高考化學復習：雜化軌道理論 等電子體原理

第9課雜化軌道理論等電子體原理

學習目標

i.了解雜化軌道理論的基本內(nèi)容。

2.能根據(jù)雜化軌道理論解釋簡單分子的空間結(jié)構(gòu)。

3.結(jié)合雜化軌道理論認識常見共價分子的空間結(jié)構(gòu)。

知識梳理

一、雜化軌道理論簡介

L雜化軌道的含義

雜化軌道理論是一種價鍵理論，是鮑林為了解釋分子的空間結(jié)構(gòu)提出的。

(1)軌道的雜化：在外界條件影響下，原子內(nèi)部能量相近的原子軌道發(fā)生混雜,重新組合成一組新的軌道的

過程。

(2)雜化軌道：原子軌道雜化后形成的一組新的原子軌道,叫做雜化原子軌道,簡稱雜化軌道。

(3)雜化軌道的特點

①雜化軌道數(shù)笠壬參與雜化的原子軌道數(shù)；

②雜化改變了原子軌道的形狀和方向;

③雜化使原子的成鍵能力度1；

④雜化軌道用于構(gòu)建分子的。軌道和孤電子對軌道。

2.雜化軌道理論的要點

(1)原子形成分子時，通常存在激發(fā)、雜化和軌道重疊等過程。發(fā)生軌道雜化的原子一定是史必原子。

(2)原子軌道的雜化只有在形成分子的過程中才會發(fā)生，孤立的原子不可能發(fā)生雜化。

(3)只有能量相近的原子軌道才能雜化(如2s、2p)o

(4)雜化前后原子軌道數(shù)目丕變(參加雜化的軌道數(shù)目等于形成的雜化軌道數(shù)目)，且雜化軌道的能量租回。

(5)為使相互間的排斥力最小，雜化軌道在空間取最大夾角分布。雜化后軌道的伸展方向、形狀發(fā)生改變,

但相同雜化形式的雜化軌道形狀完全粗圓。雜化使原子的成鍵能力增加。形成的共價鍵更牢固。

(6)雜化軌道用于形成。鍵或者用來容納未參與成鍵的孤電子對。未參與雜化的p軌道可用于形成左鍵。分

子的空間結(jié)構(gòu)主要取決于原子軌道的雜化類型。

(7)雜化軌道成鍵時仍具有共價鍵的特征一方向性和飽和性

(8)雜化軌道數(shù)=中心原子上的孤電子對數(shù)+與中心原子結(jié)合的原子數(shù)。

3.雜化軌道類型

類型形成過程夾角空間結(jié)構(gòu)

Sp3雜化軌道sp3雜化軌道是由L個S軌道和3個P軌道雜化形成的109。28'正四面體形

。

Spz雜化軌道Sp?雜化軌道是由L個S軌道和2個P軌道雜化而成的120平面三角形

sp雜化軌道sp雜化軌道是由L個s軌道和L個P軌道雜化而成的180。直線形

【特別說明】原子軌道發(fā)生sp雜化時，還有幺個np軌道未發(fā)生雜化，若np軌道上有未成對電子，形成分

子時2個np軌道上的電子會形成.鍵。

1)sp3雜化與CH4分子的空間構(gòu)型

(1)雜化軌道的形成

碳原子2s軌道上的1個電子進入2p空軌道，L個2s軌道和之個2p軌道“混合”，形成能量相等、成分相同

的生個sp3雜化軌道。

1—4用

2s02ssp3雜化軌道

基態(tài)原子軌道激發(fā)態(tài)原子軌道雜化軌道

Sp3雜化軌道的空間構(gòu)型

4個sp3雜化軌道在空間呈正四面體形,軌道之間的夾角為109。28',每個軌道上都有一個未成對電子。

(2)共價鍵的形成

碳原子的4個sp3雜化軌道分別與4個氫原子的坨軌道重疊，形成4個相同的1鍵。

HCCH4

(3)CH4分子的空間構(gòu)型

CH4分子為空間正四面體結(jié)構(gòu),分子中C—H鍵之間的夾角都是109。28'。

(4)正四面體結(jié)構(gòu)的分子或離子的中心原子，一般采用sp3雜化軌道形成共價鍵，如CC14、NH4+等。金剛石

中的碳原子、晶體硅和石英(SiO2)晶體中的硅原子也是采用sp3雜化軌道形成共價鍵的。

2)sp2雜化與BF3分子的空間構(gòu)型

(l)Sp2雜化軌道的形成

硼原子2s軌道上的1個電子進入2p軌道。L個2s軌道和1個2p軌道發(fā)生雜化，形成能量相等、成分相同

的3個sp?雜化軌道。

皿"III激發(fā).正口雜化，

?j■「2p

2s2pLU2Pz

2sSP”雜化軌道

基態(tài)激發(fā)態(tài)雜化態(tài)

