学年高中化学第二章第二节第二课时杂化轨道理论配合物理论学案Word文档下载推荐.docx

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（3）杂化过程中，轨道的形状发生变化，但杂化轨道的形状相同，能量相等。

（4）杂化轨道只用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对。

2．杂化轨道类型与分子立体构型的关系

杂化轨道间的夹角

__180°

__

__120°

__109°

28′__

立体构型名称

直线形

平面三角形

正四面体形

实例

CO2、C2H2

BF3、HCHO

CH4、CCl4

当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时，由于孤电子对参与互相排斥，会使分子的构型与杂化轨道的形状有所区别。

如水分子中氧原子的sp3杂化轨道有2个是由孤电子对占据的，其分子不呈正四面体构型，而呈V形；

氨分子中氮原子的sp3杂化轨道有1个由孤电子对占据，氨分子不呈正四面体构型，而呈三角锥形。

1．已知：

NCl3分子的立体构型为三角锥形，则氮原子的杂化方式是什么？

提示：

sp3。

2．已知：

C2H4分子中的键角都约是120°

，则碳原子的杂化方式是什么？

sp2。

3．已知：

SO3、SO2分子中，S原子上的价层电子对数均为3，则硫原子的杂化方式是什么？

判断中心原子杂化轨道类型的方法

（1）根据杂化轨道的立体构型判断：

①若杂化轨道在空间的分布为正四面体或三角锥形，则中心原子发生sp3杂化；

②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则中心原子发生sp2杂化；

③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则中心原子发生sp杂化。

（2）根据杂化轨道之间的夹角判断：

①若杂化轨道之间的夹角为109°

28′，则中心原子发生sp3杂化；

②若杂化轨道之间的夹角为120°

，则中心原子发生sp2杂化；

③若杂化轨道之间的夹角为180°

，则中心原子发生sp杂化。

（3）根据中心原子的价层电子对数判断：

①若价层电子对数为2，则中心原子发生sp杂化；

②若价层电子对数为3，则中心原子发生sp2杂化；

③若价层电子对数为4，则中心原子发生sp3杂化。

（4）根据中心原子上有无π键及π键数目判断：

①若没有π键，则为sp3杂化；

②若有一个π键，则为sp2杂化；

③若有两个π键，则为sp杂化。

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×

”）。

（1）sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3杂化轨道（　　）

（2）中心原子采取sp3杂化的分子，其立体构型可能是四面体形、三角锥形或V形（　　）

（3）同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化（　　）

（4）杂化轨道能量集中，有利于牢固成键（　　）

答案：

（1）×

（2）√　（3）√　（4）√

2．s轨道和p轨道杂化的类型不可能有（　　）

A．sp杂化　　　　　B．sp2杂化

C．sp3杂化D．sp4杂化

解析：

选D　np轨道有三个：

npx、npy、npz，当s轨道和p轨道杂化时只有三种类型：

①sp杂化：

即一个s轨道和一个p轨道的杂化；

②sp2杂化：

即一个s轨道和两个p轨道的杂化；

③sp3杂化：

即一个s轨道和三个p轨道的杂化。

3．sp3杂化形成的AB4型分子的立体构型是（　　）

A．平面四方形B．四面体

C．四角锥形D．平面三角形

选B　sp3杂化形成的AB4型分子没有未成键的孤对电子，故其立体构型应为四面体形，例如CH4、CF4等。

1．配位键

由一个原子单方面提供孤电子对，而另一个原子提供空轨道接受孤电子对形成的共价键，即“电子对给予－接受键”，是一类特殊的共价键。

（2）表示方法：

