高中化学同步讲义选择性必修2：分子的空间结构（精讲）（解析版）

2.2分子的空间结构（精讲）

作用测定分子结构中

分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。当一束红外

线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红

外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。通过和已有谱图库比对，或通

过量子化学计算，可以得知各吸收峰是由哪种化学键、明解中振动方

红式引起的，综合这些信息，可分析分子中含有何种化学键或官能团

外原理的信息

光

谱

分

子检防仪

a

结

构

红外光谱仪原理示意图光谱红外图谱

的

测

作用测定分子相对分子质量

定

质质谱仪中使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子等粒

谱子。由于生成的离子具有不同的相对质量，它们在高压电场加速

法后，通过狭缝进入磁场得以分离，在记录仪上呈现一系列峰，化学

基本原理家对这些峰进行系统分析，便可得知样品分子的相对分子质量。

1

大多数分子是由两个以上原子构成的,于是分子就有原子的几何学关系和形状

定义

共价键的方向性与饱和性使得共价键的键长、键角不同从而导致分子空间结构不同

原因

多

样空间填充模

分子类矍化学式空间结构结构式键角脆跑

的

型

分

CO2直线形o=c=o180°

子

三原子分子

空H:OV形z°\105°A

HHA

间

H

约

结CH：O平面三角形120°

/H用

O=€\

构四原子分子

N

H/।

NHJ三角锥形107°c^o

H◎

H

(b

五原子分子CHI109028*

正四面体形If/I

常

见

H

空

间

结

构

2

对ABnS的分子或离子，中心原子A的价层电子对之间由于存在排斥

力，将使分子的空间结构总是耒取电子对相互排斥最弱的那种结

构，以使彼此之间斥力最小，分子或离子的体系能量最低，最稳定

价层电,价层电子对”是指分子中的中心原子与结合原子间的G键电子对和中心

子对互原子的孤电子对。多重键只计其中的。键电子对，不计战#电子对。

斥模型分子的空间结构是中心原子周围的价层电子对相互排斥的结果

(1)中心原子价层电子对数=C键电子对数+孤电子对数

(2)。键电子对数的计算由化学式确定，即中心原子形成几个c键,

就有几对c键电子对

(3)中心原子上的孤电子对数的计算：中心原子上的孤电子对数

寸主族元素:。=最外层电子数；

寸于阳离子:"=价电子数一离子所带电荷数;

寸于阴离子:。=价电子数+离子所带电荷数。

©X表示与中心原子结合的原子E数.

③t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

分子或离子中心原子aXb中心原子上的孤电子对数价层电子对数

SO2S62213

HQO62124

NH3N53114

NHZN44104

CO3>C63203

应用预测分子空间结构

由价层电子对的相互排斥，得到含有孤电子对的VSEPR模型，然

后，略去VSEPR模型巾的中心原子上的孤电子对，便可得到分子的

空间结构

价层电子对数—VSEPR模型一^^^^分子或离子的空间结构

分子(或离子)的空间结构及

分子或离子e键电子9瓶电子对数\SEPR模型及名称

名称

CO220POP直线形一~＞直线形，000

0%平面三角形一-＞平面三角形,6^

COJ-30

正四面体形_，正四面体形b*

CH440

：，口四面体形.多锥形.

NH331

H:O22

1,四面体形一＞V形

七0

SO：21口•0平面三角形~，v形,

3

在形成多原子分子的过程中，由于原子的相互影响，中心原子若干不同类

型、能量相近的原子轨道会混合起来，重新组合成一组新的轨道，这种

轨道重新组合的过程叫做杂化”；所形成的新轨道就称为“杂化轨道”

杂化

重新分配能量和空间，组成成分和能量都相等且成键能力更强的原

杂膜果二子轨道...................----------------------------------

杂化轨道理论认为在形成分子时，通常存在激发、杂化和轨道重叠

杂化的过程］--------------------------------------------------------

①能量相近的原子轨道发生“杂化”

②“杂化,时保持轨道总数不变

杂③杂化轨道总是用于构建分子的c键，实现最大重叠

理

化④杂化轨道呈“对称”分布，确保相互间斥力最小

论

轨

要.⑤杂化轨道用于形成。键或者用来容纳未参与成键的孤电子对.杂化轨道

点数/层电子对数=巾心原子上的孤电子对数+与与心原子结合的原子数。

道

⑥为使相互间的排斥最小「杂化轨道在空间取最大夹角分分，决定

理

了分子的空间结构。未参与杂化的P轨道可用于形成谯.

