《2023年高考化学热点专项导航与精练（新高考专用）》专项39 杂化与空间结构（原卷版）

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第六篇物质结构与性质

专项 39 杂化与空间结构

在选择性必修二《物质结构与性质》中，ABn 型物质中心原子的杂化方式、分子或离子的空间构型是

高考热点题型之一，要求运用杂化轨道理论和价层电子对互斥模型进行解释和预测分子空间结构。通过杂

化轨道理论对分子空间结构及原子间成键情况解释的探究学习，强化宏观辨识与微观探析素养，借助价层

电子对互斥模型对分子空间结构的预测，建立分子空间结构分析的思维模型，强化模型意识。

在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这

个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。杂化轨道在角度分布上比单纯的 s或p轨道在某一方

向上更集中，从而使它与其它原子的原子轨道重叠的程度更大，形成的共价键更牢固。中心原子价层电子

对数、杂化轨道类型与粒子的立体构型(A

m ±

型)如下：

价层电子对数

(杂化轨道数)

2 3 4

杂化轨道类型 sp sp2sp3

价层电子对模

型(VSEPR)

直线形三角形四面体形

粒子组成形式

与构型

AB2：

直线形

AB2：

V形

AB3：

三角形

AB2：

V形

AB3：

三角锥形

AB4：(正)

四面体形

规律

当中心原子无孤电子对时，分子构型与价层电子对模型一致；当有孤电子对时，分子的

构型为去掉孤电子对后剩余部分的立体构型，且孤电子对会对分子构型产生“挤压”效

果，使键角变小

1．(2022•辽宁省选择性考试)理论化学模拟得到一种 N13+离子，结构如图。下列关于该离子的说法错误

的是( )

A．所有原子均满足 8电子结构 B．N原子的杂化方式有 2种

C．空间结构为四面体形 D．常温下不稳定

【答案】B

【解析】A项，由 N13+的结构式可知，所有 N原子均满足 8电子稳定结构，A正确；B项，中心 N原

子为 sp3杂化，与中心 N原子直接相连的 N原子为 sp2杂化，与端位 N原子直接相连的 N原子为 sp 杂化，

端位 N原子为 sp2杂化，则 N原子的杂化方式有 3种，B错误；C项，中心 N原子为 sp3杂化，则其空间结

构为四面体形，C正确；D项，N13+中含叠氨结构( )，常温下不稳定，D正确；故选 B。

2．(2021•海南选择性考试) SF6可用作高压发电系统的绝缘气体，分子呈正八面体结构，如图所示。有

关SF6的说法正确的是( )

A．是非极性分子 B．键角都等于 90°

C．与之间共用电子对偏向 S D．原子满足 8电子稳定结构

【答案】A

【解析】A项，结构对称、正负电荷重心重合的分子为非极性分子，SF6分子呈正八面体结构，S 原子

位于正八面体的中心，该分子结构对称、正负电荷重心重合，所以为非极性分子，A正确；B项，SF6是结

构对称、正负电荷重心重合的分子，故键角不都等于 90°，B错误；C项，由于 F的电负性比 S的大，

S与F之间共用电子对偏向 F，C错误；D项，中心元素价电子数+化合价的绝对值=8 时该分子中所有原子

都达到 8电子稳定结构，但氢化物除外，该化合物中 S元素化合价+价电子数=6+6=12，则 S原子不是 8电

子稳定结构，D错误；故选 A。

3．(2022•山东卷节选)吡啶( )替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似

的π66大π键、则吡啶中 N原子的价层孤电子对占据_______(填标号)。

A．2s 轨道 B．2p 轨道 C．sp 杂化轨道 D．sp2杂化轨道

【答案】D

【解析】吡啶( )替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的π66大π键，则

说明吡啶中 N原子也是采用sp2杂化，杂化轨道只用于形成 σ键和存在孤电子对，则吡啶中 N原子的价层

孤电子对占据 sp2杂化轨道，故选 D。

4．(2022•北京卷节选)比较SO42-和H2O分子中的键角大小并给出相应解释：___________。

【答案】SO42-的键角大于 H2O，SO42-中S原子的价层电子对数为 4、孤对电子对数为 0，离子的空间构

型为正四面体形，H2O分子中 O原子的价层电子对数为 4、孤对电子对数为 2，分子的空间构型为 V形

【解析】硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为 4、孤对电子对数为 0，离子的空间型为正四面体形，

水分子中氧原子的价层电子对数为 4、孤对电子对数为 2，分子的空间构型为 V形，所以硫酸根离子的键

角大于水分子。

5．(2022•河北省选择性考试节选)SnCl3-的几何构型为_______，其中心离子杂化方式为_______。

【答案】三角锥形 sp3杂化

【解析】Sn 是ⅣA族元素，SnCl3-的中心离子 Sn2+价层电子对数为 3+ ，有 1对孤电子对，

中心离子是 sp3杂化，SnCl3-的几何构型是三角锥形。

6．(2021•全国甲卷节选)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si 的价电子层的电子排式为_____

___；单晶硅的晶体类型为_________。SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中 Si 采取的杂化类型为_______。

SiCl4可发生水解反应，机理如下：

含s、p、d轨道的杂化类型有：①dsp2、②sp3d、③

sp3d2，中间体 SiCl4(H2O)中Si 采取的杂化类型为________(填标号)。

【答案】(1)3s23p2 原子晶体(共价晶体) sp3 ②

【解析】(1)基态 Si 原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p2，因此 Si 的价电子层的电子排式为

3s23p2；晶体硅中Si 原子与 Si 原子之间通过共价键相互结合，整块晶体是一个三维的共价键网状结构，因

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