第二章第二节第2课时

1、其次章其次节 第 2 课时第 2 课时杂化轨道理论 学习目标定位 知道杂化轨道理论的基本内容，能依据杂化轨道理论确定简洁分子的立体构型；一、杂化轨道理论1. 用杂化轨道理论说明甲烷分子的形成在形成 ch 4 分子时，碳原子的一个 2s 轨道和三个 2p 轨道发生混杂，形成四个能量相等的sp3 杂化轨道；四个 sp3 杂化轨道分别与四个 h 原子的 1s 轨道重叠成键形成ch 4 分子，所以四个ch 键是等同的；碳原子的 sp3 杂化可表示如下：2. 轨道杂化与杂化轨道3. 杂化轨道类型及其立体构型 1sp 杂化sp 杂化： sp 杂化轨道是由一个 ns 轨道和一个np 轨道杂化而得； sp 杂

2、化轨道间的夹角为 180，第 45页呈直线形，如 becl 2 分子；sp 杂化后，未参与杂化的两个 np 轨道可以用于形成 键，如乙炔分子中的 cc 键的形成；2sp2 杂化sp2 杂化：sp2 杂化轨道是由一个 ns 轨道和两个np 轨道杂化而得；sp2 杂化轨道间的夹角为120，呈平面三角形，如 bf3 分子；sp2 杂化后，未参与杂化的一个 np 轨道可以用于形成 键，如乙烯分子中的 c=c 键的形成；3sp3 杂化sp3 杂化：sp3 杂化轨道是由一个 ns 轨道和三个np 轨 道杂 化而 得； sp3 杂 化 轨道 的 夹 角 为10928，呈空间正四周体形 如 ch 4、cf 4

3、、 ccl 4；sp3 杂化后，全部的 np 轨道都形成 键，不能形成 键；(1) 原子轨道的杂化过程(2) 杂化类型与分子的立体构型中 心原 子a的 杂化 类型a原成子参 与生 成键杂 化杂 化电的 轨轨 道子道数对数分子的的分孤立体 子电构型 式子对数实例结构式1 个 ssp1 个2psp21 个 s 2 个3p直线20形平面30三角形be cl 2bf3cl becl21v 形 so2sp31 个 s3 个4 p正四ch40面4体形三角 nh31锥形3h222v 形o例 1以下关于杂化轨道的说法错误选项 a. 并不是全部的原子轨道都参与杂化b. 同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化c.杂

4、化轨道能量集中，有利于坚固成键 d.杂化轨道中肯定有电子【考点】 杂化轨道理论【题点】 关于杂化轨道理论的懂得答案 d解析 参与杂化的原子轨道，其能量不能相差太大，如 1s 与 2s、2p 的能量相差太大，不能形成杂化轨道，即只有能量相近的原子轨道才能参与 杂化，故 a 、b 项正确；杂化轨道的电子云一头大一头小，成键时利用大的一头，可使电子云的 重叠程度更大， 形成坚固的化学键， 故 c 项正确； 并不是全部的杂化轨道中都会有电子，也可以是 空轨道，也可以有一对孤电子对如 nh 3、h2o的形成，故 d 项错误；例 2有关杂化轨道的说法不正确选项 a. 杂化前后的轨道数不变，但轨道的外形发生

5、了转变b. sp3、sp2、sp 杂化轨道的夹角分别为 10928、 120、180c. 四周体形、三角锥形、 v 形分子的结构可以用sp3 杂化轨道说明d. 杂化轨道全部参与形成化学键【考点】 杂化轨道理论【题点】 关于杂化轨道理论的懂得答案 d解析 杂化轨道用于形成 键和容纳孤电子对；二、杂化类型及分子构型的判定1. 杂化轨道的用途及其类型的判定1用途：杂化轨道只能用于形成 键或者用来容纳孤电子对，而两个原子之间只能形成一个 键；2判定方法： 杂化轨道数中心原子孤电子对数中心原子结合的原子数，再由杂化轨道数判定杂化类型；2. 杂化轨道的立体构型与微粒的立体构型vsepr 模型和杂化轨道的立