配位键可以用A→B来表示，其中A是提供孤电子对的原子，B是接受孤电子对的原子。

例如：

2．配位化合物

金属离子（或原子）与某些分子或离子（称为配体）以配位键结合形成的化合物，简称配合物。

（2）形成条件

①配体有孤电子对；

②中心原子有空轨道。

（3）配合物的形成举例

实验操作

实验现象

有关离子方程式

滴加氨水后，试管中首先出现蓝色沉淀，氨水过量后沉淀逐渐溶解，滴加乙醇后析出深蓝色晶体

Cu2＋＋2NH3·

H2O===Cu（OH）2↓＋2NH，Cu（OH）2＋4NH3===

[Cu（NH3）4]2＋＋2OH－，

[Cu（NH3）4]2＋＋SO＋H2O

===[Cu（NH3）4]SO4·

H2O↓

溶液颜色变成红色

Fe3＋＋3SCN－===Fe（SCN）3

向ZnCl2溶液中逐滴加入氨水至过量，最终会生成[Zn（NH3）4]Cl2。

（1）配合物[Zn（NH3）4]Cl2的中心原子、配体、配位数分别是什么？

（2）请描述过程中产生的实验现象？

（1）Zn、NH3、4。

（2）溶液先变浑浊，生成白色沉淀，后沉淀溶解，溶液变澄清。

1．配合物的组成

一般中心原子（或离子）的配位数为2、4、6。

2．配合物形成时性质的改变

（1）溶解度的改变：

一些难溶于水的金属化合物形成配合物后，易溶解，如AgCl―→[Ag（NH3）2]＋。

（2）颜色的改变：

当简单离子形成配合物时颜色会发生改变，如Fe（SCN）3的形成。

利用此性质可检验离子的存在。

（3）稳定性改变：

形成配合物后，物质的稳定性增强。

（1）形成配位键的条件是一方有空轨道，一方有孤电子对（　　）

（2）配位键是一种特殊的共价键（　　）

（3）配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子（　　）

（4）共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子（　　）

（1）√　

（2）√　（3）√　（4）×

2．下列过程与配合物的形成无关的是（　　）

A．除去Fe粉中的SiO2可用强碱溶液

B．向一定量的AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消失

C．向FeCl3溶液中加入KSCN溶液

D．向一定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失

选A　A项，除去Fe粉中的SiO2是利用SiO2可与强碱反应的化学性质，与配合物的形成无关；

B项，AgNO3与氨水反应首先生成AgOH沉淀，继续反应生成了配合物离子[Ag（NH3）2]＋；

C项，Fe3＋与KSCN反应生成了配合物离子[Fe（SCN）n]3－n；

D项，CuSO4与氨水反应生成了配合物离子[Cu（NH3）4]2＋。

[三级训练·

节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．下列分子中，中心原子的杂化轨道类型相同的是（　　）

A．CO2与SO2　　　　　　B．CH4与NH3

C．BeCl2与BF3D．C2H4与C2H2

选B　CO2为sp杂化，SO2为sp2杂化，A不正确；

CH4为sp3杂化，NH3也为sp3杂化，B正确；

BeCl2为sp杂化，BF3为sp2杂化，C不正确；

C2H4为sp2杂化，C2H2为sp杂化，D不正确。

2．下列对sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角的比较，得出结论正确的是（　　）

A．sp杂化轨道的夹角最大

B．sp2杂化轨道的夹角最大

C．sp3杂化轨道的夹角最大

D．sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角相等

选A　sp、sp2、sp3杂化轨道的夹角分别为180°

、120°

、109°

28′。

3．向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液不能生成AgCl沉淀的是（　　）

A．[Co（NH3）4Cl2]ClB．[Co（NH3）3Cl3]

