新教材高中化学第2章微粒间相互作用与物质性质第2节共价键与分子的空间结构第1课时分子空间结构的理论分析导学案鲁科版选择性必修2

第2节共价键与分子的空间结构第1课时分子空间结构的理论分析核心素养学业要求1．能将化学事实和微粒间相互作用相关理论模型进行关联和合理的匹配。2．能选取适当的证据从不同的视角分析问题，推出合理的结论；能描述和表示与微粒间相互作用有关的理论模型，指出模型表示的详细含义。1．能够用杂化轨道理论说明一些典型分子的空间结构。2．了解价电子对互斥理论，能预料某些分子或离子的空间结构。3．了解常见分子的空间结构。杂化轨道理论1．在外界条件影响下，原子内部eq\x(\s\up1(01))能量相近的原子轨道重新组合形成新的原子轨道的过程叫作eq\x(\s\up1(02))原子轨道的杂化。组合后形成的一组新的原子轨道叫作eq\x(\s\up1(03))杂化原子轨道。2．s轨道和p轨道杂化后，杂化轨道不仅变更了原有s轨道和p轨道的eq\x(\s\up1(04))空间取向，而且使它在与其他原子的原子轨道成键时eq\x(\s\up1(05))重叠的程度更大，形成的共价键eq\x(\s\up1(06))更坚固。3．有几个原子轨道参与杂化，杂化后就生成eq\x(\s\up1(07))几个杂化轨道。杂化轨道的能量eq\x(\s\up1(08))相同。4．几个典型的杂化类型(1)sp杂化一个s轨道和一个p轨道杂化形成eq\x(\s\up1(09))两个sp杂化轨道，夹角eq\x(\s\up1(10))180°，空间结构为eq\x(\s\up1(11))直线形。如eq\x(\s\up1(12))乙炔分子中的碳原子采纳sp杂化。(2)sp2杂化一个s轨道和两个p轨道杂化形成eq\x(\s\up1(13))三个sp2杂化轨道，夹角为eq\x(\s\up1(14))120°，空间结构为eq\x(\s\up1(15))平面三角形，如eq\x(\s\up1(16))乙烯分子中的碳原子采纳sp2杂化。(3)sp3杂化一个s轨道和三个p轨道杂化形成eq\x(\s\up1(17))四个sp3杂化轨道，夹角为eq\x(\s\up1(18))109°28′，空间结构为eq\x(\s\up1(19))正四面体形，如eq\x(\s\up1(20))甲烷分子中的碳原子采纳sp3杂化。5．苯分子的空间结构和大π键(1)依据杂化轨道理论，形成苯分子时每个碳原子的价电子原子轨道都发生了eq\x(\s\up1(21))sp2杂化，由此形成的eq\x(\s\up1(22))三个sp2杂化轨道在同一平面内，还有一个未参与杂化的2p轨道(如2pz)垂直于这个平面。(2)每个碳原子的两个eq\x(\s\up1(23))sp2杂化轨道分别与邻近的两个碳原子的sp2杂化轨道重叠形成σ键，于是六个碳原子组成一个正六边形的碳环；每个碳原子的另一个eq\x(\s\up1(24))sp2杂化轨道分别与一个氢原子的1s轨道重叠形成σ键。(3)每个碳原子上各有一个未参与杂化的垂直于碳环平面的2p轨道，这六个轨道以“eq\x(\s\up1(25))肩并肩”的方式相互重叠形成属于六个C原子的大π键。6．形成氨分子时，因为氮原子的2s和2p原子轨道发生的是sp3杂化，所以四个sp3杂化轨道在空间的分布呈eq\x(\s\up1(26))四面体形。又因为四个sp3杂化轨道中的一个轨道已有一对电子，只有另外三个轨道中的未成对电子可以与氢原子的1s电子配对成键，所以形成的氨分子的空间结构与甲烷分子的空间结构不同，呈eq\x(\s\up1(27))三角锥形。价电子对互斥理论1．价电子对互斥理论能比较简便地eq\x(\s\up1(01))定性预料分子的空间结构，其基本观点是：分子中的中心原子的价电子对——eq\x(\s\up1(02))成键电子对(bp)和eq\x(\s\up1(03))孤电子对(lp)由于相互eq\x(\s\up1(04))排斥作用，处于不同的eq\x(\s\up1(05))空间取向且尽可能趋向于eq\x(\s\up1(06))彼此远离。2．价电子对互斥理论能较便捷地预料分子的空间结构。