4，杂化轨道类型为sp3杂化，故选D。
14.(16分)(1)[2024·重庆，15(1)节选]KNO2中，的空间结构为　　　　。
(2)[2024·浙江1月选考，17(3)①节选]H2N—NH2+H+H2，其中—NH2的N原子杂化方式为　　　　　　　。
(3)[2024·北京，15(2)]SnCl2和SnCl4是锡的常见氯化物，SnCl2可被氧化得到SnCl4。
①SnCl2分子的VSEPR模型名称是　　　　。
②SnCl4的Sn—Cl键是由锡的　　　　轨道与氯的3p轨道重叠形成σ键。
(4)[2024·海南，19(2)]C()分子中，两个H—N—S键角均为117°，S—N—S键角为126°，N的原子轨道杂化类型为　　　　。
(5)[2021·全国甲卷，35(1)节选]SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为　　　。SiCl4可发生水解反应，机理如下：
含s、p、d轨道的杂化类型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2，中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为　　　　(填标号)。
答案　(1)V形　(2)sp3　(3)①平面三角形　②sp3杂化　　(4)sp2　(5)sp3　②　
解析　(5)根据SiCl4的结构式可知，Si的价层电子对数为4，故Si采取sp3杂化；根据SiCl4(H2O)的结构式可知Si的价层电子对数为5，采取sp3d杂化。

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