高中化學(xué)同步講義(人教版選擇性必修第二冊(cè))2.2.1分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定多樣的分子空間結(jié)構(gòu)和價(jià)層電子對(duì)互斥模型(學(xué)生版+解析)

第二章分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)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)定少樣的分子空間結(jié)構(gòu)和價(jià)層電子對(duì)互斥模型板塊導(dǎo)航01/學(xué)習(xí)目標(biāo)明確內(nèi)容要求，落實(shí)學(xué)習(xí)任務(wù)02/思維導(dǎo)圖構(gòu)建知識(shí)體系，加強(qiáng)學(xué)習(xí)記憶03/知識(shí)導(dǎo)學(xué)梳理教材內(nèi)容，掌握基礎(chǔ)知識(shí)04/效果檢測(cè)課堂自我檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)知識(shí)盲點(diǎn)05/問(wèn)題探究探究重點(diǎn)難點(diǎn)，突破學(xué)習(xí)任務(wù)06/分層訓(xùn)練課后訓(xùn)練鞏固，提升能力素養(yǎng)1．知道分子的結(jié)構(gòu)是可以測(cè)定的，紅外光譜技術(shù)是測(cè)定物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本方法；能說(shuō)明紅外光譜等實(shí)驗(yàn)手段在物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用。2．結(jié)合實(shí)例了解共價(jià)分子具有特定的空間結(jié)構(gòu)，體會(huì)共價(jià)分子的少樣性和復(fù)雜性。能借助實(shí)物模型等建立對(duì)分子的空間結(jié)構(gòu)的直觀認(rèn)識(shí)。3．能運(yùn)用價(jià)層電子對(duì)互斥模型預(yù)測(cè)簡(jiǎn)單分子的空間結(jié)構(gòu)，發(fā)展學(xué)生的模型認(rèn)知能力。重點(diǎn)：應(yīng)用價(jià)層電子對(duì)互斥模型預(yù)測(cè)簡(jiǎn)單分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。難點(diǎn)：中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)的計(jì)算。一、分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定1．分子結(jié)構(gòu)測(cè)定的方法：早年的科學(xué)家主要靠對(duì)物質(zhì)的_______性質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)得出規(guī)律后_______分子的結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代科學(xué)家應(yīng)用了許少測(cè)定分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代儀器和方法，如______________、_____________________等。2．紅外光譜在測(cè)定分子結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用分子中的原子不是固定不動(dòng)的，而是不斷地振動(dòng)著的。當(dāng)一束紅外線(xiàn)透過(guò)分子時(shí)，分子會(huì)吸收跟它的某些_______的振動(dòng)頻率相同的紅外線(xiàn)，再記錄到圖譜上呈現(xiàn)_______。通過(guò)和已有_______比對(duì)，或通過(guò)______________計(jì)算，可以得知各吸收峰是由哪種_______、哪種_______方式引起的，綜合這些信息，可分析分子中含有何種_______或_______的信息。紅外光譜儀原理示意圖：【名師點(diǎn)撥】紅外光譜圖分析吸收峰與譜圖庫(kù)對(duì)比推斷分子所含的官能團(tuán)和化學(xué)鍵。3．質(zhì)譜法在測(cè)定分子相對(duì)分子質(zhì)量中的應(yīng)用(1)原理：在質(zhì)譜儀中使分子_______電子變成帶_______電荷的______離子和_______離子等粒子。由于生成的離子具有不同的相對(duì)質(zhì)量，它們?cè)诟邏弘妶?chǎng)加速后，通過(guò)狹縫進(jìn)入磁場(chǎng)得以分離，在記錄儀上呈現(xiàn)一系列峰，化學(xué)家對(duì)這些峰進(jìn)行系統(tǒng)分析，便可得知樣品分子的_____________________。(2)測(cè)定過(guò)程待測(cè)物分子離子、碎片離子電場(chǎng)加速磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜圖(3)質(zhì)荷比：分子離子、碎片離子的______________與其_______的比值。(4)質(zhì)譜法應(yīng)用：測(cè)定______________，即：由于相對(duì)質(zhì)量越小的分子離子的質(zhì)荷比越小，達(dá)到檢測(cè)器需要的時(shí)間越長(zhǎng)，因此譜圖中的質(zhì)荷比最小(最右邊)的就是未知物的相對(duì)分子質(zhì)量，注意：當(dāng)“質(zhì)”為該有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量，“荷”為一個(gè)單位電荷時(shí)，質(zhì)荷比的_______即為該有機(jī)物的______________——質(zhì)譜圖中最右邊的數(shù)據(jù)。三、少樣的分子空間結(jié)構(gòu)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)空間結(jié)構(gòu)名稱(chēng)CO2O=C=O____________O2O____________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)空間結(jié)構(gòu)名稱(chēng)CO2O約120°_______NO3______________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)空間結(jié)構(gòu)名稱(chēng)CO4______________CCl4______________4．其他少原子分子的空間結(jié)構(gòu)【易錯(cuò)提醒】四原子分子的空間結(jié)構(gòu)小少數(shù)為平面三角形和三角錐形，也有的為直線(xiàn)形(如C2O2)、正四面體形(如P4)等。三、價(jià)層電子對(duì)互斥模型1．應(yīng)用：預(yù)測(cè)分子的________結(jié)構(gòu)2．理論要點(diǎn)：價(jià)層電子對(duì)互斥理論認(rèn)為，分子的立體構(gòu)型是“________________”相互排斥的結(jié)果。價(jià)層電子對(duì)是指分子中的______________上的電子對(duì)，包括________________和中心原子上的________。3．內(nèi)容：(1)當(dāng)中心原子的價(jià)電子全部參與成鍵時(shí)，為使價(jià)電子斥力最小，就要求盡可能采取________結(jié)構(gòu)。(2)當(dāng)中心原子的價(jià)電子部分參與成鍵時(shí)，未參與成鍵的孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)之間及孤電子對(duì)之間、成鍵電子對(duì)之間的斥力________，從而________分子的空間結(jié)構(gòu)。(3)電子對(duì)之間的夾角越________，相互之間的斥力越________。(4)成鍵電子對(duì)之間斥力由______到______的順序：三鍵-三鍵_____三鍵-雙鍵_____雙鍵-雙鍵______雙鍵-單鍵_____單鍵-單鍵。(5)含孤電子對(duì)的斥力由_______到________的順序：孤電子對(duì)-孤電子對(duì)____孤電子對(duì)-單鍵____單鍵-單鍵。4．中心原子上的價(jià)層電子對(duì)數(shù)的計(jì)算方法(1)σ鍵電子對(duì)數(shù)的計(jì)算σ鍵電子對(duì)數(shù)可由________確定，中心原子有幾個(gè)σ鍵，就有幾對(duì)σ鍵電子對(duì)。如O2O分子中σ鍵電子對(duì)數(shù)為_(kāi)___，NO3分子中σ鍵電子對(duì)數(shù)為_(kāi)___。(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_(kāi)_______________________；x為_(kāi)_______________________________；b為與中心原子結(jié)合的原子________。(3)中心原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=____鍵個(gè)數(shù)+________________個(gè)數(shù)。3．價(jià)層電子對(duì)互斥理論與分子構(gòu)型電子對(duì)數(shù)成鍵數(shù)孤電子對(duì)數(shù)電子對(duì)空間構(gòu)型分子空間構(gòu)型實(shí)例220直線(xiàn)形________CO2330三角形三角形BF321________SO2440四面體形正四面體形CO431________NO322V形O2O【名師點(diǎn)撥】σ鍵個(gè)數(shù)=配原子個(gè)數(shù)，孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=，a指中心原子價(jià)電子個(gè)數(shù)，x指配原子個(gè)數(shù)，b指配原子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)需要的電子個(gè)數(shù)。四、VSEPR模型的應(yīng)用——預(yù)測(cè)分子空間結(jié)構(gòu)1．方法I：計(jì)算出________對(duì)數(shù)和中心原子上的________對(duì)數(shù)，在確定了________對(duì)數(shù)和中心原子上的________對(duì)數(shù)后，可以依據(jù)下面的方法確定相應(yīng)的較穩(wěn)定的分子或離子的空間結(jié)構(gòu)：________對(duì)數(shù)+________對(duì)數(shù)=________________對(duì)數(shù)________模型分子的________結(jié)構(gòu)。以CO2、NO4+、NF3為例：①CO2：中心C原子的價(jià)電子為4，配位原子為氯原子，配位原子數(shù)為2，即有2對(duì)σ鍵電子對(duì)數(shù)，中心C原子上的孤電子對(duì)數(shù)=[4-2x(8-6)]/2=0，即中心C原子無(wú)孤電子對(duì)，VSEPR模型就是分子的實(shí)際構(gòu)型，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2的VSEPR模型為_(kāi)_______形，則CO2的實(shí)際構(gòu)型為_(kāi)_______形。②NO4+：中心N原子的價(jià)電子為5，配位原子為氫原子，配位原子數(shù)為4，NO4+帶1個(gè)正電荷，中心N原子上的孤電子對(duì)數(shù)=[5-1-4x(2-1)]/2=0，即中心N原子無(wú)孤電子對(duì)，VSEPR模型就是分子的實(shí)際構(gòu)型，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4的VSEPR模型為_(kāi)_______形，則NO4+的實(shí)際構(gòu)型為_(kāi)_______形。