1、1第 1 课时 一些典型分子的空间构型学习目标定位 1.了解常见分子的空间构型。2.理解杂化轨道理论的主要内容，并能用杂化轨道理论解释或预测某些分子或离子的空间构型。一、杂化轨道及其理论要点1试解释 CH4分子为什么具有正四面体的空间构型？答案 在形成 CH4分子时，碳原子的一个 2s 轨道和三个 2p 轨道发生混杂，形成四个能量相等的 sp3杂化轨道。四个 sp3杂化轨道分别与四个 H 原子的 1s 轨道重叠成键形成 CH4分子，所以四个 CH 是等同的。可表示为2轨道杂化与杂化轨道杂化轨道理论四要点(1)能量相近原子在成键时，同一原子中能量相近的原子轨道可重新组合成杂化轨道。(2)数目不变
2、形成的杂化轨道数与参与杂化的原子轨道数相等。(3)成键能力增强杂化改变原有轨道的形状和伸展方向，使原子形成的共价键更牢固。(4)排斥力最小杂化轨道为使相互间的排斥力最小，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向不同。例 1 下列关于杂化轨道的说法错误的是( )2A所有原子轨道都参与杂化B同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化C杂化轨道能量集中，有利于牢固成键D杂化轨道中不一定有电子答案 A解析 只有能量相近的原子轨道才能参与杂化，1s 轨道与 2s、2p 轨道能量相差太大，不能形成杂化轨道，故 A 项不正确，B 项正确；杂化轨道重叠程度更大，形成牢固的化学键，故C 项正确；并不是所有的杂化
3、轨道中都有电子，可以是空轨道，也可以有 1 对孤对电子(如NH3、H 2O 的形成)，故 D 项正确。易错警示(1)杂化轨道只用于形成 键或者用来容纳未参与成键的孤对电子。(2)未参与杂化的 p 轨道，可用于形成 键。例 2 用鲍林的杂化轨道理论解释 CH4分子的正四面体结构，下列说法不正确的是( )AC 原子的 4 个杂化轨道的能量一样BC 原子的 sp3杂化轨道之间夹角一样CC 原子的 4 个价电子分别占据 4 个 sp3杂化轨道DC 原子有 1 个 sp3杂化轨道由孤对电子占据答案 D解析 甲烷中 C 原子采取 sp3杂化，每个杂化轨道上 1 个电子分别与 1 个 H 原子上的电子结合形
4、成共价键，这四个共价键完全相同，轨道间的夹角为 109.5，形成正四面体形的分子。规律总结1 个 ns 轨道和 3 个 np 轨道杂化得到 4 个能量相等的 sp3杂化轨道，且 4 个轨道间夹角相等。二、杂化轨道类型和分子的空间构型1sp 1杂化BeCl 2分子的形成(1)BeCl2分子的形成杂化后的 2 个 sp1杂化轨道分别与氯原子的 3p 轨道发生重叠，形成 2 个 键，构成直线形的 BeCl2分子。3(2)sp1杂化：sp 1杂化轨道是由 1 个 ns 轨道和 1 个 np 轨道杂化而得，sp 1杂化轨道间的夹角为 180，呈直线形。(3)sp1杂化后，未参与杂化的 2 个 np 轨道
5、可以用于形成 键，如乙炔分子中的 CC 键的形成。2sp 2杂化BF 3分子的形成(1)BF3分子的形成(2)sp2杂化：sp 2杂化轨道是由 1 个 ns 轨道和 2 个 np 轨道杂化而得，sp 2杂化轨道间的夹角为 120，呈平面三角形。(3)sp2杂化后，未参与杂化的 1 个 np 轨道可以用于形成 键，如乙烯分子中的 C=C 键的形成。3sp 3杂化NH 3、H 2O 与 CH4分子的形成(1)CH4分子的空间构型(2)sp3杂化：sp 3杂化轨道是由 1 个 ns 轨道和 3 个 np 轨道杂化而得，sp 3杂化轨道的夹角为109.5，呈正四面体构型。(3)NH3、H 2O 分子中