论

⑦原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子不发生杂化。

简

介sp3杂化轨道是由I个ns轨道和3个同）轨道杂化而成，每个叩3杂化轨道

都含有前1＞的成分，句＞3杂化轨道间的夹角为109。2夕，空间结构为正

四面体形

sp2杂化轨道表示由I个顺道与:1个p轨道杂化而得，sp2杂化得到三个

夹角为120。的平面三角形杂化轨道

sp杂化轨道是由1个s轨道与1个p轨道杂化而得的，sp杂化得到轨道间

的夹角为ISO。的直线形杂化轨道

杂化轨道数=巾心原子结合的原子数+巾心原子孤电子对数=。键电子

判断对数领电子对数=价层电子对数

4

考点一跟电子对的计算

考点二价电子层互斥模型及其应用

分子的空间结构

考点三杂化轨道及杂化类型

考点四综合运用

j----------------------------------------------------------

考点一孤电子对的计算

【例1】(2022・四川宜宾•高二校考阶段练习)下列分子或离子中，含有孤电子对的是()

A.H2OB.CH4

C.SiH4D.NH：

【答案】A

【解析】A.H2O分子中孤电子对个数=；(6-2xl)=2,故A正确；

B.CH4分子中孤电子对个数=g(4-lx4)=0,即不含孤电子对，故B错误；

C.SiH4分子中孤电子对个数=g(4-1x4)=。，即不含孤电子对，故C错误；

D.NH：分子中孤电子对个数=；(5-l-lx4)=0,即不含孤电子对，故D错误；

故答案为Ao

【一隅三反】

1.(2022春•内蒙古赤峰•高二赤峰市元宝山区第一中学校考阶段练习)下列分子或离子中，不含有孤对电子

的是()

A.H2OB.H3O+C.NH3D.NH：

【答案】D

【解析】A.H2O中，氧原子最外层有4对电子对，其中两个与氢原子形成共用电子对，还有两个孤电子对，

故A错误；

5

B.H3O+中，氧原子最外层有4对电子对，其中三个与氢原子形成共用电子对，还有一个孤电子对，故B

错误；

C.NH3中氮原子最外层有5个电子，与三个氢原子形成三对共用电子对，还有一个孤电子对，故C错误;