C．[Co（NH3）6]Cl3D．[Co（NH3）5Cl]Cl2

选B　配合物的内界与外界由离子键结合，只要外界存在Cl－，加入AgNO3溶液即有AgCl沉淀产生。

而B项的配合物[Co（NH3）3Cl3]分子中，Co3＋、NH3、Cl－全处于内界，很难电离，不存在Cl－，所以加入AgNO3溶液不能生成AgCl沉淀。

4．根据价层电子对互斥理论及原子的轨道杂化理论判断NF3分子的立体构型和中心原子的杂化方式为（　　）

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

选D　在NF3分子中，N原子价层电子对数为4，可知中心原子的杂化方式为sp3杂化，立体构型为三角锥形。

5．下图是甲醛分子的模型。

根据该图和所学化学键知识回答下列问题：

　甲醛分子的比例模型　甲醛分子的球棍模型

（1）甲醛分子中碳原子的杂化方式是____________________________________，

作出该判断的主要理由是____________________________________________。

（2）下列是对甲醛分子中碳氧键的判断，其中正确的是________（填序号）。

①单键　②双键　③σ键　④π键　⑤σ键和π键

（3）甲醛分子中C—H键与C—H键间的夹角________（填“＝”“>

”或“<

”）120°

，出现该现象的主要原因是____________________________________________________

________________________________________________________________________。

（1）原子的杂化轨道类型不同，分子的立体构型也不同。

由图可知，甲醛分子为平面三角形，所以甲醛分子中的碳原子采取sp2杂化。

（2）醛类分子中都含有C===O键，所以甲醛分子中的碳氧键是双键。

一般来说，双键是σ键和π键的组合。

（3）由于碳氧双键中存在π键，它对C—H键的排斥作用较强，所以甲醛分子中C—H键与C—H键间的夹角小于120°

。

（1）sp2杂化　甲醛分子的立体结构为平面三角形　

（2）②⑤　（3）<

　碳氧双键中存在π键，它对C—H键的排斥作用较强

1．下列画线的原子的杂化轨道类型属于sp杂化的是（　　）

A．H2OB．NH3

C．C6H6D．C2H2

选D　H2O中O、NH3中N价层电子对数均为4，均采取sp3杂化，C6H6分子为平面形分子，C采取sp2杂化，C2H2分子中含有两个π键，C采取sp杂化。

2．下列分子的空间构型可用sp2杂化轨道来解释的是（　　）

①BF3　②CH2===CH2　③

　④CHCH

⑤NH3　⑥CH4

A．①②③B．①⑤⑥

C．②③④D．③⑤⑥

选A　①BF3是平面三角形分子，且B—F键夹角为120°

；

②CH2===CH2是平面形分子，其中碳原子以sp2杂化，未杂化的2p轨道形成π键；

③

中碳原子以sp2杂化，未杂化的2p轨道形成特殊的π键；

④CHCH为直线形分子，其中碳原子为sp杂化；

⑤NH3是三角锥形分子，中心原子氮原子为sp3杂化；

⑥CH4是正四面体形分子，中心碳原子为sp3杂化。

3．三氯化磷分子中的中心原子以sp3杂化，下列有关叙述正确的是（　　）

①3个P—Cl键长、键角均相等

②空间构型为平面三角形

③空间构型为正四面体

④空间构型为三角锥形

A．①②　　B．②③　　C．③④　　D．①④

选D　PCl3中P以sp3杂化，有一对孤对电子，结构类似于NH3分子，3个P—Cl键长、键角均相等，空间构型为三角锥形。

4．下列关于配位化合物的叙述中，不正确的是（　　）

A．配位化合物中必定存在配位键

B．配位化合物中只有配位键

C．[Fe（SCN）6]3－中的Fe3＋提供空轨道，SCN－中的硫原子提供孤电子对形成配位键

D．许多过渡元素的离子（如Cu2＋、Ag＋等）和某些主族元素的离子或分子（如NH3、H＋等）都能形成配合物

选B　配位化合物中一定含有配位键，但也可能含有离子键等其他化学键，A正确，B错误；

Fe3＋、Cu2＋、Ag＋等过渡元素的离子有空轨道，可形成配合物；

NH3中的氮原子、SCN－中的硫原子等有孤电子对，H＋有空轨道，也可以形成配合物，C、D均正确。

5．下列微粒中含配位键的是（　　）

①N2H　②CH4　③OH－　④NH　⑤Fe（CO）3

⑥Fe（SCN）3　⑦H3O＋　⑧Ag（NH3）2OH

A．①②④⑦⑧　　　　　　　B．③④⑤⑥⑦

C．①④⑤⑥⑦⑧D．全部

选C　形成配位键的条件是一个原子（或离子）有孤电子对，另一个原子（或离子）有空轨道。

在②CH4、③OH－中不含配位键。

6．在

中，中间的碳原子和两边的碳原子分别采用的杂化方式是（　　）

A．sp2、sp2B．sp3、sp3

C．sp2、sp3D．sp1、sp3

选C　中间的碳原子形成了一个π键，p轨道形成π键，3个p轨道减去一个p轨道，则两个p轨道参与杂化，杂化方式是sp2；

两边的碳原子各自形成了4个σ键，无未成键电子对，需要形成4个杂化轨道，采用的是sp3杂化。

7．下列组合中，中心离子的电荷数和配位数均相同的是（　　）

①K[Ag（CN）2]、[Cu（NH3）4]SO4

②[Ni（NH3）4]Cl2、[Cu（NH3）4]SO4

③[Ag（NH3）2]Cl、K[Ag（CN）2]