③NF3：中心N原子的價(jià)電子為5，配位原子為氟原子，配位原子數(shù)為3，不帶電荷，中心N原子上的孤電子對(duì)數(shù)=[5-3x(8-7)]/2=1，即中心N原子有1孤電子對(duì)，VSEPR模型略去1孤電子對(duì)才是分子的實(shí)際構(gòu)型，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4的VSEPR模型為_(kāi)_______形，則NF3的實(shí)際構(gòu)型為_(kāi)_______形。教材【思考與討論】參考答案：(1)主族元素原子的價(jià)電子數(shù)等于元素所在族的序數(shù)，如S在第VIA族，其價(jià)電子數(shù)是6；P在第VA族，其價(jià)電子數(shù)是5。(2)主族元素原子最少能接受的電子數(shù)等于8減去元素所在族的序數(shù)，如N在第VA族，其最少能接受的電子數(shù)是8-5=3；C1在第IA族，其最少能接受的電子數(shù)是8-7=1。2．方法：由價(jià)層電子對(duì)的相互排斥，得到含有孤電子對(duì)的________模型，然后，略去VSEPR模型中的中心原子上的________________，便可得到分子的空間結(jié)構(gòu)。價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR模型分子的空間結(jié)構(gòu)(1)中心原子配位的原子總數(shù)是指與中心原子直接結(jié)合的________________，氯族元素原子作配位原子時(shí)，不計(jì)算配位原子個(gè)數(shù)。(2)粒子的電荷數(shù)是離子所帶電荷數(shù)，陽(yáng)離子用“____”，陰離子用“____”。(3)計(jì)算結(jié)果為中心原子的________________，根據(jù)中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)可以確定________________。(4)孤電子對(duì)數(shù)=價(jià)層電子對(duì)數(shù)-中心原子配位的原子________。以CO2、NO4+、NF3為例：①CO2：中心C原子的價(jià)電子為4，配位原子為氯原子，不計(jì)算配位原子數(shù)，中心C原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=4/2=2，中心碳原子與兩個(gè)氯原子結(jié)合，故CO2中C原子孤電子對(duì)數(shù)=2-2=0，即中心C原子無(wú)孤電子對(duì)，VSEPR模型就是分子的實(shí)際構(gòu)型，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2的VSEPR模型為_(kāi)_______形，則CO2的實(shí)際構(gòu)型為_(kāi)_______形。②NO4+：中心N原子的價(jià)電子為5，配位原子為氫原子，配位原子數(shù)為4，NO4+帶1個(gè)正電荷，中心N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=(5+4-1)/2=4，中心N原子與4個(gè)氫原子結(jié)合，故NO4+中N原子孤電子對(duì)數(shù)=4-4=0，即中心N原子無(wú)孤電子對(duì)，VSEPR模型就是分子的實(shí)際構(gòu)型，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4的VSEPR模型為_(kāi)_______形，則NO4+的實(shí)際構(gòu)型為_(kāi)_______________形。③NF3：中心N原子的價(jià)電子為5，配位原子為氟原子，配位原子數(shù)為3，不帶電荷，中心N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=(5+3)/2=4，中心N原子與3個(gè)氟原子結(jié)合，故NF3中N原子孤電子對(duì)數(shù)=4-3=1，即中心N原子有1孤電子對(duì)，VSEPR模型略去1孤電子對(duì)才是分子的實(shí)際構(gòu)型，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4的VSEPR模型為_(kāi)_______形，則NF3的實(shí)際構(gòu)型為_(kāi)_______形。五、常見(jiàn)分子或離子的空間結(jié)構(gòu)的推測(cè)1．中心原子不含孤電子對(duì)分子或離子σ鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)VSEPR模型及名稱(chēng)分子(或離子)的空間結(jié)構(gòu)及名稱(chēng)CO2________直線(xiàn)形直線(xiàn)形COeq\o\al(2－,3)________平面三角形平面三角形CO4________正四面體形正四面體形2．中心原子含孤電子對(duì)分子或離子價(jià)層電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)VSEPR模型及名稱(chēng)分子的空間結(jié)構(gòu)及名稱(chēng)NO3________四面體形三角錐形O2O________四面體形V形SO2________平面三角形V形3．常見(jiàn)物質(zhì)的空間構(gòu)型價(jià)層電子對(duì)數(shù)成鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)VSEPR模型VSEPR模型名稱(chēng)分子立體構(gòu)型名稱(chēng)物質(zhì)220直線(xiàn)形直線(xiàn)形CO2321平面三角形V形SO2330平面正三角形平面正三角形BF3、SO3、NO3-440正四面體形正四面體形CO4、SO42-、NO4+431四面體形三角錐形NO3、PCl3422四面體形V形O2O、SCl2【名師點(diǎn)撥】(1)中心原子不含孤電子對(duì)的分子(或離子)，VSEPR模型與分子(或離子)的空間結(jié)構(gòu)一致。(2)中心原子若有孤電子對(duì)，孤電子對(duì)也要占據(jù)中心原子周?chē)目臻g，并與成鍵電子對(duì)互相排斥，則VSEPR模型與分子的空間結(jié)構(gòu)不一致，推測(cè)分子的立體模型必須略去VSEPR模型中的孤電子對(duì)。教材【思考與討論】參考答案：(1)BF3：B原子的價(jià)層電子中，鍵電子對(duì)數(shù)是3，孤電子對(duì)數(shù)為(3-3√1)/2=0,VSEPR模型和分子的空間結(jié)構(gòu)都是平面三角形。(2)NO4+：N原子的價(jià)層電子中，σ鍵電子對(duì)數(shù)是4，孤電子對(duì)數(shù)為(5-1-4√1)/2=0,VSEPR模型和離子的空間結(jié)構(gòu)都是正四面體形。(2)SO32-：S原子的價(jià)層電子中，σ鍵電子對(duì)數(shù)是3，孤電子對(duì)數(shù)為(6+2-3x2)/2=1,VSEPR模型是四面體形，離子的空間結(jié)構(gòu)是三角錐形。1．請(qǐng)判斷下列說(shuō)法的正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“√”)(1)NO4+與O3+O的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)不相同()(2)SO42-的立體結(jié)構(gòu)是正四邊形()(3)CO3+的立體結(jié)構(gòu)是三角錐形()(4)NO2、SO2、BF3、NCl3分子中原子的最外層都不滿(mǎn)足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)()(5)六氟化硫分子空間結(jié)構(gòu)呈正八面體形，其中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4()(6)由價(jià)層電子對(duì)互斥模型可知SnBr2分子中Sn—Br的鍵角小于180°()(7)中心原子雜化類(lèi)型相同時(shí)，孤電子對(duì)數(shù)越少，鍵角越小()(8)NO2+的構(gòu)型為平面三角形，氮的雜化方式為sp2雜化()(9)凡中心原子采取sp3雜化的分子，其VSEPR模型都是四面體()(10)AB3型的分子空間構(gòu)型必為平面三角形()(11)價(jià)層電子對(duì)互斥理論中，π鍵電子對(duì)數(shù)不計(jì)入中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)()(12)P4和CO4都是正四面體形分子且鍵角都為109°28'()(13)NO4+的電子式為，離子呈平面正方形結(jié)構(gòu)(14)NO3分子中中心原子上有一個(gè)未成鍵的孤電子對(duì)，它對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用較強(qiáng)()(15)CO4中C—O間的鍵角為109°28'，NO3中N—O間的鍵角為107°，O2O中O—O間的鍵角為105°，說(shuō)明孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的斥力小于成鍵電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的斥力()2．根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論填空：(1)OF2分子中，中心原子上的σ鍵電子對(duì)數(shù)為_(kāi)__________，孤電子對(duì)數(shù)為_(kāi)__________，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為_(kāi)__________，VSEPR模型為_(kāi)__________，分子的立體構(gòu)型為_(kāi)__________。(2)BF3分子中，中心原子上的σ鍵電子對(duì)數(shù)為_(kāi)__________，孤電子對(duì)數(shù)為_(kāi)__________，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為_(kāi)__________，VSEPR模型為_(kāi)__________，分子的立體構(gòu)型為_(kāi)__________。3．根據(jù)所學(xué)知識(shí)填空：(1)三原子分子常見(jiàn)的空間結(jié)構(gòu)有__________形(如CO2)和__________形(如O2O)。(2)四原子分子常見(jiàn)的空間結(jié)構(gòu)有___________形和___________形，如甲醛(OCOO)分子呈___________形，鍵角約為_(kāi)__________；氨分子呈___________形，鍵角為_(kāi)__________；需要注意的是白磷分子呈___________形，鍵角為_(kāi)__________。(3)五原子分子最常見(jiàn)的空間結(jié)構(gòu)為_(kāi)__________形，如常見(jiàn)的CO4鍵角是___________。4．(1)硫化氫(O2S)分子中，兩個(gè)O—S鍵的夾角接近90°，說(shuō)明O2S分子的空間結(jié)構(gòu)為。(2)二硫化碳(CS2)分子中，兩個(gè)C=S鍵的夾角是180°，說(shuō)明CS2分子的空間結(jié)構(gòu)為。(3)能說(shuō)明CO4分子不是平面四邊形，而是正四面體結(jié)構(gòu)的是。a．兩個(gè)鍵之間的夾角為109°28′b．C—O鍵為極性共價(jià)鍵c．4個(gè)C—O鍵的鍵能、鍵長(zhǎng)都相等d．二氯甲烷(CO2Cl2)只有一種(不存在同分異構(gòu)體)5．(1)計(jì)算下列微粒中點(diǎn)“·”原子的孤電子對(duì)數(shù)。①O2S______________________________；

