1、第二节第二节 分子的空间结构分子的空间结构 第第 1 1 课时课时 分子结构的测定和多样性分子结构的测定和多样性 价层电子对互斥模型价层电子对互斥模型 题组一 价层电子对互斥模型的理解 1下列关于价层电子对互斥模型的叙述中不正确的是( ) A价层电子对互斥模型可用来预测分子的空间结构 B分子中价层电子对相互排斥决定了分子的空间结构 C中心原子上的孤电子对不参与互相排斥 D分子中键角越大，价层电子对相互排斥力越小，分子越稳定 答案 C 解析 价层电子对互斥模型可用来预测分子的空间结构， 注意实际空间结构要去掉孤电子对， A 正确；空间结构与价层电子对相互排斥有关，所以分子中价层电子对相互排斥决定
2、了分子 的空间结构， B 正确； 中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间并参与互相排斥， 且孤电子对间排斥力孤电子对和成对电子对间的排斥力，C 错误；在多原子分子内，两个共 价键之间的夹角越大，价层电子对相互排斥力越小，分子越稳定，D 正确。 2SO2 3离子的中心原子孤对电子计算公式为axb 2 中，下列对应的数值正确的是( ) Aa8 x3 b2 Ba6 x3 b2 Ca4 x2 b3 Da6 x2 b3 答案 A 题组二 价层电子对互斥模型的应用 3用价层电子对互斥模型判断 SO3分子的空间结构为( ) A正四面体形 BV 形 C三角锥形 D平面三角形 答案 D 解析 SO3中心
3、原子 S 的孤电子对数1 2(632)0，没有孤对电子，只有 3 对 键电子 对，故其分子空间结构为平面三角形。 4 (2019 乌鲁木齐市第二十三中学高二月考)根据价层电子对互斥模型， 判断下列分子或者离 子的空间结构不是三角锥形的是( ) APCl3 BH3O CHCHO DPH3 答案 C 解析 PCl3中 P 原子含有的孤电子对数是513 2 1， 键电子对数为 3， P 的价层电子对数 为 4，VSEPR 模型为四面体形，PCl3的空间结构为三角锥形，A 不选；H3O 中 O 原子含有 的孤电子对数是6113 2 1， 键电子对数为 3，O 的价层电子对数为 4，VSEPR 模型为
4、四面体形，H3O 的空间结构为三角锥形，B 不选；HCHO 中碳原子含有的孤电子对数是 41221 2 0， 键电子对数为 3， C 的价层电子对数为 3， VSEPR 模型为平面三角形， 甲醛的空间结构是平面三角形，C 选；PH3中 P 原子含有的孤电子对数是513 2 1， 键 电子对数为 3， P 的价层电子对数为 4， VSEPR 模型为四面体形， PH3的空间结构为三角锥形， D 不选。 5下列描述中正确的是( ) ACS2为 V 形分子 BClO 3的空间结构为平面三角形 CSF6中有 6 对完全相同的成键电子对 DSiF4和 SO2 3的中心原子均无孤电子对 答案 C 解析 CS
5、2为直线形分子；ClO 3中心原子的价层电子对数为 37123 2 4，根据化学式 知成键电子对数为 3，所以有 1 对孤电子对，故空间结构为三角锥形；SiF4无孤电子对，而 SO2 3有 1 对孤电子对，D 错误。 6(2019 三亚华侨学校高二期中)下列分子的 VSEPR 模型与分子的空间结构相同的是( ) ACCl4 BSO2 CNH3 DH2O 答案 A 解析 CCl4中碳原子价层电子对数41 2(441)4， 所以 VSEPR 模型为正四面体结构， 不含有孤电子对，所以其空间结构为正四面体结构，VSEPR 模型与分子空间结构模型一致， 故 A 正确；SO2中孤电子对数为622 2 1
6、， 键电子对数为 2，价层电子对数123， VSEPR 模型为平面三角形结构，含有 1 对孤电子对，空间结构为 V 形，VSEPR 模型与分子 空间结构模型不一致，故 B 错误；氨气分子中氮原子的价层电子对数 键电子对数孤电 子对数31 2(531)4，VSEPR 模型为正四面体结构，含有 1 对孤电子对，所以其空 间结构为三角锥形，VSEPR 模型与分子空间结构模型不一致，故 C 错误；水分子中氧原子 的价层电子对数21 2(621)4，VSEPR 模型为正四面体结构，含有 2 对孤电子对， 空间结构是 V 形，VSEPR 模型与分子空间结构模型不一致，故 D 错误。 7用价层电子对互斥模型