D.NH；中氮原子最外层有5个电子，与三个氢原子形成三对共用电子对，与一个氢离子形成一个配位键,

故没有孤电子对，故D正确；

故选D。

2.（2021・全国•高二课时练习）下列分子或离子的中心原子上未用于成键的价电子对最多的是

A.H2OB.HC1C.NH：D.PCI3

【答案】A

【解析】A.氧原子未成键的价电子对6-2x1）=2,氧原子有两对未成键的价电子对；

2

B.HC1分子属于AB型分子，没有中心原子；

C.氮原子未成键的价电子对（5T）一（4xl）=o,NH：的中心原子的价电子全部参与成键；

2

D.磷原子未成键的价电子对5-（3xl）=i,磷原子有一对未成键的价电子对；

2

未用于成键的价电子对最多的是A,故答案选A。

3（202山西吕梁•高二统考期末）下列分子或离子中，含有孤对电子相同的是

A.凡0、SO,B.NF3、BF3C.NH3、CH4D.BeCl?、C02

【答案】D

【解析】A.H2O分子中O原子的价层电子对数2+于=4,含有2对孤电子，VSEPR模型为四面体，O

原子的杂化方式为sp3,空间构型为V形；SO2分子中S原子的价层电子对数2+=0=3,含有1对孤电

子，VSEPR模型为平面三角形，S原子的杂化方式为sp2,空间构型为V形，H2O>SO2的空间构型都是V

形，但中心原子的杂化方式不同，A错误；

B.NF3分子中N原子的价层电子对数3+?=4,含有1对孤电子，VSEPR模型为四面体，N原子的杂化

方式为sp3,空间构型为三角锥形，BF3分子中B原子的价层电子对数3+y=3,没有孤电子对，VSEPR

模型为平面三角形，B原子的杂化方式为sp2,空间构型为平面三角形，二者中心原子杂化类型和分子空间

结构都不同，B错误；

C.NH3分子中N原子的价层电子对数3+胃=4,含有1对孤电子，VSEPR模型为四面体，N原子的杂化

2

6

方式为sp3,空间构型为三角锥形，CH4分子中C原子的价层电子对数4+亍=4,没有孤电子对，VSEPR

模型为正四面体，C原子的杂化方式为sp3,空间构型为正四面体，二者中心原子杂化类型相同，但分子空

间结构不同，C错误；

7—ix9

D.BeCb分子中Be原子的价层电子对数2+^—=2,无孤电子对，VSEPR模型和空间构型均为直线形，

Be原子的杂化方式为sp；CO2分子中C原子的价层电子对数=2,无孤电子对，VSEPR模型和空

间构型均为直线形，C原子的杂化方式为sp,BeCh>CO2分子中心原子的杂化方式都是sp,空间构型都是

直线形，D正确；故选D。

考点二价层电子互斥模型及其应用

【例2-1](2022•高二课时练习)用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间结构。

序号分子或离子VSEPR模型名称空间结构名称

BeCl

(1)2——

SC1

(2)2——

(3)PE——

：

(4)NH——

(5)SO；——

【答案】(1)直线形直线形

(2)四面体形V形

(3)四面体形三角锥形

(4)正四面体形正四面体形

(5)四面体形三角锥形

【解析】】二氯化钺分子中被原子的价层电子对数为2,孤对电子对数为0,分子的VSEPR模型为直线形,

空间结构为直线形；二氯化硫分子中硫原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为2,分子的VSEPR模型

为四面体形，空间结构为V形；三氟化磷分子中磷原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为1,分子的

7

VSEPR模型为四面体形,空间结构为三角锥形;钱根离子中氮原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为0,

离子的VSEPR模型和空间结构都为正四面体形；亚硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4,孤对电子对