硼原子的3個sp2雜化軌道呈平面三角形,3個sp2雜化軌道間的夾角為120。。

(2)共價鍵的形成

硼原子的3個sp2雜化軌道分別與3個氟原子的1個組軌道重疊，形成3個相同的9

鍵。

(3)BF3分子的空間構(gòu)型

BF3分子的空間構(gòu)型為平面三角形,鍵角為120。。

3)sp雜化與BeCL分子的空間構(gòu)型

(1)雜化軌道的形成

Be原子2s軌道上的1個電子進入2p軌道，L個2s軌道和L個2P軌道發(fā)生雜化，形成能量相等、成分相同

的2_個sp雜化軌道。

J^80-

E七、寸①中□□

2sZP區(qū)NPSP雜化軌道"雜化

Be原子的SD雜化軌道呈直線形,其夾角為180。。

(2)共價鍵的形成

Be原子的2個sp雜化軌道分別與2個C1原子的1個篦軌道重疊形成2個相同的0

鍵。

(3)BeCb分子的空間構(gòu)型J==J

BeCb分子為空間構(gòu)型為直線形,分子中Be—C1鍵之間的夾角為四。BeC'2

4.雜化軌道類型與分子的空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系

(1)雜化軌道用于形成。鍵或用來容納未參與成鍵的孤電子對。當沒有孤電子對時，能量相同的雜化軌道彼

此遠離，形成的分子為對稱結(jié)構(gòu);當有孤電子對時，孤電子對占據(jù)一定空間且對成鍵電子對產(chǎn)生排斥，形

成的分子的空間結(jié)構(gòu)也發(fā)生變化。

(2)雜化軌道與分子的空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系

①當雜化軌道全部用于形成。鍵時

雜化類型spsp2sp3

軌道組成L個ns和L個np]_個ns和2_個npL個ns和二個np

軌道夾角180。120。109。28'

雜化軌道示意圖180°120°

120°\^>120°

實例BeCbBF3CH4

分子結(jié)構(gòu)示意圖/80\FH

Cl*BeCl109°28'h

.可20°H或3H

H

分子空間結(jié)構(gòu)直線形平面三角形正四面體形

②當雜化軌道中有未參與成鍵的孤電子對時

由于孤電子對參與互相排斥，會使分子的構(gòu)型與雜化軌道的形狀有所區(qū)別。如水分子中氧原子的sp3雜化

軌道有2個雜化軌道由孤電子對占據(jù),其分子不呈正四面體形,而呈上形；氨分子中氮原子的sp3雜化軌

道有1個雜化軌道由孤電子對占據(jù),氨分子不呈正四面體形,而呈三角錐形。

5.VSEPR模型與中心原子的雜化軌道類型的關(guān)系

雜化軌道理論解釋了價層電子對互斥模型所推測的分子空間結(jié)構(gòu)，但分析具體分子中的中心原子的雜化

軌道類型時，應先確定分子或離子的VSEPR模型,再確定中心原子的雜化軌道類型。VSEPR模型及其中

心原子對應的雜化軌道類型如表所示：

VSEPR模型.工XX心▲

VSEPR

直線形平面三角形四面體平面三角形四面體正四面體

模型名稱

中心原子的雜3

sp城峨喂城sp

化軌道類型

HOsoNHCH

典型例子CO2so22334

【思考與討論p49］參考答案：

(1)BF3的。鍵電子對數(shù)為3,孤電子對數(shù)為0,價層電子對數(shù)為3,故雜化軌道類型為sp2雜化。

(1)%0+的c健電子對數(shù)為3,孤電子對數(shù)為1,價層電子對數(shù)為4,故雜化軌道美型為Sp3雜化。

6.雜化軌道類型的判斷方法

(1)根據(jù)價層電子對互斥模型判斷中心原子的雜化類型、空間結(jié)構(gòu)

在確定了分子或離子的中心原子上的成鍵電子對數(shù)和孤電子對數(shù)后，可以依據(jù)下面的方法確定其中心原子

2Tsp

的雜化軌道類型：0鍵電子對數(shù)(成鍵電子對數(shù))+孤電子對數(shù)=價電子對數(shù)=雜化軌道數(shù)q3fsp2

4fsp3

根據(jù)雜化類型及孤電子對數(shù)即可判斷分子或離子的空間結(jié)構(gòu)，列表如下:

