《2018-2019版高中化學 第2章 化學鍵與分子間作用力 第2節(jié) 共價鍵與分子的空間構型 第1課時學案 魯科版選修3.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018-2019版高中化學 第2章 化學鍵與分子間作用力 第2節(jié) 共價鍵與分子的空間構型 第1課時學案 魯科版選修3.doc（14頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

第1課時　一些典型分子的空間構型 [學習目標定位]　1.了解常見分子的空間構型。2.理解雜化軌道理論的主要內容，并能用雜化軌道理論解釋或預測某些分子或離子的空間構型。 一、雜化軌道及其理論要點 1．試解釋CH4分子為什么具有正四面體的空間構型？ 答案　在形成CH4分子時，碳原子的一個2s軌道和三個2p軌道發(fā)生混雜，形成四個能量相等的sp3雜化軌道。四個sp3雜化軌道分別與四個H原子的1s軌道重疊成鍵形成CH4分子，所以四個C—H是等同的?？杀硎緸? 2．軌道雜化與雜化軌道 雜化軌道理論四要點 (1)能量相近 原子在成鍵時，同一原子中能量相近的原子軌道可重新組合成雜化軌道。 (2)數目不變 形成的雜化軌道數與參與雜化的原子軌道數相等。 (3)成鍵能力增強 雜化改變原有軌道的形狀和伸展方向，使原子形成的共價鍵更牢固。 (4)排斥力最小 雜化軌道為使相互間的排斥力最小，故在空間取最大夾角分布，不同的雜化軌道伸展方向不同。 例1　下列關于雜化軌道的說法錯誤的是(　　) A．所有原子軌道都參與雜化 B．同一原子中能量相近的原子軌道參與雜化 C．雜化軌道能量集中，有利于牢固成鍵 D．雜化軌道中不一定有電子 答案　A 解析　只有能量相近的原子軌道才能參與雜化，1s軌道與2s、2p軌道能量相差太大，不能形成雜化軌道，故A項不正確，B項正確；雜化軌道重疊程度更大，形成牢固的化學鍵，故C項正確；并不是所有的雜化軌道中都有電子，可以是空軌道，也可以有1對孤對電子(如NH3、H2O的形成)，故D項正確。 易錯警示 (1)雜化軌道只用于形成σ鍵或者用來容納未參與成鍵的孤對電子。 (2)未參與雜化的p軌道，可用于形成π鍵。 例2　用鮑林的雜化軌道理論解釋CH4分子的正四面體結構，下列說法不正確的是(　　) A．C原子的4個雜化軌道的能量一樣 B．C原子的sp3雜化軌道之間夾角一樣 C．C原子的4個價電子分別占據4個sp3雜化軌道 D．C原子有1個sp3雜化軌道由孤對電子占據 答案　D 解析　甲烷中C原子采取sp3雜化，每個雜化軌道上1個電子分別與1個H原子上的電子結合形成共價鍵，這四個共價鍵完全相同，軌道間的夾角為109.5，形成正四面體形的分子。 規(guī)律總結 1個ns軌道和3個np軌道雜化得到4個能量相等的sp3雜化軌道，且4個軌道間夾角相等。 二、雜化軌道類型和分子的空間構型 1．sp1雜化——BeCl2分子的形成 (1)BeCl2分子的形成 雜化后的2個sp1雜化軌道分別與氯原子的3p軌道發(fā)生重疊，形成2個σ鍵，構成直線形的BeCl2分子。 (2)sp1雜化：sp1雜化軌道是由1個ns軌道和1個np軌道雜化而得，sp1雜化軌道間的夾角為180，呈直線形。 (3)sp1雜化后，未參與雜化的2個np軌道可以用于形成π鍵，如乙炔分子中的C≡C鍵的形成。 2．sp2雜化——BF3分子的形成 (1)BF3分子的形成 (2)sp2雜化：sp2雜化軌道是由1個ns軌道和2個np軌道雜化而得，sp2雜化軌道間的夾角為120，呈平面三角形。 (3)sp2雜化后，未參與雜化的1個np軌道可以用于形成π鍵，如乙烯分子中的C==C鍵的形成。 3．sp3雜化——NH3、H2O與CH4分子的形成 (1)CH4分子的空間構型 (2)sp3雜化：sp3雜化軌道是由1個ns軌道和3個np軌道雜化而得，sp3雜化軌道的夾角為109.5，呈正四面體構型。 (3)NH3、H2O分子中N原子和O原子的雜化類型分別為sp3、sp3雜化。由于N原子和O原子分別有1對和2對孤對電子，孤對電子對成鍵電子對的排斥作用較強，且孤對電子數越多，排斥作用越強，使鍵角依次變小。 1.雜化軌道類型的判斷方法 (1)根據雜化軌道之間的夾角判斷：若雜化軌道之間的夾角為109.5，則中心原子發(fā)生sp3雜化；若雜化軌道之間的夾角為120，則中心原子發(fā)生sp2雜化；若雜化軌道之間的夾角為180，則中心原子發(fā)生sp1雜化。 (2)根據分子(或離子)的空間構型判斷 ①正四面體形―→中心原子為sp3雜化；三角錐形―→中心原子為sp3雜化； ②平面三角形―→中心原子為sp2雜化； ③直線形―→中心原子為sp1雜化。 2．雜化軌道類型與分子空間構型的關系 (1)當雜化軌道全部用于形成σ鍵時 雜化類型 sp1 sp2 sp3 參與雜化的原子軌道及數目 ns 1 1 1 np 1 2 3 雜化軌道數目 2 3 4 雜化軌道間的夾角 180 120 109.5 空間構型 直線形 平面三角形 正四面體形 實例 BeCl2、CO2、CS2 BCl3、BF3、BBr3 CF4、SiCl4、SiH4 (2)當雜化軌道中有未參與成鍵的孤對電子時，由于孤對電子的排斥作用，會使分子的空間構型與雜化軌道的形狀不同，如H2O和NH3，O與N的雜化類型都為sp3雜化，孤電子對數分別為2、1，分子空間構型分別為V形、三角錐形。 例3　NH3分子空間構型是三角錐形，而CH4是正四面體形，這是因為 (　　) A．兩種分子的中心原子雜化軌道類型不同，NH3為sp2雜化，而CH4是sp3雜化 B．NH3分子中N原子形成3個雜化軌道，CH4分子中C原子形成4個雜化軌道 C．NH3分子中有一對未成鍵的孤對電子，它對成鍵電子的排斥作用較強 D．NH3分子中有3個σ鍵，而CH4分子中有4個σ鍵 答案　C 解析　NH3和CH4的中心原子均是sp3雜化，但NH3分子中有一對孤對電子，CH4分子中沒有孤對電子，由于孤對電子與成鍵電子對之間的排斥作用＞成鍵電子對與成鍵電子對之間的排斥作用，NH3分子進一步被“壓縮”成三角錐形，甲烷則呈正四面體形。 方法規(guī)律　 ABm型分子(或離子)的空間構型與中心原子雜化軌道類型和孤電子對數的關系： ABm型分子或離子 中心原子雜化類型 中心原子孤電子對數 空間構型 AB4 sp3 0 正四面體形 AB3(B3A) sp3 1 三角錐形 sp2 0 平面三角形 AB2(B2A) sp2 1 V形 sp1 0 直線形 中心原子或離子的雜化軌道空間構型與分子或離子的空間構型不一定相同。中心原子雜化軌道類型相同的分子或離子的空間構型不一定相同。 例4　下列有關NCl3分子的敘述正確的是(　　) A．NCl3分子中的N原子采取sp2雜化 B．NCl3分子為平面三角形 C．NCl3分子中Cl—N—Cl鍵角小于109.5 D．NCl3分子中含有非極性鍵 答案　C 解析　NCl3分子中心原子N原子的雜化軌道數為n＝(5＋3)＝4，N原子的雜化類型為sp3，其中1個雜化軌道含有1對孤對電子，對成鍵電子對具有排斥作用，使鍵角小于109.5，NCl3分子為三角錐形，分子中N—Cl鍵為極性鍵。 