第17課VSEPR模型、雜化軌道理論及應(yīng)用第五章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)元素周期律知能目標(biāo)核心素養(yǎng)1.能用價層電子對互斥理論或雜化軌道理論推測簡單分子或離子的空間結(jié)構(gòu)2．了解雜化軌道理論及簡單的雜化軌道類型(sp、sp2、sp3)，掌握鍵角大小的原因并能作出規(guī)范描述1.宏觀辨識與微觀探析：能從不同層次認(rèn)識分子的空間結(jié)構(gòu)；能用價層電子對互斥理論或雜化軌道理論推測簡單分子或離子的空間結(jié)構(gòu)，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念2．證據(jù)推理與模型認(rèn)知：知道可以通過分析、推理等方法認(rèn)識研究對象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及其相互關(guān)系，建立模型。能運(yùn)用鍵角模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律目錄CONTENTS真題特征導(dǎo)引0102_____________________________________明要點(diǎn)知通法具備學(xué)科優(yōu)秀思維能力課標(biāo)要點(diǎn)探究知動態(tài)熟真題明確與熟知課時命題特征01真題特征導(dǎo)引_____________________________________知動態(tài)熟真題明確與熟知課時命題特征真題特征導(dǎo)引1．[2024·安徽真題]某催化劑結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A．該物質(zhì)中Ni為＋2價B．基態(tài)原子的第一電離能：Cl>PC．該物質(zhì)中C和P均采取sp2雜化D．基態(tài)Ni原子價層電子排布式為3d84s2C真題特征導(dǎo)引【解析】由結(jié)構(gòu)簡式可知，P原子與3個苯環(huán)各形成1個共用電子對，P原子剩余的孤電子對與Ni形成配位鍵，Cl－提供孤電子對，與Ni形成配位鍵，由于整個分子呈電中性，故該物質(zhì)中Ni為＋2價，A項正確；同周期元素隨著原子序數(shù)的增大，第一電離能呈增大趨勢，故基態(tài)原子的第一電離能：Cl＞P，B項正確；該物質(zhì)中，C均存在于苯環(huán)上，采取sp2雜化，P與苯環(huán)形成3個共用電子對，剩余的孤電子對與Ni形成配位鍵，價層電子對數(shù)為4，采取sp3雜化，C項錯誤；Ni的原子序數(shù)為28，位于第四周期第Ⅷ族，基態(tài)Ni原子價層電子排布式為3d84s2，D項正確。真題特征導(dǎo)引2．[2024·湖北真題]基本概念和理論是化學(xué)思維的基石。下列敘述錯誤的是(

)A．VSEPR理論認(rèn)為VSEPR模型與分子的空間結(jié)構(gòu)相同B．元素性質(zhì)隨著原子序數(shù)遞增而呈周期性變化的規(guī)律稱為元素周期律C．泡利原理認(rèn)為一個原子軌道內(nèi)最多只能容納兩個自旋相反的電子D．sp3雜化軌道由1個s軌道和3個p軌道混雜而成A真題特征導(dǎo)引【解析】VSEPR模型是價層電子對的空間結(jié)構(gòu)模型，而分子的空間結(jié)構(gòu)指的是成鍵電子對的空間結(jié)構(gòu)，不包括孤電子對，當(dāng)中心原子無孤電子對時，兩者空間結(jié)構(gòu)相同，當(dāng)中心原子有孤電子對時，兩者空間結(jié)構(gòu)不同，故A錯誤；元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈現(xiàn)周期性的變化，這一規(guī)律叫元素周期律，元素性質(zhì)的周期性變化是元素原子的核外電子排布周期性變化的必然結(jié)果，故B正確；在1個原子軌道里，最多只能容納2個電子，它們的自旋相反，這個原理被稱為泡利原理，故C正確；1個s軌道和3個p軌道混雜形成4個能量相同、方向不同的軌道，稱為sp3雜化軌道，故D正確。真題特征導(dǎo)引3．[2024·河北真題]NH4ClO4是火箭固體燃料重要的氧載體，與某些易燃物作用可全部生成氣態(tài)產(chǎn)物，如NH4ClO4＋2C===NH3↑＋2CO2↑＋HCl↑。下列有關(guān)化學(xué)用語或表述正確的是(

)A．HCl的形成過程可表示為B．NH4ClO4中的陰、陽離子有相同的VSEPR模型和空間結(jié)構(gòu)C．在C60、石墨、金剛石中，碳原子有sp、sp2和sp3三種雜化方式D．NH3和CO2都能作制冷劑是因為它們有相同類型的分子間作用力B真題特征導(dǎo)引真題特征導(dǎo)引4．[2024·江蘇真題]節(jié)選催化反應(yīng)廣泛存在，如C2H4與O2反應(yīng)用Ag催化生

