第07講雜化軌道理論簡介（學生版）-2022-2023學年高二化學完整版講義（人教2019選擇性必修2）

第0第07講雜化軌道理論簡介考點考點導航知識精講知識精講知識點一：1．用雜化軌道理論解釋甲烷分子的形成在形成CH4分子時，碳原子的一個軌道和三個軌道發(fā)生混雜，形成4個能量相等的雜化軌道。4個雜化軌道分別與4個H原子的1s軌道重疊形成4個C—H鍵，所以4個C—H是等同的。2．雜化軌道的形成及其特點3．雜化軌道類型及其空間結(jié)構(gòu)(1)sp3雜化軌道sp3雜化軌道是由個s軌道和個p軌道雜化形成的。sp3雜化軌道間的夾角是109°28′，空間結(jié)構(gòu)為(如下圖所示)。(2)sp2雜化軌道sp2雜化軌道是由個s軌道和個p軌道雜化而成的。sp2雜化軌道間的夾角是，呈(如下圖所示)。(3)sp雜化軌道sp雜化軌道是由個s軌道和個p軌道雜化而成的。sp雜化軌道間的夾角是，呈(如下圖所示)。微點撥sp、spsp、sp2兩種雜化形式中還有未參與雜化的p軌道，可用于形成π鍵，而雜化軌道只用于形成σ鍵或者用來容納未參與成鍵的孤電子對。(4)VSEPR模型與中心原子的雜化軌道類型雜化軌道類型VSEPR模型典型分子空間結(jié)構(gòu)spCO2直線形sp2SO2V形sp3H2OV形sp2SO3平面三角形sp3NH3三角錐形sp3CH4正四面體形【即學即練1】1．下列關(guān)于雜化軌道的說法錯誤的是A．所有原子軌道都參與雜化形成雜化軌道B．同一原子中能量相近的原子軌道參與雜化C．雜化軌道能量集中，有利于牢固成鍵D．雜化軌道可用于形成鍵EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT42．下列化學用語表示不正確的是A．CCl4的比例模型：B．sp2雜化軌道模型：C．羥基的電子式：D．用原子軌道描述氯化氫分子中化學鍵的形成：3．下表中各粒子對應(yīng)的空間結(jié)構(gòu)及解釋均正確的是選項粒子空間結(jié)構(gòu)解釋A氨基負離子(NH)直線形N原子采取sp雜化B二氧化硫(SO2)V形S原子采取sp3雜化C碳酸根離子(CO)三角錐形C原子采取sp3雜化D乙炔(C2H2)直線形C原子采取sp雜化A．A B．B C．C D．D4．列關(guān)于σ鍵和π鍵的說法中，不正確的是A．σ鍵由原子軌道“頭碰頭”重疊形成B．N2分子中的π鍵為p-pπ鍵，π鍵不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)C．NH3分子中的σ鍵為s-sσ鍵D．p軌道和p軌道之間既能形成π鍵，又能形成σ鍵易易錯精析1．寫出碳原子的價電子排布式，這些價電子的能量是否相同？【細剖精析】2．碳原子的2s電子的能量與2p電子的能量是否有很大的差別？【細剖精析】3．碳原子的2s軌道電子能進入2p軌道嗎？【細剖精析】能力能力拓展1．雜化軌道理論要點(1)只有能量相近的原子軌道才能雜化。(2)雜化軌道數(shù)目和參與雜化的原子軌道數(shù)目相等，雜化軌道能量相同。(3)雜化改變原有軌道的形狀和伸展方向，使原子形成的共價鍵更牢固。(4)雜化軌道為使相互間的排斥力最小，故在空間取最大夾角分布，不同的雜化軌道伸展方向不同。(5)雜化軌道只用于形成σ鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對。(6)未參與雜化的p軌道可用于形成π鍵。2．中心原子雜化軌道類型的判斷(1)利用價層電子對互斥模型、雜化軌道理論判斷分子構(gòu)型的思路：價層電子對eq\o(→,\s\up10(判斷))雜化軌道數(shù)eq\o(→,\s\up10(判斷))雜化類型eq\o(→,\s\up10(判斷))雜化軌道構(gòu)型。(2)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°28′，則中心原子發(fā)生sp3雜化；若雜化軌道之間的夾角為120°，則中心原子發(fā)生sp2雜化；若雜化軌道之間的夾角為180°，則中心原子發(fā)生sp雜化。(3)有機物中碳原子雜化類型的判斷：飽和碳原子采取sp3雜化，連接雙鍵的碳原子采取sp2雜化，連接三鍵的碳原子采取sp雜化。3．根據(jù)分子的空間結(jié)構(gòu)判斷中心原子雜化軌道類型的方法1若分子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形或三角錐形，則分子的中心原子采取sp3雜化。2若分子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，則分子的中心原子采取sp2雜化。