方法規(guī)律——比較鍵角大小的方法 (1)中心原子雜化軌道類型不同時，鍵角按sp1、sp2、sp3順序減小。 (2)中心原子雜化軌道類型相同時，孤電子對數越多，鍵角越小。 如NH3中的氮原子與CH4中的碳原子均為sp3雜化，但鍵角分別為107.3、109.5。 三、苯分子的空間構型與大π鍵 1．根據雜化軌道理論，形成苯分子時每個碳原子中一個2s軌道和兩個2p軌道都發(fā)生了sp2雜化(如2s、2px、2py雜化)，由此形成的三個sp2雜化軌道在同一平面內，還有一個未參與雜化的2p軌道(如2pz)垂直于這個平面。 2．每個碳原子的兩個sp2雜化軌道上的電子分別與鄰近的兩個碳原子的sp2雜化軌道上的電子配對形成σ鍵，于是六個碳原子組成一個正六邊形的碳環(huán)；每個碳原子的另一個sp2雜化軌道上的電子分別與一個氫原子的1s電子配對形成σ鍵。 3．6個碳原子上各有1個未參與雜化的垂直于碳環(huán)平面的p軌道，這6個軌道以“肩并肩”的方式形成含有6個電子、屬于6個C原子的大π鍵。 　 例5　下列有關苯分子中的化學鍵描述正確的是(　　) A．每個碳原子的sp2雜化軌道中的其中一個形成大π鍵 B．每個碳原子的未參加雜化的2p軌道形成大π鍵 C．碳原子的三個sp2雜化軌道與其他原子形成三個π鍵 D．碳原子的未參加雜化的2p軌道與其他原子形成σ鍵 答案　B 解析　苯分子中每個碳原子的三個sp2雜化軌道分別與兩個碳原子和一個氫原子形成σ鍵。同時每個碳原子還有一個未參加雜化的2p軌道，它們均有一個未成對電子，這些2p軌道相互平行，以“肩并肩”方式相互重疊，形成一個多電子的大π鍵。 方法規(guī)律——有機物中碳原子的雜化類型 (1)根據碳原子形成的σ鍵數目判斷 有機物中，碳原子雜化軌道形成σ鍵，未雜化軌道形成π鍵。 (2)由碳原子的飽和程度判斷 ①飽和碳原子采取sp3雜化； ②雙鍵上的碳原子或苯環(huán)上的碳原子采取sp2雜化； ③叁鍵上的碳原子采取sp1雜化。 雜化軌道類型 典型分子 空間構型 sp1 CO2 直線形 sp2 SO2 V形 sp3 H2O V形 sp2 SO3 平面三角形 sp3 NH3 三角錐形 sp3 CH4 正四面體形 1．能正確表示CH4中碳原子的成鍵方式的示意圖為(　　) A. B. C. D. 答案　D 解析　碳原子的2s軌道與2p軌道形成4個等性的雜化軌道，因此碳原子4個價電子分占在4個sp3雜化軌道上，且自旋狀態(tài)相同。 2．s軌道和np軌道雜化的類型不可能有(　　) A．sp1雜化 B．sp2雜化 C．sp3雜化 D．sp4雜化 答案　D 解析　p能級只有3個軌道，不可能有sp4雜化。 3．有關雜化軌道的說法不正確的是(　　) A．雜化軌道全部參與形成化學鍵 B．雜化前后的軌道數不變，但軌道的形狀發(fā)生了改變 C．sp3、sp2、sp1雜化軌道的夾角分別為109.5、120、180 D．四面體形、三角錐形、V形分子的結構可以用sp3雜化軌道解釋 答案　A 解析　雜化軌道用于形成σ鍵和容納孤電子對。 4．下列對于NH3和CO2的說法中正確的是(　　) A．都是直線形結構 B．中心原子都采取sp1雜化 C．NH3為三角錐形結構，CO2為直線形結構 D．N原子和C原子上都沒有孤對電子 答案　C 解析　NH3和CO2分子的中心原子分別采取sp3雜化、sp1雜化的方式成鍵，但NH3分子的N原子上有1對孤對電子來參與成鍵，根據雜化軌道理論，NH3的空間構型應為三角錐形，CO2的空間構型為直線形。 5．下列關于原子軌道的說法正確的是(　　) A．