高中 化學(xué) 選擇性必修2 第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)《第二節(jié) 第1課時(shí) 分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定和多樣性 價(jià)層電子對(duì)互斥模型》教學(xué)設(shè)計(jì)

第二節(jié)分子的空間結(jié)構(gòu)第1課時(shí)分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定和多樣性價(jià)層電子對(duì)互斥模型[課程標(biāo)準(zhǔn)]1．結(jié)合實(shí)例了解共價(jià)分子具有特定的空間結(jié)構(gòu)，并可運(yùn)用相關(guān)理論和模型進(jìn)行解釋和預(yù)測(cè)。2．知道分子的結(jié)構(gòu)可以通過波譜等技術(shù)進(jìn)行測(cè)定。3．能根據(jù)給定的信息分析常見簡(jiǎn)單分子的空間結(jié)構(gòu)，能利用相關(guān)理論解釋簡(jiǎn)單共價(jià)分子的空間結(jié)構(gòu)。任務(wù)一分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定下圖為某未知物質(zhì)的質(zhì)譜圖：質(zhì)荷比的最大值是該物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量，由圖可看出，該物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量是多少？提示：相對(duì)分子質(zhì)量為16。1．紅外光譜在測(cè)定分子結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用項(xiàng)目內(nèi)容作用初步判斷分子中含有何種化學(xué)鍵或官能團(tuán)原理當(dāng)一束紅外線透過分子時(shí)，分子會(huì)吸收跟它的某些化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率相同的紅外線，再記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。通過和已有譜圖庫比對(duì)，或通過量子化學(xué)計(jì)算，從而可以獲得分子中含有何種化學(xué)鍵或官能團(tuán)的信息2.質(zhì)譜法在測(cè)定分子相對(duì)分子質(zhì)量中的應(yīng)用(1)目的：測(cè)定分子的相對(duì)分子質(zhì)量。(2)讀譜：相對(duì)分子質(zhì)量＝最大質(zhì)荷比。1．正誤判斷，錯(cuò)誤的說明原因。(1)早年科學(xué)家主要靠對(duì)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)得出規(guī)律后推測(cè)分子的結(jié)構(gòu)。答案：正確。(2)CH3CH2OH的紅外光譜圖中顯示含有C—H、C—O、O—H等鍵。答案：正確。(3)質(zhì)譜儀的基本原理是在質(zhì)譜儀中使分子得到電子變成分子離子和碎片離子等粒子。答案：錯(cuò)誤，它的基本原理是在質(zhì)譜儀中使分子失去電子變成帶正電荷的分子離子和碎片離子等粒子。(4)化學(xué)家根據(jù)質(zhì)譜圖中最大質(zhì)荷比推測(cè)被測(cè)物的相對(duì)分子質(zhì)量。答案：正確。2．用紅外光譜儀測(cè)得乙偶姻分子的紅外光譜圖如下：則由紅外光譜圖得乙偶姻分子中含有的化學(xué)鍵是______________，推測(cè)其含有的官能團(tuán)是：____________________(填結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)。答案：O—H、C—H和C=O—OH、歸納總結(jié)用紅外光譜儀測(cè)定化學(xué)鍵或官能團(tuán)信息。用質(zhì)譜儀測(cè)定分子的相對(duì)分子質(zhì)量，在質(zhì)譜圖中質(zhì)荷比最大的數(shù)據(jù)代表所測(cè)物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量。任務(wù)二多樣的分子空間結(jié)構(gòu)問題1：H2S中，兩個(gè)H—S的鍵角接近90°，BeCl2中兩個(gè)Be—Cl的鍵角是180°，推測(cè)H2S和BeCl2的分子的空間結(jié)構(gòu)分別是怎樣的？問題2：CH3Cl分子是正四面體形結(jié)構(gòu)嗎？問題3：白磷eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(P4))分子為正四面體形，其鍵角是否與甲烷一樣也為109°28′？問題4：NH3與BF3分子組成相似，但NH3是三角錐形，而BF3是平面三角形，試寫出兩種分子的電子式，并結(jié)合以上分析總結(jié)分子的空間結(jié)構(gòu)與哪些因素有關(guān)。