價層電子對互斥模型、雜化軌道理論及應(yīng)用

［復(fù)習(xí)目標］1.掌握價層電子對互斥模型和雜化軌道理論的內(nèi)容并能用其推測簡單分子或離

子的空間結(jié)構(gòu)。2.掌握鍵角大小原因并能作出規(guī)范描述。

■整合

1.價層電子對互斥模型

(1)理論要點

①價層電子對在空間上彼此相距最遠時，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，鍵角越小。

(2)價層電子對互斥模型推測分子(離子)的空間結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵——價層電子對數(shù)的計算

價層電子對數(shù)=。鍵電子對數(shù)+中心原子上的孤電子對數(shù)

說明：◎鍵電子對數(shù)=中心原子結(jié)合的原子數(shù)；

中心原子上的孤電子對數(shù)=；(a—x6),其中

①。表示中心原子的價電子數(shù)。

對于主族元素：。=原子的最外層電子數(shù)。

對于陽離子：a=中心原子的價電子數(shù)一離子的電荷數(shù)。

對于陰離子：〃=中心原子的價電子數(shù)十離子的電荷數(shù)(絕對值)。

②x表示與中心原子結(jié)合的原子數(shù)。

③b表示與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)(氫為1，其他原子=8—該原子的價電子

數(shù)。如氧和氧族元素中的S、Se等均為2,鹵族元素均為1)。

例如，SOCL的空間結(jié)構(gòu)的判斷：

SOCb的中心原子為S,◎鍵電子對數(shù)為3,孤電子對數(shù)為金義(6—1X2—2義1)=1,價層電子

對數(shù)為4,這些價層電子對互相排斥，形成四面體形的VSEPR模型，由于中心原子上有1個

孤電子對，則SOCb的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。

【思考】利用價層電子對互斥模型判斷H2sCh和SO歹的空間結(jié)構(gòu)。

提示H2s。3的中心原子為S,◎鍵電子對數(shù)為3,孤電子對數(shù)為1X(6—1X2—2義1)=1,價

層電子對數(shù)為4。這些價層電子對互相排斥，形成四面體形的VSEPR模型，由于中心原子

上有1個孤電子對，所以H2s。3的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。

S0r的中心原子為S,◎鍵電子對數(shù)為3,孤電子對數(shù)為3義(6+2—3義2)=1,價層電子對數(shù)

為4。這些價層電子對互相排斥，形成四面體形的VSEPR模型，由于中心原子上有1個孤

電子對，所以SOH的空間結(jié)構(gòu)也為三角錐形。

2.雜化軌道理論

（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，軌道間的夾角就不同，形成分子的空間

結(jié)構(gòu)就不同。

（2）雜化軌道三種類型

spsp雜化軌道由1個s軌道和1個p軌道雜化而成，：

雜化雜化軌道間夾角為180。，室直線形，如BeCl,；

sp2sp噪化軌if由二不'軌道和2不p軌道雜化而成

:雜I化:雜化軌道間夾角為120。,呈平面三角形,如BFsj

sp3sp3味花軌遭由正面直而五邈|天花而施?

雜化雜化軌道間夾角為109。28。呈四面體形，如CH”：

（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◎鍵和容納孤電子對，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◎鍵個數(shù)=中心原子的價層電子對數(shù)。

3.VSEPR模型與微?？臻g結(jié)構(gòu)的關(guān)系

完成下列表格

價層電。鍵電子對孤電子中心原子雜VSEPR分子（離子）

實例

子對數(shù)數(shù)對數(shù)化軌道類型模型空間結(jié)構(gòu)

BeCb、CS2220型直線形直線形

BF3、sc)3、cor30sp2平面三平面三角形

3

03、SO221sp2角形V形

SnCL、POF>

40sp3正四面體形

NH4四面體

4

PH3、sor31sp3三角錐形

H2S、K22sp3V形

R易錯辨析

1.價層電子對互斥模型中，兀鍵電子對數(shù)不計入中心原子的價層電子對數(shù)（）

2.N2分子中N原子沒有雜化，分子中有1個G鍵、2個兀鍵（）

3.只要分子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，中心原子均為sp?雜化（）

4.分子中中心原子通過sp3雜化軌道成鍵時，該分子一定為正四面體結(jié)構(gòu)（）

5.SiF4與SO1的中心原子均為sp3雜化（）

F|、F

6.F為四角錐結(jié)構(gòu)，中心原子I沒有孤電子對()

