《2025年高中总复习优化设计高中化学》

3.杂化轨道类型与分子（或离子）空间结构的关系

答案： 3.sp 直线形 角形 sp² 平面三角形 三角锥形 sp³ 正四面体形

【应用示例】我国医学典籍《本草衍义》中记载了有关砒霜($As_2O_3$)的制备、性质和药用等。$As_2O_3$是两性氧化物，其二聚分子的结构如图所示，溶于盐酸生成$AsCl_3$，$AsCl_3$被$LiAlH_4$还原生成$AsH_3$。

(1)$As_2O_3$二聚体中，$As$原子采取sp³杂化，$O$原子采取sp³杂化。
(2)$AsCl_3$中心$As$原子采取sp³杂化，其分子的空间结构为三角锥形。
(3)$LiAlH_4$中阴离子为$AlH_4^-$，中心$Al$原子采取sp³杂化，其离子的空间结构为正四面体形。

答案： 应用示例：
(1)sp³ sp³
(2)sp³ 三角锥形
(3)sp³ 正四面体形

考向1 判断分子(或离子)中心原子的杂化类型
例1下列关于$SO_2$、$SO_3$、$H_2SO_4$、$SO_4^{2-}$和$SO_3^{2-}$的说法正确的是(C)

A.$SO_2$、$SO_3$分子中$S$原子均为$sp^3$杂化
B.$SO_2$、$SO_3$中键角前者大
C.$SO_3^{2-}$中$S$采取$sp^3$杂化，其空间结构为三角锥形
D.$SO_4^{2-}$的空间结构为平面正方形

答案： 例1 C 解析SO₂、SO₃ 分子中S的价层电子对数均为3，故S原子均为sp² 杂化，A错误；SO₂ 中S原子有1个孤电子对，其对σ键电子对的排斥力较大，故SO₂ 的键角小于SO₃，B错误；SO₃ 中S的价层电子对数为3+1=4，含有1个孤电子对，则S采取sp³ 杂化，其空间结构为三角锥形，C正确；SO₄²⁻ 中S的价层电子对数为4，不含孤电子对，根据价层电子对互斥模型推测，其空间结构为正四面体形，D错误。

[对点训练1]某有机化合物M的结构简式如图所示，其中1、2、3号原子的杂化方式分别为(B)


A.$sp^3$、$sp^3$、$sp^3$
B.$sp^3$、$sp^3$、$sp^2$
C.$sp^2$、$sp^3$、$sp^2$
D.$sp^3$、$sp^2$、$sp^2$

答案： 对点训练1 B 解析1号碳原子形成4个单键，采取sp³ 杂化；2号N原子形成3个共价键，含有1个孤电子对，杂化轨道数为4，采取sp³ 杂化；3号碳碳原子含有共价键为2个单键和1个碳氧双键，采取sp² 杂化。

例2下列分子或离子的空间结构和中心原子的杂化方式不正确的是(D)

答案： 例2 D 解析SO₂ 分子中S原子的价层电子对数为$2+ \frac{1}{2} (6 - 2 ×$

[对点训练2]下列分子中心原子的杂化轨道类型相同，分子的空间结构也相同的是()

A.$H_2O$、$SO_2$
B.$H_2O$、$NH_3$
C.$NH_3$、$HCHO$
D.$BeCl_2$、$CO_2$

答案： D