6、体构型是一样的，略去 vsepr 模型中的孤电子对， 就是分子 或离子的立体构型；代表物项目h2co 2ch 2och 4so2nh 3o234344234344spsp2sp3sp2sp3sp3价层电子对数杂化轨道数 杂化类型杂化轨道立体构型vsepr模型分子构型直平面三线角形形直平面线三角形形直 平面三线角形平四面正四周四周 面三体形体形 体角形形平四面正四四周 面三面体形体形 体角形形正四周三角v v 形体形锥形 形形杂化类型的判定方法(1) 利用价层电子对互斥理论、 杂化轨道理论判定分子构型的思路：价层电子对 判定 杂化轨道数 判定杂化类型判定 杂化轨道构型；(2) 依据杂化轨道之间的

7、夹角判定： 如杂化轨道之间的夹角为 109 28 ，就中心原子发生 sp3 杂化；如杂化轨道之间的夹角为 120 ，就中心原子发生sp2 杂化；如杂化轨道之间的夹角为180，就中心原子发生 sp 杂化；(3) 有机物中碳原子杂化类型的判定： 饱和碳原子实行 sp3 杂化，连接双键的碳原子实行 sp2 杂化， 连接三键的碳原子实行sp 杂化；例 32021 深州中学期中 以下分子中中心原子的杂化方式和分子的立体构型均正确选项4a.c 2h 2：sp2、直线形 b.so2 ： sp3、三角锥形32c.h 3o： sp 、v 形 d. bf 3： sp、平面三角形【考点】 分子立体构型的综合【题点】

8、 杂化轨道理论的综合应用答案 d2解析 乙炔的结构式为 hcch ，每个碳原子价层电子对个数是 2 且不含孤电子对，所以 c 原子采纳 sp 杂化，为直线形结构； so4中，价层电子对数 4，孤电子对数为 0，实行 sp3 杂化， 为正四周体形； h3o离子中价层电子对 314，所以中心原子原子轨道为 sp3 杂化，该离子中含有一个孤电子对，所以其立体构型为三角锥形； bf3 分子中硼原子价层电子对数 303，杂化轨道数为 3，孤电子对数为 0，所以其立体构型为平面三角形；例 4运算以下各微粒中心原子的杂化轨道数， 判定中心原子的杂化轨道类型，写出vsepr 模型名称；1cs2 、 、 ；2n

9、h 4 、 、 ；(3) h 2o、；(4) pcl 3 、 、 ；(5) bcl 3 、 、 ；【考点】 杂化轨道理论的应用【题点】 杂化轨道理论的综合应用答案 12 sp 直线形 24 sp3 正四周体形 34 sp3 四周体形 44 sp3 四周体形53 sp2 平面三角形杂化轨道类型vsepr模型典型 立体构分子型spco 2直线形sp2so2v 形sp3h 2ov 形平面三sp2so3sp3nh 3sp3ch 4角形三角锥形正四周体形1.能正确表示 ch 4 中碳原子的成键方式的示意图为【考点】 杂化轨道理论【题点】 关于杂化轨道理论的懂得答案 d解析 碳原子的 2s 轨道与 2p

10、轨道形成 4 个等性的杂化轨道，因此碳原子 4 个价电子分占在 4 个sp3 杂化轨道上，且自旋状态相同；2.2021 石室佳兴外国语学校月考 有关乙炔分子中的化学键描述不正确选项 a. 两个碳原子采纳 sp 杂化方式b. 两个碳原子采纳 sp2 杂化方式c. 每个碳原子都有两个未杂化的2p 轨道形成 键d. 两个碳原子形成两个 键【考点】 分子立体构型的综合【题点】 杂化轨道理论的综合应用答案 b解析 乙炔中每个碳原子价层电子对数是2 且不含孤电子对，所以碳原子采纳 sp 杂化， a 正确， b 错误；每个碳原子中两个未杂化的 2p 轨道肩并肩重叠形成 键， c 正确；两个碳原子之间形成1

11、个 键 2 个 键， d 正确；43. 原子轨道的杂化不但显现在分子中，原子团中 同样存在原子轨道的杂化；在so2 中 s 原子的杂化方式为 a.spb.sp2c.sp3d.无法判定【考点】 杂化轨道理论的应用【题点】 微粒中心原子杂化类型的判定答案 c4解析 在 so2中 s 原子的孤电子对数为 0，与其相连的原子数为 4，所以依据杂化轨道理论可推知中心原子 s 的杂化方式为 sp3 杂化，立体构型为正四周体形，类似于ch 4；4. 在 so2 分子中，分子的立体构型为 v 形， s 原子采纳 sp2 杂化，那么 so2 的键角 a. 等于 120b.大于 120c.小于 120d.等于 1

