《2021届新高考化学二轮复习易错题27 分子的立体结构word版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021届新高考化学二轮复习易错题27 分子的立体结构word版（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、易错27分子的立体结构【易错分析】1. 价层电子对互斥理论说明的是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对，当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。如：中心原子采取sp3杂化的，其价层电子对模型为四面体形，其分子构型可以为四面体形(如CH4)，也可以为三角锥形(如NH3)，也可以为V形(如H2O)。价层电子对互斥理论能预测分子的立体构型，但不能解释分子的成键情况，杂化轨道理论能解释分子的成键情况，但不能预测分子的立体构型。两者相结合，具有一定的互补性，可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。2. 当原子成键时，原子
2、的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间结构不同。杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同，中心原子杂化类型相同时孤电子对数越多，键角越小。杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同，但能量不同。3. 计算中心原子的价层电子对数，除了使用公式之外，还可以根据其所形成的共用电子对数目（或单键数目）与其孤电子对数的和进行计算，若中心原子的价电子对数3，还可以根据其形成的双键数目或叁键数目进行分析，例如，当碳原子没有形成双键或叁键时，其价层电子对数就是4，sp3杂化；当碳原子参与形成1个双键时，其价层电子对数为3，sp2杂化；当碳原子参
3、与形成2个双键或1个叁键时，其价层电子对数就是2，sp杂化。【错题纠正】例题1、有下列分子或离子：BF3、H2O、NH4+、SO2、HCHO、PCl3、CO2（1）粒子构型为直线型的为：_。（2）粒子的立体构型为V型的为：_。（3）粒子的立体构型为平面三角形的为：_。（4）粒子的立体构型为三角锥型的为：_。（5）粒子的立体构型为正四面体的为_。【解析】根据价层电子对互斥理论可知，BF3、NH4+、HCHO、CO2的中心原子没有孤对电子；水中氧原子有2对孤对电子，SO2知硫原子有1对孤对电子；PCl3中磷原子有1对孤对电子，所以BF3、HCHO平面三角形；H2O、SO2是V型。NH4+是正四面体
4、型；PCl3是三角锥形，CO2是直线型。(1) 粒子构型为直线型的为：CO2，故答案为：CO2；(2) 粒子的立体构型为V型的为：H2O、SO2，故答案为：H2O、SO2；(3) 粒子的立体构型为平面三角形的为：BF3、 HCHO，故答案为：BF3、 HCHO；(4) 粒子的立体构型为三角锥型的为：PCl3，故答案为：PCl3；(5) 粒子的立体构型为正四面体的为：NH4+，故答案为：NH4+。【答案】（1）CO2（2）H2O；SO2（3）BF3 ；HCHO（4）PCl3（5）NH4+例题2、有下列微粒：CH4CO2 NH3BF3 H2O HF填写下列空白：(1)呈正四面体的是_。(2)中心原
5、子的轨道杂化类型为sp杂化的是_，为sp2杂化的是_。(3)以极性键结合，而且分子极性最大的是_。(4)以极性键结合，具有三角锥结构的极性分子是_，具有V形结构的极性分子是_。【解析】CH4分子中C原子杂化轨道数=键数+孤对电子对数=4+0=4，所以采取sp3杂化，空间构型为正四面体形；CO2分子中C原子杂化轨道数=键数+孤对电子对数=2+0=2，采取sp杂化，空间构型为直线形；NH3分子中氮原子杂化轨道数=键数+孤对电子对数=3+1=4，所以采取sp3杂化，空间构型为三角锥形；BF3分子中B原子杂化轨道数=键数+孤对电子对数=3+0=3，所以采取sp2杂化，空间构型为平面三角形；HF分子中F
6、原子和H原子直接形成极性键，无杂化，其空间构型为直线形。(1)呈正四面体的是CH4，故答案为：CH4；(2)中心原子的轨道杂化类型为sp杂化的是CO2，为sp2杂化的是BF3，故答案为：CO2；BF3；(3)以极性键结合的分子有NH3、H2O、HF，由于非金属性越强，极性越强，则分子极性最大的是HF，故答案为：HF；(4)以极性键结合的分子有NH3、H2O、HF，具有三角锥结构的极性分子是NH3，具有V形结构的极性分子是H2O，故答案为：NH3；H2O。【答案】（1）CH4(2)CO2;BF3(3)HF(4)NH3;H2O【知识清单】1. 价层电子对互斥理论与分子或离子立体构型判断（1）键的电
7、子对数的确定，由分子式确定键电子对数。例如，H2O中的中心原子为O，O有2对键电子对；NH3中的中心原子为N，N有3对键电子对。（2）确定中心原子上的价层电子对数，a为中心原子的价电子数减去离子的电荷数，b为电荷数，x为非中心原子的原子个数。如SO2的中心原子为S，S的价电子数为6(即S的最外层电子数为6)，则a6；与中心原子S结合的O的个数为2，则x2；与中心原子结合的O最多能接受的电子数为2，则b2。所以，SO2中的中心原子S上的孤电子对数(622)1。（3）确定价层电子对的立体构型，由于价层电子对之间的相互排斥作用，它们趋向于尽可能的相互远离，这样已知价层电子对的数目，就可以确定它们的立