價層電子對雜化軌道類成鍵電子對孤電子對雜化軌道分子空間結(jié)實例

數(shù)型數(shù)數(shù)數(shù)構(gòu)

2sp202直線形BeCb、82、HCN

30平面三角形BF3、SO3、CO32-

3sp23

21上形SnBr2>SO2、NO2一

40四面體形CHCb'SiCk'PCV一

4sp3314三角錐形NH3、PCb、SO32

22上形OF2、H2O、NH2一

(2)根據(jù)雜化軌道間的夾角判斷

雜化軌道間的夾角雜化軌道類型

109。28’sp3

120。sp2

180。sp

(3)根據(jù)分子或離子的空間結(jié)構(gòu)判斷

分子或離子的空間結(jié)構(gòu)雜化軌道類型

正四面體形sp3

平面三角形sp2

直線形sp

(4)根據(jù)共價鍵類型判斷

由雜化軌道理論可知，原子之間成鍵時，未參與雜化的軌道用于形成兀鍵，雜化軌道用于形成。鍵或用來

容納未參與成鍵的孤電子對。對于能明確結(jié)構(gòu)式的分子、離子，其中心原子的雜化軌道數(shù)n=中心原子形成

的。鍵數(shù)+中心原子上的孤電子對數(shù),即可將結(jié)構(gòu)式和電子式相結(jié)合，從而判斷中心原子形成的四數(shù)和中

心原子上的孤電子對數(shù),進而判斷雜化軌道數(shù)。例如：

①在SiF4分子中，基態(tài)硅原子有4個價電子，與4個氟原子形成4個◎鍵，沒有孤電子對，n=4,則SiF4分

子中硅原子采用企雜化。

②在HCHO分子中，基態(tài)碳原子有4個價電子，與2個氫原子形成2個◎鍵，與氧原子形成C=O,C=O中

有1個◎鍵、1個兀鍵，沒有孤電子對，n=3,則HCHO分子中碳原子采用近雜化。

(5)以碳原子為中心原子的分子中碳原子的雜化類型

I

—C—

①沒有形成兀鍵，為型1雜化：CH4、CC14、

②形成一個兀鍵，為sp2雜化:CH?=CH2、苯（大兀鍵）、/、/\

③形成兩個兀鍵，為組雜化：CH三CH、O=C=O（CO2）＞S=C=S（CS2）

【研究與實踐一制作分子的空間結(jié)構(gòu)模型p49】思考與討論參考答案：

把四個充滿氣的氣球用皮筋扎在一起，這四個氣球形成一個正四面體形；然后把這4個氣球在黑板上壓在

一個平面中，形成的是平面正方形；再將四個氣球拋向空中，形狀又恢復正四面體形，說明這種正四面體

的形式是它自然的狀態(tài)。把這四個氣球看成四對共用電子對，它們的公共結(jié)點看成是碳原子，那么這種結(jié)

構(gòu)取向就是它的自然取向，這正像甲烷分子的正四面體形結(jié)構(gòu)。

二、等電子體原理

1.含義：原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的分子（或離子）互為等電子體。

【特別提醒】核外電子總數(shù)不一定相同；等電子體可以拓展到離子。

2.特點：等電子體具有相似的結(jié)構(gòu)特征（立體結(jié)構(gòu)和化學鍵類型）及相近的性質(zhì)，例如CO和N2的熔沸點、溶

解性等都非常相近。

3.等電子原理的應用

利用等電子原理可以判斷一些簡單分子或離子的立體構(gòu)型。如S02和03的原子數(shù)目和價電子總數(shù)都相

等，二者互為等電子體，中心原子都是軍i雜化，都是工形結(jié)構(gòu)。

4.確定等電子體的方法

同主族代換或同周期相鄰元素替換,交換過程中注意電荷變化。變換過程中注意電荷變化，并伴有元素種

類的改變

序號方法示例

豎換：把同族元素（同族原子價電子數(shù)相同）上工交換，

1C02與CS2、。3與SO2

即可得到相應的等電子體

橫換：換相鄰主族元素,這時候價電子發(fā)生變化，再通

2N2與CO

過得失電子使價電子總數(shù)相等

。3與NO2、CH4與NH：

3可以將分子變換為離子,也可以將離子變換為分子

CO與CN-

.r—把。換成前一個原子（、）

如-CO-------------------------------------

,一少了1個電子，再得1個電子

把N換成前一個原子（C）

少了1個電子，再得1個電子

口把C換成后一個原子（N）（多1個電子）下”

