2019高考化學(xué) 第12章（物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)）第2節(jié) 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 考點(diǎn)（2）分子的立體構(gòu)型講與練（含解析）.doc

《2019高考化學(xué) 第12章（物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)）第2節(jié) 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 考點(diǎn)（2）分子的立體構(gòu)型講與練（含解析）.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019高考化學(xué) 第12章（物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)）第2節(jié) 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 考點(diǎn)（2）分子的立體構(gòu)型講與練（含解析）.doc（12頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第12章（物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)） 李仕才 考點(diǎn)二　分子的立體構(gòu)型 　 1．用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推測分子的立體構(gòu)型 (1)理論要點(diǎn) ①價(jià)層電子對(duì)在空間上彼此相距最遠(yuǎn)時(shí)，排斥力最小，體系的能量最低。 ②孤電子對(duì)的排斥力較大，孤電子對(duì)越多，排斥力越強(qiáng)，鍵角越小。 (2)價(jià)層電子對(duì)數(shù)的確定方法 其中：a是中心原子的價(jià)電子數(shù)(陽離子要減去電荷數(shù)、陰離子要加上電荷數(shù))，b是1個(gè)與中心原子結(jié)合的原子提供的價(jià)電子數(shù)，x是與中心原子結(jié)合的原子數(shù)。 (3)價(jià)層電子對(duì)互斥模型與分子立體構(gòu)型的關(guān)系 2.用雜化軌道理論推測分子的立體構(gòu)型 (1)雜化軌道概念：在外界條件的影響下，原子內(nèi)部能量相近的原子軌道重新組合的過程叫原子軌道的雜化，組合后形成的一組新的原子軌道，叫雜化原子軌道，簡稱雜化軌道。 (2)雜化軌道的類型與分子立體構(gòu)型 (3)由雜化軌道數(shù)判斷中心原子的雜化類型 雜化軌道用來形成σ鍵和容納孤電子對(duì)，所以有公式： 雜化軌道數(shù)＝中心原子的孤電子對(duì)數(shù)＋中心原子的σ鍵個(gè)數(shù)。 代表物 雜化軌道數(shù) 中心原子雜化軌道類型 CO2 0＋2＝2 sp CH2O 0＋3＝3 sp2 CH4 0＋4＝4 sp3 SO2 1＋2＝3 sp2 NH3 1＋3＝4 sp3 H2O 2＋2＝4 sp3 (4)中心原子雜化類型和分子構(gòu)型的相互判斷 3.等電子原理 原子總數(shù)相同，價(jià)電子總數(shù)相同的粒子具有相似的化學(xué)鍵特征，它們的許多性質(zhì)相似，如CO和N2。 等電子體的微粒有著相同的分子構(gòu)型，中心原子也有相同的雜化方式。 常見等電子體與空間構(gòu)型 微粒 通式 價(jià)電子總數(shù) 立體構(gòu)型 CO2、CNS－、NO、N AX2 16e－ 直線形 CO、NO、SO3 AX3 24e－ 平面三角形 SO2、O3、NO AX2 18e－ V形 SiO、PO、SO、ClO AX4 32e－ 正四面體形 PO、SO、ClO AX3 26e－ 三角錐形 CO、N2 AX 10e－ 直線形 CH4、NH AX4 8e－ 正四面體形 判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“”) 1．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(duì)。(　√　) 2．分子中中心原子若通過sp3雜化軌道成鍵，則該分子一定為正四面體結(jié)構(gòu)。(　　) 3．NH3分子為三角錐形，N原子發(fā)生sp2雜化。(　　) 4．只要分子構(gòu)型為平面三角形，中心原子均為sp2雜化。(　√　) 5．中心原子是sp雜化的，其分子構(gòu)型不一定為直線形。(　　) 6．價(jià)層電子對(duì)互斥理論中，π鍵電子對(duì)數(shù)不計(jì)入中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)。