7.六氟化硫分子空間結(jié)構(gòu)呈正八面體形，其中心原子的價層電子對數(shù)為4()

答案1.J2.V3.V4.X5.V6.X7,X

■提升關(guān)鍵能力

一、價層電子對數(shù)及雜化方式的判斷

1.下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是()

A.C02與SO?B.CH4與NH3

C.BeCb與BF3D.C2H6與C2H2

答案B

解析C02中C形成2個◎鍵，無孤電子對，為sp雜化，S02中S形成2個◎鍵，孤電子對數(shù)

=-—為sp?雜化，故A錯誤；CEU中C形成4個◎鍵，無孤電子對，為sp3雜化，

NH3中N形成3個◎鍵，孤電子對數(shù)=4■―^=1,為sp3雜化，故B正確；BeCL中Be形

成2個?鍵，無孤電子對，為sp雜化，BF3中B形成3個◎鍵，無孤電子對，為sp2雜化，故

C錯誤；C2H6中C形成4個0鍵，無孤電子對，為Sp3雜化，C2H2中形成2個0鍵，無孤電子

對，為sp雜化，故D錯誤。

2.用價層電子對互斥模型判斷下列微粒中心原子的價層電子對數(shù)。

微粒

ASH3H30+H2SecorSO2BF3

價層電

444333

子對數(shù)

解析AsH3中心原子的價層電子對數(shù)=3+gx(5—3Xl)=4;H3O+的中心原子的價層電子對

數(shù)=3+Tx(6—1—3X1)=4;ILSe中心原子的價層電子對數(shù)=2+^X(6-2X1)=4;COF

中心原子的價層電子對數(shù)=3+3乂(4+2-3><2)=3;SO2分子中，S原子價層電子對數(shù)=

-—2義？+2=3；BF3分子中中心硼原子的價層電子對數(shù)—^^+3=3。

2-2

3.判斷下列物質(zhì)中心原子的雜化方式。

(l)PCb分子中，P的雜化方式為。

(2)[2019?全國卷I,35⑵節(jié)選]乙二胺(H2NCH2cH2NH2)是一種有機化合物，分子中氮、碳的

雜化類型分別是______、O

(3)HOCH2CN分子中碳原子的雜化軌道類型是o

(4)丙烯月青分子(H2C=CH—C三N)中碳原子雜化軌道類型為。

(5)［2020?全國卷III,35(2)節(jié)選］氨硼烷在催化劑作用下水解釋放氫氣：

3NH3BH3+6H2O=3NH1+B30r+9H2

「n-i3-

O3、O

II

1?301的結(jié)構(gòu)為［58、0/13、0］。在該反應(yīng)中，B原子的雜化軌道類型由變?yōu)?/p>

答案⑴sp3雜化(2)sp3sp3(3)sp3和sp(4)sp2>sp(5)sp3sp2

二、分子(離子)空間結(jié)構(gòu)的判斷

4.(1)指出下列粒子的空間結(jié)構(gòu)。

?H2S；②BeF2；

③PF3；?S03o

⑵在BF3分子中，F(xiàn)—B—F的鍵角是,硼原子的雜化軌道類型為,BF3和

過量NaF作用可生成NaBF4,BF3的空間結(jié)構(gòu)為。

(3)朋(N2H”分子可視為NH3分子中的一個氫原子被一NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化

物。NH3分子的空間結(jié)構(gòu)是;N2H4分子中氮原子軌道的雜化類型是。

(4)S01的空間結(jié)構(gòu)是,其中硫原子的雜化軌道類型是。

答案(1)V形直線形三角錐形平面三角形

(2)120°sp2正四面體形

⑶三角錐形sp3

⑷正四面體形sp3

解析(3)NH3分子中◎鍵數(shù)為3,孤電子對數(shù)為1,價層電子對數(shù)為4,N原子采用sp3雜化，

分子空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，N2H4中氮原子與NH3中氮原子雜化類型相同，均為sp3雜化。

5.V2O5常用作SO2轉(zhuǎn)化為SO3的催化劑。

(1)SO2分子中S原子價層電子對數(shù)是,分子的空間結(jié)構(gòu)為；氣態(tài)SO3為單分

子，該分子中S原子的雜化軌道類型為O

(2)SO3的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)如圖所示，該結(jié)構(gòu)中S原子的雜化軌道類型為。

答案(1)3V形sp2⑵sp3

解析(2)SCh的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)中，S原子形成4個◎鍵，則S原子采取sp3雜化。

練真題明考向

1.(2022?遼寧，7)理論化學(xué)模擬得到一種N%離子，結(jié)構(gòu)如圖。下列關(guān)于該離子的說法錯誤

的是()

N=N=NN=N=N"|

N

../\..