若n个价电子对全部是成单键的电子对且没有孤电子对，为使价电子对之间的eq\x(\s\up1(07))斥力最小，价电子对应尽量eq\x(\s\up1(08))远离。因此当n＝2、3、4、5、6时，分子的空间结构分别为eq\x(\s\up1(09))直线形、eq\x(\s\up1(10))三角形、eq\x(\s\up1(11))四面体形、eq\x(\s\up1(12))三角双锥形和eq\x(\s\up1(13))八面体形。代表物质有二氯化汞、三氟化硼、四氯化碳、五氯化磷和六氟化硫。3．在乙醇分子中，羟基上的氧原子有eq\x(\s\up1(14))两对成键电子对和eq\x(\s\up1(15))两对孤电子对，价电子对共有eq\x(\s\up1(16))四个空间取向；氧原子价电子对相互排斥而远离，呈eq\x(\s\up1(17))四面体形，因此C—O—H呈eq\x(\s\up1(18))角形。在乙酸分子中，羧基上的碳原子的价电子对均为成键电子对，C=O上的成键电子对仅有eq\x(\s\up1(19))一个空间取向，因此碳原子的价电子对共有eq\x(\s\up1(20))三个空间取向，相互排斥而远离，因此部分呈eq\x(\s\up1(21))三角形。1．推断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)杂化前后的轨道数不变，但轨道的形态发生了变更。()(2)杂化轨道全部参与形成化学键。()(3)凡是中心原子实行sp3杂化轨道成键的分子其空间结构都是正四面体形。()(4)VSEPR模型可用来预料分子的空间结构。()(5)中心原子上的孤电子对也要占据中心原子四周的空间并参与相互排斥。()(6)分子中键角越大，价层电子对相互排斥力越大。()答案(1)√(2)×(3)×(4)√(5)√(6)×解析(2)杂化轨道可以部分参与形成化学键，如NH3中N发生sp3杂化，形成4个sp3杂化轨道，但只是3个杂化轨道参与形成化学键。(3)中心原子实行sp3杂化的分子，其VSEPR模型是正四面体形，但其空间结构不肯定是正四面体形，如H2O和NH3分子中中心原子均实行sp3杂化，但H2O是角形，NH3是三角锥形。(6)分子中键角越大，价层电子对相互排斥力越小。2．有关苯分子的说法不正确的是()A．苯分子中C原子均以sp2杂化方式成键，形成夹角为120°的三个sp2杂化轨道，故为正六边形的碳环B．每个碳原子还有一个未参与杂化的2p轨道，垂直于碳环平面，相互交盖，形成大π键C．大π键中6个电子被6个C原子共用，故称为6中心6电子大π键D．苯分子中共有六个原子共面，六个碳碳键完全相同答案D解析苯分子中六个碳原子、六个氢原子共十二个原子共平面。3．在中，中间的碳原子和两边的碳原子分别采纳的杂化方式是()A．sp2sp2 B．sp3sp3C．sp2sp3 D．spsp3答案C解析中碳原子形成了3个σ键，所以须要形成3个杂化轨道，即采纳sp2杂化方式；—CH3中碳原子形成4个σ键，需形成4个杂化轨道，即采纳sp3杂化方式。4．下列说法中正确的是()A．PCl3分子是三角锥形，这是因为P原子是以sp2杂化的结果B．sp3杂化轨道是由随意的1个s轨道和3个p轨道杂化形成的四个sp3杂化轨道C．凡中心原子实行sp3杂化的分子，其VSEPR模型都是四面体形D．AB3型的分子空间结构必为平面三角形答案C解析PCl3分子的中心原子P含有3个成键电子对和1个孤电子对，属于sp3杂化，空间结构为三角锥形，A错误；能量相近的s轨道和p轨道形成杂化轨道，则sp3杂化轨道是能量相近的1个s轨道和3个p轨道杂化形成的四个sp3杂化轨道，B错误；凡中心原子实行sp3杂化的分子，其VSEPR模型都是四面体形，而分子的空间结构还与含有的孤电子对数有关，C正确；AB3型的分子空间结构与中心原子的孤电子对数也有关，如BF3中B原子没有孤电子对，为平面三角形，NH3中N原子有1个孤电子对，为三角锥形，故D错误。探究一杂化轨道理论为什么甲烷分子具有正四面体的空间结构？提示：在形成CH4分子时，碳原子的一个2s轨道和三个2p轨道发生杂化，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CH4分子，所以四个C—H键是等同的。