《2025年教材帮高中化学选择性必修第二册鲁科版》

例17 (天津静海区第一中学调研)结合VSEPR理论及杂化轨道理论分析以下问题：
(1)$ ZnCO_3$中，阴离子的空间结构为平面三角形，$ C$原子的杂化方式为$ sp^2$。
(2)$ S_8$与热的浓$ NaOH$溶液反应的产物之一为$ Na_2 S_3$，$ S_3^{2-}$的空间结构为角形，其中心原子采取$ sp^3$杂化。

答案：
(1)平面三角形 sp2
(2)角形 sp3
破题思路 ▶ 计算中心原子的价电子对数→分析中心原子的杂化轨道类型→判断杂化轨道的空间结构→结合中心原子上的孤电子对数确定分子或离子的空间结构。
解析 ▶
(1)$ ZnCO_3$中的阴离子为$ CO_3^{2-}$，其中心原子$ C$原子的价电子对数为$3 + \frac{4 + 2 - 2 × 3}{2} = 3$，无孤电子对，故空间结构为平面三角形，碳原子采取$ sp^2$杂化。
(2)$ S_3^{2-}$的中心原子为$ S$原子，其价电子对数为$2 + \frac{6 + 2 - 2 × 2}{2} = 4$，含有2对孤电子对，空间结构为角形，其中心原子采取$ sp^3$杂化。
答案 ▶
(1)平面三角形 $ sp^2$ 
(2)角形 $ sp^3$

3. (北京清华大学附中月考)氯化亚砜($ SOCl_2$)是一种很重要的化学试剂，可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚砜分子的空间结构和中心原子($ S$)采取何种杂化方式的说法正确的是 (A)

A.三角锥形、$ sp^3$
B.角形、$ sp^2$
C.平面三角形、$ sp^2$
D.三角锥形、$ sp^2$

答案： 3.A 价电子对数 = 成键电子对数 + 中心原子上的孤电子对数，$ SOCl_{2}$ 中与 $ S$ 原子成键的原子数为 3，$ S$ 原子的孤电子对数为 $\frac{1}{2} × (6 - 1 × 2 - 2 × 1)=1$，所以 $ S$ 原子采取 $ sp^{3}$ 杂化，分子的空间结构为三角锥形。

例18 在$ HF$、$ H_2 O$、$ NH_3$、$ CS_2$、$ CH_4$、$ N_2$中：
(1)以非极性键结合的非极性分子是$ N_2$。
(2)以极性键相结合，具有直线形结构的非极性分子是$ CS_2$。
(3)以极性键相结合，具有三角锥形结构的极性分子是$ NH_3$。
(4)以极性键相结合，具有正四面体形结构的非极性分子是$ CH_4$。
(5)以极性键相结合，具有角形结构的极性分子是$ H_2 O$。
(6)以极性键相结合，而且键的极性最强的分子是$ HF$。

答案：
(1)N2​
(2)CS2​
(3)NH3​
(4)CH4​
(5)H2​O
(6)HF
解析 ▶ 本题要求判断键的极性、分子的空间结构与分子的极性，实质是要掌握分析分子极性的正确思路或方法，简言之，就是要明确常见分子的空间结构及正、负电荷重心是否重合。另外，键的极性强弱与成键原子所属元素的电负性差值有关，电负性差值越大的两元素原子形成的共价键的极性越强，$ HF$分子中元素的电负性相差最大，所以键的极性最强。
答案 ▶
(1)$ N_2$ 
(2)$ CS_2$ 
(3)$ NH_3$ 
(4)$ CH_4$ 
(5)$ H_2 O$ 
(6)$ HF$

4.下列含有极性键的非极性分子是 (C)
①$ CCl_4$
②$ NH_3$
③$ CH_4$
④$ CO_2$
⑤$ N_2$
⑥$ H_2 S$
⑦$ SO_2$
⑧$ CS_2$
⑨$ H_2 O$
⑩$ HF$

A.②③④⑥⑧
B.①③④⑤⑦
C.①③④⑧
D.以上均不是

答案：
4.C 分子的极性是由共价键的极性和分子的空间结构决定的。