解析 碳原子的2s轨道与2p轨道形成4个等性的杂化轨道,因此碳原子4个价电子分占在4个sp3杂化轨道上,且自旋状态相同。
2.(2018·石室佳兴外国语学校月考)有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是( ) A.两个碳原子采用sp杂化方式 B.两个碳原子采用sp2杂化方式
C.每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成π键 D.两个碳原子形成两个π键 【考点】分子立体构型的综合 【题点】杂化轨道理论的综合应用 答案 B
解析 乙炔中每个碳原子价层电子对数是2且不含孤电子对,所以碳原子采用sp杂化,A正确,B错误;每个碳原子中两个未杂化的2p轨道肩并肩重叠形成π键,C正确;两个碳原子之间形成1个σ键2个π键,D正确。
3.原子轨道的杂化不但出现在分子中,原子团中同样存在原子轨道的杂化。在SO24中S原子
-
的杂化方式为( ) A.sp C.sp3
【考点】杂化轨道理论的应用 【题点】微粒中心原子杂化类型的判断 答案 C
-解析 在SO24中S原子的孤电子对数为0,与其相连的原子数为4,所以根据杂化轨道理论
B.sp2 D.无法判断
可推知中心原子S的杂化方式为sp3杂化,立体构型为正四面体形,类似于CH4。 4.在SO2分子中,分子的立体构型为V形,S原子采用sp2杂化,那么SO2的键角( ) A.等于120° C.小于120°
【考点】杂化轨道理论的应用
【题点】利用杂化轨道理论解释微粒的立体构型 答案 C
解析 由于SO2分子的VSEPR模型为平面三角形,从理论上讲其键角应为120°,但是由于SO2分子中的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,因此分子中的键
B.大于120° D.等于180°
角要小于120°。
5.下列关于原子轨道的说法正确的是( )
A.杂化轨道形成共价键时,只能形成σ键不能形成π键
B.凡AB3型的共价化合物,其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键 C.凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子,其立体构型都是正四面体形
D.CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合起来而形成的 【考点】杂化轨道理论
【题点】关于杂化轨道理论的理解 答案 A
解析 中心原子采取sp3杂化,轨道形状是正四面体,但如果中心原子还有孤电子对,分子的立体构型则不是正四面体;CH4分子中的sp3杂化轨道是C原子的一个2s轨道与三个2p轨道杂化而成的;AB3型的共价化合物,A原子可能采取sp2杂化或sp3杂化。
6.ClO、ClO2、ClO3、ClO4中,中心原子Cl都是以sp3杂化轨道方式与O原子成键,则ClO
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的立体构型是___________;ClO2的立体构型是________;ClO3的立体构型是___________;ClO4的立体构型是______________。 【考点】杂化轨道理论的应用
【题点】利用杂化轨道理论判断空间构型 答案 直线形 V形 三角锥形 正四面体形
解析 ClO-的组成决定其立体构型为直线形。其他 3种离子的中心原子的杂化方式都为sp3杂化,那么从离子的组成上看其立体构型依次类似于H2O、NH3、CH4(或NH+4)。
-
[对点训练]
题组一 原子轨道杂化与杂化轨道 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sp3杂化轨道是由N原子的3个p轨道与H原子的1个s轨道杂化而成的 D.在乙烯分子中1个碳原子的3个sp2杂化轨道与3个氢原子的s轨道重叠形成3个C—H σ键 【考点】杂化轨道理论
【题点】关于杂化轨道理论的理解
答案 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,故B正确,A不正确;NH3中N原子的sp3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不正确;在乙烯分子中,1个碳原子的3个sp2杂化轨道中的2个sp2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sp2杂化轨道与另一个碳原子的sp2杂化轨道重叠形成1个C—C σ键,D不正确。
