1、高二化學分子的立體結構知識點及例題解析（一）價電子互斥理論：分子的立體結構決定了分子許多重要的性質，例如分子中化學鍵的類型、分子的極性、分子之間的作用力大小、分子在晶體里的排列方式等等。分子的立體結構通常是指其鍵的分子骨架在空間的排布。1、價層電子對互斥模型（VSEPR模型）：是一種可以用來預測分子立體結構的理論模型，總的原則是中心原子價電子層電子對（包括成鍵電子對和未成鍵的孤對電子對）的互相排斥作用，使分子的幾何構型總是采取電子對相互排斥最小的那種構型，即分子盡可能采取對稱的空間構型。2、VSEPR模型的內容：VSEPR模型把分子分為兩類：（1）中心原子上的價電子都用于形成共價鍵，即中心原子

2、無孤對電子的，根據鍵的條數或者說ABn 型分子中n的個數，判斷分子構型。如CO2、CH2O、CH4等分子中的C原子。它們的立體結構可用中心原子周圍的原子數來預測，概括如下：ABn立體結構范例n=2直線型CO2n=3平面三角形CH2On=4正四面體型CH4（2）中心原子上有孤對電子（未用于形成共價鍵的電子對）的分子，則將孤對電子也算作鍵數，同上推出包括孤對電子的分子構型，然后去掉孤對電子后看分子新構型。如H2O和NH3中心原子上的孤對電子也要占據中心原子周圍的空間，并參與互相排斥。因而H2O分子呈V型，NH3分子呈三角錐型。【拓展】ABm型分子或離子中的價電子對數（孤對電子+形成共價鍵的電子對）

3、的計算方法：（1）對于主族元素，中心原子價電子數=最外層電子數，配位原子按提供的價電子數計算，如：PCl5 中（2）O、S作為配位原子時按不提供價電子計算，作中心原子時價電子數為6；（3）離子的價電子對數計算 如：NH4+ ： ； SO42 ：3、VSEPR模型的應用：【驗證】應用VSEPR理論判斷下表中分子或離子的構型。（C原子孤對電子數一般為0）【總結】（1）VSEPR模型預測分子立體結構方法：首先確定中心原子的價層電子對數，然后確定中心原子有無孤對電子數，再結合實際例子分析。（2）VSEPR模型是模型化方法的具體體現，它把原子數相同、價電子數相同的一類化學粒子的結構加以概括，體現了等電子

4、原理的思想，例如五原子八電子的CH4、SiH4、NH4+，它們都是正四面體構型。（二）雜化軌道理論：價層電子對互斥模型只能解釋化合物分子的空間構形，卻無法解釋許多深層次的問題，如無法解釋甲烷中四個 CH的鍵長、鍵能相同及HC H的鍵角為109 ° 28。因為按照我們已經學過的價鍵理論，甲烷的4個C H單鍵都應該是鍵，然而，碳原子的4個價層原子軌道是3個相互垂直的2p軌道和1個球形的2s軌道，用它們跟4個氫原子的1s原子軌道重疊，不可能得到四面體構型的甲烷分子。為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論。1、雜化的概念：雜化是指原子在相互結合成鍵過程中,原來能量接近的原子軌道要重新混合,

5、形成新的原子軌道。這種軌道重新組合的過程叫做雜化。所形成的新的軌道叫雜化軌道。2、雜化軌道的類型：（1）sp3 雜化：一個s軌道與三個p軌道雜化后，得四個sp3雜化軌道，每個雜化軌道的s成分為1/4，p成分為3/4，它們的空間取向是四面體結構，相互的鍵角=109º28。CH4、CCl4、NH4+、CH3Cl、NH3、H2O等等都采取sp3雜化。 （2）sp2雜化：一個s軌道與兩個p軌道雜化，得三個sp2雜化軌道，每個雜化軌道的s成分為1/3，p成分為2/3，三個雜化軌道在空間分布是在同一平面上，互成120º 。以sp2雜化軌道構建結構骨架的中心原子必有一個垂直于sp2骨架的

6、未參與雜化的p軌道，如果這個軌道跟鄰近原子上的平行p軌道重疊，并填入電子，就會形成鍵。BCl3、CO32、NO3、H2C=O、SO3、烯烴>C=C<結構中的中心原子等等都采取sp2雜化。（3）sp雜化：一個s軌道與一個p軌道雜化后，得兩個sp雜化軌道，每個雜化軌道的s成分為1/2，p成分為1/2，雜化軌道之間的夾角為180度。當中心原子取sp雜化軌道形成直線形的s骨架時，中心原子上有一對垂直于分子sp骨架的未參與雜化的p軌道。例如乙炔分子形成二個鍵。CO2中的碳原子、HCN中的碳原子、BeCl2分子中的鈹原子、炔烴中的CC的s骨架等等都是由sp雜化軌道構建的。【總結】sp型的三種雜

