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微专题2　分子的空间结构及判断方法
1．用价层电子对互斥理论判断
价层电子对互斥模型说明价层电子对的排斥作用对分子空间结构的影响，而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构，不包括孤电子对。
(1)当中心原子无孤电子对时，分子的空间结构与VSEPR模型一致。
(2)当中心原子有孤电子对时，分子的空间结构与VSEPR模型不一致。
2．用杂化轨道理论判断
杂化类型
杂化轨道数目
杂化轨道间夹角
分子的空间结构
实例
sp
2
180°
直线形
BeCl2、CH≡CH
sp2
3
120°
平面三角形
BF3、BCl3
sp3
4
109°28′
四面体形
CH4、CCl4、CH3Cl
3.用键角判断
分子类型
分子的空间结构
键角
键的极性
分子极性
实例
A2
直线形(对称)
—
非极性键
非极性
H2、O2、N2等
AB
直线形(不对称)
—
极性键
极性
HX、CO、NO等
ABA
直线形(对称)
180°
极性键
非极性
CO2、CS2等
V形(不对称)
—
极性键
极性
H2O、H2S等
AB3
平面三角形(对称)
120°
极性键
非极性
BF3、SO3等
三角锥形(不对称)
—
极性键
极性
NH3、PCl3等
AB4
正四面体形(对称)
109°28′
极性键
非极性
CH4、CCl4等
1．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　[sp2杂化轨道形成夹角为120°的平面三角形，①BF3为平面三角形且B—F夹角为120°；②C2H4中碳原子以sp2杂化，且未杂化的2p轨道形成π键；③同②相似；④乙炔中的碳原子为sp杂化；⑤NH3中的氮原子为sp3杂化；⑥CH4中的碳原子为sp3杂化。]
2．下列分子中，中心原子杂化类型相同，分子的空间结构也相同的是(　　)
A．BeCl2、CO2
B．H2O、SO2
C．SO2、CH4
D．NF3、CH2O
A　[根据价层电子对互斥理论可知，H2O中O原子的孤电子对数＝＝2，σ键电子对数为2，采取sp3杂化，故H2O为V形结构，SO2中S原子的孤电子对数＝＝1，σ键电子对数为2，采取sp2杂化，故SO2为V形结构，B项不符合题意；同样分析可知，BeCl2中Be原子采取sp杂化，BeCl2是直线形结构，CO2中C原子采取sp杂化，CO2是直线形结构，A项符合题意；SO2中S原子采取sp2杂化，SO2是V形结构，CH4中C原子采取sp3杂化，CH4是正四面体形结构，C项不符合题意；NF3中N原子采取sp3杂化，NF3是三角锥形结构，CH2O中C原子采取sp2杂化，CH2O是平面三角形结构，D项不符合题意。]
3．(双选)下列有关描述正确的是(　　)
A．NO为V形分子
B．ClO的空间结构为平面三角形
C．NO的VSEPR模型、空间结构均为平面三角形
D．ClO的VSEPR模型、空间结构不相同
CD　[NO中N原子的价层电子对数＝3＋×(5－2×3＋1)＝3，没有孤电子对，故A项错误，C项正确；ClO中氯原子的价层电子对数＝3＋×(7－3×2＋1)＝4，有1对孤电子对，VSEPR模型为四面体形而空间结构为三角锥形，B项错误，D项正确。]
4．已知某XY2分子属于V形分子，下列说法正确的是(　　)
A．X原子一定是sp2杂化
B．X原子一定是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　[若X原子无孤电子对，则它一定是直线形分子，若X有一对孤电子对或两对孤电子对，则XY2一定为V形分子，此种情况下X的原子轨道可能为sp2杂化，也可能是sp3杂化，A、B项错误，C项正确；若X有两对孤电子对，则该分子的VSEPR模型为四面体形，D项错误。]
5．硼砂是含结晶水的四硼酸钠。以硼砂为原料，可以得到BF3、BN和硼酸等重要化合物，请根据下列信息回答有关问题：
图1　　　　　　　
图2
(1)硼砂中阴离子Xm－(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图1所示，则在Xm－中，2号硼原子的杂化类型为________；m＝________(填数字)。
(2)BN中B的化合价为________，请解释原因：
_________。
(3)BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF的空间结构为________________；NaBF4的电子式为___________________。
[解析]　(1)根据图示可知，2号B原子的价层电子对数为3，且无孤电子对，故采取sp2杂化；根据图示可知，该阴离子的化学式为[H4B4O9]m－，其中H显＋1价，B显＋3价、O显－2价，所以m＝2。(2)由于电负性：N>B，所以BN中B显＋3价。(3)BF的空间结构为正四面体形，NaBF4的电子式为。
[答案]　
(1)sp2　2　
(2)＋3　N的电负性大于B的电负性
(3)正四面体形　
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