6、 N 原子和 O 原子的杂化类型分别为 sp3、sp 3杂化。由于 N 原子和 O 原子分别有 1 对和 2 对孤对电子，孤对电子对成键电子对的排斥作用较强，且孤对电子数越多，排斥作用越强，使键角依次变小。1.杂化轨道类型的判断方法(1)根据杂化轨道之间的夹角判断：若杂化轨道之间的夹角为 109.5，则中心原子发生 sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为 120，则中心原子发生 sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角4为 180，则中心原子发生 sp1杂化。(2)根据分子(或离子)的空间构型判断正四面体形 中心原子为 sp3杂化；三角锥形 中心原子为 sp3杂化；平面三角形 中心原子为 sp2杂化；直线
7、形 中心原子为 sp1杂化。2杂化轨道类型与分子空间构型的关系(1)当杂化轨道全部用于形成 键时杂化类型 sp1 sp2 sp3ns 1 1 1参与杂化的原子轨道及数目 np 1 2 3杂化轨道数目 2 3 4杂化轨道间的夹角 180 120 109.5空间构型 直线形 平面三角形 正四面体形实例 BeCl2、CO 2、CS 2 BCl3、BF 3、BBr 3 CF4、SiCl 4、SiH 4(2)当杂化轨道中有未参与成键的孤对电子时，由于孤对电子的排斥作用，会使分子的空间构型与杂化轨道的形状不同，如 H2O 和 NH3，O 与 N 的杂化类型都为 sp3杂化，孤电子对数分别为 2、1，分子空
8、间构型分别为 V 形、三角锥形。例 3 NH 3分子空间构型是三角锥形，而 CH4是正四面体形，这是因为 ( )A两种分子的中心原子杂化轨道类型不同，NH 3为 sp2杂化，而 CH4是 sp3杂化BNH 3分子中 N 原子形成 3 个杂化轨道，CH 4分子中 C 原子形成 4 个杂化轨道CNH 3分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强DNH 3分子中有 3 个 键，而 CH4分子中有 4 个 键答案 C解析 NH 3和 CH4的中心原子均是 sp3杂化，但 NH3分子中有一对孤对电子，CH 4分子中没有孤对电子，由于孤对电子与成键电子对之间的排斥作用成键电子对与成键电子对之
9、间的排斥作用，NH 3分子进一步被“压缩”成三角锥形，甲烷则呈正四面体形。方法规律 ABm型分子(或离子)的空间构型与中心原子杂化轨道类型和孤电子对数的关系：ABm型分子或离子 中心原子杂化类型 中心原子孤电子对数 空间构型AB4 sp3 0 正四面体形AB3(B3A) sp3 1 三角锥形5sp2 0 平面三角形sp2 1 V 形AB2(B2A)sp1 0 直线形中心原子或离子的杂化轨道空间构型与分子或离子的空间构型不一定相同。中心原子杂化轨道类型相同的分子或离子的空间构型不一定相同。例 4 下列有关 NCl3分子的叙述正确的是( )ANCl 3分子中的 N 原子采取 sp2杂化BNCl 3
10、分子为平面三角形CNCl 3分子中 ClNCl 键角小于 109.5DNCl 3分子中含有非极性键答案 C解析 NCl 3分子中心原子 N 原子的杂化轨道数为 n (53)4，N 原子的杂化类型为12sp3，其中 1 个杂化轨道含有 1 对孤对电子，对成键电子对具有排斥作用，使键角小于109.5，NCl 3分子为三角锥形，分子中 NCl 键为极性键。方法规律比较键角大小的方法(1)中心原子杂化轨道类型不同时，键角按 sp1、sp 2、sp 3顺序减小。(2)中心原子杂化轨道类型相同时，孤电子对数越多，键角越小。如 NH3中的氮原子与 CH4中的碳原子均为 sp3杂化，但键角分别为 107.3、
