《高考化学复习学案》——38、分子的空间结构

高考化学复习学案

第38课 分子的空间结构

分子（或离子）的空间结构与原子外围电子形成的电子对，以及原子轨道的重叠方式都有密切的关系。

一、价层电子对互斥模型

理论基础：

原子核外的电子对包括σ键电子对、π键电子对和孤电子对三种。

电子对都带负电荷，所以它们会相互排斥，在空间上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低、最稳定。

1、价层电子对数的计算方法

先找到分子或离子中的中心原子。

中心原子的价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数

σ键电子对数即中心原子结合的原子数。

注意：

a表示中心原子的价电子数，一般对于主族元素即原子的最外层电子数。

对于阳离子，a＝中心原子的价电子数－离子所带的电荷数。

对于阴离子，a＝中心原子的价电子数＋离子所带的电荷数。

x表示与中心原子结合的原子数，b表示结合原子最多能接受的电子数（H为1，其他为8－价电子数）。  

xb这一项表示结合原子形成稳定结构所差的电子数。

2、价层电子对数与VSEPR模型的关系

价层电子对数 = 2，VSEPR模型为直线形，空间结构为直线形。

价层电子对数 = 3，VSEPR模型为平面三角形，如果孤电子对数为0，空间结构为平面三角形；如果孤电子对数为1，空间结构为V形。

价层电子对数 = 4，VSEPR模型为正四面体形，如果孤电子对数为0，空间结构为正四面体形；如果孤电子对数为1，空间结构为三角锥形；如果孤电子对数为2，空间结构为V形。

3、电子对的互斥关系

不同类型的电子对其排斥作用不一样，另外中心原子、结合原子的电负性也会影响电子对的排斥力。

（1）孤电子对排斥力较强，且孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。

如，H2O键角小于NH3。

（2）π键电子对的排斥力相对较强。

如，HCHO中C—H之间的键角小。

（3）中心原子的电负性越大，成键电子对的排斥力较大，键角大。

如，NH3的键角大于PH3。

（4）与中心原子结合的原子电负性大，成键电子对的排斥力小，键角小。

如，NF3的键角小于NCl3。

二、杂化轨道理论

中心原子上若干不同类型、能量相近的原子轨道混合，重新组合成同等数目、能量完全相同的新轨道。

1、原子轨道杂化的原则  

只有能量相近的原子轨道才能杂化。

杂化前后原子轨道的数目不变。

杂化后的原子轨道能量完全相同。

2、杂化轨道常见的类型

sp杂化：1个s原子轨道，1个p原子轨道杂化得到2个sp杂化原子轨道，夹角180°，直线形。

sp2杂化：1个s原子轨道，2个p原子轨道杂化得到3个sp2杂化原子轨道，夹角120°，平面三角形。

sp3杂化：1个s原子轨道，3个p原子轨道杂化得到4个sp3杂化原子轨道，夹角109°28'，正四面体形。

3、杂化轨道的作用

杂化轨道一般用于形成σ键，或容纳孤电子对，所以杂化轨道数等于中心原子的价层电子对数。

三、分子的空间结构

综合价层电子对互斥模型、杂化轨道理论，可以确定常见的分子（或离子）的空间结构，还可以对其键角大小进行比较。       

练习：

1、(2022·辽宁)理论化学模拟得到一种

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。

2、[2021山东]Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为______，下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是_______(填字母)。

答案：5　D

3、(1)[2022·湖南]比较键角大小：

(填“>”“<”或“＝”)，原因是______。

(2)[2022·北京]比较

并给出相应解释：_______。

答案：

(1)＞  

正四面体形，H2O分子中O原子的价层电子对数为4、孤电子对数为2，H2O的空间结构为V形

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