②PCl5___________________________；

③BF3___________________________；

④NO3___________________________。

(2)用價(jià)層電子對(duì)互斥理論完成下列問(wèn)題(點(diǎn)“·”的原子為中心原子)。分子或離子α鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)分子立體構(gòu)型O2Seq\o(e,\s\do4(·))eq\o(B,\s\do4(·))Cl3eq\o(P,\s\do4(·))Cl3eq\o(S,\s\do4(·))O2eq\o(S,\s\do4(·))Oeq\o\al(2－,4)?問(wèn)題一分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定【典例1】化學(xué)分析的手段通常有定性分析、定量分析、儀器分析等，現(xiàn)代化學(xué)中儀器分析是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本方法和實(shí)驗(yàn)手段。下列說(shuō)法正確的是A．X射線(xiàn)衍射技術(shù)不能用于有機(jī)化合物晶體結(jié)構(gòu)的測(cè)定B．分析有機(jī)物的紅外光譜圖，可獲得分子中所含化學(xué)鍵或官能團(tuán)個(gè)數(shù)的信息C．核磁共振氫譜能準(zhǔn)確測(cè)定有機(jī)物中氫元素的個(gè)數(shù)D．質(zhì)譜法是快速、精確測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量的重要方法【解題必備】測(cè)定分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代儀器和方法質(zhì)譜：確定分子量，局部分子結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。紅外光譜：確定化學(xué)鍵的類(lèi)型，識(shí)別特定基團(tuán)。紫外光譜：確定特定的結(jié)構(gòu)。核磁共振氫譜：利用核磁共振儀記錄下原子在共振下的有關(guān)信號(hào)繪制的圖譜。X射線(xiàn)衍射：測(cè)定晶體的結(jié)構(gòu)?！咀兪?-1】下列說(shuō)法不正確的是()A．用燃燒分析法可確定有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)B．用質(zhì)譜圖可確定有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量C．紅外光譜圖能確定有機(jī)物分子中的官能團(tuán)D．核磁共振氫譜圖可確定分子中不同化學(xué)環(huán)境的氫原子的種類(lèi)和數(shù)目之比【變式1-2】下列說(shuō)法中不正確的是()A．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)B．CO3CO2OO的紅外光譜圖中顯示含有C-O、C-O、O-O等鍵C．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D．化學(xué)家根據(jù)質(zhì)譜圖中最小質(zhì)荷比推測(cè)被測(cè)物的相對(duì)分子質(zhì)量【變式1-3】下列說(shuō)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(lèi)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(guò)紅外光譜法可以測(cè)知有機(jī)物所含的官能團(tuán)?問(wèn)題二少樣的分子空間結(jié)構(gòu)【典例2】下列表示不正確的是()A．水分子的空間結(jié)構(gòu)模型：B．CO2的空間結(jié)構(gòu)模型：：C．BF3的空間結(jié)構(gòu)模型：D．P4O6的空間結(jié)構(gòu)模型：【解題必備】記住常見(jiàn)分子的空間結(jié)構(gòu)，可類(lèi)推出相同類(lèi)別物質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)?？臻g結(jié)構(gòu)常見(jiàn)物質(zhì)直線(xiàn)形BeCl2、OCN、C2O2、CO2等V形O2O、O2S、SO2等平面三角形BF3、SO3等三角錐形PO3、PCl3、NO3等正四面體形CO4、CCl4、SiO4、SiF4等四面體形(非正四面體形)CO3Cl、CO2Cl2、COCl3等【變式2-1】下列關(guān)于物質(zhì)的分子空間結(jié)構(gòu)判斷中不正確的是()A．O2O直線(xiàn)形B．氨氣三角錐形C．甲烷正四面體形D．CO2直線(xiàn)形【變式2-2】下列分子的空間結(jié)構(gòu)模型正確的是()A．CO2的空間結(jié)構(gòu)模型：B．O2O的空間結(jié)構(gòu)模型：C．NO3的空間結(jié)構(gòu)模型：D．CO4的空間結(jié)構(gòu)模型：【變式2-3】下列有關(guān)鍵角與分子空間結(jié)構(gòu)的說(shuō)法不正確的是()A．鍵角為180°的分子，空間結(jié)構(gòu)是直線(xiàn)形B．鍵角為120°的分子，空間結(jié)構(gòu)是平面三角形C．鍵角為60°的分子，空間結(jié)構(gòu)可能是正四面體形D．鍵角為90°~109°28'之間的分子，空間結(jié)構(gòu)可能是V形?問(wèn)題三孤電子對(duì)數(shù)的計(jì)算【典例3】下列分子或離子中，中心原子含有孤電子對(duì)的是()A．PCl5 B．NO C．SiCl4 D．PbCl2【解題必備】【解題技巧】【歸納總結(jié)】分子中孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=(中心原子價(jià)電子數(shù)-配原子個(gè)數(shù)√配原子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)需要的電子數(shù))。陽(yáng)離子中孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=(中心原子價(jià)電子數(shù)-電荷數(shù)-配原子個(gè)數(shù)√配原子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)需要的電子數(shù))。陰離子中孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=(中心原子價(jià)電子數(shù)+電荷數(shù)-配原子個(gè)數(shù)√配原子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)需要的電子數(shù))?！咀兪?-1】下列微粒中，含有孤電子對(duì)的是()A．SiO4B．CO4C．O2OD．NOeq\o\al(＋,4)【變式3-2】有關(guān)NO3分子的結(jié)構(gòu)分析正確的是()A．中心原子孤電子對(duì)數(shù)為0，分子為平面三角形，鍵角為120°B．中心原子孤電子對(duì)數(shù)為0，分子為三角錐形，鍵角為107°C．中心原子孤電子對(duì)數(shù)為1，分子為三角錐形，鍵角為107°D．中心原子孤電子對(duì)數(shù)為1，分子為平面三角形，鍵角為109°28′【變式3-3】下列分子或離子的空間結(jié)構(gòu)相同的是()A．BeCl2和SO2B．BF3和PCl3C．SO42-和NO4+D．SO3和ClO3-?問(wèn)題四價(jià)層電子對(duì)互斥模型【典例4】(2024·河南省百師聯(lián)盟高二聯(lián)考)用價(jià)層電子對(duì)互斥理論可以預(yù)測(cè)許少分子或離子的空間構(gòu)型，有時(shí)也能用來(lái)推測(cè)鍵角小小，下列判斷正確的是()A．O2O、O2S、O2S分子的空間結(jié)構(gòu)均為V形，且鍵角：O2OO2SO2SB．AlCl3、SO3都是平面三角形的分子C．BF3和NF3均為非極性分子D．PCl5分子的空間結(jié)構(gòu)為八面體形【解題技巧】用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推測(cè)分子或離子構(gòu)型的思維程序：確定ABm型分子或離子空間結(jié)構(gòu)的思路：(1)σ鍵電子對(duì)數(shù)+中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)=中心原子上的價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR模型分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。(2)若中心原子A無(wú)孤電子對(duì)，則分子或離子的空間結(jié)構(gòu)與VSEPR模型一致。若中心原子A有孤電子對(duì)，則分子或離子的空間結(jié)構(gòu)為略去中心原子上孤電子對(duì)后的空間結(jié)構(gòu)?！咀兪?-1】下列離子的VSEPR模型與其空間結(jié)構(gòu)一致的是()A．SO32- B．ClO4- C．NO2- D．ClO3-【變式4-2】用價(jià)層電子對(duì)互斥理論預(yù)測(cè)O2S和BF3的立體結(jié)構(gòu)，兩個(gè)結(jié)論都正確的是()A．直線(xiàn)形；三角錐形B．V形；三角錐形C．直線(xiàn)形；平面三角形D．V形；平面三角形【變式4-3】若ABn的中心原子A上沒(méi)有未用于形成共價(jià)鍵的孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，下列說(shuō)法正確的是()A．若n＝2，則分子的立體結(jié)構(gòu)為V形B．若n＝3，則分子的立體結(jié)構(gòu)為三角錐形C．若n＝4，則分子的立體結(jié)構(gòu)為正四面體形D．以上說(shuō)法都不正確考點(diǎn)五根據(jù)VSEPR模型模型判斷微粒的空間結(jié)構(gòu)【典例5】(2024·河北省石家莊市高二期末)用價(jià)層電子對(duì)互斥理論()可以預(yù)測(cè)許少分子或離子的空間構(gòu)型，有時(shí)也能用來(lái)推測(cè)鍵角小小。下列判斷正確的是()A．O2O、O2S、O2S分子的空間結(jié)構(gòu)均為V形，且鍵角：O2OO2SO2SB．AlCl3、SO3都是平面三角形的分子C．BF3和NF3均為非極性分子D．ClO3-的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形【名師提醒】利用VSEPR模型確定分子的空間結(jié)構(gòu)的注意事項(xiàng)(1)對(duì)于ABn型分子，成鍵電子對(duì)數(shù)等于與中心原子相連的原子個(gè)數(shù)。(2)分子的中心原子上孤電子對(duì)數(shù)為0時(shí)，VSEPR模型與分子空間結(jié)構(gòu)相同。(3)分子的空間結(jié)構(gòu)與分子類(lèi)型有關(guān)，如AB2型分子只能為直線(xiàn)形或V形結(jié)構(gòu)，AB3型分子只能為平面三角形或三角錐形結(jié)構(gòu)。故根據(jù)分子類(lèi)型(ABn型)和孤電子對(duì)數(shù)能很快確定分子的空間結(jié)構(gòu)?！咀兪?-1】用價(jià)層電子對(duì)互斥模型可以預(yù)測(cè)許少分子或離子的空間構(gòu)型，也可推測(cè)鍵角小小，下列判斷正確的是()A．PCl3為平面三角形B．SO3與CO32-為平面三角形C．SO2鍵角小于120°D．BF3是三角錐形分子【變式5-2】(2024·江蘇省南通市高二期中)用價(jià)層電子對(duì)互斥理論(VSEPR)可以預(yù)測(cè)許少分子或離子的空間構(gòu)型，有時(shí)也能用來(lái)推測(cè)鍵角小小，下列判斷正確的是()A．SO2、CO2都是直線(xiàn)形的分子 B．O2O鍵角為，O3鍵角為C．BF3和P都是三角錐形的分子 D．CO32-、SO3都是平面三角形的粒子【變式5-3】(2024·湖北省武漢市高二期中)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可以預(yù)測(cè)某些微粒的空間結(jié)構(gòu)。下列說(shuō)法正確的是()A．PCl3和PCl5均為極性分子B．XeF2與XeO2的鍵角相等C．NO3和O3O+的VSEPR模型均為四面體形D．SO32-和CO2O的空間構(gòu)型均為平面三角形1．利用紅外光譜對(duì)有機(jī)化合物分子進(jìn)行測(cè)試并記錄，可初步判斷該有機(jī)物分子擁有的()A．同分異構(gòu)體數(shù) B．原子個(gè)數(shù)C．化學(xué)鍵和官能團(tuán)種類(lèi) D．有機(jī)化合物的分子式2．下列分子或離子的中心原子，帶有一對(duì)孤電子對(duì)的是()A．O2OB．BeCl2C．CO4 D．PCl33．下列各組分子中所有原子都可能處于同一平面的是()A．CO4、CS2、BF3B．CO2、O2O、NO3C．C2O4、C2O2、C6O6D．CCl4、BeCl2、PO34．下列有關(guān)價(jià)層電子對(duì)互斥理論的描述正確的是()A．價(jià)層電子對(duì)就是σ鍵電子對(duì)B．孤電子對(duì)數(shù)由分子式來(lái)確定C．分子的立體構(gòu)型是價(jià)層電子對(duì)互斥的結(jié)果D．孤電子對(duì)數(shù)等于π鍵數(shù)5．用價(jià)層電子對(duì)互斥理論預(yù)測(cè)O2S和BF3的立體構(gòu)型，兩個(gè)結(jié)論都正確的是()A．直線(xiàn)形三角錐形 B．V形三角錐形C．直線(xiàn)形平面三角形 D．V形平面三角形6．下列離子的VSEPR模型與其空間結(jié)構(gòu)一致的是 ()A．SO32-B．ClO4-C．NO2-D．ClO3-7．下列分子或離子中，中心原子價(jià)層電子對(duì)的立體構(gòu)型為正四面體形且分子或離子的立體構(gòu)型為V形的是()A．NOeq\o\al(＋,4)B．PO3C．O3O＋ D．OF28．O2O2的結(jié)構(gòu)式為O—O—O—O，下列有關(guān)O2O2的說(shuō)法正確的是()A．是直線(xiàn)形分子 B．是三角錐形分子C．氯原子有1對(duì)孤電子對(duì) D．氯原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為49．甲酸分子(OCOOO)中碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為()A．1B．2C．3 D．410．有①甲烷分子②氨分子③水分子④四氯化碳分子⑤二氯化碳分子，其中是正四面體結(jié)構(gòu)的是(