7、分别预测 H2S 和 BF3的空间结构，两个结论都正确的是( ) A直线形 三角锥形 BV 形 三角锥形 C直线形 平面三角形 DV 形 平面三角形 答案 D 解析 根据价层电子对互斥模型，H2S 的中心原子上的价层电子对数为 4，孤电子对数为 2， 孤电子对和 键电子对相互排斥而形成 V 形结构；BF3的中心原子上的价层电子对数为 3， 孤电子对数为 0，故为平面三角形结构。 8下列对应关系不正确的是( ) 选项 A B C D 中心原子所在族 A A A A 分子通式 AB4 AB3 AB2 AB2 空间结构 正四面体形 平面三角形 直线形 V 形 答案 B 解析 当中心原子在A 族时，A
8、B3分子应是三角锥形。当中心原子在A 族时，AB4分子 是正四面体形，当中心原子在A 族时，AB2分子是直线形，当中心原子在A 族时，AB2 分子是 V 形。 9短周期主族元素 A、B 可形成 AB3分子，下列有关叙述正确的是( ) A若 A、B 为同一周期元素，则 AB3分子一定为平面正三角形 B若 AB3分子中的价电子个数为 24 个，则 AB3分子可能为平面正三角形 C若 A、B 为同一主族元素，则 AB3分子一定为三角锥形 D若 AB3分子为三角锥形，则 AB3分子一定为 NH3 答案 B 10下列说法中正确的是( ) ANO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外电子层都满
9、足了 8 电子稳定结构 BP4和 CH4都是正四面体形分子且键角都为 109 28 CNH 4的电子式为 ，离子呈平面正方形结构 DNH3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 答案 D 解析 NCl3分子原子的最外电子层都满足 8 电子稳定结构，故 A 错误；白磷的键角是 60 ， 故 B 错误；NH 4呈正四面体形结构，故 C 错误；分子中，孤电子对对成键电子对的排斥力大 于成键电子对对成键电子对的排斥力，所以 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，故 D 正确。 11第A 族元素的原子 R 与 A 原子结合形成 RA3气态分子，其空间结构呈三
10、角锥形。RCl5 在气态和液态时，分子结构如下图所示，下列关于 RCl5分子的说法中不正确的是( ) A每个原子都达到 8 电子稳定结构 B键角(ClRCl)有 90 、120 、180 几种 CRCl5受热后会分解生成分子空间结构呈三角锥形的 RCl3 D分子中 5 个 RCl 键能不都相同 答案 A 解析 R 原子最外层有 5 个电子，形成 5 对共用电子对，所以 RCl5中 R 的最外层电子数为 10，不满足 8 电子稳定结构，故选 A；上下两个顶点与中心 R 原子形成的键角为 180 ，中间 为平面三角形， 构成三角形的键角为120 ， 顶点与平面形成的键角为90 ， 所以键角(ClR
11、Cl) 有 90 、120 、180 几种，故不选 B；RCl5= RCl3Cl2，则 RCl5受热后会分解生成分子 空间结构呈三角锥形的 RCl3，故不选 C；键长越短，键能越大，键长不同，所以键能不同， 故不选 D。 12H2O2的结构式为 HOOH，下列有关 H2O2的说法正确的是( ) A是直线形分子 B是三角锥形分子 C氧原子有 1 对孤电子对 D氧原子的价层电子对数为 4 答案 D 解析 H2O2中的每个氧原子有 6 个价电子，形成了 2 个 键，故还有 4 个电子没有成键，孤 电子对数为 2，价层电子对数为 4，C 项错误、D 项正确；以氧为中心的三个原子呈 V 形结 构，H2O
