第2课时 杂化轨道理论简介 配合物理论简介
(建议用时：35分钟)
知识点 1.杂化轨道理论 2.杂化轨道与分子构型 3.配合物理论 基础训练 1,2,3,6 4,7,8,9,11 5,10 [基础训练] 1．下列关于杂化轨道的叙述正确的是( ) A．杂化轨道可用于形成σ键，也可用于形成π键 B．杂化轨道可用来容纳未参与成键的孤电子对
C．NH3中N原子的sp杂化轨道是由N原子的3个p轨道与H原子的s轨道杂化而成的 D．在乙烯分子中，1个碳原子的3个sp杂化轨道与3个氢原子的s轨道重叠形成3个C－H σ键
B 解析 杂化轨道只用于形成σ键，或用来容纳未参与成键的孤电子对，不能用来形成π键，A项错误，B项正确；NH3中N原子的sp杂化轨道是由N原子的1个s轨道和3个p轨道杂化而成的，C项错误；乙烯分子中的C原子采用sp杂化，1个碳原子中的2个sp杂化轨道与2个氢原子的s轨道重叠形成2个C－H σ键，剩下的1个sp杂化轨道与另一个碳原子的sp杂化轨道重叠形成1个C－C σ键，D项错误。
2．对H3O的说法正确的是( ) A．O原子采取sp杂化 C．离子中无配位键
＋
2
＋
2
2
2
2
32
3
能力提升 12,13,14,15，16,17,18 B．O原子采取sp杂化 D．离子中配体为O原子
3
＋
3
B 解析 H3O的中心原子的价层电子对数是4，采取的是sp杂化，H2O和H之间形成配位键，配体为H原子。
3．下列烃分子中，每个碳原子的杂化轨道数最多的是( ) A．C6H6 C．C2H4
B．C2H6 D．C2H2
2
B 解析 苯分子和乙烯分子中的C原子都是采取sp杂化，生成3个杂化轨道；乙烷分子中的C原子采取sp杂化，生成4个杂化轨道；乙炔分子的C原子采取sp杂化，生成2个杂化轨道。
4．sp杂化形成的AB4型分子的立体构型是( ) A．平面四方形 C．三角锥形
3
3
3
B．四面体 D．平面三角形
B 解析 sp杂化形成的AB4型分子没有未成键的孤对电子，故其立体构型应为四面体形，如CH4、CF4等。
5．下列过程与配合物的形成无关的是( ) A．除去Fe粉中的SiO2可用强碱溶液
B．向一定量的AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消失 C．向FeCl3溶液中加入KSCN溶液
D．向一定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失
A 解析 A项，除去Fe粉中的SiO2是利用SiO2可与强碱反应的化学性质，与配合物的形成无关；B项，AgNO3与氨水反应首先生成AgOH沉淀，继续反应生成了配合物离子[Ag(NH3)2]；C项，Fe与KSCN反应生成了配合物离子[Fe(SCN)n]离子[Cu(NH3)4]。
6．有关杂化轨道的说法不正确的是( )
A．杂化前后的轨道数不变，但轨道的形状发生了改变
B．sp、sp、sp杂化轨道的夹角一般为109°28′、120°、180° C．部分四面体形、三角锥形、V形分子的结构可以用sp杂化轨道解释 D．杂化轨道全部参加形成化学键
D 解析 杂化轨道不一定都参与成键，如CH4、NH3和H2O分子中的C、N、O原子均为sp
3
3
3
22＋
3＋
3－n＋
；D项，CuSO4与氨水反应生成了配合物
杂化，CH4中的C原子杂化轨道均参与成键，而NH3中的N原子和H2O中的O原子分别有一个、两个杂化轨道未参与成键，D项错误。
7．下列分子的中心原子采取sp杂化的是( )
①C6H6 ②C2H2 ③C2H4 ④C3H8 ⑤CO2 ⑥BeCl2 ⑦SO3 ⑧BF3 A．①②⑥⑦ C．①③⑦⑧
22
B．③⑤⑦⑧ D．③⑤⑥⑦
C 解析 苯分子的碳原子采取sp杂化；乙炔分子中的碳原子采取sp杂化；乙烯分子中的碳原子采取sp杂化；丙烷中的碳原子类似于甲烷中碳原子，采取sp杂化；二氧化碳分子中碳原子采取sp杂化；氯化铍分子中铍原子采取sp杂化；三氧化硫分子中S原子采取sp杂化；三氟化硼分子中的B原子采取sp杂化。
8．在SO2分子中，分子的立体构型为V形，S原子采取sp杂化，那么SO2的键角( ) A．等于120° C．小于120°
B．大于120° D．等于180°
2
2
2
2
3
C 解析 SO2分子的VSEPR模型为平面三角形，理论上其键角应为120°，但S原子有一对孤电子对，对其他的两个化学键存在排斥作用，故SO2的键角要小于120°。