12、80【考点】 杂化轨道理论的应用【题点】 利用杂化轨道理论说明微粒的立体构型答案 c解析 由于 so2 分子的 vsepr 模型为平面三角形，从理论上讲其键角应为 120 ，但是由于 so2分子中的 s 原子有一对孤电子对，对其他的两个化学键存在排斥作用，因此分子中的键角要小于120；5. 以下关于原子轨道的说法正确选项 a. 杂化轨道形成共价键时，只能形成键不能形成 键b. 凡 ab 3 型的共价化合物， 其中心原子 a 均采纳sp3 杂化轨道成键c. 凡是中心原子实行 sp3 杂化轨道成键的分子， 其立体构型都是正四周体形d.ch 4 分子中的 sp3 杂化轨道是由 4 个 h 原子的1s

13、 轨道和 c 原子的 2p 轨道混合起来而形成的【考点】杂化轨道理论【题点】关于杂化轨道理论的懂得答案 a解析 中心原子实行 sp3 杂化，轨道外形是正四周体，但假如中心原子仍有孤电子对，分子的立 体构型就不是正四周体； ch 4 分子中的 sp3 杂化轨道是 c 原子的一个 2s 轨道与三个 2p 轨道杂化而成的； ab 3 型的共价化合物， a 原子可能实行sp2 杂化或 sp3 杂化；6.clo、clo 2 、clo3 、clo 4 中，中心原子 cl 都是以 sp3 杂化轨道方式与 o 原子成键， 就 clo 的立体构型是 ； clo2 的立体构型是 ； clo 3 的立体构型是；cl

14、o4 的立体构型是；【考点】 杂化轨道理论的应用【题点】 利用杂化轨道理论判定空间构型答案 直线形v 形 三角锥形正四周体形 解析 clo 的组成打算其立体构型为直线形； 其他 3 种离子的中心原子的杂化方式都为sp3 杂化，那么从离子的组成上看其立体构型依次类似 于 h2o、nh 3、ch 4或 nh 4 ；对点训练 题组一原子轨道杂化与杂化轨道1. 以下关于杂化轨道的表达正确选项 a. 杂化轨道可用于形成 键，也可用于形成 键b.杂化轨道可用来容纳未参与成键的孤电子对 c.nh 3 中 n 原子的 sp3 杂化轨道是由 n 原子的 3 个 p 轨道与 h 原子的 1 个 s 轨道杂化而成的

15、d.在乙烯分子中 1 个碳原子的 3 个 sp2 杂化轨道与3 个氢原子的 s 轨道重叠形成 3 个 c h 键【考点】 杂化轨道理论【题点】 关于杂化轨道理论的懂得答案 b解析 杂化轨道只用于形成 键或用来容纳未参与成键的孤电子对，不能用来形成键，故 b 正确， a 不正确； nh 3 中 n 原子的 sp3 杂化轨道是由 n 原子的 1 个 s轨道和 3 个 p 轨道杂化而成的， c 不正确； 在乙烯分子中， 1 个碳原子的 3 个 sp2 杂化轨道中的 2 个 sp2 杂化轨道与 2 个氢原子的 s 轨道重叠形成 2 个 ch 键，剩下的 1 个 sp2 杂化轨道与另一个碳原子的sp2

16、杂化轨道重叠形成 1 个 cc 键， d 不正确；2. 甲烷分子 ch 4失去一个 h ，形成甲基阴离子ch 3 ，在这个过程中，以下描述不合理的是a. 碳原子的杂化类型发生了转变b.微粒的外形发生了转变c.微粒的稳固性发生了转变d.微粒中的键角发生了转变【考点】 杂化轨道理论【题点】 关于杂化轨道理论的懂得答案 a解析 ch 4 为正四周体结构， 而 ch 3 为三角锥形结构，外形、键角、稳固性均发生转变，但杂化 类型不变，仍是 sp3 杂化；3. 以下关于价层电子对互斥理论及杂化轨道理论的表达不正确选项 a. 价层电子对互斥理论将分子分成两类：中心原子有孤电子对的和无孤电子对的b. 价层电

17、子对互斥理论既适用于单质分子，也适用于化合物分子c. sp3 杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和 p 轨道通过杂化形成的一组能量相近的新轨道d.ab 2 型共价化合物的中心原子 a 实行的杂化方式可能不同【考点】 杂化轨道理论【题点】 关于杂化轨道理论的懂得答案 b解析 在 vsepr 理论中，将分子分成了含孤电子对与不含孤电子对两种情形，明显分子的 vsepr 模型与立体构型可能相同 不含孤电子对的情形下 ，也可能不同 含孤电子对的情形下 ， a 项正确； vsepr 模型的讨论对象仅限于化合物分子，不适用于单质分子， b 项错误； ab 2 型共价化合物由于其中心原子具有的孤电子对