(　√　) 7．中心原子雜化類型相同時(shí)，孤電子對(duì)數(shù)越多，鍵角越小。(　√　) 1．雜化軌道只用于形成σ鍵或者用來容納孤電子對(duì)，剩余的p軌道可以形成π鍵，即雜化過程中若還有未參與雜化的p軌道，可用于形成π鍵。 2．雜化軌道間的夾角與分子內(nèi)的鍵角不一定相同，中心原子雜化類型相同時(shí)孤電子對(duì)數(shù)越多，鍵角越小。 3．雜化軌道與參與雜化的原子軌道數(shù)目相同，但能量不同。 4．價(jià)層電子對(duì)互斥模型說明的是價(jià)層電子對(duì)的空間構(gòu)型，而分子的空間構(gòu)型指的是成鍵電子對(duì)空間構(gòu)型，不包括孤電子對(duì)。 (1)當(dāng)中心原子無孤電子對(duì)時(shí)，兩者的構(gòu)型一致；(2)當(dāng)中心原子有孤電子對(duì)時(shí)，兩者的構(gòu)型不一致。 5．中心原子采取sp3雜化的，其價(jià)層電子對(duì)模型為四面體形，其分子構(gòu)型可以為四面體形(如CH4)，也可以為三角錐形(如NH3)，也可以為V形(如H2O)。 一、價(jià)層電子對(duì)互斥理論的應(yīng)用 1．下列描述中正確的是(　　) ①CS2為V形的極性分子 ②ClO的空間構(gòu)型為平面三角形 ③SF6中有6對(duì)完全相同的成鍵電子對(duì) ④SiF4和SO的中心原子均為sp3雜化 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 解析：CS2的空間構(gòu)型與CO2相同，是直線形，①錯(cuò)誤；ClO的空間構(gòu)型是三角錐形，②錯(cuò)誤；SF6分子是正八面體構(gòu)型，中心原子S原子具有6個(gè)雜化軌道，每個(gè)雜化軌道容納2個(gè)電子(1對(duì)成鍵電子對(duì))，形成6個(gè)S—F鍵，所以SF6分子有6對(duì)完全相同的成鍵電子對(duì)，③正確；SiF4和SO的中心原子都是sp3雜化(但是前者為正四面體，后者為三角錐形)，④正確。 答案：C 2．用價(jià)層電子對(duì)互斥理論(VSEPR)可以預(yù)測許多分子或離子的空間構(gòu)型，有時(shí)也能用來推測鍵角大小，下列判斷正確的是(　　) A．SO2、CS2、HI都是直線形的分子 B．BF3鍵角為120，SnBr2鍵角大于120 C．CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子 D．PCl3、NH3、PCl5都是三角錐形的分子 解析：A.SO2是V形分子；CS2、HI是直線形的分子，錯(cuò)誤；B.BF3鍵角為120，是平面三角形結(jié)構(gòu)；而Sn原子價(jià)電子是4，在SnBr2中兩個(gè)價(jià)電子與Br形成共價(jià)鍵，還有一對(duì)孤對(duì)電子，對(duì)成鍵電子有排斥作用，使鍵角小于120，錯(cuò)誤；C.CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子，正確；D.PCl3、NH3都是三角錐形的分子，而PCl5是三角雙錐形結(jié)構(gòu)，錯(cuò)誤。 答案：C 3．填表，VSEPR模型和分子(離子)立體模型的確定。 答案：3　1　4　四面體形　直線形　sp3 0　2　2　直線形　直線形　sp 　　　 　　　　　直線形　sp 2　2　4　四面體形　V形　sp3 2　2　4　四面體形　V形　sp3 0　3　3　平面三角形　平面三角形　sp2 1　3　4　四面體形　三角錐形　sp3 0　4　4　正四面體形　正四面體形　sp3 0　3　3　平面三角形　平面三角形　sp2 1　3　4　四面體形　三角錐形　sp3 0　4　4　正四面體形　正四面體形　sp3 1　2　3　平面三角形　V形　sp2 0　3　3　平面三角形　平面三角形　sp2 0　3　3　平面三角形　平面三角形　sp2 0　3　3　平面三角形　平面三角形　sp2 1　3　4　四面體形　三角錐形　sp3 1　3　4　四面體形　三角錐形　sp3 1　3　4　四面體形　三角錐形　sp3 0　4　4　正四面體形　正四面體形　sp3 0　4　4　正四面體形　正四面體形　sp3 　　　　　　　　 　　平面形　sp2 　　　　　　　 　　平面正六邊形　sp2 　　　　　　　　　　　　 　　sp2，sp3 二、等電子原理 4．N2的結(jié)構(gòu)可以表示為，CO的結(jié)構(gòu)可以表示為，其中橢圓框表示π鍵，下列說法中不正確的是(　　) A．N2分子與CO分子中都含有三鍵 B．CO分子中有一個(gè)π鍵是配位鍵 C．N2與CO互為等電子體 D．N2與CO的化學(xué)性質(zhì)相同 解析：由題，N2分子中N原子之間、CO分子中C、O原子之間通過2個(gè)π鍵，一個(gè)σ鍵，即三鍵結(jié)合。其中，CO分子中1個(gè)π鍵由O原子單方面提供孤電子對(duì)，C原子提供空軌道通過配位鍵形成。