7、化【小結】雜化軌道的特點（1）形成分子時，通常存在激發、雜化和軌道重疊等過程。（2）原子軌道的雜化只有在形成分子的過程中才會發生,孤立的原子是不可能發生雜化的（3）雜化軌道的數目雜化前后軌道數目不變。（4）雜化后軌道伸展方向，形狀發生改變。（5）只有能量相近的軌道才能雜化（nSnP）（6）雜化軌道成鍵時要滿足化學鍵間最小排斥原理，雜化軌道間的夾角決定分子空間構型。（7）雜化軌道的角度部分一頭大，一頭小，成鍵時利用大的一頭，可以使軌道重疊程度更大，從而形成穩定的化學鍵。即雜化軌道增強了成鍵能力。 （8）雜化軌道所形成的化學鍵全部為鍵。3、雜化軌道的應用范圍：雜化軌道只應用于形成鍵或者用來容納未參

8、加成鍵的孤對電子。4、判斷分子或離子中，中心原子的雜化軌道類型的一般方法：（1）看中心原子有沒有形成雙鍵或叁鍵，如果有1個叁鍵，則其中有2個鍵，用去了2個p軌道，形成的是sp雜化；如果有1個雙鍵則其中有1個鍵，形成的是sp2雜化；如果全部是單鍵，則形成的是sp3雜化。（2）沒有填充電子的空軌道一般不參與雜化，1對孤對電子占據1個雜化軌道。（三）配合物理論1、配位鍵配位鍵的概念：配位鍵屬于共價鍵，它是由一方提供孤對電子，另一方提供空軌道所形成的共價鍵。配位鍵的表示： A（電子對給予體）B（電子對接受體）配位鍵的形成條件：其中一個原子必須提供孤對電子,另一原子必須能接受孤對電子軌道。如NH4+的形

9、成：在NH4+中，雖然有一個NH鍵形成過程與其它3個NH鍵形成過程不同，但是一旦形成之后，4個共價鍵就完全相同。再如H3O+的形成：2、配位化合物：（1）配位化合物的定義：簡稱配合物，通常是由中心離子（或原子）與配位體（某些分子或陰離子）以配位鍵的形式結合而成的復雜離子或分子。如：Cu（H2O）42+ 、Cu（NH3）42+、Ag（NH3）2+、Fe（SCN）63。Cu（NH3）42+的制備：Fe（SCN）2+的制備：利用Fe（SCN）2+的顏色可鑒定Fe3+，由于該離子的顏色極似血液，常被用于電影特技和魔術表演。（2）配位化合物的組成：中心離子或原子（也稱形成體）：有空軌道。主要是一些過渡金

10、屬，如鐵、鈷、鎳、銅、銀、金、鉑等金屬元素的離子；或是具有高氧化數的非金屬元素，硼，硅、磷等，如NaBF4中的B（）、K2SiF6中的Si（）和NH4PF6中的P（）；或是不帶電荷的中性原子，如Ni（CO）4, Fe（CO）5中的Ni,Fe都是中性原子。配位體和配位原子：有孤對電子配位數：與中心離子直接以配位鍵結合的配位原子個數。配離子的電荷：配離子的電荷等于中心離子電荷與配位體總電荷的代數和。一，選擇題1. 下列物質中，分子的立體結構與水分子相似的是（ ）A、CO2 B、H2S C、PCl3 D、SiCl42. 下列分子的立體結構，其中屬于直線型分子的是（ ）A、H2O B、CO2 C、C2

11、H2 D、P43. 下列分子中，各原子均處于同一平面上的是（ ）A、NH3 B、CCl4 C、H2O D、CH2O4. 下列分子中，鍵角最大的是（ ）A、P4 B、H2O C、CCl4 D、NH35. 下列分子或離子的中心原子，帶有一對孤對電子的是（ ）A、XeO4 B、BeCl2 C、CH4 D、PCl36. 關于原子軌道的說法正確的是（ ）A、凡是中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子其幾何構型都是正四面體B、CH4分子中的sp3雜化軌道是由4個H原子的1s 軌道和C原子的2p軌道混合起來而形成的C、sp3雜化軌道是由同一個原子中能量相近的s 軌道和p軌道混合起來形成的一組能量相近的新軌道D