18、数和 键电子对数可能不同，就其实行的杂化方式也可能不同， d 项正确；题组二杂化轨道类型及其判定4. 在 brch=chbr分子中， cbr 键采纳的成键轨道是 a.sp-pb.sp2-sc.sp2-pd.sp3-p【考点】 杂化轨道理论的应用【题点】 关于杂化轨道理论的懂得答案 c解析 分子中的两个碳原子都是实行 sp2 杂化， 溴原子的价电子排布式为 4s24p5,4p 轨道上有一个单电子，与碳原子的一个 sp2 杂化轨道成键；5. bf3 是典型的平面三角形分子，它溶于氢氟酸或 naf 溶液中都形成 bf4 ，就 bf3 和 bf4 中 b原子的杂化轨道类型分别是 a.sp2、sp2b.

19、sp3、sp3c.sp2、sp3d.sp、sp2【考点】 杂化轨道理论的应用【题点】 微粒中心原子杂化类型的判定答案 c解析 bf3 中 b 原子的价层电子对数为 3，所以为 sp2 杂化， bf4 中 b 原子的价层电子对数为4，所以为 sp3 杂化；6. 以下分子所含原子中，既有 sp3 杂化，又有 sp2杂化的是 a. 乙醛b. 丙烯腈 c. 甲醛d. 丙炔【考点】 杂化轨道理论的应用【题点】 微粒中心原子杂化类型的判定答案 a解析 乙醛中甲基的碳原子实行sp3 杂化，醛基中的碳原子实行sp2 杂化；丙烯腈中碳碳双键的两个碳原子均实行 sp2 杂化，另一个碳原子实行sp 杂化；甲醛中碳原

20、子实行 sp2 杂化；丙炔中甲基的碳原子实行sp3 杂化，碳碳三键中两个碳原子均实行 sp 杂化；7.2021 曹妃甸一中期末 以下分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 a.so3 与 so2b.bf 3 与 nh 3 c.becl 2 与 scl2 d.h 2o 与 so2【考点】 杂化轨道理论的应用【题点】 微粒中心原子杂化类型的判定答案 a解析 so3 中 s 原子杂化轨道数为 3，实行 sp2杂化方式，so2 中s原子杂化轨道数为 3，实行 sp2杂化方式， a 正确； bf3 中 b 原子杂化轨道数为 3，实行 sp2 杂化方式， nh 3 中 n 原子杂化轨道数为 4，实行 sp

21、3 杂化方式， b 错误； becl 2 中 be 原子杂化轨道数为 2，实行 sp 杂化方式， scl2 中 s 原子杂化轨道数为 4，实行 sp3 杂化方式， c 错误；题组三杂化轨道类型与分子构型8.2021曹妃甸一中期末 已知 zn 2 的 4s 和 4p 轨道可以形成 sp3 型杂化轨道，那么zncl 2 的立4体构型为 a. 直线形b.平面正方形c.正四周体d.正八面体【考点】 杂化轨道理论的应用【题点】 利用杂化轨道理论判定立体构型答案 c9. 以下物质，中心原子的“杂化方式”及“分子立体构型”与 ch 2o甲醛相同的是 a.pcl 3b.nh 3c.ch 2br 2d.bf 3

22、【考点】 杂化轨道理论的应用【题点】 杂化轨道理论的综合应用答案 d解析 hcho 中 c 原子形成 2 个 ch 键、1 个c=o双键， c 原 子的价层电子对数 3 42 11223，且不含孤电子对，实行sp2杂化，分子立体构型为平面三角形； pcl 3 分子中p 原子价层电子对数是 4，且含有 1 个孤电子对， 故 p 原子实行 sp3 杂化，为三角锥形结构， a 错误； nh 3 分子中 n 原子价层电子对数是 4，且含有一个孤电子对，中心原子实行sp3 杂化，分子立体构型为三角锥形， b 错误；ch 2br 2 分子中的c 原子价层电子对数是 4，没有孤电子对，就c 原子实行 sp3

