專題11 原子雜化方式和空間結(jié)構(gòu)的考查

1、專題十一原子雜化方式和空間結(jié)構(gòu)的考查【2018年高考考綱解讀】了解雜化軌道理論及簡單的雜化軌道類型(sp、SP2、SP3)。能用價層電子對互斥理論或者雜化軌道理論推測簡單分子或離子的空間結(jié)構(gòu)?！局攸c、難點剖析】價層電子對互斥理論理論要點價層電子對在空間上彼此相距越遠(yuǎn)時，排斥力越小，體系的能量越低。孤電子對的排斥力較大，孤電子對越多，排斥力越強(qiáng)，鍵角越小。價層電子對互斥理論與分子立體構(gòu)型電子對數(shù)成鍵數(shù)孤電子 對數(shù)價層電子對立體構(gòu)型分子立體構(gòu)型實例220直線形直線形CO2330平面三角形平面三角形BF321V形SO2440四面體形正四面體形CH431三角錐形NH322V形HO2雜化軌道理論雜化軌道

2、理論概述當(dāng)原子成鍵時，原子的價電子軌道相互混雜，形成與原軌道數(shù)相等且能量相 同的雜化軌道。雜化軌道數(shù)不同，軌道間的夾角不同，形成分子的空間結(jié)構(gòu)不同。雜化軌道三種類型sp雜化軌道由1個S軌道和1個p軌道雜化而成，雜化! 竿#軌道間夾角為業(yè),呈箜形，如Be/：吐Bsp2雜化軌道由1個s軌道和2個p軌道雜化而成，雜化【 堇片軌道間夾角為,呈平面三角形，如BF3：rJsp3雜化軌道由1個s軌道和3個p軌道雜化而成，雜化【 堇竺H軌道間夾角為1。9。2葉呈正四面體形,如CH4 :【高考題型示例】例1、【2018新課標(biāo)1卷】LiAlH4是有機(jī)合成中常用的還原劑，LiAlH4中的陰離 子空間構(gòu)型是、中心原子

3、的雜化形式為。LiAlH4中，存在（填 標(biāo)號）。A.離子鍵B.。鍵C. n鍵D.氫鍵【解析】（3） L3A1H4中的陰離子是A10L中心原子鋁原子含有的價層電子對數(shù)是第且不存在孤對電子，所以空 間構(gòu)型是正四面體，中心原子的雜化軌道類型是責(zé)雜化；陰陽高子間存在高子鍵，A1與H之間還有共價 單鍵，不存在雙鍵和氫鍵，答案詵皿【變式探究】1、【2018新課標(biāo)2卷】根據(jù)價層電子對互斥理論，H2S、SO2、SO3 的氣態(tài)分子中，中心原子價層電子對數(shù)不同于其他分子的是?！窘馕觥扛鶕?jù)價層電子對互斥理論可知HS、SO、SO的氣態(tài)分子中，中心原子223價層電子對數(shù)分別是2 +空攔=4、2 +全聲=義3 +6二蕓=

4、3，因此不同其乙乙乙他分子的是HS。2【變式探究】2、【2018新課標(biāo)3卷】中華本草等中醫(yī)典籍中，記載了爐甘 石（ZnCO3）入藥，可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3中，陰離子空間構(gòu)型 為，C原子的雜化形式為?！窘馕觥刻妓徜\中的陰離子為CO32-，根據(jù)價層電子對互斥理論，其中心原子C 的價電子對為3+(4 3X2 + 2)/2=3對，所以空間構(gòu)型為正三角形，中心C為sp2 雜化?！咀兪教骄俊?、【2018江蘇卷】$。匕中心原子軌道的雜化類型為； NO的空間構(gòu)型為(用文字描述)。精準(zhǔn)分析：SO4了中中心原子S的價層電子對數(shù)為(6+2) =4,故S3-中S為酣雜化。N6-的中心原子N的孤電子

5、對數(shù)為(5+1-3X2) =0,成鍵電子對數(shù)為孔價層電子對數(shù)為3, VSEPR模型為平面三角形，由于N原子上沒有孤.電子對，故的空間構(gòu)型為平面(正)三角形(或者根據(jù)N6-與SO,、 是等電子體進(jìn)行判斷【名師指導(dǎo)】1、判斷分子或離子立體構(gòu)型“三步曲”步：確定中心原子上的價層電子對數(shù)價層電子對a為中心原子的價電子數(shù)，b為與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)，x為與中心原子結(jié)合的原子數(shù)。如NH3的中心原子為N，a=5，b=1，乂 = 3，所 以中心原子孤電子對數(shù)=2(axb) =jx(5 3X1)=1o乙乙第二步：確定價層電子對的立體構(gòu)型由于價層電子對之間的相互排斥作用，它們趨向于盡可能的相互遠(yuǎn)離

