人教版(2019)选修性必修2导学案第2章　微专题2　分子的空间结构及判断方法

微专题 2 分子的空间结构及判断方法 1．用价层电子对互斥理论判断 价层电子对互斥模型说明价层电子对的排斥作用对分子空间结构的影响，而分子的空间结构指 的是成键电子对的空间结构，不包括孤电子对。 (1)当中心原子无孤电子对时，分子的空间结构与 VSEPR 模型一致。 (2)当中心原子有孤电子对时，分子的空间结构与 VSEPR 模型不一致。 2．用杂化轨道理论判断 杂化类型 杂化轨道数目 杂化轨道间夹角 分子的空间结构 实例 sp 2 180° 直线形 BeCl2、CH≡CH sp2 3 120° 平面三角形 BF3、BCl3 sp3 4 109°28′ 四面体形 CH4、CCl4、CH3Cl 3.用键角判断 分子类型 分子的空间结 构 键角 键的极性 分子极性 实例 A2 直线形(对称) — 非极性键 非极性 H2、O2、N2 等 AB 直线形(不对 称) — 极性键 极性 HX、CO、NO 等 ABA 直线形(对称) 180° 极性键 非极性 CO2、CS2 等 V 形(不对称) — 极性键 极性 H2O、H2S 等 AB3 平面三角形(对 称) 120° 极性键 非极性 BF3、SO3 等 三角锥形(不对 称) — 极性键 极性 NH3、PCl3 等 AB4 正四面体形(对 称) 109°28′ 极性键 非极性 CH4、CCl4 等 1．下列分子的空间结构可用 sp2 杂化轨道来解释的是( ) ①BF3 ②CH2===CH2 ③ ④CH≡CH ⑤NH3 ⑥CH4 A．①②③ B．①⑤⑥ C．②③④ D．③⑤⑥ A [sp2 杂化轨道形成夹角为 120°的平面三角形，①BF3 为平面三角形且 B—F 夹角为 120°； ②C2H4 中碳原子以 sp2 杂化，且未杂化的 2p 轨道形成π键；③同②相似；④乙炔中的碳原子为 sp 杂 化；⑤NH3 中的氮原子为 sp3 杂化；⑥CH4 中的碳原子为 sp3 杂化。] 2．下列分子中，中心原子杂化类型相同，分子的空间结构也相同的是( ) A．BeCl2、CO2 B．H2O、SO2 C．SO2、CH4 D．NF3、CH2O A [根据价层电子对互斥理论可知，H2O 中 O 原子的孤电子对数＝6－2×1 2 ＝2，σ键电子对数 为 2，采取 sp3 杂化，故 H2O 为 V 形结构，SO2 中 S 原子的孤电子对数＝6－2×2 2 ＝1，σ键电子对数 为 2，采取 sp2 杂化，故 SO2 为 V 形结构，B 项不符合题意；同样分析可知，BeCl2 中 Be 原子采取 sp 杂化，BeCl2 是直线形结构，CO2 中 C 原子采取 sp 杂化，CO2 是直线形结构，A 项符合题意；SO2 中 S 原子采取 sp2 杂化，SO2 是 V 形结构，CH4 中 C 原子采取 sp3 杂化，CH4 是正四面体形结构，C 项不符合题意；NF3 中 N 原子采取 sp3 杂化，NF3 是三角锥形结构，CH2O 中 C 原子采取 sp2 杂化， CH2O 是平面三角形结构，D 项不符合题意。] 3．(双选)下列有关描述正确的是( ) A．NO－ 3 为 V 形分子 B．ClO － 3 的空间结构为平面三角形 C．NO － 3 的 VSEPR 模型、空间结构均为平面三角形 D．ClO － 3 的 VSEPR 模型、空间结构不相同 CD [NO － 3 中 N 原子的价层电子对数＝3＋1 2 ×(5－2×3＋1)＝3，没有孤电子对，故 A 项错误， C 项正确；ClO － 3 中氯原子的价层电子对数＝3＋1 2 ×(7－3×2＋1)＝4，有 1 对孤电子对，VSEPR 模 型为四面体形而空间结构为三角锥形，B 项错误，D 项正确。] 4．已知某 XY2 分子属于 V 形分子，下列说法正确的是( ) A．X 原子一定是 sp2 杂化 B．X 原子一定是 sp3 杂化 C．X 原子上一定存在孤电子对 D．VSEPR 模型一定是平面三角形 C [若 X 原子无孤电子对，则它一定是直线形分子，若 X 有一对孤电子对或两对孤电子对，则 XY2 一定为 V 形分子，此种情况下 X 的原子轨道可能为 sp2 杂化，也可能是 sp3 杂化，A、B 项错误， C 项正确；若 X 有两对孤电子对，则该分子的 VSEPR 模型为四面体形，D 项错误。] 5．硼砂是含结晶水的四硼酸钠。以硼砂为原料，可以得到 BF3、BN 和硼酸等重要化合物，请 根据下列信息回答有关问题： 图 1 图 2 (1)硼砂中阴离子 Xm－(含 B、O、H 三种元素)的球棍模型如图 1 所示，则在 Xm－中，2 号硼原子 的杂化类型为________；m＝________(填数字)。 (2)BN 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 － 4 的空间结构为________________；NaBF4 的电子式 为___________________。 [解析] (1)根据图示可知，2 号 B 原子的价层电子对数为 3，且无孤电子对，故采取 sp2 杂化； 根据图示可知，该阴离子的化学式为[H4B4O9]m－，其中 H 显＋1 价，B 显＋3 价、O 显－2 价，所以 m＝2。(2)由于电负性：N>B，所以 BN 中 B 显＋3 价。(3)BF － 4 的空间结构为正四面体形，NaBF4 的 电子式为 。 [答案] (1)sp2 2 (2)＋3 N 的电负性大于 B 的电负性 (3)正四面体形