(共23张PPT)
微专题（三）
粒子的空间结构与杂化轨道类型的判断
【典例】 （2024·沈阳高二检测）回答下列问题。
（1）Cu在元素周期表的位置： ，元素周期表分区
为 。
（2）在SO2分子中，S原子采取 杂化，SO2的键角 （填“大
于”“等于”或“小于”）120°，SO2分子的空间结构为
，SO3分子中S原子采取 杂化，SO3分子的空间结构为
。
第四周期第ⅠB族
ds区
sp2
小于
V
形
sp2
平
面三角形
解析：在SO2分子中，中心原子S周围的价层电子对数为2＋
（6－2×2）＝3，故S原子采取sp2杂化，故SO2的价层电子对互
斥模型为平面三角形，由于S原子上还有一个孤电子对，故SO2
分子的空间结构为V形，孤电子对对成键电子对的排斥作用大于
成键电子对之间的排斥作用，故SO2的键角小于120°；SO3分子
中，中心原子S周围的价层电子对数为3＋ （6－2×3）＝3，故
S原子采取sp2杂化，故SO3的价层电子对互斥模型为平面三角
形，由于S原子上没有孤电子对，故SO3分子的空间结构为平面
三角形。
（3）N 的空间结构是 ，N原子采取 杂化。
解析：N 中心原子N周围的价层电子对数为2＋ （5＋1－
2×2）＝3，故N原子采取sp2杂化，故N 的价层电子对互斥模
型为平面三角形，由于N原子上还有一个孤电子对，故N 的
空间结构为V形。
V形
sp2
（4）S 、S 的空间结构分别为 ，S原
子的杂化轨道类型分别为 、 。
解析：S 中心原子S周围的价层电子对数为4＋ （6＋2－
2×4）＝4，故S原子采取sp3杂化，故S 的价层电子对互斥模
型为正四面体形，由于S原子上没有孤电子对，故S 的空间
结构为正四面体形；S 中心原子S周围的价层电子对数为3＋
（6＋2－2×3）＝4，故S原子采取sp3杂化，S 的价层电子
对互斥模型为四面体形，由于S原子上有1个孤电子对，故S
的空间结构为三角锥形。
正四面体形、三角锥形
sp3
sp3
杂化轨道类型的判断方法
（1）根据杂化轨道数判断
杂化轨道数＝中心原子上的价层电子对数＝σ键电子对数＋中心原子
上的孤电子对数。
杂化轨道数 杂化轨道类型 举例
4 sp3
3 sp2 2 sp 注意
对于能明确结构式（或电子式）的分子或离子，根据其结构式或
电子式可直接判断出中心原子的σ键电子对数和孤电子对数。
（2）根据杂化轨道之间的夹角判断
内容 夹角 杂化轨道
类型
不同的杂化方式，其杂化轨道之间的夹角
不同，所以可根据杂化轨道间的夹角判断
分子或离子中心原子的杂化轨道类型 109°28' sp3
120° sp2
180° sp
（3）根据VSEPR模型判断
VSEPR模型 杂化轨道类型
四面体形 sp3
平面三角形 sp2
直线形 sp
（4）根据分子或离子的空间结构判断
分子或离子的空间结构 杂化轨道类型
四面体形、三角锥形 sp3
平面三角形 sp2
V形 sp3或sp2
直线形 sp
（5）取代法
以中学常见的、熟悉的物质分子为基础，用其他原子或原子团
取代分子中的部分原子或原子团，得到的新分子的中心原子与
原分子对应的中心原子的杂化轨道类型相同。如：
①CH3CH CH2分子可看作乙烯基取代了CH4分子中的一个氢
原子而得，则甲基中碳原子为sp3杂化，也可看作甲基取代了
CH2 CH2分子中的一个氢原子而得，故两个不饱和碳原子均
为sp2杂化。
②（CH3）3N可看作三个甲基取代了NH3分子中的三个氢原子而
得，所以其分子中氮原子采用sp3杂化。
【迁移应用】
1. （2024·盐城高二检测）下列说法正确的是（ ）
A. 基态Cu的核外电子排布式为[Ar]3d94s2
D. BF3、PCl3分子中所有原子的最外层都满足8电子稳定结构