可表示为故CH4是正四面体的空间结构。1．杂化轨道理论四要点(1)能量相近原子在成键时，同一原子中能量相近的原子轨道可重新组合成杂化轨道。(2)数目不变形成的杂化轨道数与参与杂化的原子轨道数相等。(3)成键实力增加杂化变更原有轨道的形态和伸展方向，使原子形成的共价键更坚固。(4)排斥力最小杂化轨道为使相互间的排斥力最小，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向不同。2．杂化轨道类型的推断方法(1)依据杂化轨道之间的夹角推断：若杂化轨道之间的夹角为109°28′，则中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120°，则中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180°，则中心原子发生sp杂化。(2)依据分子(或离子)的空间结构推断①正四面体形→中心原子为sp3杂化；三角锥形→中心原子为sp3杂化；②平面三角形→中心原子为sp2杂化；③直线形→中心原子为sp杂化。3．杂化轨道类型与分子空间结构的关系(1)当杂化轨道全部用于形成σ键时杂化类型spsp2sp3参与杂化的原子轨道及数目s111p123杂化轨道数目234杂化轨道间的夹角180°120°109°28′空间结构直线形平面三角形正四面体形实例BeCl2、HgCl2、CO2、CS2BCl3、BF3、BBr3CF4、SiCl4、SiH4(2)当杂化轨道中有未参与成键的孤对电子时，由于孤对电子的排斥作用，会使分子的空间结构与杂化轨道在空间的分布不同，如H2O和NH3，O与N的杂化类型都为sp3杂化，孤电子对数分别为2、1，分子空间结构分别为角形、三角锥形。对于ABm型分子、中心原子的杂化轨道数可以这样计算。杂化轨道数n＝eq\f(中心原子价电子数＋配位原子供应的价电子数,2)。其中配位原子中，卤素原子、氢原子供应1个价电子，硫原子、氧原子不供应价电子，即供应价电子数为0。例如：代表物杂化轨道数杂化轨道类型CO2eq\f(1,2)×(4＋0)＝2spCH2Oeq\f(1,2)×(4＋2＋0)＝3sp2CH4eq\f(1,2)×(4＋4)＝4sp3SO2eq\f(1,2)×(6＋0)＝3sp2NH3eq\f(1,2)×(5＋3)＝4sp3H2Oeq\f(1,2)×(6＋2)＝4sp31．能正确表示CH4中碳原子的成键方式的示意图为()A. B.C. D.答案D解析碳原子的2s轨道与2p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．有关杂化轨道的说法不正确的是()A．杂化轨道全部参与形成化学键B．杂化前后的轨道数不变，但轨道的形态发生了变更C．sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28′、120°、180°D．部分四面体形、三角锥形、角形分子的结构可以用sp3杂化轨道说明答案A解析杂化轨道用于形成σ键和容纳孤电子对。(1)sp杂化和sp2杂化的两种形式中，原子还有未参与杂化的p轨道，可用于形成π键，而杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤对电子。(2)杂化轨道成键时，要满意能量最低原理，各轨道电子之间排斥力大小确定键的方向，即确定杂化轨道间的夹角。由于键角越大化学键之间的排斥力越小，对sp杂化来说，当键角为180°时，其能量最小，所以sp杂化轨道成键时分子呈直线形；对sp2杂化来说，当键角为120°时，其能量最小，所以sp2杂化轨道成键时，分子呈平面三角形。由于杂化轨道类型不同，杂化轨道间夹角也不相同，其成键时键角也就不相同，故杂化轨道的类型与分子的空间结构有关。(3)杂化轨道的夹角与成键轨道的夹角大小不肯定相等。如NH3、H2O的中心原子均为sp3杂化，但由于中心原子有孤对电子及其数目不同，使得成键轨道的夹角小于杂化轨道的夹角。