《2024年步步高大一轮复习讲义高中化学人教版》

[复习目标]
1.掌握价层电子对互斥模型和杂化轨道理论的内容并能用其推测简单分子或离子的空间结构。
2.掌握键角大小原因并能作出规范描述。

■ 整合 必备知识
1.价层电子对互斥模型
(1)理论要点
①价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低。
②孤电子对排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。
(2)价层电子对互斥模型推测分子(离子)的空间结构的关键——价层电子对数的计算
价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数
说明：σ键电子对数=中心原子结合的原子数；
中心原子上的孤电子对数=$\frac{1}{2}(a - xb)$，其中
①a表示中心原子的____________。
对于主族元素：a = __________________________。
对于阳离子：a = ____________________________。
对于阴离子：a = ____________________________。
②x表示______________________________。
③b表示与中心原子结合的原子______________(氢为____，其他原子=______________________________。如氧和氧族元素中的S、Se等均为2，卤族元素均为1)。
例如，SOCl₂的空间结构的判断：
SOCl₂的中心原子为S，σ键电子对数为3，孤电子对数为$\frac{1}{2}×(6 - 1×2 - 2×1)=1$，价层电子对数为4，这些价层电子对互相排斥，形成四面体形的VSEPR模型，由于中心原子上有1个孤电子对，则SOCl₂的空间结构为三角锥形。

答案： ①价电子数 原子的最外层电子数 中心原子的价电子数 - 离子的电荷数 中心原子的价电子数 + 离子的电荷数（绝对值）②与中心原子结合的原子数 ③最多能接受的电子数 1 8 - 该原子的价电子数

[思考] 利用价层电子对互斥模型判断H₂SO₃和SO₃²⁻的空间结构。
______________________________

答案： $H_{2}SO_{3}$的中心原子为S，$\sigma$键电子对数为3，孤电子对数为$\frac{1}{2}\times(6 - 1\times2 - 2\times1)=1$，价层电子对数为4。这些价层电子对互相排斥，形成四面体形的VSEPR模型，由于中心原子上有1个孤电子对，所以$H_{2}SO_{3}$的空间结构为三角锥形。
$SO_{3}^{2 - }$的中心原子为S，$\sigma$键电子对数为3，孤电子对数为$\frac{1}{2}\times(6 + 2 - 3\times2)=1$，价层电子对数为4。这些价层电子对互相排斥，形成四面体形的VSEPR模型，由于中心原子上有1个孤电子对，所以$SO_{3}^{2 - }$的空间结构也为三角锥形。

2.杂化轨道理论
(1)杂化轨道理论概述
中心原子上若干不同类型(主要是s、p轨道)、能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成同等数目、能量完全相同的新轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角就不同，形成分子的空间结构就不同。
(2)杂化轨道三种类型

(3)由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型
杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对，所以有公式：杂化轨道数=____________________+____________________=____________________。

答案：
(2)1个s轨道 1个p轨道 $180^{\circ}$ 直线 1个s轨道 2个p轨道 $120^{\circ}$ 平面三角 1个s轨道 3个p轨道 $109^{\circ}28'$ 四面体
(3)中心原子的孤电子对数 中心原子的$\sigma$键个数 中心原子的价层电子对数

3.VSEPR模型与微粒空间结构的关系
完成下列表格

答案： 2 2 0 sp 直线形 直线形 3 3 0 $sp^{2}$ 2 1 $sp^{2}$ 平面三角形 平面三角形 V形 4 4 0 $sp^{3}$ 3 1 $sp^{3}$ 2 2 $sp^{3}$ 四面体形 正四面体形 三角锥形 V形