解析： 基态Cu的3d轨道上电子全充满，其核外电子排布式为
[Ar]3d104s1，A不正确；Se 的中心Se原子的价层电子对数为
4，发生sp3杂化，空间结构为三角锥形，B正确；P4和AlC 的空间
结构虽然都是正四面体形，但前者键角为60°，后者键角为
109°28'，C不正确；BF3分子中，F原子的最外层电子数为8，而B
原子的最外层电子数为6，PCl3分子中所有原子的最外层满足8电子
稳定结构，D不正确。
2. （2024·南京高二检测）下列分子或离子中中心原子的杂化方式和
分子或离子的空间结构均正确的是（ ）
A. BF3：sp2、平面三角形
C. C2H2：sp2、直线形 D. H2O：sp2、V形
解析： BF3分子中硼原子的价层电子对数＝3＋0＝3，杂化轨道
数为3，所以中心原子采取sp2杂化，孤电子对数为0，所以分子的
空间结构为平面三角形，A正确；C 中碳原子的价层电子对数
＝3＋0＝3，杂化轨道数为3，所以中心原子采取sp2杂化，孤电子
对数为0，所以离子的空间结构为平面三角形，B错误；乙炔的结
构为CH≡CH，每个碳原子的价层电子对数是2且不含孤电子对，所
以C原子采用sp杂化，分子空间结构为直线形，C错误；H2O中O的
价层电子对数＝2＋2＝4，中心原子采取sp3杂化，其VSEPR模型为
四面体形，中心原子O有两个孤电子对，所以其空间结构为V形，
D错误。
3. （1）已知KH2PO2是次磷酸的正盐，H3PO2的结构式
为 ，其中P采取 杂化方式。
（2）磷酸根离子的空间结构为 ，其中P的价层电子对
数为 、杂化轨道类型为 。
sp3
正四面体形
4
sp3
解析：P 中中心原子P不含孤电子对，成键电子对数为4，价层电子对数为4，因此其空间结构为正四面体形，P原子采用sp3杂化。
（3）根据价层电子对互斥模型，H2S、SO2、SO3的气态分子中，
中心原子价层电子对数不同于其他分子的是 。
H2S
解析：根据价层电子对互斥模型可知，H2S中S原子的价层电子对数为 2＋ （6－2×1）＝4；同理分析，SO2、SO3的气态分子的中心S原子的价层电子对数均为3。
（4）Sn为第ⅣA族元素，单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4。SnCl4
空间结构为 。
正四面体形
4. （2024·铁岭高二检测）硒是一种非金属元素，可以用作光敏材
料、电解锰行业的催化剂。
（1）Se是元素周期表中第34号元素，其基态原子的核外电子简化
电子排布式为 。
解析：Se是元素周期表中第34号元素，处于第四周期第ⅥA族，其基态原子的核外电子简化电子排布式为 3d104s24p4。
3d104s24p4
（2）根据价层电子对互斥模型，可以推知Se 的空间结构为
，其中Se原子采用的轨道杂化方式为 。
解析：Se 中Se原子上的孤电子对数＝ ＝0，价层电子对数＝4＋0＝4，Se原子采用sp3杂化，空间结构为正四面体形。
正
四面体形
sp3
（3）已知CSe2与CO2结构相似，①CSe2分子内的键角Se—C—Se、
②H2Se分子内的键角H—Se—H、③SeO3分子内的键角O—
Se—O，三种键角由大到小的顺序为 （填序
号）。
解析：CSe2与CO2结构相似，为直线形结构，键角为180°；H2Se分子中Se原子有2个孤电子对，导致键角小于109°28'；SeO3分子中Se原子采取sp2杂化，SeO3为平面正三角形，键角为120°，故键角：①＞③＞②。
①＞③＞②
5. SnC 的空间结构为 ，其中心原子杂化方式为
。
解析：Sn是第ⅣA族元素，SnC 的中心原子Sn的价层电子对数为
3＋ ＝4，有1个孤电子对，中心原子是sp3杂化，SnC 的空
间结构是三角锥形。
三角锥形
