第3课时 杂化轨道理论简介
课后训练巩固提升
一、基础巩固
1.杂化轨道是鲍林为了解释分子的空间结构提出的。下列对sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角的比较中正确的是( )。
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
答案:A
解析:sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28'、120°、180°。
2.下列有关sp杂化轨道的叙述正确的是( )。
A.是由一个1s轨道和一个2p轨道线性组合而成
B.sp杂化轨道中的两个杂化轨道完全相同
C.sp杂化轨道可与其他原子轨道形成σ键和π键
D.sp杂化轨道有两个,一个能量升高,另一个能量降低,但总能量保持不变
答案:B
解析:sp杂化轨道是同一原子内同一能层内的1个s轨道和1个p轨道发生杂化得到的,A项错误;sp杂化轨道中的两个杂化轨道的能量相同,B项正确,D项错误;杂化轨道用于形成σ键和容纳未参与成键的孤电子对,未杂化的轨道用于形成π键,杂化轨道不用于形成π键,C项错误。
3.下列有关sp2杂化轨道的说法错误的是( )。
A.由同一能层上的s轨道与p轨道杂化而成
B.共有3个能量相同的杂化轨道
C.每个sp2杂化轨道中s能级成分占三分之一
D.sp2杂化轨道最多可形成2个σ键
答案:D
解析:同一能层上s轨道与p轨道的能量差异不是很大,相互杂化的轨道的能量差异不能过大,A项正确;同种类型的杂化轨道能量相同,B项正确;sp2杂化轨道是由一个s轨道与两个p轨道杂化而成的,C项正确;sp2杂化轨道最多可形成3个σ键,D项错误。
4.能正确表示CH4中碳原子的成键方式的示意图为 ( )。
答案:D
解析:碳原子的2s轨道与2p轨道杂化,形成4个等性的杂化轨道,因此碳原子的4个价电子分占4个sp3杂化轨道上,且自旋平行。
5.下列分子的中心原子是sp2杂化的是( )。
A.PBr3 B.SiH4
C.H2O D.BF3
答案:D
解析:杂化轨道数=中心原子上的孤电子对数+中心原子的σ键个数,A、B、C项中分子的中心原子采用的都是sp3杂化。
6.在乙炔分子中有3个σ键、2个π键,它们分别是( )。
A.sp杂化轨道形成σ键,未杂化的2个2p轨道形成2个π键,且互相垂直
B.sp杂化轨道形成σ键,未杂化的2个2p轨道形成2个π键,且互相平行
C.C—H之间是sp杂化轨道形成的σ键,C—C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键
D.C—C之间是sp杂化轨道形成的σ键,C—H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键
答案:A
解析:当两个碳原子与两个氢原子形成乙炔分子时,碳原子的一个2s轨道和一个2p轨道杂化成两个sp杂化轨道,另外的两个2p轨道保持不变,其中一个sp杂化轨道与氢原子的1s轨道头碰头重叠形成C—H σ键,另一个sp杂化轨道则与另一个碳原子的sp杂化轨道头碰头重叠形成C—C σ键,碳原子剩下的两个p轨道则肩并肩重叠形成两个C—C π键,且这两个π键相互垂直。
7.下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( )。
A.CO2与SO2
B.CH4与NH3
C.BeCl2与BF3
D.C2H4与C2H2
答案:B
解析:A项,CO2中碳原子为sp杂化,SO2中硫原子为sp2杂化,故A项不符合题意;B项,CH4中碳原子为sp3杂化,NH3中氮原子也为sp3杂化,故B项符合题意;C项,BeCl2中铍原子为sp杂化,BF3中硼原子为sp2杂化,故C项不符合题意;D项,C2H4中碳原子为sp2杂化,C2H2中碳原子为sp杂化,故D项不符合题意。
二、能力提升