新教材适用2023_2024学年高中化学第2章分子结构与性质微专题3分子或离子空间结构与杂化轨道理论课件新人教版选择性必修2

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第二章　分子结构与性质微专题3　分子(或离子)空间结构与杂化轨道理论判断分子(或离子)的空间结构时，要能够正确计算价层电子对数：一是运用计算式推导出价层电子对数；二是看σ键电子对数。如下表：一、分子(或离子)空间结构的判断1．下列四组粒子中，立体构型相同的是( )跟|踪|训|练D2．下列说法正确的是( )A．CH2Cl2分子的空间结构为正四面体形B．H2O分子中氧原子的杂化轨道类型为sp2，分子的立体构型为V形C．CO2分子中碳原子的杂化轨道类型为sp，分子的立体构型为直线形C解析：二氯甲烷分子中碳氢键的键长与碳氯键的键长不相等，所以分子的空间结构不是正四面体形，故A错误；水分子中氧原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为2，则分子中氧原子的杂化轨道类型为sp3，分子的立体构型为V形，故B错误；二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2，孤对电子对数为0，则分子中碳原子的杂化轨道类型为sp，分子的立体构型为直线形，故C正确；亚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1，则离子的空间结构为三角锥形，故D错误。故选C。3．硼砂是含结晶水的四硼酸钠，请根据模型回答有关问题：(1)硼砂中阴离子Xm－(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示，则在Xm－中的2号硼原子的价层电子对数为______；m＝______(填数字)。32(2)硼可以与氮形成BN，其中B的化合价为________，请解释原因：____________________________。(3)BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF的空间结构为__________ _____；NaBF4的电子式为________________________。＋3N的电负性大于B的电负性正四面体形含有共价键的物质中相邻两键之间的夹角称为键角。键角是决定物质分子空间结构的主要因素之一。在高中阶段学习中，影响键角大小的因素主要有三：一是中心原子的杂化轨道类型；二是中心原子的孤电子对数；三是中心原子的电负性大小。1．中心原子杂化轨道类型不同的粒子，键角大小为sp杂化>sp2杂化>sp3杂化，如键角：CH≡CH>CH2＝CH2>CH4。二、键角的判断与比较2．中心原子杂化方式相同的粒子，由于斥力：孤电子对与孤电子对之间>孤电子对与成键电子对之间>成键电子对与成键电子对之间，孤电子对数越多，对成键电子对的斥力越大，键角越小。如键角：CH4> NH3>H2O。3．中心原子杂化方式相同且孤电子对数目也相同，利用中心原子的电负性大小比较键角大小。如H2O、H2S中，中心原子均为sp3杂化，分子空间结构均为V形，由于电负性：O>S，吸引电子的能力：O>S，且键长：O—HH2S(92.3°)。跟|踪|训|练C2．CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，下列有关该材料所涉及元素及其同族元素相关化合物的论述正确的是( )A．电负性N>P>As，键角由大到小的顺序为NH3>PH3>AsH3B．Cd为48号元素，其基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s2C．Sn位于第五周期第VA族，其价层电子排布式为4d105s25p2D．SiH4中Si的化合价为＋4，CH4中C的化合价为－4，因此SiH4的还原性小于CH4的A解析：NH3、PH3、AsH3结构相似，电负性N>P>As，键合电子离中心原子的距离逐渐变远，键合电子间的排斥力逐渐变小，则键角依次减小，即是NH3>PH3>AsH3，故A正确；元素的原子序数＝核外电子数，Cd为48号元素，则其核外有48个电子，根据构造原理可知电子排布式为[Kr]4d105s2，故B错误；Sn位于第五周期第ⅣA族，位于p区，则其核外有5个能层，价电子数等于最外层电子数，为4个，其价层电子排布式为5s25p2，故C错误；SiH4中H元素显－1价，而CH4中H元素显＋1价，SiH4的还原性大于CH4的，故D错误。故选A。3．X、Y、Z、M为原子序数依次增大的四种短周期主族元素，X和Z的基态原子L层上均有2个未成对电子；Z与M同主族；W位于第四周期，其基态原子失去3个电子后3d轨道半充满。下列说法正确的是( )A．X的最简单氢化物的沸点高于同主族其他元素的最简单氢化物的沸点B．Y的基态原子核外电子有5种空间运动状态D．W位于元素周期表的ds区B4．“万能还原剂”硼氢化钠(NaBH4)具有很强的还原性，NaBH4在催化剂钌(44Ru)表面与水反应的历程如图所示。下列说法错误的是( )DH2O中的氧原子有2对孤电子对，H3O＋中的氧原子有1对孤电子对，排斥力较小大6．(1)NF3的键角______NH3的键角(填“>”“<”或“＝”)，理由是____________________________________________________________________________________________________。(2)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为________________ (填化学式，下同)，还原性由强到弱的顺序为_____________________，键角由大到小的顺序为___________________。(3)H2S键角比H2Se大的原因：_______________________________ _______________________________。Se，共用电子对离S近，共用电子对间的排斥力大(4)两种三角锥形气态氢化物PH3和NH3的键角分别为93°6′和107°，试分析PH3的键角小于NH3的原因：________________________ __________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)因为F的电负性比H大，NF3中N原子周围电子云的密度减小，成键电子对之间的排斥力较小，所以键角较小，故答案为＜。(2)组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高；但NH3分子间可形成氢键，使熔沸点升高；所以三种物质的熔沸点由高到低的顺序为NH3、AsH3、PH3；同主族非金属元素由上向 电负性N>P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间的距离越小，成键电子对之间的排斥力增大，键角变大下非金属性依次减弱，其相应离子的还原性依次增强，还原性由强到弱的顺序为AsH3、PH3、NH3；同主族非金属元素由上向下电负性依次减小，成键电子对之间的斥力越小，键角越小，所以这三种氢化物的键角由大到小的顺序为NH3、PH3、AsH3。(3)因电负性S>Se，共用电子对离S近，共用电子对间的排斥力大，故H2S键角比H2Se大。(4)由于N的电负性强于P，对成键电子对的吸引能力更强，成键电子对离中心原子更近，成键电子对之间距离更小，排斥力更大致使键角更大，因而PH3的键角小于NH3，故答案为电负性：N>P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间的距离越小，成键电子对之间的排斥力增大，键角变大。