【知識(shí)解析】多樣的分子空間結(jié)構(gòu)

多樣的分子空間結(jié)構(gòu)溫故多原子分子的空間結(jié)構(gòu)是由共價(jià)鍵的鍵角和鍵長(zhǎng)共同決定的。而鍵角是由共價(jià)鍵的方向性決定的；鍵長(zhǎng)與形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子的半徑有關(guān)。單原子分子（稀有氣體）、雙原子分子不存在空間結(jié)構(gòu)，多原子分子存在空間結(jié)構(gòu)。三原子分子的空間結(jié)構(gòu)——直線形和V形（又稱角形）物質(zhì)化學(xué)式空間結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)式鍵角空間結(jié)構(gòu)模型二氧化碳CO2直線形O＝C＝O180°水H2OV形105°四原子分子常見的空間結(jié)構(gòu)——平面三角形和三角錐形物質(zhì)化學(xué)式空間結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)式鍵角空間結(jié)構(gòu)模型甲醛CH2O平面三角形約120°氨NH3三角錐形107°五原子分子的常見空間結(jié)構(gòu)——四面體形物質(zhì)化學(xué)式空間結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)式鍵角空間結(jié)構(gòu)模型甲烷CH4正四面體形109°28′注：甲烷結(jié)構(gòu)式上加的虛線表明氫原子的幾何關(guān)系。五原子分子的常見空間結(jié)構(gòu)——四面體形名師提醒1．分子組成相似的分子，其空間結(jié)構(gòu)不一定相似，如NH3是三角錐形，而BCl3是平面三角形。2．四原子分子的空間結(jié)構(gòu)不一定都是平面三角形或三角錐形。如白磷（P4）分子，四個(gè)磷原子位于正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)，鍵角為60°，且該正四面體的結(jié)構(gòu)和鍵角與CH4正四面體的結(jié)構(gòu)和鍵角均不同。有關(guān)分子空間結(jié)構(gòu)的注意事項(xiàng)五原子分子的常見空間結(jié)構(gòu)——四面體形名師提醒4．記住一些常見分子的空間結(jié)構(gòu)及鍵角，可推測(cè)組成相似的其他分子的空間結(jié)構(gòu)。如CO2與CS2、H2O與H2S、NH3與PH3、CH4與CCl4等。有關(guān)分子空間結(jié)構(gòu)的注意事項(xiàng)其他多原子分子的空間結(jié)構(gòu)多原子分子的空間結(jié)構(gòu)形形色色，異彩紛呈。如白磷（P4，正四面體形）、PCl5（三角雙錐形）、SF6（正八面體形）、P4O6、P4O10、C60（“足球”狀分子，由平面正五邊形和正六邊形組成）、C6H12（環(huán)己烷）、S8的空間結(jié)構(gòu)如圖所示。其他多原子分子的空間結(jié)構(gòu)其他多原子分子的空間結(jié)構(gòu)注意：（1）分子的穩(wěn)定性與其空間結(jié)構(gòu)有關(guān)。如C6H12有船式和椅式兩種空間結(jié)構(gòu)，其中椅式結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。（2）常見分子（或離子）的空間結(jié)構(gòu)及分子（或離子）中的鍵角，可以作為解題的依據(jù)。典例詳析例2－2下列分子的空間結(jié)構(gòu)模型正確的是（）A．CO2：B．H2O：C．NH2：D．CH4：D典例詳析解析：CO2的空間結(jié)構(gòu)為直線形，A項(xiàng)錯(cuò)誤；H2O的空間結(jié)構(gòu)為V形，B項(xiàng)錯(cuò)誤；NH3的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，C項(xiàng)錯(cuò)誤；CH4的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，D項(xiàng)正確。點(diǎn)評(píng)：常見的空間結(jié)構(gòu)為直線形的分子有BeCl2、HCN、C2H2、CO2等；常見的空間結(jié)構(gòu)為V形的分子有H2O、H2S、SO2等；常見的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形的分子有BF3、SO3等；常見的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形的分子有PH3、PCl3、NH3等；常見的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形的分子有CH4、CCl4、SiH4、SiF4等；常見的空間結(jié)構(gòu)是四面體形但不是正四面體形的分子有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等。記住常見分子的空間結(jié)構(gòu)，可類推出同類別物質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)。典例詳析例2－3（2020湖北武漢期中）下列分子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形的是（）①P4

②NH3

③CCl4

④CH4

⑤H2S

⑥CO2A．①③④⑤

B．①③④⑤⑥C．①③④

D．②④⑤C解析：NH3的空間結(jié)構(gòu)是三角錐形，H2S的空間結(jié)構(gòu)是V形，CO2的空間結(jié)構(gòu)是直線形，故選C。典例詳析例2－4（1）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）CO2分子中，兩個(gè)C＝O的夾角是180°，說明CO2分子的空間結(jié)構(gòu)為_________。（3）能說明CH4分子的空間結(jié)構(gòu)不是平面正方形，而是正四面體形的是________（填標(biāo)號(hào)，雙選）。a．兩個(gè)C—H之間的夾角為109°28′c．4個(gè)C—H的鍵能、鍵長(zhǎng)都相等b．C—H為極性共價(jià)鍵d．CH2Cl2只有一種（不存在同分異構(gòu)體）V形直線形ad典例詳析解析：（1）、（2）中可由鍵角直接判斷分子的空間結(jié)構(gòu)。（3）五原子分子CH4可能有平面正方形和正四面體形兩種空間結(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。典例詳析例2－5（2020吉林長(zhǎng)春外國(guó)語中學(xué)月考）下列物質(zhì)中分子的空間結(jié)構(gòu)與H2O相同的是（）A．CO2