口：把（）換成前一個原子（N）（少1個電子

5.常見的等電子體匯總

微粒通式價電子總數(shù)立體構(gòu)型

C02、CNS、NO』、NF直線形

AX216e

COT、NOF,S03AX324e-平面三角形

SO2、O3、NOIAX218e-上形

正四面體形

soF>pofAX432e-

PO〕、soM、CiorAX326e-三角錐形

、

coN2AXlOe-直線形

CH4、NHt-正四面體形

AX48e

問題探究

A問題一雜化軌道理論與分子的結(jié)構(gòu)

【典例1］下列分子或離子的立體構(gòu)型和中心原子的雜化方式均正確的是

+

A.ASH3平面三角形sp3雜化B.H30平面三角形sp2雜化

C.H2SeV形sp3雜化D.CO；'三角錐形sp3雜化

【答案】C

【解析】A.ASH3中心原子的價層電子對數(shù)=3+1(53xl)=4,As的雜化方式為sp3,含有一對孤電子對，分

子的立體構(gòu)型為三角錐形，選項A錯誤；B.凡0+的中心原子的價層電子對數(shù)=3+1(613xl)=4,0的雜化

方式為sp3,含有一對孤電子對，分子的立體構(gòu)型為三角錐形，選項B錯誤；C.HzSe中心原子的價層電子

對數(shù)=2+1(62xl)=4,Se的雜化方式為sp3,含有兩對孤電子對，分子的立體構(gòu)型為V形，選項C正確；

D.CO；中心原子的價層電子對數(shù)=3+g(4+23x2)=3,C的雜化方式為sp2,沒有孤電子對，分子的立體構(gòu)

型為平面三角形，選項D錯誤；答案選C。

【解題必備】1.雜化軌道理論的要點

(1)原子軌道的雜化只有在形成分子的過程中才會發(fā)生，孤立的原子是不可能發(fā)生雜化的。

(2)雜化前后軌道數(shù)目不變。

(3)只有能量相近的軌道才能雜化(如2s和2p)?

(4)雜化軌道成鍵時要滿足化學鍵間最小排斥原理。雜化軌道間的夾角決定分子空間構(gòu)型。

(5)雜化軌道所形成的化學鍵全部為0鍵。

2.雜化軌道及成鍵規(guī)律

(1)當雜化軌道數(shù)目等于成鍵軌道數(shù)目時，雜化軌道全部參與成鍵，成鍵類型是。鍵，分子的空間構(gòu)型與

雜化軌道的空間構(gòu)型一致。

（2）當雜化軌道數(shù)目大于成鍵軌道數(shù)目時，分子中存在孤電子對，對成鍵電子對產(chǎn)生排斥作用，使鍵角增

大，分子的空間構(gòu)型與雜化軌道的空間構(gòu)型不同。

（3）若未雜化的軌道上有成單電子，則形成兀鍵。

3.雜化軌道數(shù)目與成鍵數(shù)目相同時分子的空間構(gòu)型

當雜化軌道數(shù)目等于成鍵軌道數(shù)目時，雜化軌道全部參與成鍵，成鍵類型是◎鍵，分子的空間構(gòu)型與雜化

軌道的空間構(gòu)型一致。

實例

BeCl2BF3CH4

雜化類型spsp2sp3

參與雜化的原子軌道1個S軌道1個S軌道1個S軌道

及數(shù)目1個P軌道2個p軌道3個p軌道

雜化軌道的數(shù)目234

雜化軌道間的夾角180°120°109°28z

雜化軌道空間構(gòu)型直線形平面三角形正四面體

分子的空間構(gòu)型直線形平面三角形正四面體

4.常見分子的空間構(gòu)型

雜化類型分子類型空間構(gòu)型舉例

正四面體、、金剛石等

AB4CH4CCLNH4\

四面體等

AB3CCH3ChCH3cH3

Sp3

三角錐、等

AB3NH3NF3

形

AB2VH2O>H2S

2平面三角形BF3、A1C13、）c=、苯環(huán)等

spAB3

直線形、、三等

spAB2CO2CS2-c

【變式111有機物CH3CH=CH—C=CH中標有“?”的碳原子的雜化方式依次為（）

A.sp、sp2、sp3B.sp3、sp2、sp

C.sp2、sp、sp3D.sp3>sp、sp2

【答案】B

【解析】甲基上C原子采取sp3雜化；碳碳雙鍵上碳原子采取sp2雜化；碳碳三鍵的C原子采取sp雜化。

【變式12】下列說法中正確的是（）

A.中心原子采取sp3雜化的分子，其幾何構(gòu)型都是四面體型

B.sp3雜化軌道是由任意的1個S軌道和3個p軌道混合形成的4個sp3雜化軌道

C.苯分子的碳原子是sp2雜化，分子的空間構(gòu)型為平面結(jié)構(gòu)