成

(環(huán)氧乙烷)、用CuCl2/PdCl2催化生成CH3CHO。催化作用能消除污染和影響環(huán)境，如氯自由基催化O3分解形成臭氧空洞。我國在石油催化領(lǐng)域領(lǐng)先世界，高效、經(jīng)濟(jì)、綠色是未來催化劑研究的發(fā)展方向。下列有關(guān)反應(yīng)描述正確的是(

)A.CH3CH2OH催化氧化為CH3CHO，CH3CH2OH斷裂C—OB．氟氯烴破壞臭氧層，氟氯烴產(chǎn)生的氯自由基改變O3分解的歷程C．丁烷催化裂化為乙烷和乙烯，丁烷斷裂σ鍵和π鍵D．石墨轉(zhuǎn)化為金剛石，碳原子軌道的雜化類型由sp3轉(zhuǎn)變?yōu)閟p2B真題特征導(dǎo)引【解析】CH3CH2OH催化氧化為CH3CHO，CH3CH2OH斷裂C—H和O—H生成C===O，A錯誤；根據(jù)題意，氯自由基催化O3分解氟氯烴破壞臭氧層，則氟氯烴產(chǎn)生的氯自由基改變O3分解的歷程，B正確；丁烷催化裂化為乙烷和乙烯，丁烷斷裂σ鍵，丁烷是飽和烷烴，沒有π鍵，C錯誤；石墨碳原子軌道的雜化類型為sp2，金剛石碳原子軌道的雜化類型為sp3，石墨轉(zhuǎn)化為金剛石，碳原子軌道的雜化類型由sp2轉(zhuǎn)變?yōu)閟p3，D錯誤。02課標(biāo)要點(diǎn)探究_________________________________

明要點(diǎn)知通法具備學(xué)科優(yōu)秀思維能力課標(biāo)要點(diǎn)一價層電子對互斥模型主干梳理1．理論要點(diǎn)(1)價層電子對在空間上彼此相距最遠(yuǎn)時，排斥力最小，體系的能量最低。(2)孤電子對排斥力較大，孤電子對越多，排斥力越強(qiáng)，鍵角越小。課標(biāo)要點(diǎn)一價層電子對互斥模型2．推測分子(離子)的空間結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵——價層電子對數(shù)的計算(1)價層電子對數(shù)＝σ鍵電子對數(shù)＋中心原子的孤電子對數(shù)(σ鍵電子對數(shù)＝中心原子結(jié)合的原子數(shù))(2)中心原子的孤電子對數(shù)＝(a－xb)，其中①a表示中心原子的_____________。對于主族元素：a＝______________________。對于陽離子：a＝____________________________________。價電子數(shù)原子的最外層電子數(shù)中心原子的價電子數(shù)－離子的電荷數(shù)課標(biāo)要點(diǎn)一價層電子對互斥模型對于陰離子：a＝_____________________________________________。②x表示_______________________________。③b表示與中心原子結(jié)合的原子________________________(氫為_____，其他原子＝______________________，如氧和氧族元素中的S、Se等均為2，鹵族元素的原子均為1)。例如，SOCl2的空間結(jié)構(gòu)的判斷：SOCl2的中心原子為S，σ鍵電子對數(shù)為3，孤電子對數(shù)為×(6－1×2－2×1)＝1，價層電子對數(shù)為4，這些價層電子對互相排斥，形成四面體中心原子的價電子數(shù)＋離子的電荷數(shù)(絕對值)與中心原子結(jié)合的原子數(shù)最多能接受的電子數(shù)18－該原子的價電子數(shù)課標(biāo)要點(diǎn)一價層電子對互斥模型形的VSEPR模型，由于中心原子上有1個孤電子對，則SOCl2的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。課標(biāo)要點(diǎn)一價層電子對互斥模型◆自我診斷◆1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)價層電子對就是σ鍵電子對。(

)(2)孤電子對數(shù)由分子式來確定。(

)(3)孤電子對數(shù)等于π鍵數(shù)。(

)(4)分子的空間結(jié)構(gòu)是價層電子對互斥的結(jié)果。(

)×××√課標(biāo)要點(diǎn)一價層電子對互斥模型2．用價層電子對互斥理論回答下列問題(標(biāo)注“·”的原子為中心原子)。

分子或離子σ鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)(列式計算)價層電子對數(shù)空間結(jié)構(gòu)H2SeBCl3PCl3SO2．．．．．2433342344V形平面三角形三角錐形V形正四面體形課標(biāo)要點(diǎn)一價層電子對互斥模型命題探究命題探究一價層電子對數(shù)的判斷例1下列說法正確的是(