N=N=NN=N=N

A.所有原子均滿足8電子結(jié)構(gòu)

B.N原子的雜化方式有2種

C.空間結(jié)構(gòu)為四面體形

D.常溫下不穩(wěn)定

答案B

解析由N；3的結(jié)構(gòu)式可知，所有N原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，A正確；中心N原子為sp3

雜化，與中心N原子直接相連的N原子為sp2雜化，與端位N原子直接相連的N原子為sp

雜化，端位N原子為sp?雜化，則N原子的雜化方式有3種，B錯誤；中心N原子為sp3雜

——N=N=N

化，則其空間結(jié)構(gòu)為四面體形，C正確；Njs中含...常溫下不穩(wěn)定，D正確。

2.⑴[2023?北京，15(3)]S2OM的空間結(jié)構(gòu)是。

(2)[2023?浙江1月選考，17(1)節(jié)選]Si(NH2)4分子的空間結(jié)構(gòu)(以Si為中心)名稱為,

分子中氮原子的雜化軌道類型是。

(3)[2022?福建，14(4)][BrOF2]+的中心原子Br的雜化軌道類型為。

(4)[2021?湖南，18(2)②節(jié)選]N-甲基咪陛(HQNyN)中碳原子的雜化軌道類型為。

(5)[2021?全國甲卷，35(1)節(jié)選]SiC14是生產(chǎn)高純硅的前驅(qū)體，其中Si采取的雜化類型為

。SiC14可發(fā)生水解反應(yīng)，機理如下：

ClClClC1

J.H2Oc,\//H-HC1,Si、

CL隊c—C1—Si-O-----?c—/OH

/Cl'

ClClC1

_含s、p、d軌道

的雜化

含s、p、d軌道的雜化類型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2,中間體SiC14(H2。)中Si采取的雜化

類型為(填標號)。

答案⑴四面體形⑵四面體sp3(3)sp3(4)sp3>sp2(5)sp3②

解析(4)N-甲基咪唾分子中含有甲基和碳碳雙鍵，則該分子中碳原子的雜化軌道類型為sp3、

3

sp2。(5)根據(jù)SiCl4的結(jié)構(gòu)式可知，Si的價層電子對數(shù)為4,故Si采取sp雜化；根據(jù)SiCl4(H2O)

的結(jié)構(gòu)式可知Si的價層電子對數(shù)為5,采取sp3d雜化。

3.［2021?山東，16（3）］Xe是第五周期的稀有氣體元素，與F形成的XeF?室溫下易升華。XeF?

中心原子的價層電子對數(shù)為,下列對XeF2中心原子雜化方式推斷合理的是

（填字母）o

A.spB.sp2

C.sp3D.sp3d

答案5D

解析XeF2易升華，所以是分子晶體，其中心原子的價層電子對數(shù)為2+8—1*2=5,其中

2

心原子的雜化方式應(yīng)為sp3do

4.（1）［2022?湖南，18（1）③］比較鍵角大?。簹鈶B(tài)SeO3分子SeOr離子（填“>”

或“="），原因是o

（2）［2022?北京，15（1）②改編］比較SO廠和H2O分子中的鍵角大小并給出相應(yīng)解釋：

答案（1）>SeCh的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，SeOF的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形（2）SO,的鍵

角大于H2O分子的鍵角，SOK中S原子的價層電子對數(shù)為4、孤電子對數(shù)為0,SOK的空

間結(jié)構(gòu)為正四面體形，HzO分子中O原子的價層電子對數(shù)為4、孤電子對數(shù)為2,H2O的空

間結(jié)構(gòu)為V形

課時精練

1.VSEPR模型和雜化軌道理論常用于預(yù)測和解釋分子的空間結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是（）

