解析 在SO42－中S原子的孤电子对数为0，与其相连的原子数为4，所以根据杂化轨道理论可推知中心原子S的杂化方式为sp3杂化，立体构型为正四面体形，类似于CH4。 2．下列分子的立体构型可用sp2杂化轨道来解释的是 ( ) ①BF3 ②CH2===CH2 ③ ④CH≡CH ⑤NH3⑥CH4 A．①②③ C．②③④ 答案 A B．①⑤⑥ D．③⑤⑥ 解析 sp2杂化轨道形成夹角为120°的平面三角形，①BF3为平面三角形且B—F键夹角为120°；②C2H4中碳原子以sp2杂化，且未杂化的2p轨道形成π键；③同②相似；④乙炔中的碳原子为sp杂化；⑤NH3中的氮原子为sp3杂化；⑥CH4中的碳原子为sp3杂化。 3．NH3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，NH3为sp2杂化，而CH4是sp3杂化 B．NH3分子中N原子形成3个杂化轨道，CH4分子中C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 9 / 21 D．NH3分子中有3个σ键，而CH4分子中有4个σ键 答案 C 解析 NH3和CH4的中心原子均是sp3杂化，但NH3分子中有一对孤电子对，CH4分子中没有孤电子对，由于孤电子对——成键电子对之间的排斥作用>成键电子对——成键电子对之间的排斥作用，NH3分子进一步被“压缩”成三角锥形，甲烷则呈正四面体形。 4．下列物质：①H3O＋、②[B(OH)4]－、③CH3COO－、④NH3、⑤CH4中存在配位键的是 ( ) C．④⑤ D．②④ A．①② 答案 A B．①③ 解析 水分子中各原子已达到稳定结构，H3O＋是H＋和H2O中的O形成配位键，[B(OH)4]－是3个OH－与B原子形成3个共价键，还有1个OH－的O与B形成配位键，而其他选项中均不存在配位键。故选A。 5．计算下列各微粒中心原子的杂化轨道数，判断中心原子的杂化轨道类型，写出VSEPR模型名称。 (1)S2________、________、________； (2)H4＋________、________、________； (3)H2 ________、________、________； (4)Cl3________、________、________； (5)Cl3________、________、________。 答案 (1)2 sp 直线形 (2)4 sp3 正四面体形 (3)4 sp3 四面体形 (4)4 sp3 四面体形 (5)3 sp2 平面三角形 10 / 21 6．推测下列分子中，中心原子可能采取的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。 (1)PCl3：______________；(2)CS2：______________； (3)Cl2O：______________。 答案 (1)sp3杂化，三角锥形 (2)sp杂化，直线形 (3)sp3杂化，V形 解析 (1)P原子采取sp3杂化，四个杂化轨道中有一个被孤电子对占据，另三个与Cl原子形成共价键，PCl3分子呈三角锥形。(2)C原子采取sp杂化，无孤电子对，CS2分子呈直线形。(3)O原子采取sp3杂化，其中两个杂化轨道被孤电子对占据，另两个杂化轨道与两个Cl原子的3p轨道形成共价键，Cl2O分子呈V形。 [经典基础题] 1．在NH4＋中存在4个N—H共价键，则下列说法正确的是 ( ) A．4个共价键的键长完全相同 B．4个共价键的键长完全不同 C．原来的3个N—H的键长完全相同，但与通过配位键形成N—H键不同 D．4个N—H键键长相同，但键能不同 答案 A 解析 NH4＋可看成NH3分子结合1个H＋后形成的，在NH3中中心原子氮采取sp3杂化，孤电子对占据一个轨道，3个未成键电子占据另3个杂化轨道，分别结合3个H原子形成3个σ键，由于孤电 11 / 21 子对的排斥，所以立体构型为三角锥形，键角压缩至107°。但当有H＋时，N原子的孤电子对会进入H＋的空轨道，以配位键形成NH4＋，这样N原子就不再存在孤电子对，键角恢复至109°28′，故NH4＋为正四面体形，4个N—H键完全一致，配位键与普通共价键形成过程不同，但性质相同。 2．对SO2与CO2说法正确的是 ( ) A．都是直线形结构 B．中心原子都采取sp杂化 C．S原子和C原子上都没有孤电子对 D．SO2为V形结构，CO2为直线形结构 答案 D 解析 SO2中S原子采取sp2杂化，但一个杂化轨道被孤电子对占据，所以呈V形，CO2中C原子采取sp杂化，是直线形。 3．在SO2分子中，分子的立体构型为V形，S原子采用sp2杂化，那么SO2的键角 ( ) B．大于120° D．等于180° A．等于120° C．小于120° 答案 C 解析 由于SO2分子的VSEPR模型为平面三角形，从理论上讲其键角应为120°，但是由于SO2分子中的S原子有一对孤电子对，对其他的两个化学键存在排斥作用，因此分子中的键角要小于120°。 12 / 21