11、109.5。三、苯分子的空间构型与大 键1根据杂化轨道理论，形成苯分子时每个碳原子中一个 2s 轨道和两个 2p 轨道都发生了sp2杂化(如 2s、2p x、2p y杂化)，由此形成的三个 sp2杂化轨道在同一平面内，还有一个未参与杂化的 2p 轨道(如 2pz)垂直于这个平面。2每个碳原子的两个 sp2杂化轨道上的电子分别与邻近的两个碳原子的 sp2杂化轨道上的电子配对形成 键，于是六个碳原子组成一个正六边形的碳环；每个碳原子的另一个 sp2杂化轨道上的电子分别与一个氢原子的 1s 电子配对形成 键。36 个碳原子上各有 1 个未参与杂化的垂直于碳环平面的 p 轨道，这 6 个轨道以“肩并肩
12、”的方式形成含有 6 个电子、属于 6 个 C 原子的大 键。6例 5 下列有关苯分子中的化学键描述正确的是( )A每个碳原子的 sp2杂化轨道中的其中一个形成大 键B每个碳原子的未参加杂化的 2p 轨道形成大 键C碳原子的三个 sp2杂化轨道与其他原子形成三个 键D碳原子的未参加杂化的 2p 轨道与其他原子形成 键答案 B解析 苯分子中每个碳原子的三个 sp2杂化轨道分别与两个碳原子和一个氢原子形成 键。同时每个碳原子还有一个未参加杂化的 2p 轨道，它们均有一个未成对电子，这些 2p 轨道相互平行，以“肩并肩”方式相互重叠，形成一个多电子的大 键。方法规律有机物中碳原子的杂化类型(1)根据
13、碳原子形成的 键数目判断有机物中，碳原子杂化轨道形成 键，未杂化轨道形成 键。(2)由碳原子的饱和程度判断饱和碳原子采取 sp3杂化；双键上的碳原子或苯环上的碳原子采取 sp2杂化；叁键上的碳原子采取 sp1杂化。杂化轨道类型 典型分子 空间构型sp1 CO2 直线形sp2 SO2 V 形sp3 H2O V 形sp2 SO3 平面三角形sp3 NH3 三角锥形sp3 CH4 正四面体形1能正确表示 CH4中碳原子的成键方式的示意图为( )A.B.C.7D.答案 D解析 碳原子的 2s 轨道与 2p 轨道形成 4 个等性的杂化轨道，因此碳原子 4 个价电子分占在4 个 sp3杂化轨道上，且自旋状
14、态相同。2s 轨道和 np 轨道杂化的类型不可能有( )Asp 1杂化 Bsp 2杂化Csp 3杂化 Dsp 4杂化答案 D解析 p 能级只有 3 个轨道，不可能有 sp4杂化。3有关杂化轨道的说法不正确的是( )A杂化轨道全部参与形成化学键B杂化前后的轨道数不变，但轨道的形状发生了改变Csp 3、sp 2、sp 1杂化轨道的夹角分别为 109.5、120、180D四面体形、三角锥形、V 形分子的结构可以用 sp3杂化轨道解释答案 A解析 杂化轨道用于形成 键和容纳孤电子对。4下列对于 NH3和 CO2的说法中正确的是( )A都是直线形结构B中心原子都采取 sp1杂化CNH 3为三角锥形结构，
15、CO 2为直线形结构DN 原子和 C 原子上都没有孤对电子答案 C解析 NH 3和 CO2分子的中心原子分别采取 sp3杂化、sp 1杂化的方式成键，但 NH3分子的 N原子上有 1 对孤对电子来参与成键，根据杂化轨道理论，NH 3的空间构型应为三角锥形，CO 2的空间构型为直线形。5下列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，其空间构型都是正四面体形BCH 4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Csp 3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的 1 个 s 轨道和 3 个 p 轨道重新组合而形成