提示：?jiǎn)栴}1：H2S的空間結(jié)構(gòu)是V形，BeCl2的空間結(jié)構(gòu)是直線形。問題2：C—H鍵與C—Cl鍵的鍵長不同，所以CH3Cl是四面體形，但不是正四面體形。問題3：不是。白磷分子中四個(gè)P原子位于四面體頂點(diǎn)，因此其鍵角為60°。問題，，分子的空間結(jié)構(gòu)與原子數(shù)目、鍵長、鍵角、孤電子對(duì)等有關(guān)。1．三原子分子化學(xué)式電子式結(jié)構(gòu)式鍵角空間結(jié)構(gòu)模型空間結(jié)構(gòu)名稱CO2O=C=O180°直線形H2O105°V形2.四原子分子化學(xué)式電子式結(jié)構(gòu)式鍵角空間結(jié)構(gòu)模型空間結(jié)構(gòu)名稱CH2O約120°平面三角形NH3107°三角錐形3.五原子分子化學(xué)式電子式結(jié)構(gòu)式鍵角空間結(jié)構(gòu)模型空間結(jié)構(gòu)名稱CH4109°28′正四面體形1．正誤判斷，錯(cuò)誤的說明原因。(1)所有的三原子分子都是直線形結(jié)構(gòu)。答案：錯(cuò)誤，有些三原子分子是直線形結(jié)構(gòu)，有些三原子分子是V形結(jié)構(gòu)。(2)所有的四原子分子都是平面三角形結(jié)構(gòu)。答案：錯(cuò)誤，有些四原子分子是平面三角形結(jié)構(gòu)，有些四原子分子是三角錐形結(jié)構(gòu)。(3)五原子分子的空間結(jié)構(gòu)都是正四面體。答案：錯(cuò)誤，有些五原子分子的空間結(jié)構(gòu)是四面體，而非正四面體。(4)正四面體形的鍵角均為109°28′。答案：錯(cuò)誤，P4為正四面體，鍵角為60°。(5)SiCl4、SiH4、NHeq\o\al(＋,4)、CH3Cl均為正四面體結(jié)構(gòu)。答案：錯(cuò)誤，CH3Cl為四面體結(jié)構(gòu)而非正四面體結(jié)構(gòu)。2．(1)硫化氫(H2S)分子中，兩個(gè)H—S的夾角接近90°，說明H2S分子的空間結(jié)構(gòu)為________。(2)二硫化碳(CS2)分子中，兩個(gè)C=S的夾角是180°，說明CS2分子的空間結(jié)構(gòu)為________。(3)能說明CH4分子不是平面四邊形，而是正四面體結(jié)構(gòu)的是________(填字母)。a．兩個(gè)鍵之間的夾角為109°28′b．C—H鍵為極性共價(jià)鍵c．4個(gè)C—H鍵的鍵能、鍵長都相等d．二氯甲烷eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH2Cl2))只有一種(不存在同分異構(gòu)體)答案：(1)V形(2)直線形(3)ad解析：(3)五原子分子CH4可能有平面四邊形和正四面體兩種空間結(jié)構(gòu)，不管為哪種，b、c兩項(xiàng)都成立；若為前者，則鍵角為90°，CH2Cl2有兩種：和；若為后者，則鍵角為109°28′，CH2Cl2只有一種。歸納總結(jié)1．常見的空間結(jié)構(gòu)為直線形的分子有BeCl2、HCN、C2H2、CO2等；2．常見的空間結(jié)構(gòu)為V形的分子有H2O、H2S、SO2等；3．常見的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形的分子有BF3、SO3、HCHO等；4．常見的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形的分子有PH3、PCl3、NH3等；5．常見的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形的分子有CH4、CCl4、SiH4、SiF4等；6．是四面體形但不是正四面體形的有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等。任務(wù)三價(jià)層電子對(duì)互斥模型為研究CH4、NH3和H2O的空間結(jié)構(gòu)，某小組同學(xué)制作了它們的氣球模型(如圖所示)：在CH4的氣球模型中，將4個(gè)顏色相同的氣球充氣成為相同大小，系在一個(gè)中心上。在NH3和H2O的氣球模型中，一種顏色的小氣球代表σ鍵電子對(duì)，另一種顏色的大氣球代表孤電子對(duì)。相比之下，孤電子對(duì)較“胖”一些，占據(jù)較大的空間，而σ鍵電子對(duì)較“瘦”，占據(jù)較小的空間。問題1：分析四種分子(CH4、NH3、H2O、BF3)和兩種離子(H3O＋、COeq\o\al(2－,3))，分別確定其中心原子的σ鍵電子對(duì)數(shù)和孤電子對(duì)數(shù)，并填入下表。分子(或離子)CH4NH3H2OBF3H3O＋COeq\o\al(2－,3)σ鍵電子對(duì)數(shù)4①____2②____33孤電子對(duì)數(shù)③____④____⑤____⑥____⑦_(dá)___⑧____問題2：利用價(jià)層電子對(duì)互斥模型推測(cè)四種分子(CH4、NH3、H2O、BF3)和兩種離子(H3O＋、COeq\o\al(2－,3))的VSEPR模型和空間結(jié)構(gòu)，并填入下表。