A.凡是AB,型的共價化合物，其中心原子A均采用sp?雜化軌道成鍵

B.凡是中心原子采取sp3雜化的分子，其空間結(jié)構(gòu)都是正四面體形

C.雜化軌道只用于形成。鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對

D.凡是分子中形成兀鍵的原子，均采用sp2雜化

答案c

解析AB3型的共價化合物，如BF3中B原子采用sp2雜化，NH3中N原子采用sp3雜化，故

A錯誤；中心原子采取sp3雜化的分子，其空間結(jié)構(gòu)可能是正四面體形、三角錐形、V形，

CC14、NH3、H2。中中心原子都采取sp3雜化，但其空間結(jié)構(gòu)分別是正四面體形、三角錐形、

V形，故B錯誤；分子中形成兀鍵的原子，可能采用sp?雜化，也可能采用sp雜化，如HC三CH

分子的C原子可形成7T鍵，采用sp雜化，故D錯誤。

2.下列有機物分子中的碳原子既有sp3雜化又有sp雜化的是（）

A.CH3CH=CH2B.CH3—C三CH

C.CH3CH2OHD.CH=CH

答案B

解析CH3cH=CH2中雙鍵碳為sp2雜化、單鍵碳為sp3雜化，故不選A;CH3—C三CH中三

鍵碳為sp雜化、單鍵碳為sp3雜化，故選B;CH3cH20H中碳原子均為sp3雜化，故不選C;

CH三CH中碳原子只有sp雜化，故不選D。

3.下列關(guān)于水合氫離子（壓0+）的說法錯誤的是（）

A.含有極性鍵

B.空間結(jié)構(gòu)為三角錐形

+

C.鍵角：H3O<H2O

3

D.H3O+和H20中氧原子均為sp雜化

答案C

解析水合氫離子中含有氫氧鍵，是極性鍵，A正確；水合氫離子中的氧原子為sp3雜化，

含有一個孤電子對，空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，B正確；水分中含有兩個孤電子對，孤電子對數(shù)

++3

目越多鍵角越小，故鍵角：H3O>H2O,C錯誤；H30和H20中氧原子均為sp雜化，

D正確。

4.BeCb是共價分子，可以以單體、二聚體和多聚體形式存在，三者結(jié)構(gòu)簡式依次為

Cl—Be—CL"/、/5/\

其單體、二聚體和多聚體中Be的雜化軌道類型依次為（）

A.sp3、sp2、spB.sp2>sp、sp3

C.sp2>sp3>spD.sp>sp2>sp3

答案D

解析Cl—Be—Cl中Be原子形成2個Be—Cl,沒有孤電子對，雜化軌道數(shù)目為2,雜化軌

道類型為sp雜化；、C1/中Be原子形成3個Be—C1,沒有孤電子對，雜化

軌道數(shù)目為3,雜化軌道類型為sp?雜化；/'ci，'ci，'中Be原子形成4個Be—C1,

沒有孤電子對，雜化軌道數(shù)目為4,雜化軌道類型為sp3雜化，故選D。

5.氯元素有多種化合價，可形成CIO、C「、CRT、CIO2、C105、CIO3等微粒。下列說法

錯誤的是（）

A.鍵角：C1O7>C1OF>C1O4

B.CbO的空間結(jié)構(gòu)為V形

C.C1O5、CIO?、CIO4中C1的雜化方式相同

D.基態(tài)Cl原子核外電子的空間運動狀態(tài)有9種

答案A

解析C107,CIO9和CIOI的價層電子對數(shù)都為4,孤電子對數(shù)分別為2、1、0,孤電子對

數(shù)越多，對成鍵電子對的斥力越大，成鍵原子的鍵角越小，則鍵角的大小順序為CIO?<C1O9

<C1O；,選項A錯誤；CLO中O有兩個孤電子對，價層電子對數(shù)為2+2=4,所以O(shè)為sp3

雜化，CLO的空間結(jié)構(gòu)為V形，選項B正確；C1O7中C1原子價層電子對數(shù)為2+7+1-2X2

2

=4、CIO3中C1原子價層電子對數(shù)為3+7+1-3X2=爾中C1原子價層電子對數(shù)

2

為4+7+l;4X2=%所以這幾種微粒中ci原子都采用sp3雜化，選項C正確；氯元素的

原子序數(shù)為17,電子排布式為Is22s22P63s23P5,核外有9種原子軌道，故基態(tài)原子的核外電

子的空間運動狀態(tài)有9種，選項D正確。

6.下表中各粒子、粒子對應(yīng)的空間結(jié)構(gòu)及解釋均正確的是（）

選項粒子空間結(jié)構(gòu)解釋

A氨基負離子（NH2）直線形N原子采取sp雜化

B二氧化硫V形S原子采取sp3雜化

C碳酸根離子（cor）三角錐形C原子采取sp3雜化

C原子采取sp雜化且C原子的價電子均參與

D乙烘（C2H2）直線形

成鍵

答案D

5+1——?