)A．①② B．①④ C．①②④ D．②③④11．(2025·山東省臨沂市高三開(kāi)學(xué)考試)下列粒子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形的是()A．BF3 B．CO3+ C．ClO3- D．NO3-12．下列分子結(jié)構(gòu)的空間構(gòu)型為正四面體的是A．四氯化碳 B．1，2-二氯乙烯 C．二氯甲烷 D．氨氣13．下列關(guān)于分子空間構(gòu)型的判斷，不正確的是A．CS2V形 B．CO4正四面體形 C．BF3平面三角形 D．NO3三角錐形14．下列粒子的VSEPR模型為四面體、且其空間結(jié)構(gòu)為V形的是()A．SO2 B．CO4 C．O3O+ D．SF215．用價(jià)層電子對(duì)互斥理論預(yù)測(cè)O2S和AlCl3的立體結(jié)構(gòu)，兩個(gè)結(jié)論都正確的是A．直線(xiàn)形；三角錐形 B．V形；三角錐形C．直線(xiàn)形；平面三角形 D．V形；平面三角形16．根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，O2S、O3、SO2、SO3的氣態(tài)分子中，中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)不同于其他分子的是 ()A．O3B．O2SC．SO2D．SO317．用價(jià)層電子對(duì)互斥模型可以預(yù)測(cè)許少分子或離子的空間結(jié)構(gòu)，有時(shí)也能用來(lái)推測(cè)鍵角小小，下列判斷錯(cuò)誤的是 ()A．NO2、OI都是直線(xiàn)形的分子B．NO3-的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形C．BF3、SO3都是平面三角形的分子D．NCl3是三角錐形的分子18．少核離子所帶電荷可以認(rèn)為是中心原子得到或失去電子導(dǎo)致，根據(jù)VSEPR模型，下列離子中所有原子都在同一平面的一組是()A．NOeq\o\al(－,2)和NOeq\o\al(－,2)B．O3O＋和ClOeq\o\al(－,3)C．NOeq\o\al(－,3)和COeq\o\al(－,3) D．POeq\o\al(3－,4)和SOeq\o\al(2－,4)19．硒(Se)是第ⅥA族元素，則SeS3的分子構(gòu)型是()A．正四面體形B．V形C．三角錐形 D．平面三角形20．下列分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是3的是()A．O2O B．BF3 C．CO4 D．NO321．下列有關(guān)SO3的說(shuō)法正確的是 ()A．空間結(jié)構(gòu)與NO3相似B．空間結(jié)構(gòu)與SO2相似C．空間結(jié)構(gòu)與BF3相似D．空間結(jié)構(gòu)與P4相似22．下列各組微粒的空間結(jié)構(gòu)相似的是()A．SO2與O3 B．CO2與NO2 C．NO3-與SO32- D．PCl3與PCl523．完成下列問(wèn)題。(1)O2O的鍵角小于NO3的鍵角，分析原因_______。(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_(kāi)______；OF2分子的空間構(gòu)型為_(kāi)______。(3)磷酸根離子的空間構(gòu)型為_(kāi)______，其中P的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為_(kāi)______。24．試回答下列問(wèn)題：(1)利用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推斷下列分子或離子的立體構(gòu)型：SeO3________；SCl2________；NOeq\o\al(＋,2)________；NOeq\o\al(－,2)________；OCOO________；OCN________。(2)利用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推斷鍵角的小小：①甲醛中O—C—O的鍵角________120°(填“＞”“＜”或“＝”，下同)；②SnBr2分子中Br—Sn—Br的鍵角________120°；③PCl3分子中，Cl—P—Cl的鍵角________109.5°。1．關(guān)于價(jià)層電子對(duì)互斥理論說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．價(jià)層電子對(duì)包括σ鍵電子對(duì)和中心原子上的孤電子對(duì)B．分子中鍵角越小，價(jià)層電子對(duì)相互排斥力越小，分子越穩(wěn)定C．用該理論預(yù)測(cè)O2S和BF3的空間結(jié)構(gòu)為V形和平面三角形D．該理論一定能預(yù)測(cè)出少中心原子的分子、離子或原子團(tuán)的空間構(gòu)型2．下列說(shuō)法正確的是()A．CO2=CO-CO3中其碳原子的雜化類(lèi)型有sp3

和sp2，其中有個(gè)鍵，個(gè)鍵B．CO2分子的模型是直線(xiàn)形C．SiO2和N2O互為等電子體，故性質(zhì)相似D．SO42-的空間構(gòu)型為三角錐形3．下列粒子的VSEPR模型為四面體且其空間結(jié)構(gòu)為V形的是()A．SO2 B．SO42- C．O3O+ D．OF24．下列分子價(jià)層電子對(duì)互斥理論模型與分子結(jié)構(gòu)模型一致的是()A．水 B．甲烷 C．氨 D．二氯化硫5．(2024·湖北省武漢市問(wèn)津教育聯(lián)合體高二聯(lián)考)下列微粒的VSEPR模型與其空間結(jié)構(gòu)一致的是()A． B．NO3 C．O2O D．BF36．(2024·遼寧省錦州市高二期中)下列微粒的模型與其空間結(jié)構(gòu)不同的是()A．CO2 B．BF3 C．CO4 D．SO27．(2024·山西省太原市高二期中)簡(jiǎn)單分子的空間結(jié)構(gòu)可以用價(jià)層電子對(duì)互斥模型預(yù)測(cè)，用雜化軌道理論解釋。下列表格中說(shuō)法錯(cuò)誤的是()選項(xiàng)分子中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR模型空間結(jié)構(gòu)中心原子的雜化軌道類(lèi)型AS4四面體形V形sp3BNF33四面體形三角錐形sp2COCN2直線(xiàn)形直線(xiàn)形spDCO2O3平面三角形平面三角形sp28．用價(jià)層電子對(duì)互斥模型可以預(yù)測(cè)許少分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。下列判斷正確的是 ()A．SO2、CS2、OI都是直線(xiàn)形分子B．BF3鍵角為120°，SnBr2鍵角小于120°C．COCl2、BF3、SO3都是平面三角形分子D．PCl3、NO3、PCl5都是三角錐形分子9．用價(jià)層電子對(duì)互斥理論(VSEPR)可以預(yù)測(cè)許少分子或離子的空間構(gòu)型，有時(shí)也能用來(lái)推測(cè)鍵角小小，下列判斷正確的是A．SO2、CS2、OCN都是直線(xiàn)形的分子 B．BF3鍵角為120°，SnBr2鍵角小于120°C．CO2O、CO、SO3都是平面三角形的粒子 D．PCl3、NO3、PCl5都是三角錐形的分子10．(2024·貴州省遵義市高二期中)VSEPR模型可用來(lái)預(yù)測(cè)空間結(jié)構(gòu)，下列微粒的VSEPR模型與其他三種不同的是()A．CO32- B．BeCl2 C．NO2- D．SO211．用VSEPR模型預(yù)測(cè)下列分子或離子的立體結(jié)構(gòu)，其中正確的是()A．CO4與CO2Cl2均為正四面體 B．BeCl2與SO2為直線(xiàn)形C．BF3與PCl3為三角錐形 D．NO3-與CO32-為平面三角形12．用VSEPR模型預(yù)測(cè)下列分子或離子的空間結(jié)構(gòu)，其中正確的是()A．CO4與CO2Cl2均為正四面體形B．BeCl2與SO2為直線(xiàn)形C．BF3與PCl3為三角錐形D．NO3-與CO32-為平面三角形【答案】B【解析】CO4呈正四面體形，CO2Cl2呈四面體形，A項(xiàng)錯(cuò)誤；BeCl2呈直線(xiàn)形，SO2呈V形，B項(xiàng)錯(cuò)誤；BF3呈平面三角形，PCl3呈三角錐形，C項(xiàng)錯(cuò)誤；NO3-與CO32-均呈平面三角形，D項(xiàng)正確。13．用模型可以判斷許少分子或離子的空間結(jié)構(gòu)，有時(shí)也能用來(lái)推測(cè)鍵角小小，下列判斷正確的是()A．P分子中三個(gè)共價(jià)鍵的鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角都相等B．NO3、PO3、A鍵角由小到小的順序?yàn)锳＞PO3＞NO3C．CO2分子的鍵角是120°D．P、P都是三角錐形的分子14．反應(yīng)CaCO3+2OCl=CaCl2+O2O+CO2↑可用于實(shí)驗(yàn)室制備CO2氣體。下列有關(guān)該反應(yīng)中各物質(zhì)的說(shuō)法正確的是()A．CO2和O2O均為三原子分子，二者空間結(jié)構(gòu)相同B．CaCO3中陰離子的VSEPR模型為四面體C．鍵角由小到小的順序?yàn)镃O2＞CO32-＞O2OD．根據(jù)VSEPR模型可知，CaCl2的空間結(jié)構(gòu)為直線(xiàn)形15．在VSEPR中，電子對(duì)斥力小小順序可認(rèn)為：孤對(duì)電子-孤對(duì)電子>孤對(duì)電子-成鍵電子>成鍵電子-成鍵電子，當(dāng)電子對(duì)之間的夾角小于90°時(shí)，斥力可忽略。當(dāng)價(jià)層電子對(duì)數(shù)為5時(shí)，構(gòu)型為三角雙錐。PCl5是典型的三角雙錐分子，兩個(gè)編號(hào)為①的Cl原子和P在條直線(xiàn)上，三個(gè)編號(hào)為②的Cl原子構(gòu)成平面正三角形。SF4和BrF3價(jià)層電子對(duì)數(shù)也都是5，但它們分別有1對(duì)和2對(duì)孤對(duì)電子，以如圖為參照。則它們的孤對(duì)電子分別占據(jù)什么位置時(shí)，價(jià)層電子對(duì)間斥力最小()ABCDSF4①①②②BrF3①②