8、体构型。（4）分子立体构型的确定，价层电子对有成键电子对和孤电子对之分，价层电子对的总数减去成键电子对数，得孤电子对数。根据成键电子对数和孤电子对数，可以确定相应的较稳定的分子立体构型。2.杂化轨道理论与中心原子的杂化类型判断(1)根据杂化轨道的空间分布构型判断，若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp杂化。(2)根据杂化轨道之间的夹角判断，若杂化轨道之间的夹角为109.5，则分子的中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120
9、，则分子的中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180，则分子的中心原子发生sp杂化。(3)根据等电子原理进行判断，如CO2是直线形分子，CNS、N与CO2是等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采用sp杂化。(4)根据中心原子的电子对数判断，如中心原子的电子对数为4，是sp3杂化，为3是sp2杂化，为2是sp杂化。(5)根据分子或离子中有无键及键数目判断，如没有键为sp3杂化，含一个键为sp2杂化，含二个键为sp杂化。3.中心原子杂化类型和立体构型的相互判断分子组成孤电子对数杂化方式立体构型示例AB20sp直线形BeCl21sp2V形SO22sp3V形H2OAB30sp2平面三
10、角形BF31sp3三角锥形NH3AB40sp3正四面体形CH4【变式练习】1. 已知：CS2 PCl3 H2S CH2O H3O+ NH4+ BF3SO2。请回答下列问题：(1)中心原子没有孤电子对的是_（填序号，下同）。(2)立体构型为直线形的是_；立体构型为平面三角形的是_。(3)立体构型为V形的是_。(4)立体构型为三角锥形的是_；立体构型为正四面体形的是_。2.（1）X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在I3+离子。I3+离子的几何构型为_，中心原子的杂化类型为_。（2）CS2分子中，C原子的杂化轨道类型是_。（3）F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子构型为_，其中氧原子
11、的杂化方式为_。（4）CH3COOH中C原子轨道杂化类型为_。【易错通关】1(1)C元素是形成有机物的主要元素，下列分子中含有含有手性碳原子且符合sp和sp3杂化方式的是_(填字母)。a b CH4 c CH2=CClCH3 d CH3CHBrCCH(2)某有机物的结构简式为。该有机物分子中采取sp3杂化的原子对应元素的电负性由大到小的顺序为_。(3)NH4Cl中提供孤电子对的原子的轨道表示式为_，该物质中不含有_。A 离子键 B 极性共价键 C 非极性共价键 D 配位键 E 键 F 键(4)“笑气”(N2O)是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。已知N2O分子中氧原子只与一个氮原子相连，则N2O
12、的电子式可表示为_，其分子空间构型是_形。22019年1月3日上午，嫦娥四号探测器翩然落月，首次实现人类飞行器在月球背面的软着陆。所搭载的“玉兔二号”月球车，通过砷化镓(GaAs)太阳能电池提供能量进行工作。回答下列问题：(1)基态As原子的价电子排布图为_，基态Ga原子核外有_个未成对电子。(2)镓失去电子的逐级电离能(单位：kJmol-1)的数值依次为577、1985、2962、6192，由此可推知镓的主要化合价为_和+3。(3)1918年美国人通过反应：HCCH+AsCl3CHCl=CHAsCl2制造出路易斯毒气。在HCCH分子中键与键数目之比为_；AsCl3分子的空间构型为_。(4)砷
13、化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700制得，(CH3)3Ga中碳原子的杂化方式为_3回答以下问题:(1)金属Cu晶体采取的是以下_(填序号)面心立方最密堆积方式。(2)CuSO4晶体类型为_晶体。的空间构型为_(填“正四面体”、“直线型”或“平面三角”)。Cu2+与OH反应能生成Cu(OH)42-，Cu(OH)42-中的中心离子为_(填离子符号)。(3)如图所示，(代表Cu原子，代表O原子)，一个Cu2O晶胞中Cu原子的数目为_。(4)已知：一般情况下，碳的单键中碳原子存在sp3杂化轨道，碳的双键中碳原子存在sp2杂化轨道；醇和水形成氢键，使得醇易溶于水。抗坏血酸的分子结构如图所示，回答问
14、题：抗坏血酸分子中碳原子的杂化轨道类型有_和_。(填“sp3”、“sp2”或“sp”)。抗坏血酸在水中的溶解性_(填“难溶于水”或“易溶于水”)。4氮化硼(BN)是-种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如下图所示：请回答下列问题：(1)在BF3分子中，F-B-F的键角是_，B原子的杂化轨道类型为_，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，的立体结构为_。(2)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为_(填“极性键”或“非极性键”)，层间作用力为_。5铜的化合物用途非常广泛。已知下列反应：Cu(NH3)2+NH3+CO Cu(NH3)3CO+，2CH3COOH +2CH2CH2+O22CH3COOCHCH2+2H2O。(1)Cu2+基态核外电子排布式为_。(2)NH3分子空间构型为_， 其中心原子的杂化类型是_。(3)CH3COOCHCH2分子中碳原子轨道的杂化类型