解析NH3中N原子的價層電子對數(shù)為2+k-=4,孤電子對數(shù)為2,采取sp3雜化,

空間結(jié)構(gòu)為V形，故A錯誤；SO2中S原子的價層電子對數(shù)為2+，二論2=3,孤電子對數(shù)

2

為1,采取sp?雜化，空間結(jié)構(gòu)為V形，故B錯誤；COr中C原子的價層電子對數(shù)為3+

4+2~2X3=3,孤電子對數(shù)為0,采取sp2雜化，空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，故C錯誤。

7.（2023?濟南模擬）下列說法不正確的是（）

A.BF3和SO3中B、S雜化軌道類型相同，二者VSEPR模型均為平面三角形

B.CH4、CC14都是含有極性鍵的非極性分子

C.Cr與互為等電子體，1molO'中含有的兀鍵數(shù)目為2NA

D.AB2的空間結(jié)構(gòu)為V形，則A為sp3雜化

答案D

解析BF3中心原子的價層電子對數(shù)為3+：X（3—3Xl）=3,中心原子采取sp2雜化，沒有

孤電子對，BF3的VSEPR模型為平面三角形；SO3中心原子的價層電子對數(shù)為3+；義（6—

3X2）=3,中心原子采取sp2雜化，沒有孤電子對，S03的VSEPR模型為平面三角形，故A

正確；CH4含有C—H極性鍵，CCL含有C—C1極性鍵，二者結(jié)構(gòu)對稱、正負電荷中心重合，

都為非極性分子，故B正確；C夕與0廣互為等電子體，Cr中含有1個碳碳三鍵，則0盧中

含有1個氧氧三鍵，氧氧三鍵中含有2個兀鍵，所以1mol。/中含有的兀鍵數(shù)目為2NA,故C

正確；AB2的空間結(jié)構(gòu)為V形，A原子價層電子對數(shù)可能是3或4,如SO2中S原子為sp?

雜化，H2O中O為sp3雜化，故D錯誤。

8.下列分子或離子中鍵角由大到小排列的順序是（）

①BCb②NH3③壓0④PC。⑤HgCb

A.⑤④①②③B.⑤①④②③

C.④①②⑤③D.③②④①⑤

答案B

解析①BCb中B的價層電子對數(shù)為3+^^=3,中心B原子為sp2雜化，鍵角為120。；

②NH3中N的價層電子對數(shù)為中心N原子為sp3雜化，由于NHb分子中有

孤電子對存在，使鍵角小于109。28';③H2O中O的價層電子對數(shù)為2+紇"^=4,中心

2

O原子為sp3雜化，理論上正四面體結(jié)構(gòu)鍵角為109°28'，由于H2O分子中存在兩個孤電子

對，使得鍵角比NH3分子的鍵角還小；④PCI1中P的價層電子對數(shù)為4+生力二9=4,

2

0—1\zo

中心P原子為sp3雜化，鍵角為109。28'；⑤HgCb中Hg的價層電子對數(shù)為2+々產(chǎn)=2,

中心Hg原子為sp雜化，鍵角為180°;綜上，鍵角由大到小的順序為⑤①④②③。

9.六氟化硫分子呈正八面體結(jié)構(gòu)（如圖所示），在高電壓下仍有良好的絕緣性，性質(zhì)穩(wěn)定，在

電器工業(yè)方面有著廣泛的用途，但逸散到空氣中會引起強溫室效應(yīng)，下列有關(guān)六氟化硫的推

測正確的是（）

A.SF6各原子均為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

B.S原子軌道雜化方式與SO3中的S一樣

C.六氟化硫分子中只含極性鍵

D.S—F是◎鍵，鍵長可能不相等

答案C

解析根據(jù)題圖知，每個F原子和1個S原子形成1個共用電子對，每個S原子和6個F原

子形成6個共用電子對，所以F原子都達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，但S原子最外層達到12個電

