二、杂化轨道理论
1．杂化轨道理论的基本要点
同一原子中不同的类型的能量相近的原子轨道在成键时，互相混合，重新组合成一组新的原子轨道的过程叫做轨道的杂化，所形成的一组新轨道叫做杂化轨道。（1）有几条原子轨道参与杂化就能形成几条杂化轨道；（2）杂化轨道分等性杂化（无孤对电子对）与不等性杂化（有孤对电子对）轨道；（3）杂化轨道成键满足原子轨道最大重叠原理，与其他成σ键或被孤对电子对占有。 2．中学常见的杂化轨道类型 杂化类型 参与杂化的原子轨道 杂化轨道数 夹角 空间构型 sp 1个s+1个p 2个sp杂化轨道 180° 直线 sp2 1个s+2个p 3个sp2杂化轨道 120° 正三角形 sp3 1个s+3个p 4个sp3杂化轨道 109.5° 正四面体 3．s－p杂化轨道和简单分子几何构型的关系
（1）对ABn类型的分子来说，当中心原子无孤对电子对时，分子空间构型和杂化轨道的空间构型相同；当中心原子有孤对电子对时，分子空间构型和杂化轨道的空间构型不一致。
杂化方式 轨道夹角 杂化轨道数 键数 中心原子孤对电子数 分子几何构型 实例 sp 180° 2 2 0 BeCl2 HgCl2 sp2 120° 3 3 0 BF3 sp2不等性杂化 <120 3 2 1 V形 SO2 －NO2 4 4 0 CH4 SiCl4 sp3 109.5° 4 3 1 NH3 PH3 sp3不等性杂化 <109.5° 4 2 2 V形 H2O H2S 4 1 3 直线形 HCl 直线形 正三角形 正四面体 三角锥 （2）对两中心或多中心的分子来说，运用杂化轨道理论判断比较方便。 C2H2每个中心原子C形成2条σ键，无孤对电子对，共需要2个杂化轨道，则采用sp杂化； C2H4每个中心原子C形成3条σ键，无孤对电子对，共需要3个杂化轨道，则采用sp2杂化；
N2H4每个中心原子N形成3条σ键，有1对孤对电子对，共需要4个杂化轨道，则采用sp3杂化。 （3）对给定结构的微粒来说，运用杂化轨道理论判断比较方便。
金刚石每个C与另外4个C形成4条σ键，无孤对电子对，则C采用sp3杂化； 石墨每个C与另外3个C形成3条σ键，无孤对电子对，则C采用sp2杂化。 【过关练习】
1．常见分子的极性、空间构型与杂化方式 类型 实例 CO2 CS2 XY2 SO2 X2Y H2O H2S BF3 XY3 NH3 XY4 2．按要求填空
11
键角 键的极性 分子的极性 空间构型 杂化方式 CH4 CCl4
（1）HCHO中心原子的杂化方式_____，其空间构型为__________，σ键和π键个数比_____ （2）C2H2中心原子的杂化方式_____，其空间构型为_____，σ键和π键个数比_____ （3）HCN中心原子的杂化方式_____，其空间构型为_____，σ键和π键个数比_____ （4）CH2＝CH－C≡C－CN，C原子的杂化方式是_____，σ键和π键个数比_____ （5）N2H4中心原子的杂化方式_____，σ键数_____
（6）H3O+中O原子采用_____杂化。H3O+中H－O－H键角比H2O中H－O－H键角大，因为：
______________________________________________________________________________。
答案：
1．常见分子的极性、空间构型与杂化方式 键角 180° <120° 105° 120° 107° 109°28′ 键的极性 分子的极性 极性键 极性键 极性键 极性键 极性键 极性键 非极性分子 极性分子 极性分子 极性分子 空间构型 直线形 V形 V形 三角锥形 杂化方式 sp sp2 sp3 sp2 sp3 sp3 非极性分子 平面三角形 非极性分子 正四面体形 2．按要求填空
（1）sp2 平面三角形 3:1 （2）sp 直线形 3:2 （3）sp 直线形 1:1 （4）sp 和sp2 8:5 （5）sp3 5
（6）sp3 H2O中O原子有2对孤对电子，而H3O+中O原子有1对孤对电子，排斥力小。
考点4﹒晶体密度计算
对于立方晶胞，无论是求其晶体密度、还是晶胞体积、边长等，都可建立如下思维途径：
n×M
获得关系式：ρ＝3，再根据题目已知条件代入数据，移项、化简即可。
a×NA【特别提醒】晶胞中微粒的计算方法－－均摊法 ①长方体晶胞中粒子对晶胞的贡献顶角占
111，棱上占，面上占，内部1。 842 12
图示：
②非长方体（非正方体）晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定。如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点（1个碳原子）对六边形的贡献为1/3。再如图所示的正三棱柱形晶胞中：
熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目
A．NaCl（含4个Na，4个Cl） B．干冰（含4个CO2）
＋－
C．CaF2（含4个Ca2，8个F）
D．金刚石（含8个C） E．体心立方（含2个原子） F．面心立方（含4个原子）
【过关练习】
1．NaCl晶胞边长为a cm，NaCl的密度为_____________________________________
－