探究二价电子对互斥理论价电子对互斥理论模型与分子的空间结构是否一样？提示：价电子对互斥理论模型说的是价电子对的空间结构，而分子的空间结构指的是成键电子对空间结构，不包括孤电子对。①当中心原子无孤电子对时，两者的结构一样；②当中心原子有孤电子对时，两者的结构不一样。1．基本观点分子中的中心原子的价电子对——成键电子对和孤电子对由于相互排斥作用，处于不同的空间取向且尽可能趋向于彼此远离。2．空间结构(n个成键电子对全部是成单键的电子对且没有孤电子对)ABn价电子对数空间结构模型分子的空间结构键角n＝22直线形180°n＝33平面三角形120°n＝44正四面体形109°28′n＝55三角双锥形90°、120°n＝66正八面体形90°3．价电子对互斥理论模型与分子空间结构的关系价电子对互斥理论模型说的是价电子对的空间结构，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，二者的结构一样；(2)当中心原子有孤电子对时，二者的结构不一样。杂化类型价层电子对数成键电子对数孤电子对数价电子对空间结构分子的空间结构实例sp220直线形直线形HgCl2、BeCl2sp2321平面三角形角形SO2330平面三角形平面三角形BF3、SO3sp3422四面体形角形H2O431四面体形三角锥形NH3440正四面体正四面体CH4留意：价电子对数(1)成键电子对数：由分子式确定，等于与中心原子成键的原子数。(2)中心原子上的孤电子对数：中心原子上的孤电子对数＝eq\f(1,2)×(中心原子的价电子数－与中心原子结合的原子未成对电子数之和)4．价电子对之间的斥力的大小规律(1)电子对之间的夹角越小，排斥力越大。(2)由于成键电子对受两个原子核的吸引，所以电子云比较紧缩，而孤电子对只受到中心原子的吸引，电子云比较“肥大”，对邻近电子对的斥力较大，所以电子对之间斥力大小依次如下：孤电子对—孤电子对>孤电子对—成键电子>成键电子—成键电子。(1)等电子体原理化学通式相同，价电子总数相等的分子或离子互为等电子体，具有相同的空间结构。(2)常见的等电子体类型实例空间结构双原子10价电子N2、CO、NO＋、Ceq\o\al(2－,2)、CN－直线形三原子16价电子CO2、CS2、N2O、CNO－、NOeq\o\al(＋,2)、Neq\o\al(－,3)、SCN－、BeCl2直线形三原子18价电子NOeq\o\al(－,2)、O3、SO2角形四原子24价电子NOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)、BOeq\o\al(3－,3)、SiOeq\o\al(2－,3)、BF3、SO3平面三角形四原子26价电子NF3、PCl3、NCl3、SOeq\o\al(2－,3)三角锥形五原子8价电子CH4、NHeq\o\al(＋,4)、SiH4正四面体形五原子32价电子SiF4、CCl4、BFeq\o\al(－,4)、SOeq\o\al(2－,4)、POeq\o\al(3－,4)(3)找等电子体的方法①同周期左右替换法，如O3和NOeq\o\al(－,2)、N2O和Neq\o\al(－,3)等。②同主族上下替换法，如SO2和O3、BF3和AlCl3等。3．依据价电子对互斥理论及原子的杂化轨道理论推断，NF3分子的空间结构和中心原子的杂化方式为()A．直线形、sp杂化 B．平面三角形、sp2杂化C．三角锥形、sp2杂化 D．三角锥形、sp3杂化答案D解析NF3分子中N原子价电子对数＝eq\f(5＋3,2)＝4eq\o(→,\s\up7(价电子对),\s\do5(互斥理论))N原子价电子对空间结构为四面体形eq\o(→,\s\up7(N原子上的孤电子对数＝1))NF3为三角锥形；NF3分子中，N原子杂化轨道数为4eq\o(→,\s\up7(杂化轨道),\s\do5(理论))N原子杂化轨道(sp3杂化)。4．用价电子对互斥理论(VSEPR)可以预料很多分子或离子的空间结构，有时也能用来推想键角大小。下列推断正确的是()A．SO2、CS2、HI都是直线形的分子B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°C．