人教高中化学专项39 杂化与空间结构（解析版）.docx

第六篇 物质结构与性质
专项39 杂化与空间结构
在选择性必修二《物质结构与性质》中，ABn型物质中心原子的杂化方式、分子或离子的空间构型是高考热点题型之一，要求运用杂化轨道理论和价层电子对互斥模型进行解释和预测分子空间结构。通过杂化轨道理论对分子空间结构及原子间成键情况解释的探究学****强化宏观辨识与微观探析素养，借助价层电子对互斥模型对分子空间结构的预测，建立分子空间结构分析的思维模型，强化模型意识。
在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。杂化轨道在角度分布上比单纯的s或p轨道在某一方向上更集中，从而使它与其它原子的原子轨道重叠的程度更大，形成的共价键更牢固。中心原子价层电子对数、杂化轨道类型与粒子的立体构型(ABnm±型)如下：
价层电子对数(杂化轨道数)
2
3
4
杂化轨道类型
sp
sp2
sp3
价层电子对模型(VSEPR)
直线形
三角形
四面体形
粒子组成形式与构型
AB2：
直线形
AB2：
V形
AB3：
三角形
AB2：
V形
AB3：
三角锥形
AB4：(正)
四面体形
规律
当中心原子无孤电子对时，分子构型与价层电子对模型一致；当有孤电子对时，分子的构型为去掉孤电子对后剩余部分的立体构型，且孤电子对会对分子构型产生“挤压”效果，使键角变小
1．(2022•辽宁省选择性考试)理论化学模拟得到一种N13+离子，结构如图。下列关于该离子的说法错误的是( )
A．所有原子均满足8电子结构 B．N原子的杂化方式有2种
C．空间结构为四面体形 D．常温下不稳定
【答案】B
【解析】A项，由N13+的结构式可知，所有N原子均满足8电子稳定结构，A正确；B项，中心N原子为sp3杂化，与中心N原子直接相连的N原子为sp2杂化，与端位N原子直接相连的N原子为sp杂化，端位N原子为sp2杂化，则N原子的杂化方式有3种，B错误；C项，中心N原子为sp3杂化，则其空间结构为四面体形，C正确；D项，N13+中含叠氨结构()，常温下不稳定，D正确；故选B。
2．(2021•海南选择性考试) SF6可用作高压发电系统的绝缘气体，分子呈正八面体结构，如图所示。有关SF6的说法正确的是( )
A．是非极性分子 B．键角都等于90°
C．与之间共用电子对偏向S D．原子满足8电子稳定结构
【答案】A
【解析】A项，结构对称、正负电荷重心重合的分子为非极性分子，SF6分子呈正八面体结构，S 原子位于正八面体的中心，该分子结构对称、正负电荷重心重合，所以为非极性分子，A正确；B项，SF6是结构对称、正负电荷重心重合的分子，故键角不都等于90°，B错误；C项，由于F的电负性比S的大，S与F之间共用电子对偏向F，C错误；D项，中心元素价电子数+化合价的绝对值=8时该分子中所有原子都达到8电子稳定结构，但氢化物除外，该化合物中S元素化合价+价电子数=6+6=12，则S原子不是8电子稳定结构，D错误；故选A。
3．(2022•山东卷节选)吡啶()替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的π66大π键、则吡啶中N原子的价层孤电子对占据_______(填标号)。
A．2s轨道 B．2p轨道 C．sp杂化轨道 D．sp2杂化轨道
【答案】D
【解析】吡啶()替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的π66大π键，则说明吡啶中N原子也是采用sp2杂化，杂化轨道只用于形成σ键和存在孤电子对，则吡啶中N原子的价层孤电子对占据sp
2杂化轨道，故选D。
4．(2022•北京卷节选)比较SO42-和H2O分子中的键角大小并给出相应解释：___________。
【答案】SO42-的键角大于H2O，SO42-中S原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，离子的空间构型为正四面体形，H2O分子中O原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2，分子的空间构型为V形
【解析】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0，离子的空间型为正四面体形，水分子中氧原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2，分子的空间构型为V形，所以硫酸根离子的键角大于水分子。
5．(2022•河北省选择性考试节选)SnCl3-的几何构型为_______，其中心离子杂化方式为_______。
【答案】三角锥形     sp3杂化
【解析】Sn是ⅣA族元素，SnCl3-的中心离子Sn2+价层电子对数为3+，有1对孤电子对，中心离子是sp3杂化，SnCl3-的几何构型是三角锥形。
6．(2021•全国甲卷节选)太阳能电