2．离子化合物CaF2晶体的密度为ag·cm3，则晶胞的体积是（写出表达式即可）_________________
－
3．化合物DB（摩尔质量为b g·mol1）晶胞结构与金刚石相似，晶胞的边长为a cm。该晶体的密度为
－
_____________________g·cm3。
－
4．若铜原子半径为a cm，则铜单质晶体（面心立方最密堆积）的密度为________g·cm3（只列出计算式）。
＋
－
4?78g?mol4×58.5－答案：1．ρ＝3g·cm3 2．
aNA
ag?cm?3?6.02?1023mol?1?13．
64?44b
4． 3NA·a3
（22a）NA考点5﹒氢化物和含氧酸的酸性比较
酸性强弱与分子结构的关系
一、含氧酸的酸性与分子结构的关系
含氧酸的分子中，原子的排列顺序是H－O－R，（有的含氧酸有配位键H－O－R→O）。含氧酸的酸性强弱主要取决于结构中的两个因素：
1．比较中心原子跟氧的化学键的极性和氢氧键的极性，如果R－O键的极性越小，对于氢氧键来说极性就越大，就越容易发生H－O键的断裂，酸性就越强。我们知道，同周期元素中，随R的电荷数的增大，半径变得越小，R－O键的极性就越小，R－O间的引力加大，含氧酸的酸性就越强。因此，Si、P、S、Cl的电荷数从4到7，而原子半径减小，所以H4SiO4 2．含氧酸分子中未被氢化的氧原子数越多，含氧酸的酸性就越强。因为，未被氢化的氧原子数越多，因氧的电负性大，中心原子电子向未被氢化的氧原子转移，中心原子从O－H键中吸引的电子也就越多，更易离解出H+。所以，酸性HClO4> HClO3> HClO，因为HClO4分子中有三个未被氢化的氧原子，而次氯 13 酸分子中没有未被氢化的氧原子。 名称 含氧酸分子式 次氯酸 HClO 磷酸 H3PO4 硫酸 H2SO4 高氯酸 HClO4 结构简式 2 强酸 3 最强酸 0 弱酸 1 中强酸 非羟基氧原子数 酸性 二、无氧酸的酸性强度 无氧酸的酸性强度是指氢化物水溶液的酸性强度。同主族元素的氢化物水溶液的酸性自上而下增强。如酸性HF 在HF、HCl、HBr、HI分子中，HF分子的化学键极性最强，离解能特别大，说明吸热多，虽然F原子的电子亲合能和F离子水合能也稍大，但总的热效应仍以离解能为主，因此，HF更难电离，酸性也在同类中最弱。 在H2O与HF、H2S与HCl的比较中，由于X原子的电子亲合能和离子水合能的影响大于离解能的影响，HF的离解能虽然比H2O大，HCl的离解能也比H2S大，但因电子亲合能和离子水合能的关系，总的效应还是放热多，因此HF比H2O容易电离，HCl比H2S容易电离，所以酸性HF比H2O强、HCl比H2S强。 【过关练习】 1．【2012新课标卷】（1）H2Se的酸性比H2S_____（填“强”或“弱”）。 －－－ （2）H2SeO3的K1和K2分别为2.7×103和2.5×108，H2SeO4第一步几乎完全电离，K2为1.2×102，请根据结构与性质的关系解释： ①H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因： ___________________________________________________________________________； ②H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因：______________________________________________ ___________________________________________________________________________。 答案：（1）强 （2）①第一步电离后生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子；②H2SeO3和H2SeO4可表示成(HO)2SeO和(HO)2SeO2。H2SeO3中的Se为+4价，而H2SeO4中的Se为+6价，正电性更高，导致Se－O－H中O的电子更向Se偏移，越易电离出H+。 考点6﹒配位数的确定 配位数确定中常见的误区 NaCl晶体中阴离子的配位数为6，而Cl－按面心立方堆积的配位数是12。怎么都是配位数一会儿是6，一会儿又是12，这怎么理解？ 氯离子按面心立方堆积是没错，但那不是真正的配位数，因为氯离子是同号离子，是相互斥的；同理，钠离子也是按面心立方堆积的，这两种离子形成的面心立方堆积都产生八面体空穴，彼此进入对方八面体空穴中就对了，此时异号离子之间的接触才算配位数，这样配位数就是真正的配位数，即6。 面心立方堆积如果是金属原子，则其配位数是12，因为周围的原子都与该原子形成金属键的，这时也是真正的配位数。 面心立方 步骤 配位数确定过程 14 第一步：取一个面心晶胞 第二步：将两个面心晶胞合并 Cu型 面心立方 配位数12 第三步：以右侧面心为参照物观察最近距离原子 与右侧面心最近等距离的12个原子标注成深色，其他距离较远的标注成白色（黑色白色都是Cu原子！） 第四步：取出与右侧面心最近距离的12个原子 一个粒子周围最近邻的粒子数：配位数12 ．．离子周围最近的异电性离子的数目 ．．．．．NaCl型 面心立方 配位数6 配位数含义 15
结构化学-选修3知识点汇总（人教版）全国卷适用 - 图文