凡是中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子，其空間構型都是正四面體形 B．CH4分子中的sp3雜化軌道是由4個H原子的1s軌道和C原子的2p軌道混合起來而形成的 C．sp3雜化軌道是由同一個原子中能量相近的1個s軌道和3個p軌道重新組合而形成的一組能量相同的新軌道 D．凡AB3型的共價化合物，其中心原子A均采用sp3雜化成鍵 答案　C 解析　中心原子采取sp3雜化，空間構型是正四面體形，但如果中心原子還有孤電子對，分子的空間構型則不是正四面體；CH4分子中的sp3雜化軌道是C原子的一個2s軌道與三個2p軌道雜化而成的；AB3型的共價化合物，A原子可能采取sp2雜化或sp3雜化。 6．請完成下列各小題。 (1)在SO2分子中，S原子采取________雜化，SO2的鍵角________(填“大于”“等于”或“小于”)120，SO3分子中S原子采取______雜化，SO3分子的空間構型為______。 (2)OF2中氧原子的雜化方式為________，OF2分子的空間構型為________。 (3)NO的空間構型是________，N原子的雜化類型是________。 (4)SO、SO的空間構型分別為________、________，S原子的雜化軌道類型分別為________、________。 答案　(1)sp2　小于　sp2　平面三角形　　(2)sp3　V形　(3)V形　sp2　(4)正四面體形　三角錐形　sp3　sp3 解析　(1)SO2分子中，S原子的雜化軌道數為＝3，S原子采取sp2雜化，但有1對孤對電子，所以鍵角小于120。SO3分子中S原子雜化軌道數為(6＋0)＝3，S原子采取sp2雜化，SO3為平面三角形。 (2)OF2分子中，O原子的雜化軌道數＝(6＋2)＝4，雜化類型為sp3雜化，含有2對孤對電子，OF2為V形。 (3)N的雜化軌道數為(5＋1)＝3，N原子含有1對孤對電子，故NO的空間構型為V形。 (4)SO中S原子的雜化軌道數為(6＋0＋2)＝4，S原子采取sp3雜化，SO的空間構型為正四面體形。SO中S原子雜化軌道數為(6＋0＋2)＝4，S原子采取sp3雜化，S原子含有1對孤對電子，所以該離子為三角錐形。 [對點訓練] 題組1　原子軌道雜化與雜化原子軌道 1．下列關于雜化軌道的敘述正確的是(　　) A．雜化軌道可用于形成σ鍵，也可用于形成π鍵 B．雜化軌道可用來容納未參與成鍵的孤電子對 C．NH3中N原子的sp3雜化軌道是由N原子的3個p軌道與H原子的1個s軌道雜化而成的 D．在乙烯分子中1個碳原子的3個sp2雜化軌道與3個氫原子的s軌道重疊形成3個C—H σ鍵 答案　B 解析　雜化軌道只用于形成σ鍵或用來容納未參與成鍵的孤對電子，不能用來形成π鍵，故B正確，A不正確；NH3中N原子的sp3雜化軌道是由N原子的1個s軌道和3個p軌道雜化而成的，C不正確；在乙烯分子中，1個碳原子的3個sp2雜化軌道中的2個sp2雜化軌道與2個氫原子的s軌道重疊形成2個C—H σ鍵，剩下的1個sp2雜化軌道與另一個碳原子的sp2雜化軌道重疊形成1個C—C σ鍵，D不正確。 2．甲烷分子(CH4)失去一個H＋，形成甲基陰離子(CH)，在這個過程中，下列描述不合理的是(　　) A．碳原子的雜化類型發(fā)生了改變 B．微粒的形狀發(fā)生了改變 C．微粒的穩(wěn)定性發(fā)生了改變 D．微粒中的鍵角發(fā)生了改變 答案　A 解析　CH4為正四體結構，而CH為三角錐形結構，形狀、鍵角、穩(wěn)定性均發(fā)生改變，但雜化類型不變，仍是sp3雜化。 