12、、凡AB3型的共價化合物，其中中心原子A均采用sp3雜化軌道成鍵7. 用Pauling的雜化軌道理論解釋甲烷分子的四面體結構，下列說法不正確的是A、C原子的四個雜化軌道的能量一樣B、C原子的sp3雜化軌道之間的夾角一樣C、C原子的4個價電子分別占據4個sp3雜化軌道D、C原子有1個sp3雜化軌道由孤對電子占據8. 下列對sp3 、sp2 、sp雜化軌道的夾角的比較，得出結論正確的是（ ）A、sp雜化軌道的夾角最大 B、sp2雜化軌道的夾角最大C、sp3雜化軌道的夾角最大 D、sp3 、sp2 、sp雜化軌道的夾角相等9. 乙烯分子中含有4個CH和1個C=C雙鍵，6個原子在同一平面上。下列關于乙

13、烯分子的成鍵情況分析正確的是A、每個C原子的2s軌道與2p軌道雜化，形成兩個sp雜化軌道B、每個C原子的1個2s軌道與2個2p軌道雜化，形成3個sp2雜化軌道C、每個C原子的2s軌道與3個2p軌道雜化，形成4個sp3雜化軌道D、每個C原子的3個價電子占據3個雜化軌道，1個價電子占據1個2p軌道10. 下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是（ ） A. CO2與SO2 B. CH4與NH3 C. BeCl2與BF3 D. C2H2與C2H411. 對SO2與CO2說法正確的（ ）A、都是直線形結構 B、中心原子都采取sp雜化軌道C、S原子和C原子上都沒有孤對電子 D、SO2為V形結構，CO2

14、為直線形結構12. 銨根離子中存在的化學鍵類型按離子鍵、共價鍵和配位鍵分類，應含有（ ）A、離子鍵和共價鍵 B、離子鍵和配位鍵 C、 配位鍵和共價鍵 D、離子鍵13. 下列屬于配合物的是（ ）A、NH4Cl B、Na2CO3.10H2O C、CuSO4. 5H2O D、Co（NH3）6Cl314. 下列分子或離子中，能提供孤對電子與某些金屬離子形成配位鍵的是 （ ）H2O NH3 F CN COA、 B、 C、 D、15. 配合物在許多方面有著廣泛的應用。下列敘述不正確的是 （ ）A、以Mg2+為中心的大環配合物葉綠素能催化光合作用 B、Fe2+的卟啉配合物是輸送O2的血紅素C、Ag（NH3）

15、2+是化學鍍銀的有效成分 D、向溶液中逐滴加入氨水，可除去硫酸鋅溶液中的Cu2+ 16. 下列微粒：H3O+NH4+CH3COO NH3CH4中含有配位鍵的是（ ）A、 B、 C、 D、 二、填空17. 寫出你所知道的分子具有以下形狀的物質的化學式，并指出它們分子中的鍵角分別是多少？直線形： 平面三角形： 三角錐形： 正四面體： 18. 用價層電子對互斥模型推測下列分子或離子的空間構型：分子或離子實例中心原子有無孤對電子分子或離子空間結構鍵角AB2AB3AB4AB5AB619. ClO、ClO2、ClO3、ClO 4中Cl都是以sp3雜化軌道與O原子成鍵的，試推測下列微粒的立體結構微粒ClOC

16、lO2ClO3ClO4立體結構20. 根據雜化軌道理論，請預測下列分子或離子的幾何構型：CO2 ， CO32 ,H2S ， PH3 21. 已知Cr3+的配位數為6。有三個組成相同的絡合物（即配位化合物），化學式為CrCl3·6H2O,但顏色各不相同。亮綠色者加入硝酸銀后有2/3的氯沉淀析出，暗綠色者能析出1/3的氯，紫色者能沉淀出全部的氯。試分別寫出它們的結構式（用內外界表示）【試題答案】1. B 2. C 3. D 4. C 5. D6. C 7. D 8. A 9. BD 10. B11. D 12. C 13. AD 14. D 15. D 16. A 17. CO2、CS2

17、、HCN 鍵角180°；BF3、BCl3、SO3、CH2O鍵角60°；NH3、PCl3鍵角107.3°；CH4、CCl4鍵角109°28。18. 分子或離子實例中心原子有無孤對電子分子或離子空間結構鍵角C02、CS2等無直線型180ºAB2H2O、H2S等2對折線型104º30'AB3BF3、BCl3等無平面三角形180ºNH3、PH3、PCl3等l對三角錐型107º18'AB4CH4、CCl4、SiH4等無正四面體109º28'AB5PCl5等無三角雙錐AB6SF6等無正八面體1