)A．

為四角錐結(jié)構(gòu)，中心原子I沒有孤電子對B．六氟化硫分子的空間結(jié)構(gòu)呈正八面體形，其中心原子的價層電子對數(shù)為4C．PhB(OH)2和

中B原子的價層電子對數(shù)相等(—Ph代表苯基，—Pr代表異丙基)D．價層電子對互斥理論中，π鍵電子對數(shù)不計入中心原子的價層電子對數(shù)D課標(biāo)要點(diǎn)一價層電子對互斥模型課標(biāo)要點(diǎn)一價層電子對互斥模型即時鞏固下列分子或離子的中心原子上未用于成鍵的價層電子對最多的是(

)A．H2O

B．HCl

C． D．PCl3A課標(biāo)要點(diǎn)一價層電子對互斥模型命題探究二價層電子對互斥模型的應(yīng)用例2[2025·北侖中學(xué)模擬]用價層電子對互斥理論(VSEPR)可以預(yù)測許多分子或離子的空間結(jié)構(gòu)，有時也能用來推測鍵角大小，下列判斷錯誤的是(

)A．SO2、CS2、HI都是直線形的分子B．BF3鍵角為120°C．BF3、SO3都是平面三角形的分子D．PCl3、NH3都是三角錐形的分子A課標(biāo)要點(diǎn)一價層電子對互斥模型課標(biāo)要點(diǎn)一價層電子對互斥模型即時鞏固(1)硫化氫(H2S)分子中，兩個H—S的夾角接近90°，說明H2S分子的空間結(jié)構(gòu)為________。(2)二硫化碳(CS2)分子中，兩個C===S的夾角是180°，說明CS2分子的空間結(jié)構(gòu)為____________。(3)下列能說明CH4分子不是平面四邊形，而是正四面體形結(jié)構(gòu)的是_______(填字母)。V形直線形ad課標(biāo)要點(diǎn)一價層電子對互斥模型a．兩個鍵之間的夾角為109°28′b．C—H為極性共價鍵c．4個C—H的鍵能、鍵長都相等d．二氯甲烷(CH2Cl2)只有一種(不存在同分異構(gòu)體)課標(biāo)要點(diǎn)二雜化軌道理論主干梳理1．雜化軌道理論概述中心原子上若干不同類型(主要是s、p軌道)、能量相近的原子軌道混合起來，重新組合成同等數(shù)目、能量完全相同的新軌道。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。課標(biāo)要點(diǎn)二雜化軌道理論2．雜化軌道類型的判斷(1)雜化軌道的類型1個p軌道180°直線形1個s軌道2個p軌道120°平面三角形1個s軌道3個p軌道109°28＇四面體形課標(biāo)要點(diǎn)二雜化軌道理論(2)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鍵或容納孤電子對，所以有公式：雜化軌道數(shù)＝_________________________＋___________________＝___________________________。中心原子的孤電子對數(shù)中心原子的σ鍵數(shù)中心原子的價層電子對數(shù)課標(biāo)要點(diǎn)二雜化軌道理論3．VSEPR模型與粒子空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系實例價層電子對數(shù)σ鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)中心原子雜化軌道類型VSEPR模型分子(離子)空間結(jié)構(gòu)BeCl2、CS2________________________________________BF3、SO3、________________________________________________________________________O3、SO2SnCl4、