9．下列物质中心原子的“杂化方式”及“分子立体构型”与HCHO(甲醛)相同的是( ) A．H2S C．CH2Br2
2
B．NH3 D．BF3
2
D 解析 HCHO分子中的碳原子采取sp杂化，BF3中B原子采取sp杂化，而H2S、NH3、CH2Br2
的中心原子都是采用sp杂化。
10．配位化合物的数量巨大，组成和结构形形色色，丰富多彩。请指出配合物[Cu(NH3)4]
＋
2
3
的中心离子、配体、中心离子的配位数( ) A．Cu、NH3、4 C．Cu、OH、2
2＋
－
2＋
B．Cu、NH3、4 D．Cu、NH3、2
2＋2＋
＋
A 解析 从配合物的书写形式看，中心离子是Cu，配体为有孤电子对的NH3，配位数是4。
11．化合物YX2、ZX2中X、Y、Z都是前三周期元素，X与Y同周期，Y与Z同主族，Y元素的最外层p轨道上的电子数等于前一能层电子总数；X原子最外层的p轨道中只有一个轨道填充了2个电子。则：
(1)X元素基态原子的电子排布式是_______________________________________， Y原子的价层电子排布图是______________________________________________。 (2)YX2的分子构型是____________。
(3)YX2分子中，Y原子的杂化类型是________，一个YX2分子中含________个π键。 解析 依题给信息可判断Y原子的p轨道上有2个电子，为碳元素；X原子p轨道上有4个电子，根据X、Y同周期可知X为氧元素；CO2的分子构型为直线形，Y原子的杂化类型为sp杂化；其结构式为O===C===O，故含2个π键。
答案 (1)1s2s2p (2)直线形 (3)sp杂化 2
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[能力提升]
12．下列关于丙烯CHCH3CH2的说法正确的是( ) A．1个丙烯分子中有7个σ键、1个π键 B．丙烯分子中3个碳原子都是sp杂化 C．丙烯分子中3个碳原子共平面 D．丙烯分子中3个碳原子在同一直线上
C 解析 1个丙烯分子中有8个σ键、1个π键，A项错误；丙烯分子中单键碳原子采取sp杂化，而双键碳原子采取sp杂化，B项错误；根据乙烯分子的结构知丙烯分子中3个碳原子共面，只有2个碳原子在同一直线上，C项正确，D项错误。
13．关于[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O的说法正确的是( ) A．配体为H2O，配位原子为O，外界为Br B．中心离子的配位数为6 C．中心离子Cr采取sp杂化 D．中心离子的化合价为＋2
3＋
3
－
3
2
3
B 解析 [Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O中内界为[Cr(H2O)4Br2]，Cr为中心离子，配体为H2O、Br，配位数为6，外界为Br、H2O，Cr提供的空轨道数为6，采取spd杂化，B项正确。
14．向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液不能生成AgCl沉淀的是( ) A．[Co(NH3)4Cl2]Cl C．[Co(NH3)6]Cl3
B．[Co(NH3)3Cl3] D．[Co(NH3)5Cl]Cl2
－
－
－
3＋
32
＋3＋
B 解析 配合物的内界与外界由离子键结合，只要外界存在Cl，加入AgNO3溶液即有AgCl沉淀产生。
15．甲烷分子(CH4)失去一个H，形成甲基阴离子(CH3)，在这个过程中，下列描述不合理的是( )
A．碳原子的杂化类型发生了改变 B．微粒的形状发生了改变 C．微粒的稳定性发生了改变 D．微粒中的键角发生了改变
A 解析 CH4为正四面体结构，而 CH3为三角锥形结构，形状、键角、稳定性均发生改变，但杂化类型不变，仍是sp杂化。
16．关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物的下列说法正确的是( ) A．配体是Cl和H2O，配位数是9
B．中心离子是Ti，配离子是[TiCl(H2O)5] C．内界和外界中的Cl的数目比是1：2 D．加入足量AgNO3溶液，所有Cl均被完全沉淀