12、2中相当于有两个 V 形结构，故不可能是直线形或三角锥形分子，A、B 项错误。 13(1)计算下列分子或离子中点“ ”原子的价层电子对数。 C Cl4_； B eCl2_； B Cl3_； P Cl3_。 (2)计算下列微粒中点“ ”原子的孤电子对数。 H2S _； P Cl5_； B F3_； N H3_。 (3)三原子分子或离子的常见空间结构有_形和_形两种；四原子分子或离子的 常见空间结构有_形和_形两种；五原子分子或离子最常见的空间结构是 _形。CO2 3是平面三角形结构，则离子中的键角是_；CBr4分子中，两个相邻 CBr 键的夹角是 109 28，说明 CBr4分子的空间结构为_形
13、。 答案 (1)4 2 3 4 (2)2 0 0 1 (3)直线 V 平面三角 三角锥 四面体 120 正四面体 1420 世纪 50 年代科学家提出价层电子对互斥模型(简称 VSEPR 模型)，用于预测简单分子 空间结构。其要点可以概括： .用 AXnEm表示只含一个中心原子的分子组成， A 为中心原子， X 为与中心原子相结合的原 子，E 为中心原子最外层未参与成键的电子对(称为孤电子对)，(nm)称为价层电子对数。分 子中的价层电子对总是互相排斥，均匀地分布在中心原子周围的空间； .分子的空间结构是指分子中的原子在空间中的排布，不包括中心原子未成键的孤电子对； .分子中价层电子对之间的斥
14、力主要顺序为.孤电子对之间的斥力孤电子对与共用电子 对之间的斥力共用电子对之间的斥力；.双键与双键之间的斥力双键与单键之间的斥力 单键与单键之间的斥力；.X 原子得电子能力越弱，AX 形成的共用电子对之间的斥力越 强；.其他。请仔细阅读上述材料，回答下列问题： (1)根据要点可以画出 AXnEm的 VSEPR 理想模型，请填写下表： nm 2 VSEPR 理想模型 正四面体形 价层电子对之间的理想键角 109 28 (2)请用 VSEPR 模型解释 CO2为直线形分子的原因： _。 (3)H2O分子的空间结构为_， 请你预测水分子中HOH的大小范围并解释原因： _。 (4)SO2Cl2和 SO
15、2F2都属 AX4E0型分子，S 与 O 之间以双键结合，S 与 Cl、S 与 F 之间以单键 结合。请你预测 SO2Cl2和 SO2F2分子的空间结构：_，SO2Cl2分子中 ClSCl_(填“”或“”)SO2F2分子中FSF。 答案 (1) nm 2 4 VSEPR 理想模型 直线形 正四面体形 价层电子对之间的理想键角 180 109 28 (2)CO2属 AX2E0，nm2，故为直线形 (3)V 形 水分子属 AX2E2，nm4，VSEPR 理想模型为正四面体形，价层电子对之间的夹 角均为 109 28，根据中的，应有HOH 15短周期元素 D、E、X、Y、Z 的原子序数逐渐增大，它们
16、的最简单氢化物分子的空间结 构依次是正四面体形、三角锥形、正四面体形、V 形、直线形。回答下列问题： (1)Z 的氢化物的结构式为_，HZO 分子的中心原子价层电子对数的计算式为 _，该分子的空间结构为_。 (2)Y的价层电子排布式为_， Y的最高价氧化物的VSEPR模型为_。 (3)X 与 Z 形成的最简单化合物的化学式是_， 该分子中的键角是_。 (4)D、E 的最简单氢化物的分子空间结构分别是正四面体形与三角锥形，这是因为 _(填字母)。 a两种分子的中心原子的价层电子对数不同 bD、E 的非金属性不同 cE 的氢化物分子中有一对孤电子对，而 D 的氢化物分子中没有 答案 (1)HCl 21 2(61111) V 形 (2)3s 23p4 平面三角形 (3)SiCl 4 109 28 (4)c 解析 由题意可推出 D、E、X、Y、Z 分别为 C、N、Si、S、Cl。HClO 中氧原子是中心原 子，价层电子对数21 2(61111)4，所以 HClO 分子的空间结构为 V 形。SO3 中硫原子的价层电子对数为 3，VSEPR 模型为平面三角形。SiCl4是正四面体结构，键角为 109 28。CH4、NH3的中心原子价层电子对数均为 4，分子的空间结构不同的根本原因是 NH3分子中有孤电子对而 CH4分子中没有，分子构型与元素的非金属性强弱无关。