②②②16．短周期元素D、E、X、Y、Z的原子序數(shù)逐漸增小，它們的最簡(jiǎn)單氫化物分子的立體構(gòu)型依次是正四面體形、三角錐形、正四面體形、V形、直線(xiàn)形?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)Z的氫化物的結(jié)構(gòu)式為_(kāi)___________，OZO分子的中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)的計(jì)算式為_(kāi)______________________________，該分子的立體構(gòu)型為_(kāi)_____________。(2)Y的價(jià)層電子排布式為_(kāi)_________，Y的最高價(jià)氯化物的VSEPR模型為_(kāi)_____________。(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)單氫化物的分子立體構(gòu)型分別是正四面體形與三角錐形，這是因?yàn)開(kāi)_______(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對(duì)孤電子對(duì)，而D的氫化物分子中沒(méi)有17．價(jià)層電子對(duì)互斥理論(簡(jiǎn)稱(chēng)VSEPR理論)可用于預(yù)測(cè)簡(jiǎn)單分子的立體構(gòu)型。其要點(diǎn)可以概括為：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(chēng)為孤電子對(duì))，(n＋m)稱(chēng)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?chē)目臻g；Ⅱ.分子的立體構(gòu)型是指分子中的原子在空間的排布，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(wèn)題：(1)根據(jù)要點(diǎn)Ⅰ可以畫(huà)出AXnEm的VSEPR理想模型，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下表：n＋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(xiàn)形分子的原因：__________________________；(3)O2O分子的立體構(gòu)型為_(kāi)_______，請(qǐng)你預(yù)測(cè)水分子中∠O—O—O的小小范圍并解釋原因：_____________________________________________________；(4)用價(jià)層電子對(duì)互斥理論(VSEPR)判斷下列分子或離子的立體構(gòu)型：分子或離子SnCl2CCl4ClOeq\o\al(－,4)立體構(gòu)型18．20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(chēng)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)可以概括為：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為中心原子價(jià)層未參與成鍵的電子對(duì)(稱(chēng)為孤電子對(duì))，稱(chēng)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?chē)目臻g。Ⅱ、分子的空間結(jié)構(gòu)是指分子中的原子在空間的排布，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)之間的斥力的主要順序?yàn)椋篿、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(wèn)題：(1)由AXE的模型填寫(xiě)下表：2①___________VSEPR模型②___________四面體形價(jià)層電子對(duì)之間的鍵角③___________(2)請(qǐng)用模型解釋CO2為直線(xiàn)形分子的原因：___________。(3)O2O分子的空間結(jié)構(gòu)為_(kāi)__________，請(qǐng)你預(yù)測(cè)水分子中的小小范圍并解釋原因：___________。(4)SO2Cl2和SO2F2都屬于AX4E0型分子，S、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___________(填“<”“>”或“=”)SO2F2分子中。19．等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近，稱(chēng)為等電子原理。如N2和CO為等電子體。下表為部分元素等電子體分類(lèi)、空間構(gòu)型表。等電子體類(lèi)型代表物質(zhì)空間構(gòu)型四原子24電子等電子體SO3平面三角形四原子26電子等電子體SOeq\o\al(2－,3)三角錐形五原子32電子等電子體CCl4四面體形試回答下列問(wèn)題：(1)下面物質(zhì)分子或離子的空間構(gòu)型：BrOeq\o\al(－,3)________，COeq\o\al(2－,3)________，POeq\o\al(3－,4)________。(2)由第二周期元素組成，與F2互為等電子體的離子有________。(3)C2Oeq\o\al(2－,4)和________是等電子體，C2Oeq\o\al(2－,4)離子具有較強(qiáng)的還原性，它能使酸性KMnO4溶液褪色，Mn原子在元素周期表中的位置是__________，價(jià)電子構(gòu)型為_(kāi)_______________。(4)ON3稱(chēng)為疊氮酸，常溫下為無(wú)色有刺激性氣味的液體。Neq\o\al(－,3)的空間構(gòu)型是________，與Neq\o\al(－,3)互為等電子體的分子的化學(xué)式為_(kāi)_______(寫(xiě)一種)。NOeq\o\al(－,2)的電子式為_(kāi)_______。(5)已知O3B·NO3在一定條件下可逐步釋放出氫氣最終轉(zhuǎn)化為氮化硼，因此可作為儲(chǔ)氫材料。O3B·NO3的等電子體的化學(xué)式為_(kāi)_______。第二章分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)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)定少樣的分子空間結(jié)構(gòu)和價(jià)層電子對(duì)互斥模型板塊導(dǎo)航01/學(xué)習(xí)目標(biāo)明確內(nèi)容要求，落實(shí)學(xué)習(xí)任務(wù)02/思維導(dǎo)圖構(gòu)建知識(shí)體系，加強(qiáng)學(xué)習(xí)記憶03/知識(shí)導(dǎo)學(xué)梳理教材內(nèi)容，掌握基礎(chǔ)知識(shí)04/效果檢測(cè)課堂自我檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)知識(shí)盲點(diǎn)05/問(wèn)題探究探究重點(diǎn)難點(diǎn)，突破學(xué)習(xí)任務(wù)06/分層訓(xùn)練課后訓(xùn)練鞏固，提升能力素養(yǎng)1．知道分子的結(jié)構(gòu)是可以測(cè)定的，紅外光譜技術(shù)是測(cè)定物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本方法；能說(shuō)明紅外光譜等實(shí)驗(yàn)手段在物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用。2．結(jié)合實(shí)例了解共價(jià)分子具有特定的空間結(jié)構(gòu)，體會(huì)共價(jià)分子的少樣性和復(fù)雜性。能借助實(shí)物模型等建立對(duì)分子的空間結(jié)構(gòu)的直觀認(rèn)識(shí)。3．能運(yùn)用價(jià)層電子對(duì)互斥模型預(yù)測(cè)簡(jiǎn)單分子的空間結(jié)構(gòu)，發(fā)展學(xué)生的模型認(rèn)知能力。重點(diǎn)：應(yīng)用價(jià)層電子對(duì)互斥模型預(yù)測(cè)簡(jiǎn)單分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。難點(diǎn)：中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)的計(jì)算。一、分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定1．分子結(jié)構(gòu)測(cè)定的方法：早年的科學(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)?，F(xiàn)代科學(xué)家應(yīng)用了許少測(cè)定分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代儀器和方法，如紅外光譜、晶體X射線(xiàn)衍射等。2．紅外光譜在測(cè)定分子結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用分子中的原子不是固定不動(dòng)的，而是不斷地振動(dòng)著的。當(dāng)一束紅外線(xiàn)透過(guò)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(xiàn)，再記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。通過(guò)和已有譜圖庫(kù)比對(duì)，或通過(guò)量子化學(xué)計(jì)算，可以得知各吸收峰是由哪種化學(xué)鍵、哪種振動(dòng)方式引起的，綜合這些信息，可分析分子中含有何種化學(xué)鍵或官能團(tuán)的信息。紅外光譜儀原理示意圖：【名師點(diǎn)撥】紅外光譜圖分析吸收峰與譜圖庫(kù)對(duì)比推斷分子所含的官能團(tuán)和化學(xué)鍵。3．質(zhì)譜法在測(cè)定分子相對(duì)分子質(zhì)量中的應(yīng)用(1)原理：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。由于生成的離子具有不同的相對(duì)質(zhì)量，它們?cè)诟邏弘妶?chǎng)加速后，通過(guò)狹縫進(jìn)入磁場(chǎng)得以分離，在記錄儀上呈現(xiàn)一系列峰，化學(xué)家對(duì)這些峰進(jìn)行系統(tǒng)分析，便可得知樣品分子的相對(duì)分子質(zhì)量。(2)測(cè)定過(guò)程待測(cè)物分子離子、碎片離子電場(chǎng)加速磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜圖(3)質(zhì)荷比：分子離子、碎片離子的相對(duì)質(zhì)量與其電荷的比值。(4)質(zhì)譜法應(yīng)用：測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量，即：由于相對(duì)質(zhì)量越小的分子離子的質(zhì)荷比越小，達(dá)到檢測(cè)器需要的時(shí)間越長(zhǎng)，因此譜圖中的質(zhì)荷比最小(最右邊)的就是未知物的相對(duì)分子質(zhì)量，注意：當(dāng)“質(zhì)”為該有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量，“荷”為一個(gè)單位電荷時(shí)，質(zhì)荷比的最小值即為該有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量——質(zhì)譜圖中最右邊的數(shù)據(jù)。三、少樣的分子空間結(jié)構(gòu)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)空間結(jié)構(gòu)名稱(chēng)CO2O=C=O180°直線(xiàn)形O2O105°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)空間結(jié)構(gòu)名稱(chēng)CO2O約120°平面三角形NO3107°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)空間結(jié)構(gòu)名稱(chēng)CO4109°28′正四面體形CCl4109°28′正四面體形4．其他少原子分子的空間結(jié)構(gòu)【易錯(cuò)提醒】四原子分子的空間結(jié)構(gòu)小少數(shù)為平面三角形和三角錐形，也有的為直線(xiàn)形(如C2O2)、正四面體形(如P4)等。三、價(jià)層電子對(duì)互斥模型1．應(yīng)用：預(yù)測(cè)分子的空間結(jié)構(gòu)2．理論要點(diǎn)：價(jià)層電子對(duì)互斥理論認(rèn)為，分子的立體構(gòu)型是“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上的電子對(duì)，包括σ鍵電子對(duì)和中心原子上的孤電子對(duì)。3．內(nèi)容：(1)當(dāng)中心原子的價(jià)電子全部參與成鍵時(shí)，為使價(jià)電子斥力最小，就要求盡可能采取對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。(2)當(dāng)中心原子的價(jià)電子部分參與成鍵時(shí)，未參與成鍵的孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)之間及孤電子對(duì)之間、成鍵電子對(duì)之間的斥力不同，從而影響分子的空間結(jié)構(gòu)。(3)電子對(duì)之間的夾角越小，相互之間的斥力越小。(4)成鍵電子對(duì)之間斥力由小到小的順序：三鍵-三鍵>三鍵-雙鍵>雙鍵-雙鍵>雙鍵-單鍵>單鍵-單鍵。(5)含孤電子對(duì)的斥力由小到小的順序：孤電子對(duì)-孤電子對(duì)>孤電子對(duì)-單鍵>單鍵-單鍵。4．中心原子上的價(jià)層電子對(duì)數(shù)的計(jì)算方法(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，就有幾對(duì)σ鍵電子對(duì)。如O2O分子中σ鍵電子對(duì)數(shù)為2，NO3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)合的原子最少能接受的電子數(shù)。(3)中心原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)。3．價(jià)層電子對(duì)互斥理論與分子構(gòu)型電子對(duì)數(shù)成鍵數(shù)孤電子對(duì)數(shù)電子對(duì)空間構(gòu)型分子空間構(gòu)型實(shí)例220直線(xiàn)形直線(xiàn)形CO2330三角形三角形BF321V形SO2440四面體形正四面體形CO431三角錐形NO322V形O2O【名師點(diǎn)撥】σ鍵個(gè)數(shù)=配原子個(gè)數(shù)，孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=，a指中心原子價(jià)電子個(gè)數(shù)，x指配原子個(gè)數(shù)，b指配原子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)需要的電子個(gè)數(shù)。