16、的一组能量相同的新轨道D凡 AB3型的共价化合物，其中心原子 A 均采用 sp3杂化成键答案 C8解析 中心原子采取 sp3杂化，空间构型是正四面体形，但如果中心原子还有孤电子对，分子的空间构型则不是正四面体；CH 4分子中的 sp3杂化轨道是 C 原子的一个 2s 轨道与三个 2p轨道杂化而成的；AB 3型的共价化合物，A 原子可能采取 sp2杂化或 sp3杂化。6请完成下列各小题。(1)在 SO2分子中，S 原子采取_杂化，SO 2的键角_(填“大于” “等于”或“小于”)120，SO 3分子中 S 原子采取_杂化，SO 3分子的空间构型为_。(2)OF2中氧原子的杂化方式为_，OF 2分
17、子的空间构型为_。(3)NO 的空间构型是_，N 原子的杂化类型是_。 2(4)SO 、SO 的空间构型分别为_、_，S 原子的杂化轨道类型分别为24 23_、_。答案 (1)sp 2 小于 sp 2 平面三角形 (2)sp 3 V 形 (3)V 形 sp 2 (4)正四面体形 三角锥形 sp 3 sp 3解析 (1)SO 2分子中，S 原子的杂化轨道数为 3，S 原子采取 sp2杂化，但有 1 对孤对6 02电子，所以键角小于 120。SO 3分子中 S 原子杂化轨道数为 (60)3，S 原子采取 sp212杂化，SO 3为平面三角形。(2)OF2分子中，O 原子的杂化轨道数 (62)4，杂
18、化类型为 sp3杂化，含有 2 对孤对12电子，OF 2为 V 形。(3)N 的杂化轨道数为 (51)3，N 原子含有 1 对孤对电子，故 NO 的空间构型为 V 形。12 2(4)SO 中 S 原子的杂化轨道数为 (602)4，S 原子采取 sp3杂化，SO 的空间构2412 24型为正四面体形。SO 中 S 原子杂化轨道数为 (602)4，S 原子采取 sp3杂化，S2312原子含有 1 对孤对电子，所以该离子为三角锥形。对点训练题组 1 原子轨道杂化与杂化原子轨道1下列关于杂化轨道的叙述正确的是( )A杂化轨道可用于形成 键，也可用于形成 键B杂化轨道可用来容纳未参与成键的孤电子对CNH
19、 3中 N 原子的 sp3杂化轨道是由 N 原子的 3 个 p 轨道与 H 原子的 1 个 s 轨道杂化而成的9D在乙烯分子中 1 个碳原子的 3 个 sp2杂化轨道与 3 个氢原子的 s 轨道重叠形成 3 个 CH 键答案 B解析 杂化轨道只用于形成 键或用来容纳未参与成键的孤对电子，不能用来形成 键，故 B 正确，A 不正确；NH 3中 N 原子的 sp3杂化轨道是由 N 原子的 1 个 s 轨道和 3 个 p 轨道杂化而成的，C 不正确；在乙烯分子中，1 个碳原子的 3 个 sp2杂化轨道中的 2 个 sp2杂化轨道与 2 个氢原子的 s 轨道重叠形成 2 个 CH 键，剩下的 1 个
20、sp2杂化轨道与另一个碳原子的 sp2杂化轨道重叠形成 1 个 CC 键，D 不正确。2甲烷分子(CH 4)失去一个 H ，形成甲基阴离子(CH )，在这个过程中，下列描述不合理 3的是( )A碳原子的杂化类型发生了改变B微粒的形状发生了改变C微粒的稳定性发生了改变D微粒中的键角发生了改变答案 A解析 CH 4为正四体结构，而 CH 为三角锥形结构，形状、键角、稳定性均发生改变，但杂 3化类型不变，仍是 sp3杂化。题组 2 杂化轨道类型及其判断3下列分子中的碳原子采用 sp2杂化的是( )AC 2H2 BCS 2CHCHO DC 3H8答案 C解析 饱和 C 原子采取 sp3杂化，双键 C