COCl2、BF3、SO3都是平面三角形的分子D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子答案C解析SO2是角形分子，CS2、HI是直线形的分子，A错误；BF3键角为120°，是平面三角形结构，而Sn原子价电子数是4，在SnBr2中两个价电子与Br形成共价键，还有一对孤对电子，对成键电子有排斥作用，使键角小于120°，B错误；COCl2、BF3、SO3都是平面三角形的分子，C正确；PCl3、NH3都是三角锥形的分子，而PCl5是三角双锥形结构，D错误。(1)依据价电子对互斥理论分析分子或离子空间结构，关键是分析分子或离子中的中心原子的成键电子对数和孤电子对数。(2)中心原子的价电子对数等于中心原子的杂化轨道数。价电子对数目234中心原子杂化方式spsp2sp3本课小结eq\a\vs4\al\co1(分子空间,结构的理,论分析)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al\co1(杂化轨道理论,说明分子的空,间结构)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(sp杂化,sp2杂化,sp3杂化)),价电子对互斥理论：预料分子的空间结构))课时作业一、选择题(本题共8小题，每小题只有1个选项符合题意)1．下列有关杂化轨道的说法不正确的是()A．原子中能量相近的某些轨道，在成键时能重新组合成能量相等的新轨道B．轨道杂化前后轨道数目可以相等，也可以不等C．杂化轨道成键时，要满意原子轨道最大重叠原理、最小排斥原理D．杂化轨道可分为sp、sp2、sp3杂化等答案B解析B项，杂化轨道的数目与杂化前的轨道数目相等，但轨道形态发生变更，错误。2．如图所示，在乙烯分子中有5个σ键、1个π键，下列表述正确的是()A．C、H之间是sp2杂化轨道形成的σ键，C、C之间是未参与杂化的2p轨道形成的π键B．C、C之间是sp2杂化轨道形成的σ键，C、H之间是未参与杂化的2p轨道形成的π键C．sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键D．sp2杂化轨道形成π键，未杂化的2p轨道形成σ键答案C解析乙烯分子中两个碳原子均实行sp2杂化，其中杂化轨道共形成5个σ键，未杂化的2p轨道形成π键。C、H之间形成4个σ键，C、C之间形成1个σ键和1个π键。3．下列说法正确的是()A．中心原子为sp3杂化的分子肯定是四面体结构B．中心原子为sp2杂化的分子不肯定是平面结构C．通过sp3杂化轨道形成的化合物分子中含有σ键D．通过sp2或sp杂化轨道形成的化合物分子中肯定含有π键答案C解析有孤对电子的中心原子采纳sp3杂化形成的化合物可能是角形或三角锥形，A错误；中心原子为sp2杂化的分子肯定是平面结构，B错误；sp3杂化轨道只能形成σ键，C正确；BF3中的B原子为sp2杂化，BeF2中Be原子为sp杂化，但二者中均没有π键，D错误。4．下列分子的空间结构可用sp2杂化轨道来说明的是()①BF3②CH2=CH2③④CH≡CH⑤NH3⑥CH4A．①②③ B．①⑤⑥C．②③④ D．③⑤⑥答案A解析①BF3为平面三角形结构且B—F键夹角为120°，B原子为sp2杂化；②C2H4分子中C原子实行sp2杂化，且未杂化的2p轨道形成π键；③苯分子中C原子实行sp2杂化；④乙炔分子中的C原子实行sp杂化；⑤NH3分子中N原子实行sp3杂化；⑥CH4分子中的碳原子实行sp3杂化。5．下列关于价电子对互斥理论的叙述不正确的是()A．价电子对互斥理论可用来预料分子的空间结构B．分子中中心原子的价电子对的相互排斥作用确定了分子的空间结构C．中心原子上的孤电子对不参与相互排斥作用D．分子中键角越大，价电子对之间的斥力越小答案C解析中心原子上的孤电子对会占据中心原子四周的空间，并参与相互排斥作用。6．若ABn的中心原子A上没有孤电子对，运用价电子对互斥理论模型推断下列说法正确的是()A．若n＝2，则分子的空间结构为角形B．