数为1,离子的VSEPR模型为正四面体形，空间结构为三角锥形，故答案为：直线形；直线形；四面体形；

V形；四面体形；三角锥形；正四面体形；正四面体形；四面体形；三角锥形。

【例2-2](2023山东临沂•高二校考期末)根据VSEPR模型判断下列各组分子或离子空间结构相同的是

A.SO?和CO?B.BF3和NH3C.PH3和H?SD.CC14和NH；

【答案】D

【解析】A.CO?中心原子价层电子对为2+*上=2,中心C原子为sp杂化，为直线形分子；SO2中心

原子价层电子对为2+”乎=3,中心S原子为sp,杂化，有孤对电子，为平面三角形分子，故A不选；

B.BF,中心原子价层电子对为3+三二=3,中心B原子为sp?杂化，为平面三角形分子；NH3中心原子价

层电子对为3+二h=4,中心N原子为sp?杂化，有孤对电子，为三角锥形分子，故B不选；

c.PH3中心原子价层电子对为3+与」=4,中心P原子为sp3杂化，有孤对电子，为三角锥形分子；H2s

中心原子价层电子对为2+殳罗=4,中心S原子为sp，杂化，有孤对电子，为V形分子，故C不选；

4—4x1

D.CCl’中心原子价层电子对为4+^—=4,中心C原子为sp3杂化，没有孤对电子，为正四面体形分子；

NH：中心原子价层电子对为4,中心N原子为sp3杂化，没有孤对电子，为正四面体形分子，故D选；

故选D。

【例2-3](2021秋•湖北省直辖县级单位•高二校考阶段练习)下列各组粒子的空间结构相同的是

①NH3和H2O；②NH；和H3O+；③NH3和H3O+；④。3和SO2；⑤CCh和BeCL

A.全部B.①②③⑤C.③④⑤D.②⑤

【答案】C

【解析】①NH3中价层电子对个数=3+3x(5-3)=4且含有一个孤电子对，所以为三角锥形，丛0中价层电

子对个数=2+gx(6-2)=4且含有两个孤电子对，所以为V形结构，二者空间构型不同，故①错误；

②NH4+中价层电子对个数是4且不含孤电子对，为正四面体形结构；氐。+中O原子价层电子对个数=3+g

(6-1-3X1)=4且含有一个孤电子对，所以为三角锥形结构，二者空间构型不同，故②错误；

③NH3为三角锥形结构、H3O+中O原子价层电子对个数=3+g(6-1-3X1)=4且含有一个孤电子对，所以为

8

三角锥形结构，所以二者空间构型相同，故③正确；

④Ch、S02中价层电子对个数都是3且都含有一对孤电子对，所以分子空间构型都是V形，故④正确；

⑤CCh分子中价层电子对=◎键电子对+中心原子上的孤电子对=2+g(4-2x2)=2,二氧化碳是直线型结构，

BeCb分子中价层电子对=◎键电子对+中心原子上的孤电子对=2+；(2-2x1)=2,BeCb是直线型结构，CO2

和BeCb分子都是直线型分子，故⑤正确；

答案选C。

【一隅三反】

1.(2021・高二课时练习)用价层电子对互斥理论判断SiCl,分子的几何构型为

A.正四面体型B.V形C.三角锥型D.平面三角形

【答案】A

【解析】SiC14中Si原子的价层电子对数为4+3x(4-4xl)=4,孤电子对数为0,为正四面体形，故选A。

2.(2023重庆沙坪坝•高二重庆一中校考期末)下列离子的VSEPR模型与离子的空间立体构型一致的是

A.CIO；B.NO；C.CIO；D.SO：

【答案】A

【解析】A.CIO：中价层电子对个数=4+gx(7+1-4x2)=4,且不含孤电子对，所以离子的VSEPR模型

与离子的空间立体构型一致都是正四面体结构，故A正确；

B.NO］中价层电子对个数=2+gx(5+l-2x2)=3且含有一个孤电子对，所以其VSEPR模型是平面三角形,

实际上是V形，故B错误；

C.C10；中价层电子对个数=3+；x(7+l-3x2)=4且含有一个孤电子对，所以VSEPR模型是四面体结构，

实际空间构型为三角锥形，故C错误；

D.SO：中价层电子对个数=3+gx(6+2-3x2)=4且含有一个孤电子对，所以VSEPR模型为四面体结构，

实际为三角锥形结构，故D错误；

故答案选Ao

3.(2022春.北京西城.高二校考期中)下列粒子的VSEPR模型为四面体且其空间结构为V形的是

+

A.S02B.SO：C.H30D.OF2

【答案】D

9

【解析】A.502中5原子价电子对数为鸟=3,有1个孤电子对，VSEPR模型为平面结构，其空间结构为V

形，故不选A；

B.SO：中S原子价电子对数为7=4,无孤电子对，VSEPR模型为四面体，其空间结构为正四面体，故

不选B；

C.H30+中O原子价电子对数为包罗=4,有1个孤电子对，VSEPR模型为四面体，其空间结构为三角

锥，故不选C；

D.OF2中0原子价电子对数为野=4,有2个孤电子对，VSEPR模型为平四面体，其空间结构为V形,

故选D；

选D。

4.（2022春•浙江舟山•高二统考期末）下表中各粒子的。键电子对数、孤电子对数、和空间结构全部正确的

是

粒子符号b键电子对数孤电子对数空间结构

AH2S21V形

Bco222直线形

+

CH3O31平面三角形