分子(或離子)CH4NH3H2OBF3H3O＋COeq\o\al(2－,3)VSEPR模型四面體形①__________②__________平面三角形四面體形③__________分子(或離子)的空間結(jié)構(gòu)正四面體形④__________⑤__________⑥__________⑦_(dá)_________⑧__________提示：?jiǎn)栴}1：①3②3③0④1⑤2⑥0⑦1⑧0問題2：①四面體形②四面體形③平面三角形④三角錐形⑤V形⑥平面三角形⑦三角錐形⑧平面三角形1．理論要點(diǎn)價(jià)層電子對(duì)互斥理論認(rèn)為，分子的空間結(jié)構(gòu)是中心原子周圍的“價(jià)層電子對(duì)”相互排斥的結(jié)果。價(jià)層電子對(duì)是指分子中的中心原子與結(jié)合原子之間的σ鍵電子對(duì)和中心原子上的孤電子對(duì)。2．價(jià)層電子對(duì)數(shù)的計(jì)算(1)σ鍵電子對(duì)數(shù)的計(jì)算σ鍵電子對(duì)數(shù)可由化學(xué)式確定，中心原子有幾個(gè)σ鍵，就有幾個(gè)σ鍵電子對(duì)。如H2O分子中σ鍵電子對(duì)數(shù)為2，NH3分子中σ鍵電子對(duì)數(shù)為3。(2)孤電子對(duì)數(shù)的計(jì)算中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)＝eq\f(1,2)(a－xb)a為中心原子的價(jià)電子數(shù)；x為與中心原子結(jié)合的原子數(shù)；b為與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)。3．價(jià)層電子對(duì)互斥模型與分子結(jié)構(gòu)電子對(duì)數(shù)成鍵數(shù)孤電子對(duì)數(shù)電子對(duì)空間結(jié)構(gòu)分子空間結(jié)構(gòu)實(shí)例220直線形直線形CO2330平面三角形平面三角形BF321V形SO2440四面體形正四面體形CH431三角錐形NH322V形H2O4.VSEPR模型的應(yīng)用——預(yù)測(cè)分子空間結(jié)構(gòu)由價(jià)層電子對(duì)的相互排斥，得到含有孤電子對(duì)的VSEPR模型，然后，略去VSEPR模型中的中心原子上的孤電子對(duì)，便可得到分子的空間結(jié)構(gòu)。(1)中心原子不含孤電子對(duì)分子或離子中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)VSEPR模型及名稱分子或離子的空間結(jié)構(gòu)及名稱CO220直線形直線形COeq\o\al(2－,3)30平面三角形平面三角形CH440正四面體形正四面體形(2)中心原子含孤電子對(duì)分子價(jià)層電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)VSEPR模型及名稱分子的空間結(jié)構(gòu)及名稱NH341四面體形三角錐形H2O42四面體形V形SO231平面三角形V形正誤判斷，錯(cuò)誤的說明原因。(1)NH3分子中的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，VSEPR模型和分子的空間結(jié)構(gòu)均為正四面體形。答案：錯(cuò)誤，NH3分子中的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，VSEPR模型是四面體形而分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。(2)SO2和CO2的分子組成相似，故它們分子的空間結(jié)構(gòu)相同。答案：錯(cuò)誤，SO2的空間結(jié)構(gòu)是V形，CO2的空間結(jié)構(gòu)是直線形。(3)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型，H3O＋的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。答案：正確。(4)SOeq\o\al(2－,4)的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，孤電子對(duì)數(shù)為0。答案：正確。歸納總結(jié)分子空間結(jié)構(gòu)的確定思路中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)n??分子的空間結(jié)構(gòu)——略去孤電子對(duì)在價(jià)層電子對(duì)互斥模型中占有的空間1．下列說法不正確的是()A．用質(zhì)譜圖可確定有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量B．