若n＝3，则分子的空间结构为三角锥形C．若n＝4，则分子的空间结构为正四面体形D．以上说法都不正确答案C解析若中心原子A上没有孤电子对，则依据斥力最小原则，当n＝2时，分子结构为直线形；n＝3时，分子结构为平面三角形；n＝4时，分子结构为正四面体形。7．下列分子或离子中，空间结构是平面三角形的是()A．SiH4 B．NF3C．NOeq\o\al(－,3) D．CO2答案C解析A项，SiH4中Si原子形成4个σ键，孤电子对数＝eq\f(4－4×1,2)＝0，中心原子实行sp3杂化，空间结构为正四面体形；B项，NF3中N原子形成3个σ键，孤电子对数＝eq\f(5－3×1,2)＝1，中心原子实行sp3杂化，空间结构为三角锥形；C项，NOeq\o\al(－,3)中N原子形成3个σ键，孤电子对数＝eq\f(5－3×2＋1,2)＝0，中心原子实行sp2杂化，空间结构为平面三角形；D项，CO2中碳原子形成2个σ键，孤电子对数＝eq\f(4－2×2,2)＝0，中心原子实行sp杂化，空间结构为直线形。8．下列分子或离子的价电子对互斥理论模型为四面体形，而空间结构为角形的是()A．CCl4 B．PH3C．H3O＋ D．OF2答案D解析CCl4的中心原子的价电子对数＝4＋eq\f(4－1×4,2)＝4，没有孤电子对，其价电子对互斥理论模型为正四面体形，空间结构为正四面体形；PH3的中心原子的价电子对数＝3＋eq\f(5－1×3,2)＝4，含有一对孤电子对，PH3的价电子对互斥理论模型为正四面体形，空间结构为三角锥形；H3O＋的中心原子的价电子对数＝3＋eq\f(6－1×3－1,2)＝4，含有一对孤电子对，H3O＋的价电子对互斥理论模型为正四面体形，空间结构为三角锥形；OF2的中心原子的价电子对数＝2＋eq\f(6－1×2,2)＝4，含有2对孤电子对，OF2的价电子对互斥理论模型为正四面体形，空间结构为角形。二、选择题(本题共4小题，每小题有1个或2个选项符合题意)9．毒奶粉事务曾一度震惊全国，主要是奶粉中含有有毒的三聚氰胺。下列关于三聚氰胺分子的说法正确的是()A．三聚氰胺分子中全部碳原子均实行sp2杂化B．一个三聚氰胺分子中共含有15个σ键C．三聚氰胺的分子式为C3N3H6D．三聚氰胺分子中同时含有极性键和非极性键答案AB解析三聚氰胺分子中碳原子成键电子对数为3，孤电子对数为0，故碳原子采纳sp2杂化，A正确。一个三聚氰胺分子中共含有6个N—H键、6个N—C键、3个N=C键，故共含有15个σ键，B正确；三聚氰胺的分子式为C3N6H6，C错误；三聚氰胺分子中不存在由同种元素的原子形成的共价键，故不存在非极性键，D错误。10．有关苯分子中化学键的描述正确的是()A．每个碳原子的一个sp2杂化轨道参与形成大π键B．每个碳原子的未参与杂化的2p轨道形成大π键C．碳原子的3个sp2杂化轨道与其他碳原子形成2个σ键和1个π键D．碳原子的未参与杂化的2p轨道与其他碳原子的2p轨道形成σ键答案B解析杂化轨道只能形成σ键，而不能形成π键。每个碳原子的两个sp2杂化轨道上的电子分别与邻近的两个碳原子的sp2杂化轨道上的电子配对形成σ键；每个碳原子的另一个sp2杂化轨道上的电子分别与一个氢原子的1s电子配对形成σ键；未参与杂化的2p轨道形成大π键。11．利用价电子对互斥理论可以预料很多分子或离子的空间结构，也可推想键角的大小，下列推断正确的是()A．CS2是直线形分子B．SnBr2的键角大于120°C．BF3是三角锥形分子D．NHeq\o\al(＋,4)的键角等于109°28′答案AD解析CS2的中心原子的价电子对数＝2＋(4－2×2)÷2＝2，不含孤电子对，CS2为直线形，A正确，SnBr2的中心原子的价电子对数＝2＋(4－2×1)÷2＝3，含有一对孤电子对，SnBr2为角形，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，所以SnBr2的键角小于120°，B错误；BF3的中心原子的价电子对数＝3＋(3－3×1)÷2＝3，BF3为平面三角形，C错误；NHeq\o\al(＋,4)的中心原子的价电子对数＝4＋(5－1×4－1)÷2＝4，NHeq\o\al(＋,4)为正四面体形，NHeq\o\al(＋,4)的键角等于109°28′，D正确。