《2023学年高二化学精讲精练（人教2019选择性必修2）》课时精讲10 杂化轨道理论（教师版）

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第二章 分子结构与性质
第二节 分子的空间结构
课时精讲 10 杂化轨道理论
【目标导航】
1．了解杂化轨道理论的基本内容。
2．会用杂化轨道理论判断分子的空间构型，对分子的空间构型进行解释和预测。
【知识导图】
一、轨道杂化和杂化轨道
1．轨道杂化
2．甲烷中碳原子的杂化类型
二、三种杂化轨道比较
杂化类型 sp sp2sp3
参与杂化的原子轨道 1个s和1个p 1 个s和2个p1个s和3个
p
杂化轨道数 2 3 4
杂化轨道间夹角 180° 120° 109.5°
空间指向 直线 正三角形三个顶点 正四面体四
个顶点
三、判断分子的中心原子杂化轨道类型的方法
1．根据杂化轨道的空间分布构型判断
(1)若杂化轨道在空间的分布为正四面体形，则分子的中心原子发生 sp 3
杂化。
(2)若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生 sp 2
杂化。
(3)若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生 sp
杂化。
2．根据杂化轨道之间的夹角判断
若杂化轨道之间的夹角为 109°28′，则分子的中心原子发生 sp 3
杂化；若杂化轨道之间的夹角为 120°，
则分子的中心原子发生 sp 2
杂化；若杂化轨道之间的夹角为 180°，则分子的中心原子发生 sp
杂化。
四、中心原子杂化类型的判断
杂化轨道用来形成 σ键和容纳孤电子，所以有公式：杂化轨道数＝中心原子的孤电子的对数＋中心原
子的 σ键个数。
代表物 杂化轨道数 中心原子杂化轨道类型
CO20＋2＝2sp
CH2O0＋3＝3sp 2
CH40＋4＝4sp 3
SO21＋2＝3sp 2
NH31＋3＝4sp 3
H2O2＋2＝4sp 3
五、中心原子杂化类型和分子构型的相互判断
中心原子的杂化类型和分子构型有关，二者之间可以相互判断。
分子组成(A
为中心原子)
中心原子
的弧电子
对数
中心原子的杂
化方式
分子空间构
型示例
AB2
0 sp 直线形BeCl2
1 sp2V
形SO2
2 sp3V
形H2O
AB3
0 sp2平面三角形BF3
1 sp3三角锥形NH3
AB40 sp3正四面体形CH4
六、分子空间构型的确定
轨道杂化
类型
电子对的空
间构型
成键电子
对数
孤对电
子数
电子对的排列
方式
分子的空
间构型 实例
sp1直线型 2 0 直线形HC≡CH BeCl2
CO2
sp2平面三角形
3 0 平面三角
形BF3 BCl3
2 1 V
形SnBr2 PbCl2
sp3四面体
4 0 正四面体
形CH4 CCl4
3 1 三角锥形NH3 NF3
2 2 V
形H2O
【小试牛刀】
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
1．同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化( )
【答案】√
【解析】参与杂化的原子轨道，其能量不能相差太大，如 1s 轨道与 2s、2p 轨道能量相差太大，不能
形成杂化轨道，即只有能量相近的原子轨道才能参与杂化。
2．杂化轨道能量集中，有利于牢固成键
【答案】√
【解析】杂化轨道的电子云一头大一头小，成键时利用大的一头，可使电子云重叠程度更大，形成牢
固的化学键。
3．杂化轨道中不一定有电子(　　)
【答案】√
【解析】并不 是所有的杂化 轨道中都会有 电子，也可以 是空轨道，也 可以有一对孤 电子对 (如
NH3、H2O的形成)。
4．杂化轨道只用于形成 σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对(　　)
【答案】√
【解析】杂化轨道只用于形成 σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对，正确。
5．分子中中心原子若通过 sp3杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体结构(　　)
【答案】×
【解析】分子中中心原子若通过 sp3杂化轨道成键，则该分子正四面体结构或三角锥形或折线形，错
误。
6．NH3分子为三角锥形，N原子发生 sp2杂化(　　)
【答案】×
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