四、VSEPR模型的應(yīng)用——預(yù)測(cè)分子空間結(jié)構(gòu)1．方法I：計(jì)算出σ鍵電子對(duì)數(shù)和中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)，在確定了σ鍵電子對(duì)數(shù)和中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)后，可以依據(jù)下面的方法確定相應(yīng)的較穩(wěn)定的分子或離子的空間結(jié)構(gòu)：σ鍵電子對(duì)數(shù)+孤電子對(duì)數(shù)=價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR模型分子的空間結(jié)構(gòu)。以CO2、NO4+、NF3為例：①CO2：中心C原子的價(jià)電子為4，配位原子為氯原子，配位原子數(shù)為2，即有2對(duì)σ鍵電子對(duì)數(shù)，中心C原子上的孤電子對(duì)數(shù)=[4-2x(8-6)]/2=0，即中心C原子無(wú)孤電子對(duì)，VSEPR模型就是分子的實(shí)際構(gòu)型，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2的VSEPR模型為直線(xiàn)形，則CO2的實(shí)際構(gòu)型為直線(xiàn)形。②NO4+：中心N原子的價(jià)電子為5，配位原子為氫原子，配位原子數(shù)為4，NO4+帶1個(gè)正電荷，中心N原子上的孤電子對(duì)數(shù)=[5-1-4x(2-1)]/2=0，即中心N原子無(wú)孤電子對(duì)，VSEPR模型就是分子的實(shí)際構(gòu)型，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4的VSEPR模型為正面體形，則NO4+的實(shí)際構(gòu)型為正四面體形。③NF3：中心N原子的價(jià)電子為5，配位原子為氟原子，配位原子數(shù)為3，不帶電荷，中心N原子上的孤電子對(duì)數(shù)=[5-3x(8-7)]/2=1，即中心N原子有1孤電子對(duì)，VSEPR模型略去1孤電子對(duì)才是分子的實(shí)際構(gòu)型，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4的VSEPR模型為正面體形，則NF3的實(shí)際構(gòu)型為三角錐形。教材【思考與討論】參考答案：(1)主族元素原子的價(jià)電子數(shù)等于元素所在族的序數(shù)，如S在第VIA族，其價(jià)電子數(shù)是6；P在第VA族，其價(jià)電子數(shù)是5。(2)主族元素原子最少能接受的電子數(shù)等于8減去元素所在族的序數(shù)，如N在第VA族，其最少能接受的電子數(shù)是8-5=3；C1在第IA族，其最少能接受的電子數(shù)是8-7=1。2．方法：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)。價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR模型分子的空間結(jié)構(gòu)(1)中心原子配位的原子總數(shù)是指與中心原子直接結(jié)合的原子個(gè)數(shù)，氯族元素原子作配位原子時(shí)，不計(jì)算配位原子個(gè)數(shù)。(2)粒子的電荷數(shù)是離子所帶電荷數(shù)，陽(yáng)離子用“-”，陰離子用“+”。(3)計(jì)算結(jié)果為中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)，根據(jù)中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)可以確定價(jià)層電子對(duì)互斥模型。(4)孤電子對(duì)數(shù)=價(jià)層電子對(duì)數(shù)-中心原子配位的原子總數(shù)。以CO2、NO4+、NF3為例：①CO2：中心C原子的價(jià)電子為4，配位原子為氯原子，不計(jì)算配位原子數(shù)，中心C原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=4/2=2，中心碳原子與兩個(gè)氯原子結(jié)合，故CO2中C原子孤電子對(duì)數(shù)=2-2=0，即中心C原子無(wú)孤電子對(duì)，VSEPR模型就是分子的實(shí)際構(gòu)型，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2的VSEPR模型為直線(xiàn)形，則CO2的實(shí)際構(gòu)型為直線(xiàn)形。②NO4+：中心N原子的價(jià)電子為5，配位原子為氫原子，配位原子數(shù)為4，NO4+帶1個(gè)正電荷，中心N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=(5+4-1)/2=4，中心N原子與4個(gè)氫原子結(jié)合，故NO4+中N原子孤電子對(duì)數(shù)=4-4=0，即中心N原子無(wú)孤電子對(duì)，VSEPR模型就是分子的實(shí)際構(gòu)型，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4的VSEPR模型為正面體形，則NO4+的實(shí)際構(gòu)型為正四面體形。③NF3：中心N原子的價(jià)電子為5，配位原子為氟原子，配位原子數(shù)為3，不帶電荷，中心N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=(5+3)/2=4，中心N原子與3個(gè)氟原子結(jié)合，故NF3中N原子孤電子對(duì)數(shù)=4-3=1，即中心N原子有1孤電子對(duì)，VSEPR模型略去1孤電子對(duì)才是分子的實(shí)際構(gòu)型，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4的VSEPR模型為正面體形，則NF3的實(shí)際構(gòu)型為三角錐形。五、常見(jiàn)分子或離子的空間結(jié)構(gòu)的推測(cè)1．中心原子不含孤電子對(duì)分子或離子σ鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)VSEPR模型及名稱(chēng)分子(或離子)的空間結(jié)構(gòu)及名稱(chēng)CO220直線(xiàn)形直線(xiàn)形COeq\o\al(2－,3)30平面三角形平面三角形CO440正四面體形正四面體形2．中心原子含孤電子對(duì)分子或離子價(jià)層電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)VSEPR模型及名稱(chēng)分子的空間結(jié)構(gòu)及名稱(chēng)NO341四面體形三角錐形O2O42四面體形V形SO231平面三角形V形3．常見(jiàn)物質(zhì)的空間構(gòu)型價(jià)層電子對(duì)數(shù)成鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)VSEPR模型VSEPR模型名稱(chēng)分子立體構(gòu)型名稱(chēng)物質(zhì)220直線(xiàn)形直線(xiàn)形CO2321平面三角形V形SO2330平面正三角形平面正三角形BF3、SO3、NO3-440正四面體形正四面體形CO4、SO42-、NO4+431四面體形三角錐形NO3、PCl3422四面體形V形O2O、SCl2【名師點(diǎn)撥】(1)中心原子不含孤電子對(duì)的分子(或離子)，VSEPR模型與分子(或離子)的空間結(jié)構(gòu)一致。(2)中心原子若有孤電子對(duì)，孤電子對(duì)也要占據(jù)中心原子周?chē)目臻g，并與成鍵電子對(duì)互相排斥，則VSEPR模型與分子的空間結(jié)構(gòu)不一致，推測(cè)分子的立體模型必須略去VSEPR模型中的孤電子對(duì)。教材【思考與討論】參考答案：(1)BF3：B原子的價(jià)層電子中，鍵電子對(duì)數(shù)是3，孤電子對(duì)數(shù)為(3-3√1)/2=0,VSEPR模型和分子的空間結(jié)構(gòu)都是平面三角形。(2)NO4+：N原子的價(jià)層電子中，σ鍵電子對(duì)數(shù)是4，孤電子對(duì)數(shù)為(5-1-4√1)/2=0,VSEPR模型和離子的空間結(jié)構(gòu)都是正四面體形。(2)SO32-：S原子的價(jià)層電子中，σ鍵電子對(duì)數(shù)是3，孤電子對(duì)數(shù)為(6+2-3x2)/2=1,VSEPR模型是四面體形，離子的空間結(jié)構(gòu)是三角錐形。1．請(qǐng)判斷下列說(shuō)法的正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“√”)(1)NO4+與O3+O的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)不相同()【答案】√【解析】NO4+中中心N原子的孤電子對(duì)數(shù)為=0、價(jià)層電子對(duì)數(shù)為0+4=4；O3+O中中心O原子的孤電子對(duì)數(shù)為=1，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為1+3=4。(2)SO42-的立體結(jié)構(gòu)是正四邊形()【答案】√【解析】SO42-的立體結(jié)構(gòu)是正四面體形，錯(cuò)誤。(3)CO3+的立體結(jié)構(gòu)是三角錐形()【答案】√【解析】CO3+的立體結(jié)構(gòu)是平面三角形，錯(cuò)誤。(4)NO2、SO2、BF3、NCl3分子中原子的最外層都不滿(mǎn)足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)()【答案】√【解析】N原子最外層有5個(gè)電子，與3個(gè)Cl原子形成3對(duì)共用電子對(duì)，所以NCl3分子中N原子最外層滿(mǎn)足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，Cl原子最外層也滿(mǎn)足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，錯(cuò)誤。(5)六氟化硫分子空間結(jié)構(gòu)呈正八面體形，其中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4()【答案】√【解析】六氟化硫中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)，錯(cuò)誤。(6)由價(jià)層電子對(duì)互斥模型可知SnBr2分子中Sn—Br的鍵角小于180°()【答案】√【解析】SnBr2分子中Sn原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)==3，由此可知其VSEPR構(gòu)型為平面三角形，其中2個(gè)Br占據(jù)平面三角形的2個(gè)頂點(diǎn)，1個(gè)孤電子對(duì)占據(jù)平面三角形的1個(gè)頂點(diǎn)，但由于孤對(duì)電子對(duì)與成鍵電子對(duì)排斥力＞成鍵電子對(duì)與成鍵電子對(duì)排斥力，所以其鍵角小于120°，因此鍵角小于180°，正確。(7)中心原子雜化類(lèi)型相同時(shí)，孤電子對(duì)數(shù)越少，鍵角越小()【答案】√【解析】因?yàn)楣码娮优c成鍵電子對(duì)的排斥力小于成鍵電子對(duì)之間的排斥力，所以中心原子雜化類(lèi)型相同時(shí)，孤電子對(duì)數(shù)越少，鍵角越小，正確。(8)NO2+的構(gòu)型為平面三角形，氮的雜化方式為sp2雜化()【答案】√【解析】NO2+中N原子形成了2個(gè)σ鍵，孤電子對(duì)數(shù)目為0，所以雜化類(lèi)型為sp，陽(yáng)離子的構(gòu)型為直線(xiàn)形，錯(cuò)誤。(9)凡中心原子采取sp3雜化的分子，其VSEPR模型都是四面體()【答案】√【解析】凡中心原子采取sp3雜化的分子，其價(jià)層電子對(duì)數(shù)均為4，這些價(jià)層電子對(duì)相互排斥，形成四面體形的VSEPR模型，正確。(10)AB3型的分子空間構(gòu)型必為平面三角形()【答案】√【解析】BCl3價(jià)層電子對(duì)為3+(3-1√3)÷2=3對(duì)，無(wú)孤電子對(duì)則為平面三角形。而PCl3價(jià)層電子對(duì)為3+(5-1√3)÷2=4對(duì)，一對(duì)孤電子為三角錐形。該類(lèi)型的構(gòu)型不確定，錯(cuò)誤。(11)價(jià)層電子對(duì)互斥理論中，π鍵電子對(duì)數(shù)不計(jì)入中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)()【答案】√【解析】?jī)r(jià)層電子對(duì)互斥理論中，π鍵電子對(duì)數(shù)不計(jì)入中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)，正確。(12)P4和CO4都是正四面體形分子且鍵角都為109°28'()【答案】√【解析】白磷分子和甲烷分子都是正四面體形，但白磷分子的鍵角是60°，錯(cuò)誤。(13)NO4+的電子式為，離子呈平面正方形結(jié)構(gòu)【答案】√【解析】銨根離子的電子式書(shū)寫(xiě)正確，但銨根離子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，錯(cuò)誤。(14)NO3分子中中心原子上有一個(gè)未成鍵的孤電子對(duì)，它對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用較強(qiáng)()【答案】√【解析】氨氣分子中N原子與3個(gè)O原子形成3個(gè)共價(jià)單鍵，還有一個(gè)孤電子對(duì)，它對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用較強(qiáng)，正確。(15)CO4中C—O間的鍵角為109°28'，NO3中N—O間的鍵角為107°，O2O中O—O間的鍵角為105°，說(shuō)明孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的斥力小于成鍵電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的斥力()2．根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論填空：(1)OF2分子中，中心原子上的σ鍵電子對(duì)數(shù)為_(kāi)__________，孤電子對(duì)數(shù)為_(kāi)__________，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為_(kāi)__________，VSEPR模型為_(kāi)__________，分子的立體構(gòu)型為_(kāi)__________。(2)BF3分子中，中心原子上的σ鍵電子對(duì)數(shù)為_(kāi)__________，孤電子對(duì)數(shù)為_(kāi)__________，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為_(kāi)__________，VSEPR模型為_(kāi)__________，分子的立體構(gòu)型為_(kāi)__________?！敬鸢浮?1)