12．依据杂化轨道理论和价电子对互斥理论模型推断，下列分子或离子的中心原子的杂化方式及空间结构正确的是()选项分子或离子中心原子杂化方式价电子对互斥理论模型分子或离子的空间结构ASO2sp直线形直线形BCOCl2sp2平面三角形三角锥形CNF3sp2四面体形平面三角形DNHeq\o\al(＋,4)sp3四面体形正四面体形答案D解析SO2的中心原子的杂化方式为sp2杂化，价电子对互斥理论模型为平面三角形，中心原子含有一对孤电子对，该分子的空间结构为角形，故A错误；COCl2的中心原子的杂化方式为sp2杂化，价电子对互斥理论模型为平面三角形，中心原子没有孤电子对，该分子的空间结构为平面三角形，故B错误；NF3的中心原子的杂化方式为sp3杂化，价电子对互斥理论模型为四面体形，中心原子含有一对孤电子对，该分子的空间结构为三角锥形，故C错误；NHeq\o\al(＋,4)的中心原子的杂化方式为sp3杂化，价电子对互斥理论模型为四面体形，中心原子没有孤电子对，该离子的空间结构为正四面体形，故D正确。三、非选择题(本题共3小题)13．已知下列微粒：①CH4；②CH2=CH2；③CH≡CH；④NH3；⑤NHeq\o\al(＋,4)；⑥BF3；⑦H2O；⑧H2O2。试回答下列问题：(1)分子空间结构为正四面体形的是________(填序号，下同)。(2)中心原子为sp3杂化的是________，中心原子为sp2杂化的是________，中心原子为sp杂化的是________。(3)全部原子共平面(含共直线)的是________，共直线的是________。答案(1)①⑤(2)①④⑤⑦⑧②⑥③(3)②③⑥⑦③解析①CH4中C原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝4＋0＝4，所以C原子实行sp3杂化，CH4的空间结构为正四面体形；②CH2=CH2中C原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋0＝3，所以C原子实行sp2杂化，CH2=CH2中全部原子共平面；③CH≡CH中C原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝2＋0＝2，所以C原子实行sp杂化，CH≡CH的空间结构为直线形；④NH3中N原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋1＝4，所以N原子实行sp3杂化，NH3的空间结构为三角锥形；⑤NHeq\o\al(＋,4)中N原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝4＋0＝4，所以N原子实行sp3杂化，NHeq\o\al(＋,4)的空间结构为正四面体形；⑥BF3中B原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋0＝3，所以B原子实行sp2杂化，BF3的空间结构为平面三角形；⑦H2O中O原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝2＋2＝4，所以O原子实行sp3杂化，H2O的空间结构为角形；⑧H2O2中O原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝2＋2＝4，所以O原子实行sp3杂化，H2O2中两个H原子如同在半绽开的书的两面纸上并有肯定夹角，两个O原子在书的夹缝上。14．已知：①CS2；②PCl3；③H2S；④CH2O；⑤H3O＋；⑥NHeq\o\al(＋,4)；⑦BF3；⑧SO2。请回答下列问题：(1)中心原子没有孤电子对的是________(填序号，下同)。(2)空间结构为直线形的是________；空间结构为平面三角形的是________。(3)空间结构为角形的是________。(4)空间结构为三角锥形的是________；空间结构为正四面体形的是_______