紅外光譜圖能確定有機(jī)物分子中的官能團(tuán)C．核磁共振氫譜圖可獲得分子中不同化學(xué)環(huán)境的氫D．用燃燒分析法可確定有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)答案：D解析：質(zhì)譜法可測(cè)定有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量，為有機(jī)物實(shí)驗(yàn)式和分子式確定中常用的方法，A正確；紅外光譜圖可確定有機(jī)物分子中的化學(xué)鍵或官能團(tuán)，對(duì)有機(jī)物分子紅外光譜的研究有助于確定有機(jī)物分子的結(jié)構(gòu)，B正確；核磁共振氫譜圖可獲得分子中不同化學(xué)環(huán)境的氫及其數(shù)目，C正確；燃燒分析法可確定有機(jī)物的分子式，不能確定其分子結(jié)構(gòu)，D錯(cuò)誤；故選D。2．下列分子或離子中，中心原子含有孤電子對(duì)的是()A．PCl5 B．NOeq\o\al(－,3)C．SiCl4 D．PbCl2答案：D解析：A項(xiàng)，PCl5中心原子磷原子孤電子對(duì)數(shù)＝eq\f(1,2)(5－5×1)＝0，沒有孤電子對(duì)，不符合題意；B項(xiàng)，NOeq\o\al(－,3)中心原子氮原子孤電子對(duì)數(shù)＝eq\f(1,2)(5＋1－3×2)＝0，沒有孤電子對(duì)，不符合題意；C項(xiàng)，SiCl4中心原子硅原子孤電子對(duì)數(shù)＝eq\f(1,2)(4－4×1)＝0，沒有孤電子對(duì)，不符合題意；D項(xiàng)，PbCl2中心原子鉛原子孤電子對(duì)數(shù)＝eq\f(1,2)(4－2×1)＝1，有孤電子對(duì)，符合題意。也可根據(jù)“中心原子若為最高價(jià)，則無孤電子對(duì)”來判斷。3．根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型，下列微粒的VSEPR模型屬于平面三角形的是()A．H2S B．NH3C．BF3 D．CH3Br答案：C解析：A項(xiàng)，H2S的中心原子S價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2＋eq\f(6－2×1,2)＝4，VSEPR模型為四面體形，不符合題意；B項(xiàng)，NH3的中心原子N價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3＋eq\f(5－1×3,2)＝4，VSEPR模型為四面體形，不符合題意；C項(xiàng)，BF3的中心原子B價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3＋eq\f(3－1×3,2)＝3，VSEPR模型為平面三角形，符合題意；D項(xiàng)，CH3Br的中心原子C價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4＋eq\f(4－1×3－1×1,2)＝4，VSEPR模型為四面體形，不符合題意。4．(1)利用VSEPR模型推斷分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。POeq\o\al(3－,4)：______________；CS2：______________。(2)為了解釋和預(yù)測(cè)分子的空間結(jié)構(gòu)，科學(xué)家在歸納了許多已知的分子空間結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了一種十分簡(jiǎn)單的理論模型——價(jià)層電子對(duì)互斥模型。這種模型把分子分成兩類：一類是______________________________；另一類是____________________。BF3和NF3都是四個(gè)原子的分子，BF3的中心原子是________，NF3的中心原子是________；BF3分子的空間結(jié)構(gòu)與NF3分子的空間結(jié)構(gòu)不同的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)正四面體形直線形(2)中心原子上的價(jià)電子都用于形成共價(jià)鍵中心原子上有孤電子對(duì)BNBF3分子中B原子的3個(gè)價(jià)電子都與F原子形成共價(jià)鍵，而NF3分子中N原子的3個(gè)價(jià)電子與F原子形成共價(jià)鍵，還有一對(duì)未成鍵的電子對(duì)，占據(jù)了N原子周圍的空間，參與相互排斥，形成三角錐形解析：(1)POeq\o\al(3－,4)是AB4型，成鍵電子對(duì)數(shù)是4，為正四面體形。CS2是AB2型，成鍵電子對(duì)數(shù)是2，是直線形。