N2化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，CO具有比較強(qiáng)的還原性，兩者化學(xué)性質(zhì)不同。 答案：D 5．下列粒子屬于等電子體的是(　　) A．CH4和NH B．NO和O2 C．NO2和O3 D．HCl和H2O 解析：只要微粒的原子個(gè)數(shù)和最外層電子數(shù)相等即為等電子體。 答案：A 6．通常把原子總數(shù)和價(jià)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是等電子體，均為平面三角形結(jié)構(gòu) C．H3O＋和PCl3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 解析：甲烷是正四面體形結(jié)構(gòu)，鍵角是10928′，A錯(cuò)；NO和CO是等電子體，均為平面三角形結(jié)構(gòu)，B對(duì)；H3O＋和PCl3的價(jià)電子總數(shù)不相等，C錯(cuò)；苯的結(jié)構(gòu)中存在“肩并肩”式的重疊軌道，故B3N3H6分子中也存在，D錯(cuò)。 答案：B 7．(1)氧元素與氟元素能形成OF2分子，該分子的立體構(gòu)型為________。 (2)與NO互為等電子體的分子是________，根據(jù)等電子體原理在NO中氮原子軌道雜化類型是________；O與N2是等電子體，1 mol O中含有的π鍵數(shù)目為________個(gè)。 (3)O3分子是否為極性分子？________(填“是”或“否”)。 解析：(1)由價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知，OF2分子的立體構(gòu)型為V形。(2)價(jià)電子數(shù)和原子數(shù)分別都相等的是等電子體，則與NO互為等電子體的是CO2或CS2；CO2是含有雙鍵的直線形結(jié)構(gòu)，所以根據(jù)等電子原理，在NO中氮原子軌道雜化類型是sp雜化；與O互為等電子體的是氮?dú)?。氮?dú)夂腥I，而三鍵是由1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵構(gòu)成的，則1 mol O中含有的π鍵數(shù)目為2NA。(3)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論分析SO2分子為V形，是極性分子，SO2分子與O3分子的結(jié)構(gòu)最相似，故O3也是極性分子。 答案：(1)V形　(2)CO2或CS2　sp　2NA　(3)是 　中心原子雜化類型的判斷 1 根據(jù)雜化軌道數(shù)進(jìn)行推斷 (1)公式 雜化軌道數(shù)＝中心原子孤電子對(duì)數(shù)(未參與成鍵)＋中心原子形成的σ 鍵個(gè)數(shù) (2)中心原子形成σ鍵個(gè)數(shù)的判斷方法 因?yàn)閮稍又g只能形成一個(gè)σ鍵，所以中心原子形成的σ鍵個(gè)數(shù)＝中心原子結(jié)合的原子數(shù)。 (3)中心原子孤電子對(duì)數(shù)的判斷方法 ①依據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于通式AX中心原子(A)未用于成鍵的孤電子對(duì)數(shù)＝ ； 如SO中的孤電子對(duì)數(shù)＝＝0、NH中的孤電子對(duì)數(shù)＝＝0、HCN中的孤電子對(duì)數(shù)＝＝0。 ②根據(jù)分子結(jié)構(gòu)式推斷出中心原子的孤電子對(duì)數(shù)。如HCN：結(jié)構(gòu)簡式(H—C≡N)，中心原子C形成兩個(gè)σ鍵，C原子的四個(gè)價(jià)電子全部參與成鍵，無孤電子對(duì)；H2O：結(jié)構(gòu)式(H—O—H)，中心原子O形成兩個(gè)σ鍵，O只有兩個(gè)價(jià)電子參與成鍵，還余四個(gè)電子形成兩對(duì)孤電子對(duì)。 2 根據(jù)分子的空間構(gòu)型推斷雜化方式 多原子(3個(gè)或3個(gè)以上)分子的立體結(jié)構(gòu)與中心雜化方式的對(duì)照： 分子的立 體結(jié)構(gòu) 正四面 體形 三角錐形 V形 平面三 角形 V形 直線形 雜化類型 sp3 sp2 sp (1)只要分子構(gòu)型為直線形的，中心原子均為sp雜化，同理，只要中心原子是sp雜化的，分子構(gòu)型均為直線形。 (2)只要分子構(gòu)型為平面三角形的，中心原子均為sp2雜化。 (3)只要分子中的原子不在同一平面內(nèi)的，中心原子均是sp3雜化。 (4)V形分子的判斷需要借助孤電子對(duì)數(shù)，孤電子對(duì)數(shù)是1的中心原子是sp2雜化，孤電子對(duì)數(shù)是2的中心原子是sp3雜化。 