《2025年优化探究同步导学案高中化学选择性必修2人教版》

请完成下列各小题。
(1) 在SO₂分子中，硫原子采取sp²杂化，SO₂的键角小于(填“大于”“等于”或“小于”)120°。SO₃分子中硫原子采取sp²杂化，SO₃分子的空间结构为平面三角形。
(2) OF₂中氧原子的杂化方式为sp³，OF₂分子的空间结构为角形。

答案： 提示：
(1)sp² 小于 sp² 平面三角形
(2)sp³ 角形

1. 根据价电子对互斥理论及杂化轨道理论判断NF₃分子的空间结构和中心原子的杂化方式为 (D)

A.直线形 sp杂化
B.三角形 sp²杂化
C.三角锥形 sp²杂化
D.三角锥形 sp³杂化

答案： 1 D 判断分子的中心原子的杂化方式要根据中心原子的孤电子对数以及与中心原子相连的原子个数。在NF₃分子中，N原子的孤电子对数为1，与其相连的原子数为3，所以根据理论可推知中心原子的杂化方式为sp³杂化，空间结构为三角锥形，类似于NH₃。

2. 下列说法错误的是 (D)

A.价电子对包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对
B.CH₄和NH₄⁺都是正四面体形微粒，且键角都为109°28′
C.NH₃分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强
D.NO₂、BF₃、NCl₃分子中每个原子的最外层都满足了8电子稳定结构

答案： 2 D 价电子对包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对，故A正确；CH₄和NH₄⁺的价电子对数均为4，且无孤电子对，其空间结构均为正四面体形，且键角都为109°28′，故B正确；NH₃分子中孤电子对数为$\frac{5 - 1×3}{2} = 1，$它对成键电子的排斥作用较强，使得NH₃的键角为107.3°，小于109°28′，故C正确；NO₂中N原子、BF₃中B原子最外层不满足8电子稳定结构，故D错误。

1. 等电子原理
基本观点：化学通式相同且价电子总数相等的分子或离子具有相同的空间结构和相同的化学键类型等结构特征。

答案： 1 价电子总数 空间结构 化学键类型

2. 应用
(1) 利用等电子原理可以判断一些简单分子或原子团的空间结构。
如CS₂与CO₂互为等电子体，CS₂的结构式为S=C=S，C原子的杂化类型为sp，分子空间结构为直线形。
(2) 互为等电子体的分子或离子，其中心原子的杂化类型相同，与成键原子形成的化学键类型相同。
如PH₃、AsH₃、H₃O⁺与NH₃互为等电子体，可知它们的化学键类型均为σ键。

答案： 2
(1)空间结构 CO₂ 直线形
(2)相同 NH₃

[正误判断]
1. H₃O⁺和PCl₃互为等电子体，均为三角锥形结构。 (×)
2. N₂与CO互为等电子体。 (√)
3. 化学通式相同且价电子总数相等的分子或离子叫等电子体。 (√)

答案： 1 × 2 √ 3 √

根据等电子原理，由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称等电子体，它们也具有相似的结构特征。
请回答：
(1) 仅由第2周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是和；和。
(2) 在短周期元素组成的物质中，与NO₂⁻互为等电子体的分子有。

答案： 提示：
(1)CO N₂ CO₂ N₂O(合理即可)
(2)SO₂ O₃