Dsot40正四面体

【答案】D

【解析】A.H2s的b键电子对数为2,孤电子对对数为丝产=2个，采取sp3杂化则空间构型为V形，

故A错误；

B.CO?的。键电子对数为2,孤电子对对数为4*2=0,采取sp杂化则空间构型为直线形，故B错

误；

+

C.H3o的b键电子对数为3,孤电子对对数为6T；x3=i,采取sp3杂化则空间构型为三角锥形，故C

错误；

10

D.SO：的。键电子对数为4,孤电子对对数为二=0,采取sp3杂化则空间构型为正四面体，故D

正确；

故选D选项。

5.(2022秋•吉林・高二吉林一中校考阶段练习)关于CH4、CH；、C叫三种粒子的说法，正确的是

A.C原子的杂化类型都相同B.CH；是三角锥形

C.CH］与BCb构型相同D.CH4与NH；VSEPR模型相同

【答案】D

【解析】A.根据分析，三种微粒中碳原子的杂化方式不同，描述错误，不符题意；

B.根据分析，碳正离子其中心碳原子价层电子对数为3,孤对电子数为0,空间构型为平面三角形结构，

描述错误，不符题意；

C.根据分析，碳负离子其中心碳原子价层电子对数为4,孤对电子数为1,空间构型为三角锥型，BCb中

B原子价层电子对个数=3+；(3-3xl)=3,孤对电子数为0,空间构型为平面三角形结构，描述错误，不符题

思；

D.根据分析，甲烷中的C原子价层电子对个数4,NH：中的N原子价层电子对数=4+；(5-l-4xl)=4,VSEPR

模型均为四面体，描述正确，符合题意；

综上，本题选D。

考点三杂化轨道及杂化类型

【例4】(2023吉林通化・高二梅河口市第五中学校考期末)鲍林提出杂化轨道理论能解释分子的空间结构,

下列关于粒子的描述正确的是

选项粒子空间结构解释

ASO3正三角形S原子采取sp3杂化

正三角形原子采取杂化

BBF3Bsp2

CC2H4平面三角形C原子采取sp2杂化

DCIO；四面体形C1原子采取sp3杂化

【答案】B

11

【解析】A.三氧化硫分子中硫原子的价电子对数=3+；6Rx上2=3,采取sp2杂化，不含孤对电子，是平面

三角形，A错误；

B.三氟化硼分子中硼原子的价电子对数=3+三十=3,采取sp2杂化，空间结构为平面三角形，B正确;

C.乙烯分子中每个碳原子均形成3个。键和1个兀键，价层电子对数是3,采取sp2杂化，为平面形，C

错误；

D.氯酸根离子中氯原子的价电子对数=3+上詈2=4,氯原子采取sp3杂化，含有一对孤对电子，空间

结构为三角锥形，D错误；

答案选B。

【一隅三反】

1.(2023天津南开•高二天津市天津中学校考期末)下列分子的中心原子轨道杂化的类型相同的是

A.SO3与SO?B.BE与PC'C.BeCl?与SCI?D.珥0与CS2

【答案】A

【解析】A.SO3中S原子的价电子对数为3+g(6-3x2尸3,采取sp2杂化方式，SCh中S原子的价电子对数

为2+g(6-2x2)=3,采取sp2杂化方式，两者分子的中心原子的杂化方式相同，故A选；

B.BF3中B原子的价电子对数为3+/(3-3xl)=3,采取sp2杂化方式，NH3中N原子的价电子对数为3+1

(5-3xl)=4,采取sp3杂化方式，二者杂化方式不同，故B不选；

C.BeCb中Be原子的价电子对数为2+|(2-2x1)=2,采取sp杂化方式，SCL中S原子的价电子对数为2+

；(6-2xl)=4,采取sp3杂化方式，二者杂化方式不同，故C不选；

D.HzO中O原子的价电子对数为2+g(6-2xl)=4,采取sp3杂化方式，CS2中C原子的价电子对数为2+/

(4-2x2)=2,采取sp杂化方式，二者杂化方式不同，故D不选；

答案选A。

2.(2023吉林长春•高二长春市第五中学校考期末)下表中关于各微粒的描述完全正确的一项是

选项ABCD

+

分子或离子的化学式2

H2FPC13NOBH4

33

中心原子的杂化轨道类型spspsp2sp

12

VSEPR模型名称直线形四面体形平面三角形正四面体形

分子或离子的空间结构直线形正四面体形V形三角锥形

【答案】c

【解析】A.H2F+离子中氟原子的价层电子对数为4,则离子的VSEPR模型为四面体形，故A错误；

B.三氯化磷分子中磷原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为1,则分子的VSEPR模型为四面体形、分

子的空间构型为三角锥形，故B错误；

C.亚硝酸根离子中氮原子的价层电子对数为3,孤对电子对数为1,则原子的杂化方式为sp2杂化，离子的

VSEPR模型为平面三角形、分子的空间构型为V形，故C正确；

D.四氢合硼离子中硼原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为0,则离子的空间构型为正四面体形，故

D错误；

故选C。

3.（2022春.黑龙江哈尔滨.高二校考阶段练习）根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断，下列结果错