題組2　雜化軌道類型及其判斷 3．下列分子中的碳原子采用sp2雜化的是(　　) A．C2H2 B．CS2 C．HCHO D．C3H8 答案　C 解析　飽和C原子采取sp3雜化，雙鍵C原子采取sp2雜化，叁鍵C原子采取sp1雜化。所以C2H2中的C原子采取sp1雜化，HCHO分子中含有碳氧雙鍵，C原子采取sp2雜化，C3H8中的C原子采取sp3雜化。CS2中C原子的雜化軌道數為(4＋0)＝2，所以C原子采取sp1雜化。 4．下列分子所含原子中，既有sp3雜化，又有sp2雜化的是(　　) A．乙醛() B．丙烯腈() C．甲醛() D．丙炔() 答案　A 解析　乙醛中甲基的碳原子采取sp3雜化，醛基的碳原子采取sp2雜化；丙烯腈中碳碳雙鍵的兩個碳原子采取sp2雜化，另一個碳原子采取sp1雜化；甲醛中碳原子采取sp2雜化；丙炔中甲基的碳原子采取sp3雜化，碳碳叁鍵的兩個碳原子采取sp1雜化。 5．(2017曹妃甸一中期末)下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是(　　) A．SO3與SO2 B．BF3與NH3 C．BeCl2與SCl2 D．H2O與SO2 答案　A 解析　SO3中S原子雜化軌道數為3，采取 sp2雜化方式，SO2中S原子雜化軌道數為3，采取 sp2雜化方式， A正確； BF3中B原子雜化軌道數為3，采取 sp2雜化方式，NH3中N原子雜化軌道數為4，采取 sp3雜化方式， B錯誤； BeCl2中Be原子雜化軌道數為2，采取 sp1雜化方式，SCl2中S原子雜化軌道數為4，采取sp3雜化方式，C錯誤。 題組3　乙烯、乙炔、苯分子的結構 6．有關乙炔分子中的化學鍵描述不正確的是(　　) A．兩個碳原子采用sp1雜化方式 B．兩個碳原子采用sp2雜化方式 C．每個碳原子都有兩個未參與雜化的2p軌道形成π鍵 D．兩個碳原子間形成2個π鍵和1個σ鍵 答案　B 解析　乙炔分子中C原子以1個2s軌道和1個2p軌道形成sp1雜化軌道。故乙炔分子中C原子采用sp1雜化方式，且每個C原子以2個未參與雜化的2p軌道形成2個π鍵，構成CC鍵。 7．關于乙烯分子中化學鍵的描述正確的是(　　) A．C原子sp2雜化軌道形成σ鍵，未雜化的2p軌道形成π鍵 B．乙烯分子中有4個σ鍵、2個π鍵 C．C—H之間是sp2雜化軌道形成σ鍵，C—C之間是未雜化的2p軌道形成π鍵 D．C—C之間是sp2雜化軌道形成σ鍵，C—H之間是未雜化的2p軌道形成π鍵 答案　A 解析　在乙烯分子中，每個碳原子的2s軌道與2個2p軌道雜化形成3個sp2雜化軌道，其中2個sp2雜化軌道分別與2個氫原子的1s軌道形成C—H σ鍵，另外1個sp2雜化軌道與另一個碳原子的sp2雜化軌道形成C—C σ鍵；2個碳原子中未參與雜化的2p軌道形成1個π鍵。 8．下列關于苯分子的描述錯誤的是(　　) A．苯分子呈平面正六邊形，六個碳碳鍵完全相同，鍵角皆為120 B．苯分子中的碳原子采取sp3雜化 C．每個碳原子中未參與雜化的2p軌道以“肩并肩”形式形成一個大π鍵 D．大π鍵中6個電子被6個C原子共用 答案　B 解析　苯分子中的碳原子采取sp2雜化，六個碳碳鍵完全相同，呈平面正六邊形結構，鍵角皆為120；在苯分子中間形成一個較穩(wěn)定的六電子大π鍵。 題組4　雜化軌道與分子空間構型 9．(2017曹妃甸一中期末)已知Zn2＋的4s和4p軌道可以形成sp3型雜化軌道， 那么[ZnCl4]2－的空間構型為(　　) A．直線形 B．平面正方形 C．正四面體 D．