課時(shí)測(cè)評(píng)9分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定和多樣性價(jià)層電子對(duì)互斥模型(本欄目內(nèi)容，在學(xué)生用書中以獨(dú)立形式分冊(cè)裝訂！)題點(diǎn)一分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定1．下列說法錯(cuò)誤的是()A．核磁共振氫譜圖上可以推知有機(jī)物分子中有幾種不同類型的氫原子及它們的數(shù)目B．紅外光譜法是用高能電子流等轟擊樣品分子，使分子失去電子變成帶正電荷的分子離子和碎片離子等粒子C．質(zhì)譜法具有快速、微量、精確的特點(diǎn)D．通過紅外光譜法可以測(cè)知有機(jī)物所含的官能團(tuán)答案：B解析：質(zhì)譜法是用高能電子流等轟擊樣品分子，使分子失去電子變成帶正電荷的分子離子和碎片離子等粒子，故B錯(cuò)誤。故選B。2．TBC的一種標(biāo)準(zhǔn)譜圖如圖所示，它是()A．核磁共振氫譜 B．質(zhì)譜C．紅外光譜 D．紫外光譜答案：C解析：核磁共振氫譜用于測(cè)定H原子的種類和數(shù)目；質(zhì)譜用于測(cè)定有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量；紅外光譜橫坐標(biāo)為波數(shù)，紫外光譜橫坐標(biāo)為波長。題點(diǎn)二多樣的分子空間結(jié)構(gòu)3．下列分子或離子的空間結(jié)構(gòu)判斷不正確的是()A．NHeq\o\al(＋,4)為正四面體形 B．ClOeq\o\al(－,3)為三角錐形C．NF3為V形 D．CH2Cl2為四面體形答案：C解析：A項(xiàng)，銨根離子中氮原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4、孤電子對(duì)數(shù)為0，離子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，正確；B項(xiàng)，ClOeq\o\al(－,3)中氯原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4、孤電子對(duì)數(shù)為1，分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，正確；C項(xiàng)，三氟化氮分子中氮原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4、孤電子對(duì)數(shù)為1，分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，CH2Cl2分子中碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4、孤電子對(duì)數(shù)為0，分子的空間結(jié)構(gòu)為四面體形，正確。4．下列分子結(jié)構(gòu)為正四面體形的是()①P4②NH3③CCl4④CH4⑤SO2⑥CO2A．①③④⑤ B．①③④⑤⑥C．①③④ D．②④⑤答案：C解析：NH3的空間結(jié)構(gòu)是三角錐形，SO2的空間結(jié)構(gòu)是V形，CO2的空間結(jié)構(gòu)是直線形。題點(diǎn)三孤電子對(duì)數(shù)的計(jì)算5．下列分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是3的是()A．H2O B．BF3C．CH4 D．NH3答案：B解析：水分子中氧原子、甲烷分子中碳原子和氨分子中氮原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)都為4，三氟化硼分子中硼原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，故選B項(xiàng)。6．下列微粒中，含有孤電子對(duì)的是()A．SiH4 B．CH4C．H2O D．NHeq\o\al(＋,4)答案：C解析：依據(jù)中心原子孤電子對(duì)數(shù)的計(jì)算公式：SiH4中Si的孤電子對(duì)數(shù)＝eq\f(1,2)(4－4×1)＝0，CH4中C的孤電子對(duì)數(shù)＝eq\f(1,2)(4－4×1)＝0，H2O中O的孤電子對(duì)數(shù)＝eq\f(1,2)(6－2×1)＝2，NHeq\o\al(＋,4)中N的孤電子對(duì)數(shù)＝eq\f(1,2)(5－1－4×1)＝0，故選C。題點(diǎn)四價(jià)層電子對(duì)互斥模型7．用價(jià)層電子對(duì)互斥模型可以預(yù)測(cè)許多分子或離子的空間結(jié)構(gòu)，也可推測(cè)鍵角大小，下列判斷正確的是()A．PCl3為平面三角形B．SO3與COeq\o\al(2－,3)為平面三角形C．SO2鍵角大于120°D．