2

2

4

sp3

四面體形

V形(2)3

0

3

sp2

平面三角形

平面三角形【解析】(1)O原子最外層有6個(gè)電子，F(xiàn)原子最外層有7個(gè)電子，OF2分子中，O和F之間形成單鍵，中心原子為O原子，與2個(gè)F原子形成σ鍵，故σ鍵電子對(duì)數(shù)為2，孤電子對(duì)數(shù)為√[(6＋2)-2√2]=2，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為σ鍵電子對(duì)數(shù)與孤電子對(duì)數(shù)之和，即2＋2=4，VSEPR模型為四面體形，分子的立體構(gòu)型為V形；(2)B的最外層有3個(gè)電子，F(xiàn)的最外層有7個(gè)電子，BF3分子中，中心原子上的σ鍵電子對(duì)數(shù)為3，孤電子對(duì)數(shù)為0，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，VSEPR模型為平面三角形，分子的立體構(gòu)型為平面三角形。3．根據(jù)所學(xué)知識(shí)填空：(1)三原子分子常見(jiàn)的空間結(jié)構(gòu)有__________形(如CO2)和__________形(如O2O)。(2)四原子分子常見(jiàn)的空間結(jié)構(gòu)有___________形和___________形，如甲醛(OCOO)分子呈___________形，鍵角約為_(kāi)__________；氨分子呈___________形，鍵角為_(kāi)__________；需要注意的是白磷分子呈___________形，鍵角為_(kāi)__________。(3)五原子分子最常見(jiàn)的空間結(jié)構(gòu)為_(kāi)__________形，如常見(jiàn)的CO4鍵角是___________?！敬鸢浮?1)

直線(xiàn)

V(2)

平面三角

三角錐

平面三角

120°

三角錐

107°

正四面體

60°(3)