21、原子采取 sp2杂化，叁键 C 原子采取 sp1杂化。所以 C2H2中的 C 原子采取 sp1杂化，HCHO 分子中含有碳氧双键，C 原子采取 sp2杂化，C 3H8中的 C 原子采取 sp3杂化。CS 2中 C 原子的杂化轨道数为 (40)2，所以 C 原子采取 sp1杂12化。4下列分子所含原子中，既有 sp3杂化，又有 sp2杂化的是( )A乙醛( )B丙烯腈( )10C甲醛( )D丙炔( )答案 A解析 乙醛中甲基的碳原子采取 sp3杂化，醛基的碳原子采取 sp2杂化；丙烯腈中碳碳双键的两个碳原子采取 sp2杂化，另一个碳原子采取 sp1杂化；甲醛中碳原子采取 sp2杂化；丙炔中甲基的
22、碳原子采取 sp3杂化，碳碳叁键的两个碳原子采取 sp1杂化。5(2017曹妃甸一中期末)下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( )ASO 3与 SO2 BBF 3与 NH3CBeCl 2与 SCl2 DH 2O 与 SO2答案 A解析 SO 3中 S 原子杂化轨道数为 3，采取 sp2杂化方式，SO 2中 S 原子杂化轨道数为 3，采取 sp2杂化方式， A 正确； BF3中 B 原子杂化轨道数为 3，采取 sp2杂化方式，NH 3中 N 原子杂化轨道数为 4，采取 sp3杂化方式， B 错误； BeCl2中 Be 原子杂化轨道数为 2，采取 sp1杂化方式，SCl 2中 S 原子杂化
23、轨道数为 4，采取 sp3杂化方式，C 错误。题组 3 乙烯、乙炔、苯分子的结构6有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是( )A两个碳原子采用 sp1杂化方式B两个碳原子采用 sp2杂化方式C每个碳原子都有两个未参与杂化的 2p 轨道形成 键D两个碳原子间形成 2 个 键和 1 个 键答案 B解析 乙炔分子中 C 原子以 1 个 2s 轨道和 1 个 2p 轨道形成 sp1杂化轨道。故乙炔分子中 C原子采用 sp1杂化方式，且每个 C 原子以 2 个未参与杂化的 2p 轨道形成 2 个 键，构成 CC键。7关于乙烯分子中化学键的描述正确的是( )AC 原子 sp2杂化轨道形成 键，未杂化的 2p
24、 轨道形成 键B乙烯分子中有 4 个 键、2 个 键CCH 之间是 sp2杂化轨道形成 键，CC 之间是未杂化的 2p 轨道形成 键DCC 之间是 sp2杂化轨道形成 键，CH 之间是未杂化的 2p 轨道形成 键答案 A11解析 在乙烯分子中，每个碳原子的 2s 轨道与 2 个 2p 轨道杂化形成 3 个 sp2杂化轨道，其中 2 个 sp2杂化轨道分别与 2 个氢原子的 1s 轨道形成 CH 键，另外 1 个 sp2杂化轨道与另一个碳原子的 sp2杂化轨道形成 CC 键；2 个碳原子中未参与杂化的 2p 轨道形成 1个 键。8下列关于苯分子的描述错误的是( )A苯分子呈平面正六边形，六个碳碳
25、键完全相同，键角皆为 120B苯分子中的碳原子采取 sp3杂化C每个碳原子中未参与杂化的 2p 轨道以“肩并肩”形式形成一个大 键D大 键中 6 个电子被 6 个 C 原子共用答案 B解析 苯分子中的碳原子采取 sp2杂化，六个碳碳键完全相同，呈平面正六边形结构，键角皆为 120；在苯分子中间形成一个较稳定的六电子大 键。题组 4 杂化轨道与分子空间构型9(2017曹妃甸一中期末)已知 Zn2 的 4s 和 4p 轨道可以形成 sp3型杂化轨道， 那么ZnCl42 的空间构型为( )A直线形 B平面正方形C正四面体 D正八面体答案 C解析 Zn 2 的 4s 轨道和 4p 轨道可以形成 sp3