误的是

选项分子或离子价层电子对互斥模型分子或离子的空间结构名称

ACO2直线形直线形

BHCHO平面三角形平面三角形

Cco；四面体三角锥形

DH3O+四面体三角锥形

【答案】C

【解析】A.CO?中心原子价层电子对数为2,价层电子对互斥模型为直线形，不存在孤对电子，分子或离

子的立体构型为直线形，故A正确；

B.HCHO分子中心原子杂化方式为sp2,价层电子对互斥模型为平面三角形，不存在孤对电子，分子或离

子的立体构型为平面三角形，故B正确；

c.coj分子中心原子杂化方式为sp2,价层电子对互斥模型为平面三角形，不存在孤对电子，分子或离子

的立体构型为平面三角形，故C错误；

13

D.H3O+分子中心原子杂化方式为sp3,价层电子对互斥模型为四面体形，存在一对孤对电子，分子或离子

的立体构型为三角锥形，故D正确；

故选C。

4.（2022秋・重庆沙坪坝•高二重庆一中校考期中）价电子对互斥模型（VSEPR模型）可有效解释和预测分子

的空间构型，下列解释均正确的是

选项分子中心原子上价层电子对数杂化轨道类型分子的空间结构

ANH34Sp?平面正三角形

BPCI：4Sp3正四面体形

2

CBeCl22sp直线形

DBE3Sp?三角锥形

【答案】B

5-3x1

【解析】A.NH3中N原子形成的。键数为3,N原子的孤电子对数为k」=1,因此中心原子上价层电

子对数=3+1=4,N原子为sp3杂化，分子的空间结构为三角锥形，故A项错误；

5-1-4xl

B.PC1；中P原子形成的◎键数为4,P原子的孤电子对数为2=°，因此中心原子上价层电子对数

=4+0=4,P原子为sp3杂化，分子的空间结构为正四面体，故B项正确；

C.BeCU中Be原子形成的◎键数为2,Be原子的孤电子对数为上、一=0,因此中心原子上价层电子对数

=2+0=2,Be原子为sp杂化，分子的空间结构为直线形，故C项错误；

D.BF3中B原子形成的。键数为3,B原子的孤电子对数为三」=0,因此中心原子上价层电子对数=3+0=3,

B原子为sp?杂化，分子的空间结构为平面三角形，故D项错误；

综上所述，正确的是B项。

考点四综合运用

【例4】（2022春・山东荷泽.高二校考开学考试）氮元素及其化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回

答下列问题：

（1）基态氮原子的核外共有种不同运动状态的电子，N2O的空间构型为，NH4NO3中N的杂

14

化方式为O

(2)氮元素的第一电离能在同周期中从大到小排第_______位，写出与NO,具有相同原子数、相同价电子数的

一种非极性分子的化学式：o

(3)已知NH3分子的键角约为107。，而PH3分子的键角约为94。，试用价层电子对互斥理论解释NH3的键角

比PH3的键角大的原因：。

(4)乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)分子中氮原子轨道的杂化类型为，乙二胺和三甲胺［N(CH3)3］均属

于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高很多，原因是=

【答案】⑴7直线形sp\sp2

⑵3SO3(或BF3)

(3)N原子半径比P原子半径小，NH3分子中成键电子对间的距离较近，斥力更大

(4)sp3乙二胺分子间可形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键

【解析】(1)基态氮原子核外有7个电子，每个电子的运动状态各不相同，根据等电子体可知，N2O和CO2

互为等电子体，则N2O和CO?空间构型相同，均为直线形，NH4NO3中的两个氮原子均无孤电子对，NH：中

N周围的价层电子对数为：4+；咛1-4?=4,则N为sp3杂化，N(工中N周围的价层电子对数为：3+((5+1-3?2)