D.AB3型的分子空間構(gòu)型必為平面三角形

【答案】c

【解析】A選項，分子的幾何構(gòu)型除了與雜化軌道類型，還與中心原子的成鍵情況有關(guān)，錯誤；B選項，sp3

雜化軌道是由能量相近的1個s軌道和3個p軌道混合形成的，錯誤；C選項，正確；D選項，AB3型的分

子空間構(gòu)型不一定為平面三角形，也可能是三角錐形。錯誤。故選C。

A問題二等電子體原理與分子結(jié)構(gòu)

【典例2］通常把原子總數(shù)和價電子總數(shù)相同的分子或離子稱為等電子體。人們發(fā)現(xiàn)等電子體的空間結(jié)構(gòu)相

同，則下列有關(guān)說法中正確的是（）

A.CH4和NH：是等電子體，鍵角均為60。

B.NO,和CO歹是等電子體，均為平面三角形結(jié)構(gòu)

C.H3O+和PCb是等電子體，均為三角錐形結(jié)構(gòu)

D.B3N3H6和苯是等電子體，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重疊的軌道

【答案】B

【解析】CH4與NH］是正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角是109。2g,A錯誤；NO?和CO歹是等電子體，均為平面三角形

結(jié)構(gòu)，B正確；H3O+和PCb的價電子總數(shù)不相等，不互為等電子體，C錯誤；苯分子中存在“肩并肩”式重

疊的軌道，故B3N3H6分子中也存在這種軌道，D錯誤。

【解題必備】1.等電子原理：等電子體具有相似的化學鍵特征，它們的許多性質(zhì)相近，此原理稱為等電子原

理，例如CO和N2的熔沸點、溶解性等都非常相近。

2.確定等電子體的方法：變換過程中注意電荷變化，并伴有元素種類的改變

序號方法示例

豎換：把同族元素（同族原子價電子數(shù)相同）上下交換，

1CO2與CS2、。3與SO2

即可得到相應的等電子體

橫換：換相鄰主族元素，這時候價電子發(fā)生變化，再通

2N2與CO

過得失電子使價電子總數(shù)相等

O3與NO?、叫與NH1

3可以將分子變換為離子，也可以將離子變換為分子

CO與CN-

【變式21】由短周期元素原子構(gòu)成的粒子，只要其原子數(shù)相同，各原子最外層電子數(shù)之和相同，可互稱為

等電子體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近。根據(jù)上述原理，下列各對粒子中，立體結(jié)構(gòu)相似的是（）