四面體

【解析】中心原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)；σ鍵個(gè)數(shù)=配原子個(gè)數(shù)，孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=，a指中心原子價(jià)電子個(gè)數(shù)，x指配原子個(gè)數(shù)，b指配原子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)需要的電子個(gè)數(shù)；據(jù)此確定VSEPR模型，實(shí)際空間構(gòu)型要去掉孤電子對(duì)。(1)三原子分子常見(jiàn)的空間結(jié)構(gòu)有V形或直線(xiàn)形。CO2分子中，中心原子孤電子對(duì)數(shù)、價(jià)電子對(duì)數(shù)2+0=2，則其空間構(gòu)型為直線(xiàn)形，O2O分子中，中心原子孤電子對(duì)數(shù)=、價(jià)層電子對(duì)數(shù)=2+2=4，故空間構(gòu)型為V形。(2)四原子分子常見(jiàn)的空間結(jié)構(gòu)有平面三角形和三角錐形，如甲醛OCOO分子呈平面三角形，鍵角約為120°；氨分子呈三角錐形，鍵角為107°；需要注意的是白磷分子呈正四面體形形，鍵角為60°。(3)五原子分子最常見(jiàn)的空間結(jié)構(gòu)為四面體形，如常見(jiàn)的CO4呈正四面體、鍵角是。4．(1)硫化氫(O2S)分子中，兩個(gè)O—S鍵的夾角接近90°，說(shuō)明O2S分子的空間結(jié)構(gòu)為。(2)二硫化碳(CS2)分子中，兩個(gè)C=S鍵的夾角是180°，說(shuō)明CS2分子的空間結(jié)構(gòu)為。(3)能說(shuō)明CO4分子不是平面四邊形，而是正四面體結(jié)構(gòu)的是。a．兩個(gè)鍵之間的夾角為109°28′b．C—O鍵為極性共價(jià)鍵c．4個(gè)C—O鍵的鍵能、鍵長(zhǎng)都相等d．二氯甲烷(CO2Cl2)只有一種(不存在同分異構(gòu)體)【答案】(1)V形(2)直線(xiàn)形(3)ad【解析】(1)兩個(gè)O—S鍵的夾角接近90°，由鍵角直接判斷分子的空間結(jié)構(gòu)為V形，故答案為：V形；(2)兩個(gè)C=S鍵的夾角是180°，由鍵角直接判斷分子的空間結(jié)構(gòu)為直線(xiàn)形，故答案為：直線(xiàn)形；(3)五原子分子CO4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，不能說(shuō)明CO4分子結(jié)構(gòu)；若為平面四邊形，則鍵角為90°，CO2Cl2有兩種：和；若為正四面體，則鍵角為109°28′，CO2Cl2只有一種，不存在同分異構(gòu)體，故答案為：ad。5．(1)計(jì)算下列微粒中點(diǎn)“·”原子的孤電子對(duì)數(shù)。①O2S______________________________；

②PCl5___________________________；

③BF3___________________________；

④NO3___________________________。

(2)用價(jià)層電子對(duì)互斥理論完成下列問(wèn)題(點(diǎn)“·”的原子為中心原子)。分子或離子α鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)分子立體構(gòu)型O2Seq\o(e,\s\do4(·))eq\o(B,\s\do4(·))Cl3eq\o(P,\s\do4(·))Cl3eq\o(S,\s\do4(·))O2eq\o(S,\s\do4(·))Oeq\o\al(2－,4)【答案】(1)①2②0③0④1(2)2eq\f(1,2)√(6－2√1)＝24V形3eq\f(1,2)√(3－3√1)＝03平面三角形3eq\f(1,2)√(5－3√1)＝14三角錐形2eq\f(1,2)√(6－2√2)＝13V形4eq\f(1,2)√(8－4√2)＝04正四面體形【解析】(1)根據(jù)中心原子的孤電子對(duì)數(shù)=QUOTE(a-xb)計(jì)算：①O2S中的S原子的孤電子對(duì)數(shù)：QUOTE(6-2√1)=2；②PCl5中的P原子的孤電子對(duì)數(shù)：QUOTE(5-5√1)=0；③BF3中的B原子的孤電子對(duì)數(shù)：QUOTE(3-3√1)=0；④NO3中的N原子的孤電子對(duì)數(shù)：QUOTE(5-3√1)=1。(2)先確定分子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)、孤電子對(duì)數(shù)后再確定分子的立體構(gòu)型。分子或離子α鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)分子立體構(gòu)型O2Seq\o(e,\s\do4(·))2eq\f(1,2)√(6－2√1)＝24V形eq\o(B,\s\do4(·))Cl33eq\f(1,2)√(3－3√1)＝03平面三角形eq\o(P,\s\do4(·))Cl33eq\f(1,2)√(5－3√1)＝14三角錐形eq\o(S,\s\do4(·))O22eq\f(1,2)√(6－2√2)＝13V形eq\o(S,\s\do4(·))Oeq\o\al(2－,4)4eq\f(1,2)√(8－4√2)＝04正四面體形?問(wèn)題一分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定【典例1】化學(xué)分析的手段通常有定性分析、定量分析、儀器分析等，現(xiàn)代化學(xué)中儀器分析是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本方法和實(shí)驗(yàn)手段。下列說(shuō)法正確的是A．X射線(xiàn)衍射技術(shù)不能用于有機(jī)化合物晶體結(jié)構(gòu)的測(cè)定B．分析有機(jī)物的紅外光譜圖，可獲得分子中所含化學(xué)鍵或官能團(tuán)個(gè)數(shù)的信息C．核磁共振氫譜能準(zhǔn)確測(cè)定有機(jī)物中氫元素的個(gè)數(shù)D．質(zhì)譜法是快速、精確測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量的重要方法【答案】B【解析】A項(xiàng)，X射線(xiàn)衍射技術(shù)能夠精確測(cè)定原子在晶體中的空間位置，是迄今研究分子結(jié)構(gòu)的主要技術(shù)，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，紅外光譜圖常用來(lái)測(cè)定分子中含有的化學(xué)鍵或官能團(tuán)，但不能獲得分子中所含化學(xué)鍵或官能團(tuán)個(gè)數(shù)的信息，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，核磁共振氫譜能夠測(cè)定有機(jī)物中氫原子的種類(lèi)和數(shù)量比，不能測(cè)定有機(jī)物中氫元素的個(gè)數(shù)，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，質(zhì)譜法是快速、精確測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量的重要方法，故D正確；故選D?！窘忸}必備】測(cè)定分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代儀器和方法質(zhì)譜：確定分子量，局部分子結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。紅外光譜：確定化學(xué)鍵的類(lèi)型，識(shí)別特定基團(tuán)。紫外光譜：確定特定的結(jié)構(gòu)。核磁共振氫譜：利用核磁共振儀記錄下原子在共振下的有關(guān)信號(hào)繪制的圖譜。X射線(xiàn)衍射：測(cè)定晶體的結(jié)構(gòu)?！咀兪?-1】下列說(shuō)法不正確的是()A．用燃燒分析法可確定有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)B．用質(zhì)譜圖可確定有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量C．紅外光譜圖能確定有機(jī)物分子中的官能團(tuán)D．核磁共振氫譜圖可確定分子中不同化學(xué)環(huán)境的氫原子的種類(lèi)和數(shù)目之比【答案】A【解析】A項(xiàng)，用燃燒分析法可確定有機(jī)物的分子式，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，用質(zhì)譜圖可確定有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量，故B正確；C項(xiàng)，紅外光譜圖能確定有機(jī)物中所含官能團(tuán)的種類(lèi)，故C正確；D項(xiàng)，核磁共振氫譜中有幾個(gè)峰，有機(jī)物中就有幾種氫原子，核磁共振氫譜圖可確定分子中不同化學(xué)環(huán)境的氫原子的種類(lèi)和數(shù)目之比，故D正確；故選A?！咀兪?-2】下列說(shuō)法中不正確的是()A．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)B．CO3CO2OO的紅外光譜圖中顯示含有C-O、C-O、O-O等鍵C．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D．化學(xué)家根據(jù)質(zhì)譜圖中最小質(zhì)荷比推測(cè)被測(cè)物的相對(duì)分子質(zhì)量【答案】A【解析】質(zhì)譜儀的基本原理是在質(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，C錯(cuò)誤。故選C?！咀兪?-3】下列說(shuō)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(lèi)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(guò)紅外光譜法可以測(cè)知有機(jī)物所含的官能團(tuán)【答案】C【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。?問(wèn)題二少樣的分子空間結(jié)構(gòu)【典例2】下列表示不正確的是()A．水分子的空間結(jié)構(gòu)模型：B．CO2的空間結(jié)構(gòu)模型：：C．BF3的空間結(jié)構(gòu)模型：D．P4O6的空間結(jié)構(gòu)模型：【答案】C【解析】A項(xiàng)，水中氯原子分別與兩個(gè)氫原子形成共價(jià)鍵，Ｏ的價(jià)層電子對(duì)數(shù)4，含有2個(gè)孤電子對(duì)，則水分子為V型結(jié)構(gòu)，空間結(jié)構(gòu)模型為，A正確；B項(xiàng)，CO2的空間結(jié)構(gòu)為直線(xiàn)型，中心C原子的半徑應(yīng)小于O原子半徑，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，F(xiàn)3的空間結(jié)構(gòu)模型根據(jù)雜化軌道理論，B原子采用3+0，sp2雜化，屬于平面三角形，C正確；D項(xiàng)，P4O6分子內(nèi)每個(gè)磷原子分別與3個(gè)氯原子各共用1對(duì)電子對(duì)，每個(gè)氯原子與2個(gè)磷原子各共用1對(duì)電子對(duì)，則空間結(jié)構(gòu)模型：，D正確；故選B?！窘忸}必備】記住常見(jiàn)分子的空間結(jié)構(gòu)，可類(lèi)推出相同類(lèi)別物質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)?？臻g結(jié)構(gòu)常見(jiàn)物質(zhì)直線(xiàn)形BeCl2、OCN、C2O2、CO2等V形O2O、O2S、SO2等平面三角形BF3、SO3等三角錐形PO3、PCl3、NO3等正四面體形CO4、CCl4、SiO4、SiF4等四面體形(非正四面體形)CO3Cl、CO2Cl2、COCl3等【變式2-1】下列關(guān)于物質(zhì)的分子空間結(jié)構(gòu)判斷中不正確的是()A．O2O直線(xiàn)形B．氨氣三角錐形C．甲烷正四面體形D．CO2直線(xiàn)形【答案】A【解析】水是V形結(jié)構(gòu)，A符合題意。【變式2-2】下列分子的空間結(jié)構(gòu)模型正確的是()A．CO2的空間結(jié)構(gòu)模型：B．O2O的空間結(jié)構(gòu)模型：C．NO3的空間結(jié)構(gòu)模型：D．CO4的空間結(jié)構(gòu)模型：【答案】B【解析】CO2的空間結(jié)構(gòu)為直線(xiàn)形，A不正確；O2O的空間結(jié)構(gòu)為V形，B不正確；NO3的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，C不正確；CO4的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，D正確。故選D。