2022高考化学一轮复习教案：专题突破（十五） 分子或离子的空间构型的判断

专题突破(十五)　分子或离子的空间构型的判断

分子或离子的空间构型的判断是高考命题的重要角度，主要涉及价层电子对互斥理论及应用(中心原子的价层电子对数、键角的比较、空间构型的判断等)、杂化轨道理论(中心原子杂化方式的判断、空间构型的判断)等，考查考生进行新颖的推测和设想并周密论证的能力，考查考生综合运用知识和能力应对复杂问题的水平，要求建立观点、结论和证据之间的逻辑关系，建立认知模型，并能运用于解释化学现象，揭示现象的本质和规律。

1．根据VSEPR理论判断

(1)中心原子上的价电子都用于形成共价键，例如，CO2、CH4等分子中的碳原子，它们的空间构型可用中心原子周围的原子数n来预测，概括如下表：

(2)中心原子上有孤对电子的分子，例如H2O、NH3等，中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与相互排斥。先分析分子的中心原子的σ键电子对数和孤电子对数，确定VSEPR模型，再去除孤电子对，得出分子的实际空间构型。

2．根据杂化轨道类型判断

由于杂化轨道类型不同，杂化轨道的夹角也不同，其成键时键角也不相同，故杂化轨道的类型与分子的空间构型有关，具体如下表：

3.根据共价键的键角判断

分子的空间构型与共价键的键角的关系如下表：

4.根据等电子体原理判断

通常情况下，等电子体的空间构型相同，例如，SO2与O3均为V形结构，CH4与NH均为正四面体形结构。

(2019·海南卷，19Ⅱ题节选)锰单质及其化合物应用十分广泛。回答下列问题：

(1)Mn位于元素周期表中第四周期________族，基态Mn原子核外未成对电子有____个。

(2)MnCl2可与NH3反应生成[Mn(NH3)6]Cl2，新生成的化学键为______键。NH3分子的空间构型为_____________________________________________________________，

其中N原子的杂化轨道类型为________。

解析　(1)基态Mn原子核外有25个电子，其电子排布式为[Ar]3d54s2，原子核外未成对电子有5个，则Mn元素处于周期表的第四周期第ⅦB族。

(2)NH3分子中N原子形成3个σ键，且含有1对孤电子对，则N原子的杂化轨道类型为sp3杂化，NH3的空间构型为三角锥形。

答案　(1)ⅦB　 5　(2)配位　三角锥形　 sp3

(2018·海南卷，19Ⅱ节选)黄铜矿是主要的炼铜原料，CuFeS2是其中铜的主要存在形式。回答下列问题：

(1)在较低温度下CuFeS2与浓硫酸作用时，有少量臭鸡蛋气味的气体X产生。

①X分子的立体构型是________，中心原子杂化类型为________，属于________(填“极性”或“非极性”)分子。

②X的沸点比水低的主要原因是________________________。

(2)CuFeS2与氧气反应生成SO2，SO2中心原子的价层电子对数为______，共价键的类型有________。

解析　(1)①H2S分子中，价层电子对为4对，VSEPR模型为四面体形，价层电子对之间的夹角均为109°28′，但S原子有2对孤电子对，故H2S分子的立体构型为V形，中心原子杂化类型为sp3杂化，属于极性分子；②H2S的沸点比水低的主要原因是水分子间形成氢键，H2S只存在范德华力。

(2)二氧化硫为共价化合物，硫原子和两个氧原子间分别形成一个σ键，同时氧原子和硫原子间形成一个4电子离域π键，SO2中心原子的价层电子对数为3对，共价键的类型有：σ键和π键。

答案　(1)①V形　sp3　极性　②水分子间存在氢键　(2)3　σ键和π键

1．(2021·天津耀华中学检测)下列分子中，中心原子的杂化方式为sp杂化，分子的空间构型为直线形且分子中不含π键的是(　　)

A．CO2　　　　　　　 B．BeCl2

C．BF3     D．HCN

B　[A项CO2分子中C原子采取sp杂化，为直线形分子，含有2个σ键和2个π键；B项BeCl2分子中Be原子采取sp杂化，为直线形分子，不含π键；C项BF3分子中B原子采取sp2杂化，为平面三角形结构；D项HCN分子中C原子采取sp杂化，为直线形分子，含有2个σ键和2个π键。]

2．(2021·安徽亳州期中)已知原子总数相同、价电子数相同的离子或分子的空间结构相似，例如SO3、NO都是平面三角形。下列分子或离子中与SO具有相似结构的是(　　)

A．PCl5     B．CCl4

C．NF3     D．N

B　[原子总数相同、价电子数相同的离子或分子互为等电子体，具有相似的空间结构。SO离子中含有5个原子，其价电子数为32。CCl4分子中含有5个原子，价电子总数为4＋4×7＝32，显然与SO互为等电子体，二者的空间结构相似。]

3．(2021·山东日照实验中学检测)CH、—CH3、CH都是重要的有机反应中间体，下列有关它们的说法正确的是(　　)

A．碳原子均采取sp2杂化

B．CH与NH3、H3O＋立体构型均为三角锥形

C．CH中碳原子采取sp3杂化，所有原子均共面

D．CH与OH－形成的化合物中含有离子键

B　[CH中C原子采取sp2杂化，—CH3中原子采取sp3杂化，CH中C原子采取sp3杂化，A错误；三者均为三角锥形结构，B正确；CH中C的价层电子对数为3，为sp2杂化，微粒立体构型为平面三角形，C错误；CH3OH中不含离子键，D错误。]

4．(2021·天津塘沽一中检测)芦笋中的天冬酰胺(结构如下图)和微量元素硒、铬、锰等，具有提高身体免疫力的功效。

(1)天冬酰胺所含元素中，____________(填元素名称)元素基态原子核外未成对电子数最多。

(2)天冬酰胺中碳原子的杂化轨道类型有________种。

(3)H2S和H2Se的参数对比见下表。

①H2Se的晶体类型为________，含有的共价键类型为______________。

②H2S的键角大于H2Se的原因可能为______________________________。

解析　(3)①H2S和H2Se的熔、沸点均较低，为分子晶体，不同种元素原子形成的为极性键。②S的电负性强于Se，形成的共用电子对斥力大，故H2S键角大。

答案　(1)氮　(2)2　(3)①分子晶体　极性键　②S的电负性强于Se，形成的共用电子对斥力大，键角大