正八面體 答案　C 解析　Zn2＋的4s軌道和4p軌道可以形成sp3型雜化軌道，[ZnCl4]2－中的配位數是4，故空間構型為正四面體形。 10．下列說法中正確的是 (　　) A．PCl3分子是三角錐形，這是因為磷原子是sp2雜化的結果 B．sp3雜化軌道是由任意的1個s軌道和3個p軌道混合形成的4個sp3雜化軌道 C．中心原子采取sp3雜化的分子，其空間構型可能是四面體形或三角錐形或V形 D．AB3型的分子空間構型必為平面三角形 答案　C 解析　PCl3分子中心磷原子上的價電子對數＝σ鍵電子對數＋孤電子對數＝3＋＝4，因此，PCl3分子中磷原子以sp3雜化，選項A錯誤；sp3雜化軌道是原子最外層電子上的s軌道和3個p軌道“混合”起來，形成能量相等、成分相同的4個軌道，選項B錯誤；一般中心原子采取sp3雜化的分子所得到的空間構型為四面體形，如甲烷分子，但如果有雜化軌道被中心原子上的孤電子對占據，則構型發(fā)生變化，如NH3、PCl3 分子是三角錐形，H2O分子是V形，選項D錯誤、C正確。 11．下列關于NH、NH3、NH三種微粒的說法不正確的是(　　) A．三種微粒所含有的電子數相等 B．三種微粒中氮原子的雜化方式相同 C．三種微粒的空間構型相同 D．鍵角大小關系：NH＞NH3＞NH 答案　C 解析　NH、NH3、NH含有的電子數均為10，A正確；NH、NH3、NH三種微粒中氮原子的雜化方式均為sp3雜化，B正確；NH空間構型為正四面體形，NH3為三角錐形，NH為V形，C錯誤；NH、NH3、NH三種微粒的鍵角大小關系為NH＞NH3＞NH，D正確。 12．下列分子的空間構型是正四面體形的是(　　) ①CH4?、贜H3?、跜F4?、躍iH4?、軸O　⑥NH A．①②③ B．①③④ C．②④⑤ D．①③⑤ 答案　B 解析　C與Si價電子排布式為ns2np2，在參與成鍵時都是形成了4個sp3雜化軌道，故它們的空間構型都是正四面體形。NH、SO中心原子的雜化軌道數分別為(5＋4－1)＝4、(6＋0＋2)＝4，所以中心原子都是sp3雜化，NH、SO都是正四面體結構但不是分子。 [綜合強化] 13．已知在水中存在平衡2H2OH3O＋＋OH－。 (1)H2O分子中O原子軌道的雜化類型為__________，H＋可與H2O形成H3O＋，H3O＋的中心原子采用__________雜化，H3O＋中H—O—H鍵角比H2O中H—O—H鍵角大，原因為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)下列分子中，中心原子采取的雜化方式與H3O＋中氧原子的雜化方式相同的是________(填字母)。 a．AsH3中的As原子 b．NH中的N原子 c．NO中的N原子 d．NO中的N原子 答案　(1)sp3　sp3　H2O中O原子有兩對孤對電子，H3O＋中O原子只有一對孤對電子，排斥力較小　(2)ab 解析　(1) H2O中O原子的價電子對數＝(6＋2)＝4，所以O原子采用sp3雜化。H3O＋中O原子的價電子對數＝(6＋3－1)＝4，O原子雜化類型為sp3雜化。H2O中O原子的孤電子對數為2，H3O＋中O原子的孤電子對數為1，排斥作用力比H2O的小，H3O＋中H—O—H鍵角比H2O中的大。 (2) 中心原子雜化軌道數 中心原子雜化類型 AsH3 (5＋3)＝4 sp3 NH (5＋2＋1)＝4 sp3 NO (5＋0＋1)＝3 sp2 NO (5＋0＋1)＝3 sp2 14.有機物中碳原子的雜化類型具有一定規(guī)律，請回答下列問題： (1)乙炔與氫氰酸(HCN)反應可得丙烯腈(H2C==CH—C≡N)。丙烯腈分子中σ鍵和π鍵的個數之比為__________，碳原子軌道雜化類型是__________，1 mol該分子中處于同一直線上的原子數目最多為__________。 (2)HOCH2CN分子中碳原子軌道的雜化類型是______。 (3)新制備的Cu(OH)2可將乙醛氧化成乙酸，而自身還原成Cu2O。乙醛中碳原子的雜化軌道類型為________，1 mol乙醛中含有的σ鍵的數目為________________，CH3COOH中碳原子的雜化軌道類型為__________。 答案　(1)2∶1　sp2、sp1　3NA　(2)sp3、sp1　(3)sp2、sp3　6NA　sp2、sp3 解析　(1)單鍵為σ鍵，雙鍵中有1個σ鍵和1個π鍵，叁鍵中有1個σ鍵和2個π鍵，H2C==CH—C≡N分子中σ鍵和π鍵個數之比為2∶1。H2C==CH—C≡N分子中，形成雙鍵的C原子與其他原子形成3個σ鍵，所以該C原子采取sp2 雜化；形成叁鍵的C原子與其他原子形成2個σ鍵，所以C原子采取sp1雜化。碳碳雙鍵是平面結構，而C≡N是直線形結構，丙烯腈的結構為，所以在同一直線上的原子最多為3個，即“”上的3個原子。 (2)HOCH2CN的結構式為，與羥基相連的碳原子形成4個σ鍵，采取sp3雜化，C≡N鍵中含1個σ鍵和2個π鍵，碳原子形成2個σ鍵，采取sp1雜化。 (3)乙醛分子的結構式為，其中—CH3的碳原子形成4個σ鍵，采取sp3雜化，而—CHO中的碳原子形成3個σ鍵，采取sp2雜化。1個CH3CHO分子中含有5個單鍵和1個C==O鍵，故1 mol乙醛分子中含有σ鍵的數目為6NA。CH3COOH的結構式為，其中—CH3中碳原子形成4個σ鍵，采取sp3雜化，而—COOH中碳原子形成3個σ鍵，采取sp2雜化。 15．W、X、Y、Z四種元素的原子序數依次增大。其中Y原子的L電子層中，成對電子與未成對電子占據的軌道數相等，且無空軌道；X原子的L電子層中未成對電子數與Y相同，但還有空軌道；W、Z的原子序數相差10，且Z原子的第一電離能在同周期中最低。 (1)寫出下列元素的元素符號： W________，X________，Y________，Z________。 (2)XW4分子中，中心原子采取________雜化，分子的空間構型為________；根據電子云重疊方式的不同，該分子里共價鍵的類型為________________。 (3)寫出Y原子價電子的軌道表示式：____________________________。 (4)X的一種氫化物相對分子質量為26，其分子中的σ鍵與π鍵的個數之比為________。 答案　(1)H　C　O　Na　(2)sp3　正四面體形　σ鍵　(3)　(4)3∶2 解析　W、X、Y、Z四種元素的原子序數依次增大，其中Y原子的L電子層中，成對電子與未成對電子占據的軌道數相等，且無空軌道，則Y原子核外電子排布式為1s22s22p4，則Y為氧元素；X原子的L電子層中未成對電子數與Y相同，但還有空軌道，則X原子核外電子排布式為1s22s22p2，X為碳元素；W、Z的原子序數相差10，Z的原子序數大于氧元素，則Z一定處于第3周期，且Z原子的第一電離能在同周期中最低，則Z為鈉元素，故W為氫元素。 (1)由上述分析可知，W為H、X為C、Y為O、Z為Na。 (2)CH4中碳原子是sp3雜化，分子為正四面體結構，其中氫原子的1s軌道與碳原子的sp3雜化軌道形成σ鍵。 (4)相對分子質量為26的碳氫化合物是C2H2，其結構式為CHCH，該分子中有3個σ鍵和2個π鍵，故σ鍵與π鍵的個數之比為3∶2。