26、型杂化轨道，ZnCl 42 中的配位数是 4，故空间构型为正四面体形。10下列说法中正确的是 ( )APCl 3分子是三角锥形，这是因为磷原子是 sp2杂化的结果Bsp 3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C中心原子采取 sp3杂化的分子，其空间构型可能是四面体形或三角锥形或 V 形DAB 3型的分子空间构型必为平面三角形答案 C解析 PCl 3分子中心磷原子上的价电子对数 键电子对数孤电子对数3 4，因此，PCl 3分子中磷原子以 sp3杂化，选项 A 错误；sp 3杂化轨道是原5 312子最外层电子上的 s 轨道和 3 个 p 轨道“
27、混合”起来，形成能量相等、成分相同的 4 个轨道，选项 B 错误；一般中心原子采取 sp3杂化的分子所得到的空间构型为四面体形，如甲烷分子，但如果有杂化轨道被中心原子上的孤电子对占据，则构型发生变化，如 NH3、PCl 3 分子是三角锥形，H 2O 分子是 V 形，选项 D 错误、C 正确。11下列关于 NH 、NH 3、NH 三种微粒的说法不正确的是( ) 4 212A三种微粒所含有的电子数相等B三种微粒中氮原子的杂化方式相同C三种微粒的空间构型相同D键角大小关系：NH NH 3NH 4 2答案 C解析 NH 、NH 3、NH 含有的电子数均为 10，A 正确；NH 、NH 3、NH 三种微
28、粒中氮原 4 2 4 2子的杂化方式均为 sp3杂化，B 正确；NH 空间构型为正四面体形，NH 3为三角锥形，NH 4为 V 形，C 错误；NH 、NH 3、NH 三种微粒的键角大小关系为 NH NH 3NH ，D 正确。 2 4 2 4 212下列分子的空间构型是正四面体形的是( )CH 4 NH 3 CF 4 SiH 4 SO NH24 4A BC D答案 B解析 C 与 Si 价电子排布式为 ns2np2，在参与成键时都是形成了 4 个 sp3杂化轨道，故它们的空间构型都是正四面体形。NH 、SO 中心原子的杂化轨道数分别为 (541) 4 24124、 (602)4，所以中心原子都是
29、 sp3杂化，NH 、SO 都是正四面体结构但不12 4 24是分子。综合强化13已知在水中存在平衡 2H2OH3O OH 。(1)H2O 分子中 O 原子轨道的杂化类型为_，H 可与 H2O 形成 H3O ，H 3O 的中心原子采用_杂化，H 3O 中 HOH 键角比 H2O 中 HOH 键角大，原因为_。(2)下列分子中，中心原子采取的杂化方式与 H3O 中氧原子的杂化方式相同的是_(填字母)。aAsH 3中的 As 原子 bNH 中的 N 原子 2cNO 中的 N 原子 dNO 中的 N 原子 3 2答案 (1)sp 3 sp 3 H 2O 中 O 原子有两对孤对电子，H 3O 中 O
30、原子只有一对孤对电子，排斥力较小 (2)ab解析 (1) H2O 中 O 原子的价电子对数 (62)4，所以 O 原子采用 sp3杂化。H 3O 中1213O 原子的价电子对数 (631)4，O 原子杂化类型为 sp3杂化。H 2O 中 O 原子的孤电12子对数为 2，H 3O 中 O 原子的孤电子对数为 1，排斥作用力比 H2O 的小，H 3O 中 HOH 键角比 H2O 中的大。(2)中心原子杂化轨道数 中心原子杂化类型AsH3 (53)412sp3NH 2(521)412sp3NO 3(501)312sp2NO 2(501)312sp214.有机物中碳原子的杂化类型具有一定规律，请回答下