A.SC>2與。3B.CO2與NC>2c.CS2與NO2D.PC13與BF3

【答案】A

【解析】各項中原子數(shù)均相同，最外層電子數(shù)之和分別為A項，18和18；B項，16和17；C項，16和17；

D項，26和24。

【變式22】根據(jù)等電子原理：由短周期元素原子構(gòu)成的微粒，只要其原子數(shù)相同，各原子最外層電子數(shù)之

和相同，可互稱為等電子體，它們具有相似的結(jié)構(gòu)特征。以下各組微粒結(jié)構(gòu)不相似的是（）

A.CO和N2B.Ch和NO?C.CO2和N2OD.N2H4和C2H4

【答案】D

【解析】N2H4和C2H4原子數(shù)相同，價電子總數(shù)分別為14、12,二者不是等電子體，故結(jié)構(gòu)不相似。

強化訓I練

基強化

1.下列分子的立體構(gòu)型可用Sp2雜化軌道來解釋的是（）

?CO3?CH2=CH2③苯④CHmCH@NH3@CH4

A.①②③B.①⑤⑥C.②③④D.③⑤⑥

【答案】A

【解析】①②③中的中心原子是sp2雜化，④中的中心原子是sp雜化，⑤⑥中的中心原子是sp3雜化。

2.下列各組微粒中，互為等電子體的一組是（）

A.CO、C2H2、N2B.SiF4>SiO『、SO/、P0;C.CO歹、NO、BeCl2D.SO2、NO］、Ng、CNO

【答案】B

【解析】CO、N2都含2個原子，C2H2含4個原子，所以不是等電子體，故A不選；在SiF4、SiO：、SO/、

P0『中，所有原子都含有5個原子，其價電子總數(shù)均為32,所以是等電子體，故選B；CO歹、NO3、BeCl2

含有原子個數(shù)分別為4、4、3,其價電子總數(shù)分別為18、18、16,所以不是等電子體，故C不選；SO2、

NO］、Ng、CNO都含有3個原子，但其價電子總數(shù)分別為18、16、16、16,所以不是等電子體，故D不選。

3.形成下列分子時，一個原子用sp3雜化軌道和另一個原子的p軌道成鍵的是（）

①PF3②CC14③NH3?H2O

A.①②B.②③C.③④D.①④

【答案】A

【解析】四種分子的中心原子都是sp3雜化，NH3和H2O中H原子用1s軌道與中心原子的sp3雜化軌道成

鍵。故選A。

4.根據(jù)等電子原理，下列分子或離子與其他選項不屬于同一類的是（）

+2

A.PF4B.SiO4C.SO?D.SiH4

【答案】D

【解析】A、B、C均為5個原子，價電子總數(shù)均為32個，D項8個價電子等電子體：①原子數(shù)相同，②價

電子總數(shù)相等。

5.判斷下列中心原子的雜化軌道類型（點“?”的原子為中心原子）。

微粒①H39+⑤用

@CH2=CH2@CC14@NCI33

雜化軌道數(shù)目

雜化軌道類型

【答案】43444sp3sp2sp3sp3sp3

6.科學家常用“等電子體”來預測不同物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，例如CH4與NH才有相同的電子數(shù)和立體構(gòu)型。依此原理在

下表空格中填出相應的化學式:①;②;③o

①廠③

CH4co

舒②

NHJN2HN2

【答案】①C2H6②N0&③CO

【解析】根據(jù)等電子原理，和N2H舒是等電子體的是C2H6,和CO歹是等電子體的是N0&,和N2是等電子體的

是CO。

力提升

1.下列說法：①CHCL是三角錐型；②AB?是V形，其A可能為sp2雜化；③二硫化碳中碳原子為sp雜化；

④NH；是平面四邊形結(jié)構(gòu)；⑤HQ、NH3,CH“分子中的0、N、C分別形成2個、3個、4個鍵，故0、

N、C原子分別采取sp、sp\sp3雜化；⑥PCh分子是三角錐型，這是因為P原子是以sp?雜化的結(jié)果；⑦

sp?雜化軌道是由任意的1個s軌道和3個p軌道混合形成的四個sp?雜化軌道；⑧凡中心原子采取sp3雜化

的分子，其VSEPR幾何構(gòu)型都是四面體形；⑨SO?和SO3雜化軌道類型均為sp?雜化，立體構(gòu)型分別為V

形、平面三角形；⑩氣體單質(zhì)中，一定有。鍵，可能有兀鍵。正確的選項有

A.2個B.3個C.4個D.5個

【答案】C

【解析】①三氯甲烷中碳原子的價層電子對數(shù)為4、孤對電子對數(shù)為0,分子的空間構(gòu)型為四面體形，故錯

誤；②若AB2分子中A原子的價層電子對數(shù)為3、孤對電子對數(shù)為1,A原子的雜化方式為sp?雜化，分子

的空間構(gòu)型為V形，故正確；③二硫化碳分子中碳原子的價層電子對數(shù)為2、孤對電子對數(shù)為0,碳原子的

雜化方式為sp雜化，故正確；④銹根離子中氮原子的價層電子對數(shù)為4、孤對電子對數(shù)為0,分子的空間構(gòu)

型為正四面體形，故錯誤；⑤水分子、氨分子和甲烷分子中氧原子、氮原子和碳原子的價層電子對數(shù)都為4,

原子的雜化方式都為sp3雜化，故錯誤；⑥三氯化磷分子中磷原子的價層電子對數(shù)為4、孤對電子對數(shù)為1,

磷原子的雜化方式都為sp3雜化，分子的空間構(gòu)型為三角錐形，故錯誤；⑦sp3雜化軌道是指同一能層的、

能量接近的1個s軌道與3個p軌道雜化，形成能量相同的4個sp3雜化軌道，故錯誤；⑧凡中心原子采取

sp3雜化的分子，分子的VSEPR幾何構(gòu)型都是四面體形，故正確；⑨二氧化硫和三氧化硫分子中硫原子的

價層電子對數(shù)都為4,孤對電子對數(shù)分別為1和0,所以二氧化硫和三氧化硫分子中硫原子的雜化方式都為

sp?雜化，分子的空間構(gòu)型分別為V形和平面三角形，故正確；⑩氣體單質(zhì)中，稀有氣體是單原子分子，分

子中不存在化學鍵，故錯誤；②③⑧⑨正確，故選C。

2.根據(jù)雜化軌道理論和價層電子對互斥模型，判斷下列分子或者離子的空間構(gòu)型正確的是

VSEPR模型名

選項分子式中心原子雜化方式空間結(jié)構(gòu)