3若分子的空間結(jié)構(gòu)為直線形，則分子的中心原子采取sp雜化。4若分子的空間結(jié)構(gòu)為V形，則分子的中心原子采取sp2雜化或sp3雜化。分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1．下列有關(guān)雜化軌道的說法不正確的是A．四面體形、三角錐形、V形分子的結(jié)構(gòu)可以用雜化軌道解釋B．、、sp雜化軌道的夾角分別為109°28'、120°、180°C．雜化軌道全部參加形成化學鍵D．雜化前后的軌道數(shù)不變，但軌道的形狀發(fā)生了改變EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT42．下列關(guān)于雜化軌道的敘述中，不正確的是A．苯分子中所有碳原子均采取sp2雜化成鍵B．雜化軌道只用于形成σ鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對C．SO2和C2H4分子中的中心原子S和C是通過sp2雜化軌道成鍵D．中心原子通過sp3雜化軌道成鍵時，該分子一定為四面體結(jié)構(gòu)EMBEDEquation.DSMT43．下列各項敘述中，正確的是A．、的中心原子的雜化方式均為sp3B．氯化鈉晶體中，每個Na+周圍距離最近且相等的Na+共有6個C．乙炔分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為3∶2D．H2O分子的VSEPR模型為V形EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT44．關(guān)于原子軌道的說法正確的是A．sp3雜化軌道是由同一個原子中能量相近的s軌道和p軌道雜化形成的一組能量相同的新軌道B．CH4分子中的sp3雜化軌道是由4個H原子的1s軌道和C原子的2p軌道雜化而形成的C．凡是中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子其立體構(gòu)型都是正四面體D．凡AB2型的共價化合物，其中心原子A均采用sp雜化軌道成鍵5．s軌道與s軌道重疊形成的共價鍵可用符號表示為σs-s，p軌道與p軌道以“頭碰頭”方式重疊形成的共價鍵可用符號表示為σp-p，請你指出下列分子中含有σs-sp2鍵的是A．N2 B．C2H4 C．C2H2 D．HCl6．下列粒子的中心原子的雜化軌道類型和粒子的空間結(jié)構(gòu)不正確的是A．中P原子為sp3雜化，分子空間結(jié)構(gòu)為三角錐形B．中O原子為sp雜化，分子空間結(jié)構(gòu)為直線形C．中N原子為sp3雜化，分子空間結(jié)構(gòu)為正四面體形D．中S原子為sp2雜化，分子空間結(jié)構(gòu)為V形EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT47．從微粒結(jié)構(gòu)角度分析，下列說法錯誤的是A．N的空間結(jié)構(gòu)為直線形，中心原子的雜化方式為spB．H2CO3中C原子的雜化方式為sp2C．S2O(S2O相當于SO中一個氧被硫替代)中心原子S的雜化方式為sp3D．三氧化硫有單分子氣體和三聚分子固體()兩種存在形式，兩種形式中S原子的雜化軌道類型相同EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT48．如圖是甲烷分子中C原子雜化軌道電子云圖：(1)甲烷分子中C-H鍵的鍵角為_______。(2)乙烯和乙炔的電子式分別為_______、_______，請你比較乙烯和乙炔分子中“”和“”的鍵長大小：_______。乙炔和乙烯一樣都能和溴水發(fā)生加成反應(yīng)并使溴水褪色，請你預(yù)測在同濃度同體積的溴水中分別通入乙烯和乙炔時，_______(選填“乙烯”或“乙炔”)使溴水褪色的時間短；同溫同壓下，使等體積等濃度的溴水正好褪色，消耗的_______(選填“乙烯”或“乙炔”)少。(3)苯分子中C原子以sp2雜化軌道成鍵，6個C原子中每個C原子的2s軌道和其中2個軌道形成3個sp2雜化軌道，其中1個sp2雜化軌道與1個H原子形成1個鍵、另外2個sp2雜化軌道分別與另外2個C原子的sp2雜化軌道形成2個鍵而形成1個六元環(huán)，而每個C原子未參與雜化的另1個sp2軌道均垂直于這個六元環(huán)所處的平面且相互之間“肩并肩”重疊形成1個“大鍵”，如圖：請你猜想：①苯分子中每個碳碳鍵的鍵長是否相等？