BF3是三角錐形分子答案：B解析：PCl3分子中，P原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3＋eq\f(1,2)×(5－3×1)＝4，含有1個(gè)孤電子對(duì)，分子應(yīng)為三角錐形，A錯(cuò)誤；SO3和COeq\o\al(2－,3)中S和C的價(jià)層電子對(duì)數(shù)均為3，中心原子無孤電子對(duì)，微粒結(jié)構(gòu)均為平面三角形，B項(xiàng)正確；SO2的中心原子為硫原子，其價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2＋eq\f(1,2)×(6－2×2)＝3，有1個(gè)孤電子對(duì)，孤電子對(duì)對(duì)兩個(gè)成鍵電子對(duì)的斥力大，鍵角小于120°，C錯(cuò)誤；BF3的中心原子為B原子，其價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3＋eq\f(1,2)×(3－3×1)＝3，無孤電子對(duì)，空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，D錯(cuò)誤。8．用價(jià)層電子對(duì)互斥模型(VSEPR)可以預(yù)測(cè)許多分子或離子的空間結(jié)構(gòu)，有時(shí)也能用來推測(cè)鍵角大小，下列判斷正確的是()A．CS2是V形的分子B．BF3鍵角為120°，H2O鍵角大于120°C．CH2O、NOeq\o\al(－,3)都是平面三角形的分子D．PCl3、PCl5都是三角錐形的分子答案：C解析：A項(xiàng)，CS2的結(jié)構(gòu)式為S=C=S，C原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2＋eq\f(1,2)(4－2×2)＝2＋0＝2，無孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型判斷CS2的空間結(jié)構(gòu)為直線形，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，BF3分子中，B原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3＋eq\f(1,2)(3－3×1)＝3＋0＝3，無孤對(duì)電子，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型判斷BF3的空間結(jié)構(gòu)為平面正三角形，鍵角為120°，H2O分子中，O原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2＋eq\f(1,2)(6－2×1)＝2＋2＝4，且含2個(gè)孤電子對(duì)，H2O的空間結(jié)構(gòu)為V形，鍵角小于120°，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，CH2O分子中，C原子形成3個(gè)σ鍵，C原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3＋eq\f(1,2)(4－2×1－1×2)＝3＋0＝3，無孤電子對(duì)，CH2O的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，NOeq\o\al(－,3)中，N原子形成3個(gè)σ鍵，N原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3＋eq\f(1,2)(5＋1－3×2)＝3＋0＝3，NOeq\o\al(－,3)的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，正確；D項(xiàng)，PCl3分子中，P原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3＋eq\f(1,2)(5－3×1)＝3＋1＝4，含有1個(gè)孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型判斷PCl3的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，PCl5分子中，P原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為5＋eq\f(1,2)(5－5×1)＝5＋0＝5，不含孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型判斷PCl5的空間結(jié)構(gòu)為三角雙錐形，錯(cuò)誤。9．下列微粒的空間結(jié)構(gòu)與其VSEPR模型不一致的是()A．SO2 B．BF3C．CH4 D．