子，A錯誤；S03中S原子孤電子對數(shù)為^:廣^二。、價層電子對數(shù)為3+0=3,故為sp2雜

化，空間結(jié)構(gòu)為平面正三角形，SF6中S原子孤電子對數(shù)為紋絲1=0、價層電子對數(shù)為6

2

+0=6,空間結(jié)構(gòu)為正八面體形，不可能為sp2雜化，B錯誤；同種原子間形成非極性鍵，

不同種原子間形成極性鍵，六氟化硫分子中的S—F均為極性鍵，不含非極性鍵，C正確；

六氟化硫分子中的S—F都是◎鍵，六氟化硫分子為正八面體形結(jié)構(gòu)，所以各鍵的鍵長與鍵能

都相等，D錯誤。

10.CH蓑-CH3、CH,都是重要的有機反應(yīng)中間體，下列有關(guān)它們的說法錯誤的是（）

A.CH，與壓0+的空間結(jié)構(gòu)均為三角錐形

B.它們的C均采取sp2雜化

C.CH/中的所有原子均共面

D.CH1與OJT形成的化合物中不含有離子鍵

答案B

解析CH,與H3O+中C原子與O原子的價層電子對數(shù)都是4,且都含有1個孤電子對，均

為三角錐形結(jié)構(gòu)，A項正確；CH"—CH3、CH3中C的價層電子對數(shù)分別是3、4、4,根

3

據(jù)價層電子對互斥模型知，C原子的雜化類型分別是sp2、sp3、Sp,B項錯誤；CH［中的碳

原子采取sp2雜化，所有原子均共面，C項正確；CH#與OIF形成的化合物是CH3OH,屬于

共價化合物，不含離子鍵，D項正確。

11.在白磷分子（P4）中，四個P原子分別處于正四面體的四個頂點上，結(jié)合P原子的成鍵特

點，下列有關(guān)白磷分子的說法正確的是（）

A.白磷分子中的鍵角為109°28,

B.分子中共有4個共用電子對

C.白磷分子中的鍵角為60。

D.分子中有6個孤電子對

答案C

解析根據(jù)共價鍵的方向性和飽和性，每個磷原子都以3個共價鍵與其他3個磷原子結(jié)合，

從而形成正四面體結(jié)構(gòu)，所以鍵角為60。，分子中共有6個共價單鍵（即6個共用電子對），4

個孤電子對。

12.短周期元素X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，X元素基態(tài)原子有2個未成對電子，Y元素

基態(tài)原子的核外P電子數(shù)比S電子數(shù)少1個，Z的一種“超原子”(Z13)具有40個價電子，下

列說法錯誤的是()

A.X、Y、Z的電負性和電離能均為Y>X>Z

B.XO1的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形

C.YO,中心原子的雜化方式為sp2雜化

D.簡單離子半徑：Y<Z

答案D

解析Z的一種超原子ZI3具有40個價電子，則Z原子的價電子數(shù)為"L=3,則Z為Al

13

元素；Y為N元素；X為C元素。金屬元素的電負性和電離能均小于非金屬元素，同周期元

素，從左到右第一電離能呈增大趨勢，電負性依次增大，所以碳、氮、鋁三種元素的電負性

和電離能的大小順序均為Y>X>Z,故A正確；碳酸根離子中碳原子的價層電子對數(shù)為3,孤

電子對數(shù)為0,碳酸根離子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，故B正確；硝酸根離子中氮原子的價

層電子對數(shù)為3,雜化方式為sp2雜化，故C正確；電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大，

離子半徑越小，則氮離子的半徑大于鋁離子，故D錯誤。

13.解答下列問題：

(1)NH3分子在獨立存在時，H—N—H鍵角為107。。如圖是［Zn(NH3)6］2+的部分結(jié)構(gòu)以及

H—N—H鍵角的測量值。解釋NH3形成如圖配合物后H—N—H鍵角變大的原因:

(2)AsH3分子為三角錐形，鍵角為91.80。，小于氨分子的鍵角107。，AsH3分子鍵角較小的原

因是_______________________________________________________________________________