2.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 【考点】杂化轨道理论
【题点】关于杂化轨道理论的理解 答案 A
解析 CH4为正四面体结构,而CH-3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sp3杂化。
3.下列关于价层电子对互斥理论及杂化轨道理论的叙述不正确的是( ) A.价层电子对互斥理论将分子分成两类:中心原子有孤电子对的和无孤电子对的 B.价层电子对互斥理论既适用于单质分子,也适用于化合物分子
C.sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道通过杂化形成的一组能量相近的新轨道
D.AB2型共价化合物的中心原子A采取的杂化方式可能不同 【考点】杂化轨道理论
【题点】关于杂化轨道理论的理解 答案 B
解析 在VSEPR理论中,将分子分成了含孤电子对与不含孤电子对两种情况,显然分子的VSEPR模型与立体构型可能相同(不含孤电子对的情况下),也可能不同(含孤电子对的情况下),A项正确;VSEPR模型的研究对象仅限于化合物分子,不适用于单质分子,B项错误;AB2型共价化合物由于其中心原子具有的孤电子对数和σ键电子对数可能不同,则其采取的
+
-
杂化方式也可能不同,D项正确。 题组二 杂化轨道类型及其判断
4.在BrCH==CHBr分子中,C—Br键采用的成键轨道是( ) A.sp-p B.sp2-s C.sp2-p D.sp3-p 【考点】杂化轨道理论的应用 【题点】关于杂化轨道理论的理解 答案 C
解析 分子中的两个碳原子都是采取sp2杂化,溴原子的价电子排布式为4s24p5,4p轨道上有一个单电子,与碳原子的一个sp2杂化轨道成键。
5.BF3是典型的平面三角形分子,它溶于氢氟酸或NaF溶液中都形成BF4,则BF3和BF4中B原子的杂化轨道类型分别是( ) A.sp2、sp2 C.sp2、sp3
【考点】杂化轨道理论的应用 【题点】微粒中心原子杂化类型的判断 答案 C
-中B原子的价层电子对数为解析 BF3中B原子的价层电子对数为3,所以为sp2杂化,BF4
-
-
B.sp3、sp3 D.sp、sp2
4,所以为sp3杂化。
6.下列分子所含原子中,既有sp3杂化,又有sp2杂化的是( )
A.乙醛[]
B.丙烯腈[]
C.甲醛[]
D.丙炔[]
【考点】杂化轨道理论的应用
【题点】微粒中心原子杂化类型的判断 答案 A
解析 乙醛中甲基的碳原子采取sp3杂化,醛基中的碳原子采取sp2杂化;丙烯腈中碳碳双键的两个碳原子均采取sp2杂化,另一个碳原子采取sp杂化;甲醛中碳原子采取sp2杂化;丙炔中甲基的碳原子采取sp3杂化,碳碳三键中两个碳原子均采取sp杂化。 7.(2017·曹妃甸一中期末)下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( ) A.SO3与SO2 C.BeCl2与SCl2
【考点】杂化轨道理论的应用 【题点】微粒中心原子杂化类型的判断 答案 A
解析 SO3中S原子杂化轨道数为3,采取 sp2杂化方式,SO2中S原子杂化轨道数为3,采取 sp2杂化方式, A正确; BF3中B原子杂化轨道数为3,采取 sp2杂化方式,NH3中N原子杂化轨道数为4,采取 sp3杂化方式, B错误; BeCl2中Be原子杂化轨道数为2,采取 sp杂化方式,SCl2中S原子杂化轨道数为4,采取sp3杂化方式,C错误。 题组三 杂化轨道类型与分子构型
8.(2017·曹妃甸一中期末)已知Zn2的4s和4p轨道可以形成sp3型杂化轨道, 那么[ZnCl4]2
+
-
B.BF3与NH3 D.H2O与SO2
的立体构型为( ) A.直线形 C.正四面体
【考点】杂化轨道理论的应用
【题点】利用杂化轨道理论判断立体构型 答案 C
9.下列物质,中心原子的“杂化方式”及“分子立体构型”与CH2O(甲醛)相同的是( ) A.PCl3 B.NH3 C.CH2Br2 D.BF3 【考点】杂化轨道理论的应用 【题点】杂化轨道理论的综合应用 答案 D
解析 HCHO中C原子形成2个C—H键、1个C==O双键,C原子的价层电子对数=3+4-2×1-1×2
=3,且不含孤电子对,采取sp2杂化,分子立体构型为平面三角形。PCl3分
2
B.平面正方形 D.正八面体