23、 杂化，分子立体构型为四周体形， c 错误； bf3 分子中 b 原子价层电子对数是 3，且不含孤电子对， b 原子实行 sp2 杂化，分子立体构型是平面三角形， d 正确；10. 以下微粒中中心原子的杂化方式和微粒的立体构型均正确选项 423a.c 2h 4：sp 、平面形b.so2 ： sp3、三角锥形 c.clo ： sp2、v 形d.no ：sp2、平面三角形【考点】 分子立体构型的综合【题点】 杂化轨道理论的综合应用答案 d解析 乙烯的结构式为，每个碳原子价层电子对个数是 3 且不含孤电子对， 所以 c 原子采用 sp2杂化，为平面形结构； so4中，中心原子2的价层电子对数为 4，

24、孤电子对数为 0，实行 sp3杂化，为正四周体形； clo 2 离子中价层电子对数224，所以中心原子原子轨道为 sp3 杂化， 该离子中含有两个孤电子对，所以其立体构型为 v 形； no 3 中价层电子对数 303，杂化轨道数为 3，孤电子对数为 0，所以其立体构型为平面三角形；题组四杂化轨道理论与分子立体构型的综合考查11. 以下关于 nh 4 、nh 3、nh 2 三种微粒的说法不正确选项 a. 三种微粒所含有的电子数相等b.三种微粒中氮原子的杂化方式相同c.三种微粒的立体构型相同d.键角大小关系： nh 4 nh 3nh 2【考点】 分子立体构型的综合考查【题点】 杂化轨道理论的综合应

25、用答案 c解析 nh 4 、nh 3、nh 2 含有的电子数均为 10， a 正确； nh 4 、nh 3、nh 2 三种微粒中氮原子的 杂化方式均为 sp3 杂化， b 正确； nh 4立体构型为正四周体形， nh 3 为三角锥形， nh 2 为 v 形， c 错误； nh 4 、nh 3、nh 2 三种微粒的键角大小 关系为 nh 4 nh 3nh 2 ，d 正确；12. 以下说法正确选项 a.ch 2cl 2 分子的立体构型为正四周体形b.h 2o 分子中氧原子的杂化轨道类型为sp2，分子的立体构型为 v 形c.co 2 分子中碳原子的杂化轨道类型为sp，分子的立体构型为直线形2d.so

26、3的立体构型为平面三角形【考点】 分子立体构型的综合【题点】 分子立体构型的综合考查答案 c解析 ch 4 中 4 个共价键完全相同，为正四周体形，ch 2cl 2 分子的 4 个共价键不完全相同， 所以分子的立体构型不是正四周体形， a 错误； h2o1分子中 o 原子的价层电子对数 22 6 124，为 sp3 杂化，含有 2 个孤电子对，分子的立体构型为 v 形，b 错误；co 2 中 c 原子的价层电子对数 2142 2 2，为 sp 杂化，分子22的立体构型为直线形， c 正确；so3中 s 原子的13价层电子对数 3 2623 2 4，为 sp杂化，含 1 对孤电子对，分子的立体构

27、型为三角锥形， d 错误；综合强化 13. 如图是甲醛分子的模型， 依据该图和所学化学学问回答以下问题：(1) 甲醛分子中碳原子的杂化方式是 ，作出该判定的主要理由是；(2) 以下是对甲醛分子中碳氧键的判定， 其中正确选项填序号 ；单键双键键 键 键和 键(3) 甲醛分子中 ch键与 c h 键间的夹角 填“”“ ”或“ ”120 ，显现该现象的主要原因是 ；答案1sp2 杂化甲醛分子的立体构型为平面三角形23碳氧双键中存在 键， 它对 ch 键的排斥作用较强解析 1原子的杂化轨道类型不同， 分子的立体构型也不同；由图可知， 甲醛分子为平面三角形， 所以甲醛分子中的碳原子实行 sp2 杂化；(2) 醛类分子中都含有 c=o 键，所以甲醛分子中的碳氧键是双键；一般来说，双键是 键和 键的组合；(3) 由于碳氧双键中存在 键，它对 ch 键的排斥作用较强，所以甲醛分子中 ch 键与 ch键间的夹角小于 120 ；14. 磷与氯气在肯定条件下反应，可以生成pcl3、pcl 5；(1) 写 出 磷 原 子 的 电 子 排 布 式 ： ；(2) pcl 3分 子 中 磷 原 子 采 用 的 杂 化 方 式 是 ，分子的立体构型为；(3) 磷原子在形成 pcl 5 分子时，除最外层 s、p 轨道参与杂化外， 其 3d 轨道也有 1 个参与了