、_______________________________________________PH3、______________________________H2S、

_______________________220sp直線形直線形330sp2平面三角形平面三角形21sp2V形440sp3正四面體形正四面體形31sp3三角錐形22sp3V形課標(biāo)要點(diǎn)二雜化軌道理論4.比較鍵角大小的三種方法(1)價層電子對數(shù)(或中心原子雜化方式)不相同，優(yōu)先看雜化方式，鍵角：sp>sp2>sp3。如Si與C元素位于同一主族，SiO2鍵角小于CO2，原因是____________________________________________________________________________________。(2)價層電子對數(shù)(或中心原子雜化方式)相同，看電子對間的斥力。 SiO2中心Si原子采取sp3雜化，鍵角為109°28′；CO2中心C原子采取sp雜化，鍵角為180°課標(biāo)要點(diǎn)二雜化軌道理論①電子對排斥力大小順序：孤電子對與孤電子對之間>孤電子對與成鍵電子對之間>成鍵電子對與成鍵電子對之間。如H2O、NH3、CH4三種分子中，鍵角由大到小的順序是_____________________，原因為_________________________________________________________________________________________________________________________________。②三鍵、雙鍵、單鍵之間的排斥力大小順序：三鍵—三鍵>三鍵—雙鍵>雙鍵—雙鍵>雙鍵—單鍵>單鍵—單鍵。如CH4＞NH3＞H2O CH4分子中無孤電子對，NH3分子中含有1個孤電子對，H2O分子中含有2個孤電子對，孤電子對越多，對成鍵電子對的排斥作用越大，鍵角越小課標(biāo)要點(diǎn)二雜化軌道理論(3)空間結(jié)構(gòu)相同，中心原子相同或配位原子相同，看中心原子或配位原子的電負(fù)性。①中心原子不同，配位原子相同時，中心原子的電負(fù)性越大，成鍵電子對離中心原子越近，斥力越大，鍵角也越大。如AC3與BC3，若電負(fù)性：A＞B，則鍵角：AC3______BC3。②中心原子相同，配位原子不同時，配位原子的電負(fù)性越大，成鍵電子分子雜化軌道間夾角排斥力分析實際鍵角COCl2120°C===O對C—Cl的排斥力大于C—Cl對C—Cl的排斥力形成兩種鍵角，分別為124°18′、111°24′>課標(biāo)要點(diǎn)二雜化軌道理論對離中心原子越遠(yuǎn)，斥力越小，鍵角也越小。如AB3與AC3，若電負(fù)性：B＞A＞C，則鍵角：AB3______AC3。<課標(biāo)要點(diǎn)二雜化軌道理論◆自我診斷◆1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)NH3分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，氮原子的雜化方式為sp2雜化。(

)(2)分子的中心原子通過sp3雜化軌道成鍵時，該分子一定為正四面體結(jié)構(gòu)。(

)(3)中心原子是sp雜化的分子，其空間結(jié)構(gòu)不一定為直線形。(

)×××課標(biāo)要點(diǎn)二雜化軌道理論(4)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。(

)(5)N2分子中氮原子軌道沒有雜化，分子中有1個σ鍵、2個π鍵。(

)√√課標(biāo)要點(diǎn)二雜化軌道理論2．

的鍵角比SeO3的鍵角_______(填“大”或“小”)，原因是__________________________________________________________________________________________。小采取sp2雜化，鍵角為120°課標(biāo)要點(diǎn)二雜化軌道理論命題探究命題探究一中心原子雜化方式的判斷例1在

中，中間的碳原子和兩邊的碳原子分別采用的雜化方式是(

)A．sp2

sp2

B．sp3

sp3C．sp2

sp3 D．sp

sp3C課標(biāo)要點(diǎn)二雜化軌道理論課標(biāo)要點(diǎn)二雜化軌道理論即時鞏固判斷下列物質(zhì)中中心原子的雜化方式。(1)PCl3分子中，P的雜化方式為____________。(2)HOCH2CN分子中碳原子的雜化軌道類型是____________。(3)丙烯腈分子(H2C===CH—C≡N)中碳原子的雜化軌道類型為_____________。(4)氨硼烷在催化劑作用下水解釋放氫氣：sp3雜化sp3、spsp2、sp課標(biāo)要點(diǎn)二雜化軌道理論3NH3BH3＋6H2O===＋9H2↑

的結(jié)構(gòu)為

。在該反應(yīng)中，B原子的雜化軌道類型由_________變?yōu)開_______。sp3sp2課標(biāo)要點(diǎn)二雜化軌道理論命題探究二分子空間結(jié)構(gòu)的判斷例2[2025·縉云中學(xué)模擬]下表中各粒子對應(yīng)的空間結(jié)構(gòu)及解釋均正確的是(

)

D課標(biāo)要點(diǎn)二雜化軌道理論課標(biāo)要點(diǎn)二雜化軌道理論即時鞏固下表中各粒子對應(yīng)的空間結(jié)構(gòu)及中心原子雜化方式均正確的是(

)選項粒子空間結(jié)構(gòu)中心原子雜化方式A.SO3平面三角形S原子采取sp雜化B.H2OV形O原子采取sp2雜化C.三角錐形N原子采取sp3雜化D.HCN直線形C原子采取sp雜化D課標(biāo)要點(diǎn)二雜化軌道理論課標(biāo)要點(diǎn)二雜化軌道理論命題探究三鍵角大小的比較例3比較下列分子或離子中的鍵角大小(填“＞”“＜”或“＝”)。(1)鍵角：SO3———；BF3———NCl3；___。(2)PH3______，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)NH3_____PH3，原因是_______________________________________＞＞<<成鍵電子對的排斥作用更大，使得鍵角