=3,则该N为sp?杂化，故答案为：7；直线形；sp3、sp2；

(2)第二周期元素，第一电离能从左到右逐渐增大，但Be由于2P轨道全空，故其第一电离能比B大，N

由于2P轨道半满，其第一电离能比O大，即第二周期元素第一电离能Ne>F>N>O>C>Be>B>Li,故氮元素

在第二周期元素中第一电离能排第3位，与NO：具有相同原子数、相同价电子数的一种非极性分子的化学

式有：SO3或者BF3,故答案为：3；SCh或者BF3；

(3)N的电负性大，N原子半径比P原子半径小，NH3分子中成键电子对间的距离较近，成键电子对之间

的斥力更大，使NH3的键角比PH3的键角大，故答案为：N的电负性大，N原子半径比P原子半径小，NH3

分子中成键电子对间的距离较近，斥力更大；

(4)乙二胺分子中的N原子形成3个◎键，则N原子为sp?杂化；乙二胺和三甲胺均属于胺，沸点存在较

大差异，乙二胺的沸点比三甲胺的沸点高，原因是三甲胺分子中，N上没有活泼氢，不能形成氢键，而乙

二胺分子间可以形成氢键，有氢键的存在能使物质的沸点升高，故答案为：sp3,乙二胺分子间可形成氢键，

三甲胺分子间不能形成氢键。

【一隅三反】

1.(2022春•河南信阳•高二校考阶段练习)回答下列问题

15

(1)1molCO2中含有的◎键数目为，兀键数目为=

(2)CH4、NH3、丛0、HF分子中共价键的极性由强到弱的顺序是o

(3)铜原子的外围电子排布图：o写出钻的简化电子排布式___________o基态Fe2+与Fe3+离子

中未成对的电子数之比为。

(4)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为、(填标号)。

习叵]□□□□回田□口

2

A.卜2、P'-p.2p：BIs2s2p,2p,2p

□田叵]□□川田□□□

CIs2s2p,2p,2P二口Is2s2Px2pv2Pz

(5)bte的分子式为C6H8用，其结构简式如图所示。

①bte分子中碳原子轨道杂化类型为o

②1molbte分子中含o键的数目为moL

【答案】(1)2NA2NA

(2)HF>H2O>NH3>CH4

lulnlnltiimm

⑶3d45[Ar]3d74s24：5

(4)DC

(5)sp2、sp321

【解析】(1)CO2分子结构式是O=C=O,分子中共价双键中一个是。键，一个是兀键。在1个CO2分子中

含有2个◎键和2个兀键，故在1molCCh分子中含有的◎键数目为2M，含有的兀键数目是2岫；

(2)不同非金属元素与H形成共价键时，该元素的非金属性越强，其形成的共价键的极性就越强。同一周

期主族元素的非金属性随原子序数的增大而增强，元素的非金属性:F>O>N>C,则形成的共价键的极性：

H-F>H-O>H-N>H-C,所以CH4、NH3、H2O>HF分子中共价键的极性由强到弱的顺序是：HF>H2O>

NH3>CH4;

|n|ti|n[ti|nirn

(3)Cu是29号元素，位于周期表中第四周期第IB族，外围电子排布图为M4s；

16

Co是27号元素，根据构造原理可知基态Co原子核外电子排布式为Is22s22P63s23P63d74s2,核外电子排布中

与Ar排布相同部分用［Ar］替换可得简化电子排布式为［Ar］3d74s2；

urtt

基态Fe2+、Fe3+离子外围电子排布图分别为R、加，未成对的电子数之比

为4：5；

(4)选项D结构符合能量最低原理，能量最低；而选项A、B、C均为微粒的激发态，其中A中是1s能级

1个电子跃迁到2s能级；B中2s能级2个电子分别跃迁到2s、2p能级；而C中Is能级2个电子跃迁到2p

能级，由于各个能级的能量高低顺序为：ls<2s<2p,该能级电子数越多，含有该结构的微粒能量就越高,

所以选项C的能量最高，故能量最低选项是D；能量最高选项是C；

(5)①bte分子中环上碳原子形成3个◎键，杂化轨道数目是3个，所以该C原子采用sp2杂化；链上碳原

子形成4个◎键，杂化轨道数目是4,该C原子采取sp3杂化；

②在bte分子中2个原子之间形成1个◎键，分子中含有8个C-H键、1个碳碳。键、10个碳氮◎键、2

个氮氮◎键，共含有21个◎键，则在1molbte分子中含◎键的数目为21mo1。

2.(2022春•宁夏银川•高二校考阶段练习)根据原子结构、元素周期表和元素周期律的知识回答下列问题:

(1)某元素原子基态核外电子有14种不同的运动状态，该元素名称是，在周期表中的位置_______,

属于_______区，占据最高能级的电子云轮廓图为形。

(2)1-36号元素中基态原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素的核外电子排