稱

ABeCl2spV形V形

BHCHOsp2平面三角形三角錐形

CCH；sp2四面體形平面三角形

3

Dsotsp正四面體形正四面體形

【答案】D

【解析】根據(jù)價層電子對互斥理論確定分子空間構(gòu)型及中心原子雜化方式，價層電子對個數(shù)=配原子個數(shù)+

孤電子對個數(shù)。A.Be。?分子中心原子雜化方式sp價層電子對互斥模型為直線形，沒有孤電子對，分子的

立體構(gòu)型為直線形，故A錯誤；B.HCHO分子中心原子雜化方式sp2價層電子對互斥模型為平面三角形，

沒有孤電子對，分子的立體構(gòu)型為平面三角形，故B錯誤；C.。坦離子中心原子雜化方式sp2價層電子對

互斥模型為平面三角形，沒有孤電子對，離子的立體構(gòu)型為平面三角形，故C錯誤；D.離子中心原

子雜化方式sp3價層電子對互斥模型為正四面體，沒有孤電子對,離子的立體構(gòu)型為平面三角形,故D正確；

故選D。

3.下列離子的VSEPR模型與其空間結(jié)構(gòu)一致的是

A.SO；B.C104C.N02D.C1O-

【答案】B

【解析】A.亞硫酸根離子中硫原子的價層電子對數(shù)為4,孤對電子對數(shù)為1,離子的VSEPR模型為正四面

體形，空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，所以離子的空間結(jié)構(gòu)模型與空間結(jié)構(gòu)不一致，故A錯誤；B.高氯酸根離子中

氯原子的價層電子對數(shù)為4,孤對電子對數(shù)為0,離子的VSEPR模型和空間結(jié)構(gòu)都為正四面體形，所以離

子的空間結(jié)構(gòu)模型與空間結(jié)構(gòu)一致，故B正確；C.亞硝酸根離子中氮原子的價層電子對數(shù)為3,孤對電子

對數(shù)為1,離子的VSEPR模型為三角錐形，空間結(jié)構(gòu)為V形，所以離子的空間結(jié)構(gòu)模型與空間結(jié)構(gòu)不一致，

故C錯誤；D.氯酸根離子中氯原子的價層電子對數(shù)為4,孤對電子對數(shù)為1,離子的VSEPR模型為正四

面體形，空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，所以離子的空間結(jié)構(gòu)模型與空間結(jié)構(gòu)不一致，故D錯誤；故選B。

4.下列各組微粒的空間構(gòu)型相同的是

①NH3和H2。②NH3和H3O+③NH：和H3O+④O3和SO?⑤CS?和BeCb⑥SiOj和

SOj⑦BF3和AL"

A.全部B.除④⑥⑦以外

C.③④⑤⑥D(zhuǎn).②④⑤⑥

【答案】D

【解析】①氨分子中氮原子的價層電子對數(shù)為4,孤對電子對數(shù)為1,空間構(gòu)型為三角錐形，水分子中的氧原

子的價層電子對數(shù)為4,孤對電子對數(shù)為2,空間構(gòu)型為V形，兩者空間構(gòu)型不相同，故錯誤；②氨分子中

氮原子和水合氫離子中氧原子的價層電子對數(shù)都為4,孤對電子對數(shù)都為1,空間構(gòu)型都為三角錐形，兩者

的空間構(gòu)型相同，故正確；③錢根離子中氮原子的價層電子對數(shù)為4,孤對電子對數(shù)為0,空間構(gòu)型為正四面

體形，水合氫離子中氧原子的價層電子對數(shù)為4,孤對電子對數(shù)為1,空間構(gòu)型為三角錐形，兩者的空間構(gòu)