C 解析 配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O，配体是Cl和H2O，配位数是6，A项错误；中心离子是Ti，内配离子是Cl，外配离子是Cl，B项错误；内配离子是Cl为1，外配离子是Cl为2，内界和外界中的Cl的数目比是1：2，C项正确；加入足量AgNO3溶液，外配离子Cl
－
－
－
3＋
－
－
－
－
－
－
4＋
2＋
－
3
－
＋
－
与Ag反应，内配离子Cl不与Ag反应，D项错误。
17．(1)在配离子Fe(SCN)中，提供空轨道的微粒是______，画出配离子[Cu(NH3)4]中
2＋
2＋
＋－＋
的配位键__________________________________。
(2)根据VSEPR模型，H3O的立体构型为________；BCl3的立体构型为________，中心原子的杂化轨道类型是________。
(3)按要求写出以第二周期元素原子为中心原子，通过sp杂化形成的分子的化学式(各写一种)：正四面体分子________，三角锥形分子________，V形分子________。
解析 (1)[Cu(NH3)4]中Cu与NH3形成配位键，其中NH3分子中的氮原子提供孤电子对。(2)H3O中氧原子上有一对孤电子对，空间构型为三角锥形。BCl3中硼原子上无孤电子对，形成平面三角形结构，B原子采取sp杂化。(3)CH4、NH3、H2O的中心原子均为sp杂化。CH4中C原子上无孤电子对，空间构型为正四面体；NH3中N原子上有一对孤电子对，空间构型是三角
2
3
＋
2＋
2＋
3
＋
锥形；H2O中O原子上有两对孤电子对，空间构型为V形。
答案 (1)Fe
2
3＋
(2)三角锥形 平面三角形 sp (3)CH4 NH3 H2O
18．原子形成化合物时，电子云间的相互作用对物质的结构和性质会产生影响。试回答： (1)BF3分子的立体构型为________，NF3分子的立体构型为________。
(2)碳原子有4个价电子，在有机化合物中价电子均参与成键，但杂化方式不一定相同。在乙烷、乙烯、乙炔、苯、甲醛中，碳原子采取sp杂化的分子是____________，采取sp杂化的分子是________________，采取sp杂化的分子是____________。(写结构简式)
(3)H2O、NH3、CH4分子中键角由大到小的顺序为____________________，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 (4)由于电荷的作用，阴、阳离子形成化合物时离子的电子云会发生变化，使离子键逐渐向共价键过渡。阳离子电荷数越大、阴离子半径越大时，电子云变化越大，导致所形成的化合物在水中的溶解度越小。据此，四种卤化银在水中的溶解度由大到小的顺序为_______________________________________________。(填化学式)
解析 (1)在BF3分子中的B原子采取sp杂化，且无孤电子对，故该分子为平面三角形；而NF3分子中的N原子采取sp杂化，其中有一个杂化轨道中填充有孤电子对，另外三个杂化轨道与F原子形成σ键，故该分子为三角锥形。
(3)H2O、NH3、CH4分子中的中心原子都是采取sp杂化，其中H2O分子中有两个孤电子对，NH3分子中有一个孤电子对，甲烷分子中没有孤电子对，由于在孤电子对的排斥下，H2O分子中的键角(105°)小于NH3分子中的键角(107°)，更小于CH4分子中的键角(109°28′)。
(4)因为四种卤化银中阴、阳离子所带的电荷数相同，阳离子完全相同，但阴离子半径I
－
3
3
2
3
2
>Br
－
>Cl
－
>F
－
，结合题给信息可知四种卤化银的溶解度由大到小的顺序为
AgF>AgCl>AgBr>AgI。
答案 (1)平面三角形 三角锥形 (2)CHCH CH2===CH2、
、HCHO CH3CH3
(3)CH4>NH3>H2O 由于NH3分子中有1对孤电子对，H2O分子中有2对孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用增大，故键角逐渐减小
(4)AgF>AgCl>AgBr>AgI
2020学年高中化学分子的立体构型第2课时杂化轨道理论简介配合物理论简介课后限时作业含解析人教版选修3