sp3杂
化
6. （1）《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石 （ZnCO3） 入
药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间结构
为 ，C原子的杂化轨道类型为 。
解析：ZnCO3的阴离子为C ，中心碳原子形成3个σ键，且不含孤电子对，则C原子采取sp2杂化，C 的空间结构为平面三角形。
平面三角形
sp2
（2）在较低温度下，CuFeS2与浓硫酸作用时，有少量具有臭鸡蛋
气味的气体X产生。X分子的空间结构是 ，中心原子的
杂化轨道类型为 。
解析：在较低温度下，CuFeS2与浓硫酸作用时，有少量具有臭鸡蛋气味的气体X产生，则X是H2S，中心S原子形成2个σ键，且含2个孤电子对，则S原子采取sp3杂化，H2S分子的空间结构是V形。
V形
sp3
（3）X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在 。 的空间结构
为 ，中心原子的杂化轨道类型为 。
解析： 的中心I原子的价层电子对数为2＋ （7－1－2×1）＝4，则中心I原子的杂化轨道类型为sp3杂化，孤电子对数为2，则 的空间结构为V形。
V形
sp3
（4）CO2和CH3OH分子中C原子的杂化轨道类型分别为 和 。
解析：CO2中C原子形成2个σ键且无孤电子对，采取sp杂化；CH3OH中C原子形成4个σ键且无孤电子对，采取sp3杂化。
sp
sp3 微专题（三） 粒子的空间结构与杂化轨道类型的判断
【典例】 （2024·沈阳高二检测）回答下列问题。
（1）Cu在元素周期表的位置： ，元素周期表分区为 。
（2）在SO2分子中，S原子采取 杂化，SO2的键角 （填“大于”“等于”或“小于”）120°，SO2分子的空间结构为 ，SO3分子中S原子采取 杂化，SO3分子的空间结构为 。
（3）N的空间结构是 ，N原子采取 杂化。
（4）S、S的空间结构分别为 ，S原子的杂化轨道类型分别为 、 。
杂化轨道类型的判断方法
（1）根据杂化轨道数判断
杂化轨道数＝中心原子上的价层电子对数＝σ键电子对数＋中心原子上的孤电子对数。
杂化轨道数 杂化轨道类型 举例
4 sp3 如Cl、Cl的杂化轨道数均为4，所以氯原子均采用sp3杂化（但离子的空间结构不同，前者为三角锥形，后者为正四面体形）
3 sp2
2 sp
注意
对于能明确结构式（或电子式）的分子或离子，根据其结构式或电子式可直接判断出中心原子的σ键电子对数和孤电子对数。
（2）根据杂化轨道之间的夹角判断
内容 夹角 杂化轨道类型
不同的杂化方式，其杂化轨道之间的夹角不同，所以可根据杂化轨道间的夹角判断分子或离子中心原子的杂化轨道类型 109°28' sp3
120° sp2
180° sp
（3）根据VSEPR模型判断
VSEPR模型 杂化轨道类型
四面体形 sp3
平面三角形 sp2
直线形 sp
（4）根据分子或离子的空间结构判断
分子或离子的空间结构 杂化轨道类型
四面体形、三角锥形 sp3
平面三角形 sp2
V形 sp3或sp2
直线形 sp
（5）取代法
以中学常见的、熟悉的物质分子为基础，用其他原子或原子团取代分子中的部分原子或原子团，得到的新分子的中心原子与原分子对应的中心原子的杂化轨道类型相同。如：
①CH3CHCH2分子可看作乙烯基取代了CH4分子中的一个氢原子而得，则甲基中碳原子为sp3杂化，也可看作甲基取代了CH2CH2分子中的一个氢原子而得，故两个不饱和碳原子均为sp2杂化。
②（CH3）3N可看作三个甲基取代了NH3分子中的三个氢原子而得，所以其分子中氮原子采用sp3杂化。
【迁移应用】