型不相同，故錯誤；④臭氧和二氧化硫的原子個數(shù)和價電子數(shù)都相同，互為等電子體，等電子體具有相同

的空間構(gòu)型，故正確；⑤二硫化碳中的碳原子和氯化鍍中的被原子的價層電子對數(shù)都為2,孤對電子對數(shù)都

為0,空間構(gòu)型都為直線形，故正確；⑥高硅酸跟離子中的硅原子和硫酸根離子中硫原子的價層電子對數(shù)都

為4,孤對電子對數(shù)都為0,空間構(gòu)型都為正四面體形，兩者的空間構(gòu)型相同，故正確；⑦三氟化硼和氯化

鋁為等電子體，空間構(gòu)型都為平面三角形，則雙聚氯化鋁的分子組成與三氟化硼和氯化鋁不相同，則空間

構(gòu)型與三氟化硼和氯化鋁的空間構(gòu)型一定不相同，故錯誤；②④⑤⑥正確，故選D。

5.等電子體之間往往具有相似的結(jié)構(gòu)，N2O與CO2分子具有相似的結(jié)構(gòu)（包括電子式）；已知N2O分子中氧原

子只與一個氮原子相連，下列說法合理的是

A.N2O為三角形分子

B.N2O與CO2均不含非極性鍵

c.N2O的電子式可表示:

D.N2O與SiCh為等電子體、具有相似的結(jié)構(gòu)和相似性質(zhì)

【答案】C

【解析】A.N2O與CO2分子具有相似的結(jié)構(gòu)，二氧化碳是直線型分子，所以N2O是直線型分子，故A不

符合題意；B.N2O與CO2分子具有相似的結(jié)構(gòu)（包括電子式），且N2O分子中氧原子只與一個氮原子相連,

N2O的電子式為：市二N：/：，N2O中存在氮氮鍵，所以含有非極性鍵，故B不符合題意；C.二氧化碳的

電子式為：：0：：C：：O：，N2O與CO2分子具有相似的結(jié)構(gòu)（包括電子式），且N2O分子中氧原子只與一個氮

原子相連，所以N2O的電子式為：：故C符合題意；D.二氧化硅是原子晶體，N2O是分子晶體，

二氧化硅中電子數(shù)是30,N2O中電子數(shù)是22,所以N2O和SiO2不是等電子體，其結(jié)構(gòu)不同，故D不符合

題意；答案選C。

6.下面兩表分別列出了CO和N2的某些性質(zhì)及相關(guān)鍵能，有關(guān)說法不正確的是

表一

常溫時在水中溶

分子熔點/℃沸點/℃

解度

co205.05191.492.3mL

N2210.00195.811.6mL

表二

COCOC二OC=0

鍵能(kJ/mol)357.7798.91071.9

二

N2NNNNN三N

鍵能(kJ/mol)193418946

A.CO與N2的價電子總數(shù)相等

B.由表2可知，CO的活潑性不及N2

C.由表1可知，CO的熔沸點高于N2,是因為CO分子間作用力大于N2

D.由表2可知，◎鍵的穩(wěn)定性不一定強于兀鍵

【答案】B

【解析】A.CO的價電子總數(shù)為6+4=10,N2的價電子總數(shù)為5+5=10,故A正確；B.一個CO分子中含

有2個兀鍵，根據(jù)表中鍵能知，CO中第一個兀鍵的鍵能是1071.9kJ/mol798.9kJ/mol=273kJ/mol,N2中第一

個兀鍵的鍵能是941.7kJ/mol418.4kJ/mol=523.3kJ/mol,CO中第一個兀鍵的鍵能較小，所以CO的第一個兀

鍵比N2更容易斷，所以一氧化碳比氮氣活潑，故B錯誤；C.一氧化碳和氮氣形成晶體為分子晶體，分子

間作用力越大，沸點越高，由表1可知，CO的熔沸點高于N2,是因為CO為極性分子，分子間作用力

大于N2,故C正確;D.根據(jù)表格數(shù)據(jù),CO分子中有一個71鍵的鍵能為798.9kJ/mol357.7kJ/mol=441.2kJ/mol,

鍵能大于CO單鍵即◎鍵的鍵能，更穩(wěn)定，故D正確；故答案為B。

7.在VSEPR中，電子對斥力大小順序可認為：孤對電子孤對電子〉孤對電子成鍵電子〉成鍵電子成鍵電子，

當電子對之間的夾角大于90。時，斥力可忽略。當價層電子對數(shù)為5時，構(gòu)型為三角雙錐。PCk是典型的三

角雙錐分子，兩個編號為①的C1原子和P在條直線上，三個編號為②的C1原子構(gòu)成平面正三角形。SF4和

BrF3價層電子對數(shù)也都是5