3 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10928′，則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化；若雜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。 4 根據(jù)等電子體原理結(jié)構(gòu)相似推斷 如：CO2是直線形分子，CNS－、NO、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。 1．下列說法正確的是(　　) A．凡是中心原子采取sp3雜化的分子，其立體構(gòu)型都是正四面體形 B．在SCl2中，中心原子S采取sp雜化軌道成鍵 C．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(duì) D．凡AB3型的共價(jià)化合物，其中心原子A均采用sp3雜化軌道成鍵 解析：A項(xiàng)，中心原子采取sp3雜化的分子，其分子構(gòu)型可以是正四面體形，也可以是三角錐形或V形，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，SCl2中S原子采取sp3雜化軌道成鍵，B錯(cuò)誤；D項(xiàng)，AB3型共價(jià)化合物，中心原子可采取sp2雜化，如SO3等，D錯(cuò)誤。 答案：C 2．氯化亞砜(SOCl2)是一種很重要的化學(xué)試劑，可以作為氯化劑和脫水劑。下列關(guān)于氯化亞砜分子的幾何構(gòu)型和中心原子(S)采取雜化方式的說法正確的是(　　) A．三角錐形、sp3 B．V形、sp2 C．平面三角形、sp2 D．三角錐形、sp2 解析：首先求出SOCl2分子中S原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)。孤電子對(duì)數(shù)＝(6－2－21)＝1，配位原子為3，所以價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，S原子采取sp3雜化，由于孤電子對(duì)占據(jù)一個(gè)雜化軌道，分子構(gòu)型為三角錐形。 答案：A 3．下列分子的空間構(gòu)型可以用sp2雜化軌道來解釋的是(　　) ①BF3　②CH2===CH2?、邸、蹾C≡CH?、軳H3 ⑥CH4 A．①②③　　B．①⑤⑥　　C．②③④　　D．③⑤⑥ 解析：sp2雜化軌道形成夾角為120的平面三角形雜化軌道，①BF3為平面三角形且B—F鍵夾角為120；②C2H4中C原子以sp2雜化，且未雜化的2p軌道形成π鍵；③同②相似；④乙炔中的C原子為sp雜化；⑤NH3中N原子為sp3雜化；⑥CH4中的碳原子為sp3雜化。 答案：A 4．下列分子中，雜化類型相同，空間構(gòu)型也相同的是(　　) A．H2O、SO2 B．BeCl2、CO2 C．H2O、NH3 D．NH3、CH2O 解析：各選項(xiàng)中的雜化類型和空間構(gòu)型分別為：H2O sp3雜化，“V”形，SO2 sp2雜化，“V”形；BeCl2和CO2都是sp雜化，直線形；NH3 sp3雜化，三角錐形；CH2O sp2雜化，平面三角形。 答案：B 5．(1)在硅酸鹽中，SiO四面體(如下圖(a))通過共用頂角氧離子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網(wǎng)狀四大類結(jié)構(gòu)型式。圖(b)為一種無限長單鏈結(jié)構(gòu)的多硅酸根，其中Si原子的雜化形式為________。 (2)BCl3和NCl3中心原子的雜化方式分別為__________和________。 (3)在H2S分子中，S原子軌道的雜化類型是________。 (4)S單質(zhì)的常見形式為S8，其環(huán)狀結(jié)構(gòu)如下圖所示，S原子采用的軌道雜化方式是________。 解析：(1)在硅酸鹽中，Si與4個(gè)O形成4個(gè)σ鍵，Si無孤電子對(duì)；SiO為正四面體結(jié)構(gòu)，所以硅原子的雜化形式為sp3。 (2)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知，BCl3和NCl3中心原子含有的孤電子對(duì)數(shù)分別是(3－31)2＝0、(5－31)2＝1，所以前者是平面三角形，B原子是sp2雜化；后者是三角錐形，N原子是sp3雜化。 (3)S原子與H原子形成了2個(gè)σ鍵，另外還有2個(gè)孤電子對(duì)，所以S為sp3雜化類型。 (4)每個(gè)S原子與另外2個(gè)S原子形成2個(gè)共價(jià)單鍵，所以S原子的雜化軌道數(shù)＝σ鍵數(shù)＋孤電子對(duì)數(shù)＝2＋2＝4，故S原子為sp3雜化。 答案：(1)sp3　(2)sp2　sp3　(3)sp3　(4)sp3