④[Ni（NH3）4]Cl2、[Ag（NH3）2]Cl

A．①②B．②③

C．③④D．①④

选B　①中中心离子的电荷数分别是＋1和＋2，配位数分别是2和4；

②中中心离子的电荷数均是＋2，配位数均是4；

③中中心离子的电荷数均是＋1，配位数均是2；

④中中心离子的电荷数分别是＋2和＋1，配位数分别是4和2。

8．向CuSO4溶液中加入稀氨水至沉淀刚好溶解。

若所得溶液中只有一种溶质，该溶质是（　　）

A．Cu（H2O）4SO4B．Cu（OH）2

C．Cu（NH3）4（OH）2D．Cu（NH3）4SO4

选D　硫酸铜溶液中加入稀氨水的反应过程为

CuSO4＋2NH3·

H2O===Cu（OH）2↓＋（NH4）2SO4，Cu（OH）2＋4NH3·

H2O===Cu（NH3）4（OH）2＋4H2O，Cu（NH3）4（OH）2完全电离为[Cu（NH3）4]2＋和OH－，OH－与NH结合生成NH3·

H2O，若溶质只有一种，则为Cu（NH3）4SO4。

9．

（1）BF3分子的立体结构为________，NF3分子的立体结构为________。

（2）碳原子有4个价电子，在形成化合物时价电子均参与成键，但杂化方式不一定相同。

在乙烷、乙烯、乙炔和苯四种分子中，碳原子采取sp杂化的分子是________（写结构简式，下同），采取sp2杂化的分子是________，采取sp3杂化的分子是________。

试写出一种有机物分子的结构简式，要求同时含有三种不同杂化方式的碳原子：

________________________。

（1）BF3分子中的B原子采取sp2杂化，所以其分子的立体结构为平面三角形；

NF3分子中的N原子采取sp3杂化，其中一个杂化轨道中存在一对孤电子对，所以其分子的立体结构为三角锥形。

（2）乙烷分子中的碳原子采取sp3杂化，乙烯、苯分子中的碳原子均采取sp2杂化，乙炔分子中的碳原子采取sp杂化，同时含有三种不同杂化方式的碳原子的有机物分子中应该同时含有烷基（或环烷基）、碳碳双键（或苯环）和碳碳叁键。

（1）平面三角形　三角锥形

（2）CH≡CH　CH2===CH2、C6H6　CH3CH3

HC≡C—CH===CH—CH3

10．Cu2＋能与NH3、H2O、Cl－等形成配位数为4的配合物。

（1）[Cu（NH3）4]2＋中存在的化学键类型有________（填字母）。

A．配位键B．极性共价键

C．非极性共价键D．离子键

（2）[Cu（NH3）4]2＋具有对称的立体构型，[Cu（NH3）4]2＋中的两个NH3被两个Cl－取代，能得到两种不同结构的产物，则[Cu（NH3）4]2＋的立体构型为________。

（3）某种含Cu2＋的化合物可催化丙烯醇制备丙醛的反应：

HOCH2CH===CH2―→CH3CH2CHO。

在丙烯醇分子中发生某种方式杂化的碳原子数，是丙醛分子中发生同样方式杂化的碳原子数的2倍，则这类碳原子的杂化方式为__________。

[Cu（NH3）4]2＋由铜离子与氨分子之间通过配位键形成，氨分子内部的化学键是极性键。

[Cu（NH3）4]2＋是平面正方形。

HOCH2CH===CH2中的C原子，有一个采取sp3杂化，两个采取sp2杂化。

CH3CH2CHO中的C原子有两个采取sp3杂化，一个采取sp2杂化。

（1）AB　

（2）平面正方形　（3）sp2

1．CO中，碳原子的杂化轨道类型和分子构型分别是（　　）

A．sp杂化，平面三角形B．sp2杂化，平面三角形

C．sp2杂化，三角锥形D．sp3杂化，三角锥形

选B　在CO中，中心原子C原子的价层电子对数为（4＋2）＝3，为sp2杂化，由于CO中有3个氧原子，3个sp2杂化轨道形成3个C—O键，C原子上没有孤电子对，所以，CO为平面三角形。