6、，這樣 已知價層電子對的數(shù)目，就可以確定它們的立體構(gòu)型。第三步：分子立體構(gòu)型的確定價層電子對有成鍵電子對和孤電子對之分，價層電子對的總數(shù)減去成鍵電子 對數(shù)，得孤電子對數(shù)。根據(jù)成鍵電子對數(shù)和孤電子對數(shù)，可以確定相應(yīng)的較穩(wěn)定的分子立體構(gòu)型。2、“五方法”判斷分子中心原子的雜化類型根據(jù)雜化軌道的空間分布構(gòu)型判斷空間構(gòu)型雜化類型若雜化軌道在空間的分布為正四面體形分子的中心原子發(fā)生sp3雜化若雜化軌道在空間的分布呈平面三角形分子的中心原子發(fā)生sp2雜化若雜化軌道在空間的分布呈直線形分子的中心原子發(fā)生 sp雜化根據(jù)雜化軌道之間的夾角判斷若雜化軌道之間的夾角為109.5，則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化；若雜

7、 化軌道之間的夾角為120，則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化；若雜化軌道之間 的夾角為180，則分子的中心原子發(fā)生sp雜化。根據(jù)等電子原理進(jìn)行判斷如CO2是直線形分子，CNS-、N與CO2是等電子體，所以分子構(gòu)型均為直線 形，中心原子均采用sp雜化。根據(jù)中心原子的電子對數(shù)判斷如中心原子的電子對數(shù)為4，是sp3雜化，為3是sp2雜化，為2是sp雜化。根據(jù)分子或離子中有無n鍵及n鍵數(shù)目判斷如沒有n鍵為sp3雜化，含一個n鍵為sp2雜化，含二個n鍵為sp雜化?！就卣固嵘俊九e一反三】1、（2017全國卷I）X射線衍射測定等發(fā)現(xiàn)，I3AsF6中存在Ij離 子。I+離子的幾何構(gòu)型為，中心原子的雜化形式為。

8、3【舉一反三】2.（2017 -全國卷m）CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為 和?！九e一反三】3、（2017 江蘇高考）丙酮（H（ C CIL ）分子中碳原子軌道的雜 化類型是。【舉一反三】4、（2016 -全國卷m）AsCl3分子的立體構(gòu)型為，其中As 的雜化軌道類型為?！九e一反三】5. （2016 -江蘇高考）HOCH CN分子中碳原子軌道的雜化類型為2O【舉一反三】6、（2016新課標(biāo)1卷）Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu)，其中Ge原子的 雜化方式為，微粒之間存在的作用力是?！九e一反三】7、（2015江蘇卷）CH COOH中C原子軌道雜化類型為。3解析：1、Ij中I原子為中心原子，則

9、其孤電子對數(shù)為2x（7 1 2） =2,且其形成了 2個。鍵，中心原子采取sp3雜化，I+空間構(gòu)型為V形。32、CO2中C的價層電子對數(shù)為2，故為sp雜化，CH3OH分子中C的價層電子 對數(shù)為4，故為sp3雜化。3、甲基上的碳原子形成4個。鍵，故采用sp3雜化，羰基上的碳原子形成 3個。鍵，故采用sp2雜化。4、AsCl3分子中As原子價層電子對數(shù)為：X（5 + 3）=4,。鍵數(shù)目為3，孤電子對數(shù)為1，故As的雜化方式為sp3雜化，AsCl3分子的立體構(gòu)型為三角錐形。5、HOCH CN的結(jié)構(gòu)式為2，一CH一中碳原子形成4個。鍵，則碳原子采用sp3雜化；（ 一 中碳原子形成2個n鍵，故碳原子采用sp雜化。6、Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu)，其中Ge原子的雜化方式為1個s軌道與3 個p軌道進(jìn)行的sp3雜化；由于是同一元素的原子通過共用電子對結(jié)合，所以微 粒之間存在的作用力是非極性共價鍵（或?qū)憺楣矁r鍵）。7、 CH3中碳原子形成4個。鍵