NHeq\o\al(＋,4)答案：A解析：A項(xiàng)，SO2的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝2＋eq\f(1,2)(6－2×2)＝3，含1個(gè)孤電子對(duì)，VSEPR模型為平面三角形，其空間結(jié)構(gòu)為V形，符合題意；B項(xiàng)，BF3的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝3＋eq\f(1,2)(3－3×1)＝3，無孤電子對(duì)，VSEPR模型和其空間結(jié)構(gòu)均為平面三角形，不符合題意；C項(xiàng)，CH4的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝4＋eq\f(1,2)(4－4×1)＝4，無孤電子對(duì)，VSEPR模型和其空間結(jié)構(gòu)均為正四面體，不符合題意；D項(xiàng)，NHeq\o\al(＋,4)的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝4＋eq\f(1,2)(5－1－4×1)＝4，無孤電子對(duì)，VSEPR模型和其空間結(jié)構(gòu)均為正四面體，不符合題意。10．用短線“—”表示共用電子對(duì)，用“··”表示未成鍵孤電子對(duì)的式子叫路易斯結(jié)構(gòu)式。R分子的路易斯結(jié)構(gòu)式可以表示為，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．R與BF3的空間結(jié)構(gòu)相同B．鍵角：PH3<NH3<109°28′C．R可以是PH3或AsH3D．R分子的中心原子上的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4答案：A解析：R的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，BF3中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3＋eq\f(1,2)×(3－3×1)＝3，其空間結(jié)構(gòu)是平面三角形，因此其空間結(jié)構(gòu)與BF3不相同，故A錯(cuò)誤；PH3、NH3都為三角錐形，鍵角小于109°28′，而N的電負(fù)性大，吸引電子的能力比P強(qiáng)，因此NH3共用電子對(duì)之間的排斥力比PH3共用電子對(duì)之間的排斥力大，其鍵角大，所以鍵角：PH3<NH3<109°28′，故B正確；可能為NH3，根據(jù)第ⅤA族元素原子的特點(diǎn)得到R可以是PH3或AsH3，故C正確；R分子的中心原子上的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3＋eq\f(1,2)×(5－1×3)＝4，故D正確。11．完成下列問題。(1)H2O的鍵角________(填“小于”、“大于”或“等于”)NH3的鍵角。(2)Xe是第五周期的稀有氣體元素，與F形成的XeF2室溫下易升華。XeF2中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為________；OF2分子的空間結(jié)構(gòu)為________。(3)磷酸根離子的空間結(jié)構(gòu)為________________，其中P的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為________。答案：(1)小于(2)5V形(3)正四面體形4解析：(1)H2O分子中O原子和NH3分子中N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)均為4，前者有2個(gè)孤電子對(duì)，后者有1個(gè)孤電子對(duì)，由于孤電子對(duì)的排斥力大于σ鍵電子對(duì)，則中心原子含有孤電子對(duì)越多，共價(jià)鍵的鍵角越小，故H2O的鍵角小于NH3的鍵角；(2)XeF2中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2＋eq\f(8－2×1,2)＝5；OF2分子中O原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2＋eq\f(6－2×1,2)＝4，含2個(gè)孤電子對(duì)，則VSEPR模型為四面體形，略去孤電子對(duì)，推知OF2分子的空間結(jié)構(gòu)為V形；(3)POeq\o\al(3－,4)中P的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4＋eq\f(5＋3－4×2,2)＝4，不含孤電子對(duì)，則VSEPR模型和POeq\o\al(3－,4)的空間結(jié)構(gòu)均為正四面體形。12．20世紀(jì)50年代科學(xué)家提出價(jià)層電子對(duì)互斥模型(簡(jiǎn)稱VSEPR模型)，用于預(yù)測(cè)簡(jiǎn)單分子的空間結(jié)構(gòu)。其要點(diǎn)可以概括：Ⅰ.用AXnEm表示只含一個(gè)中心原子的分子組成，A為中心原子，X為與中心原子相結(jié)合的原子，E為中心原子最外層未參與成鍵的電子對(duì)(稱為孤電子對(duì))，(n＋m)稱為價(jià)層電子對(duì)數(shù)。分子中的價(jià)層電子對(duì)總是互相排斥，均勻地分布在中心原子周圍的空間；Ⅱ.