2．下列描述中正确的是（　　）

①CS2的分子为V形

②ClO的立体构型为平面三角形

③SF6中有6对完全相同的成键电子对

④SiF4和SO的中心原子均为sp3杂化

选C　CS2分子中，碳原子采取sp杂化，为直线形，①错误；

ClO的价层电子对数为4，孤电子对数为1，所以是三角锥形，②错误；

SF6的价层电子对数为6，无孤电子对，呈正八面体结构，有6对完全相同的成键电子对，③正确；

SiF4和SO的价层电子对数为4，中心原子都是sp3杂化，④正确。

3．关于原子轨道的说法正确的是（　　）

A．凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其立体构型都是正四面体

B．CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合起来而形成的

C．sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道混合起来形成的一组能量相同的新轨道

D．凡AB3的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键

选C　凡中心原子采取sp3杂化的轨道夹角都是109°

28′，呈四面体形，但是根据孤电子对占据杂化轨道数目的多少，其分子立体构型也可能呈现V形（H2O）、三角锥形（NH3），也有的呈现变形四面体，如CH3Cl，A错误；

CH4的sp3杂化轨道是由中心碳原子中能量相近的一个2s轨道和3个2p轨道杂化而形成的，与氢原子的轨道无关，B错误；

AB3型分子中，BF3的B原子采用sp2杂化，D错误。

4．氨气分子的立体构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为（　　）

A．两种分子的中心原子的杂化轨道类型不同，NH3为sp2杂化，而CH4是sp3杂化

B．NH3分子中氮原子形成3个杂化轨道，CH4分子中碳原子形成4个杂化轨道

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．氨气分子是四原子化合物，甲烷为五原子化合物

选C　NH3和CH4中的中心原子都是sp3杂化，都形成夹角为109°

28′的四个杂化轨道，只是NH3分子中N原子利用其中3个sp3杂化轨道结合3个H原子，另一个sp3杂化轨道被孤电子对占据，所以NH3分子为三角锥形，而CH3分子中，4个sp3杂化轨道全部用于形成4个C—H，所以CH4分子为正四面体分子。

5．下列分子中，中心原子采取sp3杂化并形成正四面体空间构型的是（　　）

①CH4　②NH3　③CF4　④SiH4　⑤C2H4　⑥CO2

⑦CH2Cl2

A．①②③⑥B．①③④

C．②④⑤⑦D．①③⑤

选B　CH4、NH3、CF4、SiH4、CH2Cl2分子中的C、N、Si在参与成键时都是形成了四个sp3杂化轨道，但只有CH4、CF4、SiH4分子中的四个sp3杂化轨道分别可以结合一个相同的原子，形成正四面体结构；

CH2Cl2分子是变形四面体，不是正四面体构型；

NH3分子则是三角锥形结构；

C2H4分子是平面结构；

CO2分子是直线形结构。

6．具有6个配体的Co3＋的配合物CoClm·

nNH3，若1mol配合物与AgNO3作用生成1molAgCl沉淀，则m、n的值是（　　）

A．m＝1，n＝5　　　　　　　B．m＝3，n＝4

C．m＝5，n＝1D．m＝4，n＝5

选B　此题中与AgNO3作用的Cl－（1mol）不是来自配体，而是与配离子结合的游离Cl－（外界）。

因此，根据电荷守恒，中心原子为Co3＋，Cl－应为3mol，其中作为外界的Cl－为1mol，作为配体的Cl－为2mol；

共6个配体，所以作为配体的NH3为4mol。

7．在乙烯分子中有5个σ键、1个π键，它们分别是（　　）

A．sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键

B．sp2杂化轨道形成π键，未杂化的2p轨道形成σ键

C．C—H之间是sp2形成的σ键，C—C之间是未参加杂化的2p轨道形成的σ键

D．C—C之间是sp2形成的σ键，C—H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键

选A　乙烯分子为平面分子，分子中碳原子采取sp2杂化，3个杂化轨道分别与4个氢原子和另一个C原子形成σ键，每个C原子未杂化的2p轨道“肩并肩”重叠形成π键。

8．向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。

下列对此现象说法正确的是（　　）

A．反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu2＋的浓度不变

B．沉淀溶解后，将生成深蓝色的配合离子[Cu（NH3）4]2＋

C．向反应后的溶液加入乙醇，溶液将会没有任何变化，因为[Cu（NH3）4]2＋不会与乙醇发生反应

D．在[Cu（NH3）4]2＋离子中，Cu2＋给出孤对电子，NH3提供空轨道

选B　由于首先生成难溶物，后又溶解，说明了又生成了新物质，分析表明应为[Cu（NH3）4]2＋，A错误、B正确；

乙醇不与有关物质反应，但配合物在乙醇中的溶解度小，有蓝色晶体析