18、9. 直線；V型；三角錐形；正四面體20. sp雜化，直線；sp2雜化， 三角形；sp3雜化，V型；sp3雜化，三角錐形21. CrCl（H2O）5Cl2·H2O CrCl2（H2O）4Cl·2H2O Cr （H2O）6Cl3【典型例題】例1. 用價層電子對互斥模型推測下列分子或離子的空間構型：BeCl2 SCl2 SO32 PF3 分析：用價層電子對互斥模型推測分子或離子的空間構型關鍵是計算中心原子的價層電子對數、成鍵電子對數和孤對電子對數，價層電子對數決定其可能的空間結構，而成鍵電子對數和孤對電子對數的相互影響決定分子或離子的空間結構。化學式價層電子對數成鍵電子對數孤對

19、電子對數空間構型BeCl2（2+2）/2=220直線形SCl2（6+2）/2=422V字形SO32（6+0）/2=330平面三角形PF3（5+3）/2=431三角錐形例2. BF3和NF3都是四個原子的分子，BF3的中心原子是 ，NF3的中心原子是 ；BF3分子的立體構型是平面三角形，而NF3分子的立體構型是三角錐形的原因是 。分析：BF3分子中B原子的價層電子數為（3+3）/2=3，B原子采用sp2雜化，3個價電子都與F原子形成共價鍵，而NF3分子中N原子的價層電子數為（5+3）/2=4，N原子采用sp3雜化，3個價電子與F原子形成共價鍵，還有一對為成鍵的電子對，占據了N原子周圍的空間，參與

20、相互排斥，形成三角錐形。例3. 氨氣分子空間構型是三角錐形，而甲烷是正四面體形，這是因為（ ）A. 兩種分子的中心原子的雜化軌道類型不同，NH3為sp2雜化，而CH4是sp3雜化B. NH3分子中N原子形成三個雜化軌道，CH4分子中C原子形成4個雜化軌道C. NH3分子中有一對未成鍵的孤對電子，它對成鍵電子的排斥作用較強D. 氨氣分子是極性分子而甲烷是非極性分子分析：NH3分子中中心原子N原子的價層電子數為（5+3）/2=4，CH4分子中中心原子C原子的價層電子數為（4+4）/2=4，N原子和C原子均采用sp3雜化，但由于NH3分子中N原子有一對孤對電子，而CH4分子中C原子孤對電子為0，所以

21、氨氣分子空間構型是三角錐形，而甲烷是正四面體形。答案：C例4. 下列分子中心原子是sp2雜化的是（ ）A. PBr3 B. CH4 C. BF3 D. H2O分析：A中P原子的價層電子數為（5+3）/2=4，B原子采用sp3雜化，B 中C原子的價層電子數為（4+4）/2=4，C原子均采用sp3雜化，C中B原子的價層電子數為（3+3）/2=3，B原子采用sp2雜化，D中O原子的價層電子數為（6+2）/2=4，O原子采用sp3雜化，答案：C例5. （1）CNS、NO2+具有相同的通式：AX2，它們的價電子總數都是16，因此它們的結構與由第二周期兩元素組成的 分子的結構相同，微粒呈 形，中心原子都取

22、 雜化。（2）CO32、NO3等微粒具有相同的通式： ，它們的價電子總數都是 ，因此它們與由第六主族兩元素組成的 分子的結構相同，呈_形，中心原子都取 雜化。分析：互為等電子體應該滿足的條件：在微粒的組成上，微粒所含原子數目相同；在微粒的構成上，微粒所含電子數目相同；在微粒的結構上，微粒中原子的空間排列方式相同。（1）中CNS、NO2+的原子個數都為3，N、S的價電子數均與O原子相同，為6，N+與C原子的價電子數均為4，兩者的價電子總數與CO2相同，都是16，所以CNS、NO2+與CO2為等電子體。由于CO2中C原子采用sp雜化，形成直線形分子，所以CNS、NO2+中心原子都取sp雜化。（2）中CO32、NO3原子個數都為4，C2、N的價電子數與S原子相同均為6，所以CO32、NO3與SO3為等電子體，SO3采用sp2雜化，形成平面三角形分子。答案：（1）CO2、直線、sp （2）AX3、24、平面三角、sp2例6. 下列粒子中不存在配位鍵的是（ ）A、H3O+ B、Cu（NH3）42+ C NH4+ D、NH3分析：H3O+是H2O分子中O原子提供孤對電