O

IgtOH

(3)乙酸分子(H￡)中鍵角1大于鍵角2,其原因為o

答案(1)NH3分子中N原子的孤電子對進入Zn2+的空軌道形成配位鍵后，原孤電子對與成

鍵電子對間的排斥作用變?yōu)槌涉I電子對間的排斥作用，排斥作用減弱

(2)碑原子的電負性小于氮原子，其共用電子對離碑核距離較遠，斥力較小，鍵角較小

(3)C=O對C—C的斥力大于C—O對C—C的斥力

14.(l)Cu2+處于［CU(NH3)4『+的中心，若將配離子［Cu(NH3)4p+中的2個NH3換為CM,則有

2種結(jié)構(gòu)，則Cu2+是否為sp3雜化？(填“是”或“否”)，理由為

⑵用價層電子對互斥模型推斷甲醛中H—C—H的鍵角(填或

“=")120°。

(3)SO2cL和SO2F2中S=O之間以雙鍵結(jié)合，S—ChS—F之間以單鍵結(jié)合。請你預(yù)測SO2ck

和SO2F2分子的空間結(jié)構(gòu)為=SO2c12分子中ZC1—S—C1______SO2F2分子

中NF—S—F(填">”或“=”)。

(4)抗壞血酸的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，該分子中碳原子的雜化軌道類型為o

OH

HOOH

答案(1)否若是sp3雜化，［Cu(NH3)4p+的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，將配離子［Cu(NH3)4］2+

中的2個NH3換為CN-,則只有1種結(jié)構(gòu)(2)<(3)四面體形>(4)sp2、sp3

解析(2)甲醛分子中，碳氧之間為雙鍵，根據(jù)價層電子對互斥模型可知雙鍵與單鍵之間的斥

力大于單鍵與單鍵之間的斥力，所以H—C—H的鍵角小于120。。(3)當中心原子的價層電子

對數(shù)為4時，VSEPR模型為四面體形，硫原子無孤電子對，所以空間結(jié)構(gòu)為四面體形；配位

原子得電子能力越弱，其與中心原子形成的共用電子對之間的斥力越強，F(xiàn)原子的得電子能

力大于氯原子，所以SO2cL分子中NCI—S—OSO2F2分子中/F—S—F。

15.短周期元素D、E、X、Y、Z的原子序數(shù)逐漸增大，它們的最簡單氫化物分子的空間結(jié)

構(gòu)依次是正四面體形、三角錐形、正四面體形、V形、直線形。回答下列問題：

(1)Z的氫化物的結(jié)構(gòu)式為,HZO分子的中心原子價層電子對數(shù)的計算式為

_____________________________________，該分子的空間結(jié)構(gòu)為O

(2)Y的價層電子排布式為，Y的最高價氧化物的VSEPR模型為=

(3)X與Z形成的最簡單化合物的化學(xué)式是，該分子中的鍵角是o

(4)D、E的最簡單氫化物的分子空間結(jié)構(gòu)分別是正四面體形與三角錐形，這是因為(填

字母)。

a.兩種分子的中心原子的價層電子對數(shù)不同

b.D、E的非金屬性不同

c.E的氫化物分子中有一個孤電子對，而D的氫化物分子中沒有

答案(1)H—Cl2+|x(6-1X1-1X1)V形(2)3s23P4平面三角形(3)SiCLt

109°28,(4)c

解析由題意可推出D、E、X、Y、Z分別為C、N、Si、S、Cl。(1)HC1O中氧原子是中心

原子，其價層電子對數(shù)為2+3><(6—lXl—lXl)=4,所以HC1O分子的空間結(jié)構(gòu)為V形。

(2)SO3中硫原子的價層電子對數(shù)為3,VSEPR模型為平面三角形。(3)SiCL是正四面體結(jié)構(gòu),

鍵角為109。28'o(4)CH4、NH3的中心原子價層電子對數(shù)均為4,分子空間結(jié)構(gòu)不同的根本

原因是NH3分子中有孤電子對而CH4分子中沒有，分子空間結(jié)構(gòu)與元素的非金屬性強弱無關(guān)。

答題規(guī)范(5)鍵角大小原因解釋的三種模型

模型1價層電子對構(gòu)型(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

例1Si與C元素位于同一主族,SiO2鍵角小于CO2的原因是o

答案SiC)2中中心Si原子采取sp3雜化，鍵角為109。28'；C02中中心C原子采取sp雜化,

鍵角為180°

答題模板：XXX中心原子采取XXX雜化，鍵角為XXX,而XXX中心原子采取XXX

雜化，鍵角為XXX。

變式訓(xùn)練1比較下列分子或離子中的鍵角大小(填或“=”)：

?H2OCS2,原因是o

②SO3SOFo

③BF3NC13=

答案①<H2。中中心O原子采取sp3雜化，鍵角約為105。；CS2中中心C原子采取sp雜

化，鍵角為180°②〉③〉

模型2價層電子對構(gòu)型(或中心原子雜化方式)相同，看電子對間的斥力

(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。

例2已知H2O、Nth、ChU三種分子中，鍵角由大