1.（2024·盐城高二检测）下列说法正确的是（ ）
A.基态Cu的核外电子排布式为[Ar]3d94s2
B.Se中心原子为sp3杂化，空间结构为三角锥形
C.P4和AlC都是正四面体形微粒，其键角都为60°
D.BF3、PCl3分子中所有原子的最外层都满足8电子稳定结构
2.（2024·南京高二检测）下列分子或离子中中心原子的杂化方式和分子或离子的空间结构均正确的是（ ）
A.BF3：sp2、平面三角形
B.C：sp2、三角锥形
C.C2H2：sp2、直线形
D.H2O：sp2、V形
3.（1）已知KH2PO2是次磷酸的正盐，H3PO2的结构式为 ，其中P采取 杂化方式。
（2）磷酸根离子的空间结构为 ，其中P的价层电子对数为 、杂化轨道类型为 。
（3）根据价层电子对互斥模型，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是 。
（4）Sn为第ⅣA族元素，单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4。SnCl4空间结构为 。
4.（2024·铁岭高二检测）硒是一种非金属元素，可以用作光敏材料、电解锰行业的催化剂。
（1）Se是元素周期表中第34号元素，其基态原子的核外电子简化电子排布式为 。
（2）根据价层电子对互斥模型，可以推知Se的空间结构为 ，其中Se原子采用的轨道杂化方式为 。
（3）已知CSe2与CO2结构相似，①CSe2分子内的键角Se—C—Se、②H2Se分子内的键角H—Se—H、③SeO3分子内的键角O—Se—O，三种键角由大到小的顺序为 （填序号）。
5.SnC的空间结构为 ，其中心原子杂化方式为 。
6.（1）《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石 （ZnCO3） 入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间结构为 ，C原子的杂化轨道类型为 。
（2）在较低温度下，CuFeS2与浓硫酸作用时，有少量具有臭鸡蛋气味的气体X产生。X分子的空间结构是 ，中心原子的杂化轨道类型为 。
（3）X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在。的空间结构为 ，中心原子的杂化轨道类型为 。
（4）CO2和CH3OH分子中C原子的杂化轨道类型分别为 和 。
微专题（三） 粒子的空间结构与杂化轨道类型的判断
【典例】 （1）第四周期第ⅠB族 ds区 （2）sp2 小于 V形 sp2 平面三角形 （3）V形 sp2 （4）正四面体形、三角锥形 sp3 sp3
解析：（2）在SO2分子中，中心原子S周围的价层电子对数为2＋（6－2×2）＝3，故S原子采取sp2杂化，故SO2的价层电子对互斥模型为平面三角形，由于S原子上还有一个孤电子对，故SO2分子的空间结构为V形，孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对之间的排斥作用，故SO2的键角小于120°；SO3分子中，中心原子S周围的价层电子对数为3＋（6－2×3）＝3，故S原子采取sp2杂化，故SO3的价层电子对互斥模型为平面三角形，由于S原子上没有孤电子对，故SO3分子的空间结构为平面三角形。（3）N中心原子N周围的价层电子对数为2＋（5＋1－2×2）＝3，故N原子采取sp2杂化，故N的价层电子对互斥模型为平面三角形，由于N原子上还有一个孤电子对，故N的空间结构为V形。（4）S中心原子S周围的价层电子对数为4＋（6＋2－2×4）＝4，故S原子采取sp3杂化，故S的价层电子对互斥模型为正四面体形，由于S原子上没有孤电子对，故S的空间结构为正四面体形；S中心原子S周围的价层电子对数为3＋（6＋2－2×3）＝4，故S原子采取sp3杂化，S的价层电子对互斥模型为四面体形，由于S原子上有1个孤电子对，故S的空间结构为三角锥形。