31、列问题：(1)乙炔与氢氰酸(HCN)反应可得丙烯腈(H 2C=CHCN)。丙烯腈分子中 键和 键的个数之比为_，碳原子轨道杂化类型是_，1 mol 该分子中处于同一直线上的原子数目最多为_。(2)HOCH2CN 分子中碳原子轨道的杂化类型是_。(3)新制备的 Cu(OH)2可将乙醛氧化成乙酸，而自身还原成 Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为_，1 mol 乙醛中含有的 键的数目为_，CH 3COOH 中碳原子的杂化轨道类型为_。答案 (1)21 sp 2、sp 1 3 NA (2)sp 3、sp 1 (3)sp 2、sp 3 6 NA sp 2、sp 3解析 (1)单键为 键，双键中有 1
32、 个 键和 1 个 键，叁键中有 1 个 键和 2 个 键，H2C=CHCN 分子中 键和 键个数之比为 21。H 2C=CHCN 分子中，形成双键的C 原子与其他原子形成 3 个 键，所以该 C 原子采取 sp2 杂化；形成叁键的 C 原子与其他原子形成 2 个 键，所以 C 原子采取 sp1杂化。碳碳双键是平面结构，而 CN 是直线形结构，丙烯腈的结构为 ，所以在同一直线上的原子最多为 3 个，即“”上的 3 个原子。(2)HOCH2CN 的结构式为 ，与羟基相连的碳原子形成 4 个 键，采取 sp3杂化，CN 键中含 1 个 键和 2 个 键，碳原子形成 2 个 键，采取 sp1杂化。1
33、4(3)乙醛分子的结构式为 ，其中CH 3的碳原子形成 4 个 键，采取 sp3杂化，而CHO 中的碳原子形成 3 个 键，采取 sp2杂化。1 个 CH3CHO 分子中含有 5 个单键和 1个 C=O 键，故 1 mol 乙醛分子中含有 键的数目为 6NA。CH 3COOH 的结构式为，其中CH 3中碳原子形成 4 个 键，采取 sp3杂化，而COOH 中碳原子形成 3 个 键，采取 sp2杂化。 15W、X、Y、Z 四种元素的原子序数依次增大。其中 Y 原子的 L 电子层中，成对电子与未成对电子占据的轨道数相等，且无空轨道；X 原子的 L 电子层中未成对电子数与 Y 相同，但还有空轨道；W
34、、Z 的原子序数相差 10，且 Z 原子的第一电离能在同周期中最低。(1)写出下列元素的元素符号：W_，X_，Y_，Z_。(2)XW4分子中，中心原子采取_杂化，分子的空间构型为_；根据电子云重叠方式的不同，该分子里共价键的类型为_。(3)写出 Y 原子价电子的轨道表示式：_。(4)X 的一种氢化物相对分子质量为 26，其分子中的 键与 键的个数之比为_。答案 (1)H C O Na (2)sp 3 正四面体形 键 (3) (4)32解析 W、X、Y、Z 四种元素的原子序数依次增大，其中 Y 原子的 L 电子层中，成对电子与未成对电子占据的轨道数相等，且无空轨道，则 Y 原子核外电子排布式为
35、1s22s22p4，则 Y为氧元素；X 原子的 L 电子层中未成对电子数与 Y 相同，但还有空轨道，则 X 原子核外电子排布式为 1s22s22p2，X 为碳元素；W、Z 的原子序数相差 10，Z 的原子序数大于氧元素，则Z 一定处于第 3 周期，且 Z 原子的第一电离能在同周期中最低，则 Z 为钠元素，故 W 为氢元素。(1)由上述分析可知，W 为 H、X 为 C、Y 为 O、Z 为 Na。(2)CH4中碳原子是 sp3杂化，分子为正四面体结构，其中氢原子的 1s 轨道与碳原子的 sp3杂化轨道形成 键。(4)相对分子质量为 26 的碳氢化合物是 C2H2，其结构式为 CHCH，该分子中有 3 个 键和 2个 键，故 键与 键的个数之比为 32。