_______；②苯分子中碳碳鍵的鍵長與C-C鍵、C=C鍵、鍵的鍵長相比，處于_______的鍵長之間。EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4題組B能力提升練1．近日科學家在Science雜志首次報道了具有半導體特性的18個原子純碳環(huán)分子(如圖所示)。下列說法正確的是A．該分子中碳雜化方式有sp、兩種B．該分子可能要比苯更加穩(wěn)定C．該分子屬于有機物D．該分子具有半導體的功能，可以使類似的直碳鏈成為分子級電子元件2．下列各組微粒，中心原子均采用sp2雜化方式的A．NH3，PCl3，CO，CO2 B．SO3，NO，COCl2，BF3C．SO，ClO，PO，BF3 D．BeCl2，NCl3，NO，ClOEMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT43．下列有關(guān)多原子分子中中心原子雜化的說法正確的是A．同一元素的原子在不同的分子中雜化方式相同B．雜化軌道用于解釋分子的立體構(gòu)型，雜化軌道數(shù)目等于價層電子對數(shù)目C．若分子中含有同一元素的多個原子，則在該分子中此原子的雜化方式完全相同D．雜化軌道用于形成鍵、容納孤電子對和肩并肩形成鍵EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT44．描述共價鍵的三個重要參數(shù)是鍵能、鍵長和鍵角。下列說法正確的是A．在分子中，鍵的鍵長是C原子半徑和S原子半徑之和B．分子為正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角為C．鍵能：D．型分子中的鍵角均為【答案】B【解析】A．鍵長是成鍵兩原子的原子半徑之和，二硫化碳分子中碳硫雙鍵的鍵長比碳原子和硫原子的原子半徑之和要小，故A錯誤；B．白磷分子的空間構(gòu)型為正四面體形，鍵角為60°，故B正確；C．查閱課本資料可知，氮氮三鍵的鍵能為946kJ/mol，而氮氮單鍵的鍵能為193kJ/mol，故氮氣分子中含有的氮氮三鍵的鍵能比氮氮單鍵的3倍要大，故C錯誤；D．若AB3分子中A原子的價層電子對數(shù)為3，孤對電子對數(shù)為0，空間構(gòu)型為平面三角形，分子中的鍵角均為120°，故D錯誤；故選B。5．的結(jié)構(gòu)式為，下列有關(guān)的說法錯誤的是A．四個原子在一條直線上 B．S原子有兩對孤電子對C．S原子的雜化方式為 D．分子中既有極性鍵又有非極性鍵EMBEDEquation.DSMT46．下列說法中正確的是A．P4和CH4都是正四面體形分子，且鍵角都為109°28'B．乙烯分子中，碳原子的sp2雜化軌道形成σ鍵，未雜化的2p軌道形成π鍵C．s電子與s電子間形成的鍵一定是σ鍵，p電子與p電子間形成的鍵一定是π鍵D．p軌道電子能量一定高于s軌道電子能量7．下列說法正確的是A．Na+的電子排布式為1s22s22p63s1B．SO2分子的立體構(gòu)型是V形C．HF的分子間作用力大于HCl，故HF比HCl更穩(wěn)定D．有機物CH2=CH-CH3中雜化類型有sp3和sp2，其中有一個π鍵，2個σ鍵EMBEDEquation.DSMT48．原子在形成分子時，、軌道和1個軌道參與形成雜化，的空間構(gòu)型為三角雙錐形(如下圖所示)。下列關(guān)于分子的說法不正確的是A．分子中價電子對數(shù)為5B．分子中沒有形成鍵C．分子中所有的鍵角都相等D．分子中原子也采用雜化EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT49．H、C、N、O、S是重要的非金屬元素，請按要求回答下列問題：(1)C元素的一種氫化物(分子中含有6個原子)是重要的化工原料，常把該氫化物的產(chǎn)量作為衡量石油化工發(fā)展水平的標志。有關(guān)該氫化物分子的說法正確的是_______。(填序號)。a．該氫化物分子中C原子采用雜化

b．6個原子不在同一平面上c．只含有4個鍵和1個鍵

d．分子既含有極性鍵又含有非極性鍵(2)相同條件下與分子在水中的溶解度較大的是_______(寫分子式)，理由是_______。中的O—C—O鍵角_______(填“>”“＜”或“=”)中的O—S—O鍵角。(3)已知(CN)2是直線形分子，且有對稱性，則(CN)2分子的結(jié)構(gòu)式為_______；其中鍵與鍵的個數(shù)比為_______。EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBED