第二节 分子的空间结构

从「分子结构如何测定」入手：介绍红外光谱（化学键振动频率呈现吸收峰、识别 O−H/C−H/C−O 等官能团）、质谱（荷质比定相对分子质量）及晶体 X 射线衍射等波谱技术，说明研究分子空间结构的意义。随后进入核心——价层电子对互斥（VSEPR）模型：先认识双原子到五原子分子的常见构型（直线形、V 形、平面三角形、三角锥形、四面体形），用「气球空间互斥」类比「电子对互斥」，理解价层电子对＝中心原子的 σ 键电子对＋孤电子对（多重键只计 σ 键），并通过 CO₂、H₂O、NH₃、CH₂O 的对比体会孤电子对的关键作用。

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聚焦中心原子孤电子对数的计算与构型预测：σ 键电子对数＝结合原子数；孤电子对数＝(a−xb)/2，并掌握阳离子 a 减电荷、阴离子 a 加电荷的处理。配合 CO₂、SO₂、CO₃²⁻、NH₄⁺ 等示例与 2/3/4/5 对电子的完整构型表，归纳「先算价层电子对数→确定 VSEPR 理想模型→略去孤对得空间结构」的预测步骤，以及排斥规律（孤对−孤对＞孤对−成键＞成键−成键）。

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引入鲍林杂化轨道理论，化解「价键理论解释不了 CH₄ 正四面体」的矛盾：能量相近的原子轨道在成键时混杂重组为新轨道（激发→杂化→重叠），杂化轨道数不变、能量形状相同，只用于形成 σ 键或容纳孤对，未杂化 p 轨道形成 π 键。系统讲清 sp³（109°28′、正四面体，CH₄）、sp²（120°、平面三角形，BF₃）、sp（180°、直线形，BeCl₂）三类杂化的形成与特征，揭示 NH₃（107°、三角锥）、H₂O（105°、V 形）的不等性杂化，最后用「价层电子对数＝杂化轨道数」及有机物中碳按多重键数判断的规律解决实际问题。

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