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(共58张PPT)
[学习目标]
1.能够利用价电子对互斥理论预测分子或离子的空间结构。
2.会根据杂化轨道理论解释分子或离子的空间结构。
3.会比较键角大小和判断中心原子的杂化类型。
4.能根据杂化轨道理论,分析大π键的形成方式。
1.理论要点
杂化轨道是原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成新的原子轨道的过程,形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。
2.三种杂化轨道
(1)杂化轨道类型
四面体
直线
平面三角形
(2)杂化轨道数目的判断
杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对,所以有关系式:杂化轨道数目=中心原子上的孤电子对数+中心原子的σ键电子对数=中心原子的价电子对数。
3.VSEPR模型与微粒空间结构的关系
实例 价电子
对数 σ键电子
对数 孤电子
对数 中心原子杂化
轨道类型 VSEPR
模型 分子(离子)
空间结构
BeCl2 2 2 0 sp ______ _______
CO2
BF3 3 3 0 _____ _______
_______ __________
SO2 2 1 _______
CH4 4 4 0 ____ _____
_____ __________
NH3 3 1 __________
H2O 2 2 ______
直线形
直线形
平面
三角形
平面三角形
角形
sp2
sp3
四面
体形
正四面体形
三角锥形
角形
3.VSEPR模型与微粒空间结构的关系
实例 价电子
对数 σ键电子
对数 孤电子
对数 中心原子杂化
轨道类型 VSEPR
模型 分子(离子)
空间结构
___ ___ __ ____ ______
______ __________
__ __ __ ____ ______
______ ___________
3
4
3
4
sp2
sp3
平面
三角形
四面
体形
平面三角形
正四面体形
0
0
4.等电子原理
(1)含义:原子总数相同且价电子总数相等的分子或离子互为等电子体。
(2)特点:等电子体具有相同的空间结构和相同的化学键类型等结构特征。
(3)确定等电子体的方法
同主族元素代换或同周期相邻元素替换,交换过程中要注意电荷的变化。
[正误辨析]　正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)有多少个原子轨道发生杂化就形成多少个杂化轨道。( )
(2)BF3中硼原子的杂化类型与苯中碳原子的杂化类型相同。( )
(3)只要分子结构为平面三角形,中心原子均为sp2杂化。( )
(4)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。( )
√
√
√
√
1.(2025·辽阳市一模)稀有气体能与电负性较大的原子作用生成稀有气体化合物,XeF2的价层电子对排列方式如图所示。Xe 的杂化类型为(　　)
C
A.sp B.sp3
C.sp3d D.sp3d2
2.(2025·长沙市第一中学一模)煅烧胆矾可得三氧化硫,液态三氧化硫有单分子SO3和三聚体(SO3)3两种形式;固态三氧化硫易升华,易溶于水,主要以三聚体和无限长链(SO3)n两种形式存在。下列说法不正确的是(　　)
D
A.SO3中心原子为sp2杂化,空间结构为平面三角形
B.环状(SO3)3中硫原子的杂化轨道类型为sp3
C.单分子SO3和链状(SO3)n均是分子晶体
D.链状(SO3)n中sp3杂化的氧为3n个
判断中心原子杂化类型的方法
(1)根据杂化轨道的空间结构
①直线形—sp,②平面三角形—sp2,③四面体形—sp3。
(2)根据杂化轨道间的夹角
①109°28'—sp3,②120°—sp2,③180°—sp。
(3)利用价电子对数确定三种杂化类型(适用于中心原子)
[归纳总结]
[归纳总结]
1.理论要点
(1)价电子对互斥理论认为,分子的空间结构是中心原子周围的“价电子对”相互排斥的结果。
(2)VSEPR的“价电子对”是指分子中的中心原子与结合原子间的σ键电子对和中心原子上的孤电子对。
2.中心原子价电子对数的计算
用价电子对互斥理论推测分子的空间结构的关键是判断分子中的中心原子上的价电子对数。
2
4
[示例]计算下列微粒中心原子的价电子对数
微粒 AsH3 H3O+ H2Se
价电子对数 ___ ___ ___ ___
微粒 SO2 BF3 XeF2
价电子对数 ___ ___ ___
4
4
4
3
3
3
5
3.中心原子的价电子对数与分子空间结构之间的关系
价电子
对数 σ键数 孤电子
对数 VSEPR
模型 分子(或离子)
空间结构
2 2 0 直线形 ______形
3 3 0 平面
三角形 _________形
2 1 _______形
4 4 0 四面
体形 _______形
3 1 _______形
2 2 _____形
直线
平面三角
角
四面体
三角锥
角
[正误辨析]　正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)六氟化硫分子空间结构呈正八面体形,其中心原子的价电子对数为4。( )
为四角锥结构,中心原子I没有孤电子对。( )
(3)XeF2的中心原子价电子对数为6。( )
(4)价电子对互斥理论中,π键电子对数不计入中心原子的价电子对数。( )
(5)VSEPR理论认为VSEPR模型与分子的空间结构相同。( )
×
×
×
√
×
B
B
错误
错误
错误
正确
1.(2025·黑吉辽、内蒙古卷)Cl2O可用于水的杀菌消毒,遇水发生反应:Cl2O+H2O==== 2HClO。下列说法正确的是(　　)
A.反应中各分子的σ键均为p p σ键
B.反应中各分子VSEPR模型均为四面体形
C.Cl—O键长小于H—O键长
D.HClO分子中Cl的价电子层有2个孤电子对
B
B
sp2
4　
sp3
[夯基固本练]
B
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3
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4
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2.下列关于原子杂化类型的说法中,正确的是(　　)
A.晶体硅和石英(SiO2)晶体中的硅原子均采用sp3杂化
B.CH3—CH3中的两个碳原子与BF3中的硼原子均采用sp2杂化