分子的空間結(jié)構(gòu)是指分子中的原子在空間中的排布，不包括中心原子未成鍵的孤電子對(duì)；Ⅲ.分子中價(jià)層電子對(duì)之間的斥力主要順序?yàn)椋孩?孤電子對(duì)之間的斥力>孤電子對(duì)與共用電子對(duì)之間的斥力>共用電子對(duì)之間的斥力；ⅱ.雙鍵與雙鍵之間的斥力>雙鍵與單鍵之間的斥力>單鍵與單鍵之間的斥力；ⅲ.X原子得電子能力越弱，A—X形成的共用電子對(duì)之間的斥力越強(qiáng)；ⅳ.其他。請(qǐng)仔細(xì)閱讀上述材料，回答下列問題：(1)根據(jù)要點(diǎn)Ⅰ可以畫出AXnEm的VSEPR理想模型，請(qǐng)?zhí)顚懴卤恚簄＋m2VSEPR理想模型正四面體形價(jià)層電子對(duì)之間的理想鍵角109°28′(2)請(qǐng)用VSEPR模型解釋CO2為直線形分子的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)H2O分子的空間結(jié)構(gòu)為________，請(qǐng)你預(yù)測(cè)水分子中∠H—O—H的大小范圍并解釋原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)SO2Cl2和SO2F2都屬AX4E0型分子，S與O之間以雙鍵結(jié)合，S與Cl、S與F之間以單鍵結(jié)合。請(qǐng)你預(yù)測(cè)SO2Cl2和SO2F2分子的空間結(jié)構(gòu)：________________，SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl______(填“<”、“>”或“＝”)SO2F2分子中∠F—S—F。答案：(1)4直線形180°(2)CO2屬AX2E0，n＋m＝2，故為直線形(3)V形水分子屬AX2E2，n＋m＝4，VSEPR理想模型為正四面體形，價(jià)層電子對(duì)之間的夾角均為109°28′，根據(jù)Ⅲ中的ⅰ，應(yīng)有∠H—O—H<109°28′(4)四面體形>13．短周期元素D、E、X、Y、Z的原子序數(shù)逐漸增大，它們的最簡(jiǎn)單氫化物分子的空間結(jié)構(gòu)依次是正四面體形、三角錐形、正四面體形、V形、直線形?；卮鹣铝袉栴}：(1)Z的氫化物的結(jié)構(gòu)式為____________，HZO分子的中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)的計(jì)算式為______________________________________，該分子的空間結(jié)構(gòu)為________________。(2)Y的價(jià)層電子排布式為__________，Y的最高價(jià)氧化物的VSEPR模型為______________。(3)X與Z形成的最簡(jiǎn)單化合物的化學(xué)式是__________________，該分子中的鍵角是______________。(4)D、E的最簡(jiǎn)單氫化物的分子空間結(jié)構(gòu)分別是正四面體形與三角錐形，這是因?yàn)開_____(填字母)。a．兩種分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)不同b．D、E的非金屬性不同c．E的氫化物分子中有一個(gè)孤電子對(duì)，而D的氫化物分子中沒有答案：(1)H—Cl2＋eq\f(1,2)×(6－1×1－1×1)V形(2)3s23p4平面三角形(3)SiCl4109°28′(4)c解析：由題意可推出D、E、X、Y、Z分別為C、N、Si、S、Cl。HClO中氧原子是中心原子，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2＋eq\f(1,2)×(6－1×1－1×1)＝4，所以HClO分子的空間結(jié)構(gòu)為V形。SO3中硫原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，VSEPR模型為平面三角形。SiCl4是正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角為109°28′。CH4、NH3的中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)均為4，分子的空間結(jié)構(gòu)不同的根本原因是NH3分子中有孤電子對(duì)而CH4分子中沒有，分子結(jié)構(gòu)與元素的非金屬性強(qiáng)弱無關(guān)。14．回答下列問題：(1)指出下列粒子的空間結(jié)構(gòu)：①OF2__________；②BeF2____________；③PF3__________；④SO3__________。(2)在BF3分子中，F(xiàn)—B—F的鍵角是________。(3)肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個(gè)氫原子被—NH2(氨基)取代形