迁移应用
1.B 基态Cu的3d轨道上电子全充满，其核外电子排布式为[Ar]3d104s1，A不正确；Se的中心Se原子的价层电子对数为4，发生sp3杂化，空间结构为三角锥形，B正确；P4和AlC的空间结构虽然都是正四面体形，但前者键角为60°，后者键角为109°28'，C不正确；BF3分子中，F原子的最外层电子数为8，而B原子的最外层电子数为6，PCl3分子中所有原子的最外层满足8电子稳定结构，D不正确。
2.A BF3分子中硼原子的价层电子对数＝3＋0＝3，杂化轨道数为3，所以中心原子采取sp2杂化，孤电子对数为0，所以分子的空间结构为平面三角形，A正确；C中碳原子的价层电子对数＝3＋0＝3，杂化轨道数为3，所以中心原子采取sp2杂化，孤电子对数为0，所以离子的空间结构为平面三角形，B错误；乙炔的结构为CH≡CH，每个碳原子的价层电子对数是2且不含孤电子对，所以C原子采用sp杂化，分子空间结构为直线形，C错误；H2O中O的价层电子对数＝2＋2＝4，中心原子采取sp3杂化，其VSEPR模型为四面体形，中心原子O有两个孤电子对，所以其空间结构为V形，D错误。
3.（1） sp3 （2）正四面体形 4 sp3
（3）H2S （4）正四面体形
解析：（2）P中中心原子P不含孤电子对，成键电子对数为4，价层电子对数为4，因此其空间结构为正四面体形，P原子采用sp3杂化。（3）根据价层电子对互斥模型可知，H2S中S原子的价层电子对数为 2＋（6－2×1）＝4；同理分析，SO2、SO3的气态分子的中心S原子的价层电子对数均为3。（4）在SnCl4中，Sn的价层电子对数为4＋（4－4×1）＝4，则Sn采取sp3杂化，SnCl4的空间结构为正四面体形。
4.（1）3d104s24p4 （2）正四面体形 sp3
（3）①＞③＞②
解析：（1）Se是元素周期表中第34号元素，处于第四周期第ⅥA族，其基态原子的核外电子简化电子排布式为3d104s24p4。（2）Se中Se原子上的孤电子对数＝＝0，价层电子对数＝4＋0＝4，Se原子采用sp3杂化，空间结构为正四面体形。（3）CSe2与CO2结构相似，为直线形结构，键角为180°；H2Se分子中Se原子有2个孤电子对，导致键角小于109°28'；SeO3分子中Se原子采取sp2杂化，SeO3为平面正三角形，键角为120°，故键角：①＞③＞②。
5.三角锥形 sp3杂化
解析：Sn是第ⅣA族元素，SnC的中心原子Sn的价层电子对数为3＋＝4，有1个孤电子对，中心原子是sp3杂化，SnC的空间结构是三角锥形。
6.（1）平面三角形 sp2 （2）V形 sp3
（3）V形 sp3 （4）sp sp3
解析：（1）ZnCO3的阴离子为C，中心碳原子形成3个σ键，且不含孤电子对，则C原子采取sp2杂化，C的空间结构为平面三角形。（2）在较低温度下，CuFeS2与浓硫酸作用时，有少量具有臭鸡蛋气味的气体X产生，则X是H2S，中心S原子形成2个σ键，且含2个孤电子对，则S原子采取sp3杂化，H2S分子的空间结构是V形。（3）的中心I原子的价层电子对数为2＋（7－1－2×1）＝4，则中心I原子的杂化轨道类型为sp3杂化，孤电子对数为2，则的空间结构为V形。（4）CO2中C原子形成2个σ键且无孤电子对，采取sp杂化；CH3OH中C原子形成4个σ键且无孤电子对，采取sp3杂化。
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