C.BeCl2中的铍原子与H2O中的氧原子均采用sp杂化
D.CO2中的碳原子与C2H4中的两个碳原子均采用sp杂化
A
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解析　CH3—CH3中的两个碳原子采用sp3杂化,B错误;H2O中的氧原子采用sp3杂化,C错误;C2H4中的两个碳原子采用sp2杂化,D错误。
C
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4.BeCl2是共价分子,可以以单体、二聚体和多聚体形式存在,三者结构简式依次如图所示。其单体、二聚体和多聚体中Be的杂化轨道类型依次为(　　)
Cl—Be—Cl、 、
D
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A.sp3、sp2、sp B.sp2、 sp、sp3
C.sp2、sp3、sp D.sp、sp2、sp3
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解析　Cl—Be—Cl中Be原子形成2个Be—Cl键,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键,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键,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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A
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6.缺电子化合物是指电子数不符合路易斯结构(路易斯结构是通过共用电子使原子价电子数达到8,氢原子达到2所形成的稳定分子结构)要求的一类化合物。下列说法正确的(　　)
A.NH3、BF3、C2H2均为缺电子化合物
B.NH3的键角大于BF3的键角
C.BF3与NH3化合反应产物中,B和N的杂化方式相同
D.NH3和BF3都是极性分子
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C
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解析　BF3是缺电子化合物,NH3和C2H2均不是缺电子化合物,A错误;NH3是三角锥形,键角约为107.3°,BF3是平面三角形结构,键角120°,B错误;BF3与NH3发生化合反应时,B提供空轨道,N提供孤电子对,形成配位键,B和N均为sp3杂化,C正确;根据价电子对互斥理论可知NH3是三角锥形结构,BF3是平面正三角形结构,故NH3是极性分子,BF3是非极性分子,D错误。
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7.下列分子或离子的VSEPR模型名称及空间结构均正确的是(　　)
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B
选项 分子或离子 VSEPR模型名称 分子或离子
的空间结构
A H2Se 角形 角形
B 四面体形 三角锥形
C PCl3 四面体形 平面三角形
D BBr3 平面三角形 三角锥形
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8.(2025·邢台市名校协作一模)硫的化合物有很多,如SO2、SO3、Na2SO4、Na2SO3、(SO3)3等,(SO3)3的结构如图所示。下列说法正确的是(　　)
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A
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9.(2025·泰州市联盟五校期中)已知O2在一定条件下能有效去除烟气中的SO2、NO,可能的反应机理如图所示,下列说法正确的是(　　)
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A
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[素养提升练]
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11.回答下列问题:
(1)《中华本草》等中医典籍中,记载了炉甘石(ZnCO3)入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中,阴离子空间结构为　　　 　,C原子的杂化方式为　 　　　。
(2)根据价电子对互斥理论,H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价电子对数不同于其他分子的是　　　　。
(3)亚砷酸(H3AsO3)分子中,中心原子砷的VSEPR模型是　　　　　　,砷原子杂化方式为　　　。
(4)磷酸根离子的空间结构为　　　,其中P的价电子对数为　　 　,杂化轨道类型为　　　。
平面三角形
　sp2　
H2S
四面体形
sp3　
sp3
正四面体
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(5)在5 氨基四唑( )中所含元素的电负性由大到小的顺序为　 　　,其中
N原子的杂化类型为　　 　;在1 mol 5 氨基四唑中含有的σ键数目为　　　。
9NA
N>C>H
　sp2、sp3　
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O==C==S
平面三角形
sp2　
直线形
sp
三角锥形
PCl3
sp2　
(5)SiCl4与N 甲基咪唑( )反应可以得到M2+,其结构如图所示:
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N 甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为　　　　,1个M2+中含有　　　　个σ键。
sp2、sp3　
54
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(5) 中甲基碳原子为饱和碳原子,是sp3杂化,环上碳原子为sp2杂化。
1个中含有54个σ键。
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