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 分子結(jié)構(gòu)的測定和多樣性 價層電子對互斥模型》教學(xué)設(shè)計

第二節(jié)分子的空間結(jié)構(gòu)第1課時分子結(jié)構(gòu)的測定和多樣性價層電子對互斥模型[課程標(biāo)準(zhǔn)]1．結(jié)合實例了解共價分子具有特定的空間結(jié)構(gòu)，并可運用相關(guān)理論和模型進行解釋和預(yù)測。2．知道分子的結(jié)構(gòu)可以通過波譜等技術(shù)進行測定。3．能根據(jù)給定的信息分析常見簡單分子的空間結(jié)構(gòu)，能利用相關(guān)理論解釋簡單共價分子的空間結(jié)構(gòu)。任務(wù)一分子結(jié)構(gòu)的測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)的相對分子質(zhì)量，由圖可看出，該物質(zhì)的相對分子質(zhì)量是多少？提示：相對分子質(zhì)量為16。1．紅外光譜在測定分子結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用項目內(nèi)容作用初步判斷分子中含有何種化學(xué)鍵或官能團原理當(dāng)一束紅外線透過分子時，分子會吸收跟它的某些化學(xué)鍵的振動頻率相同的紅外線，再記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。通過和已有譜圖庫比對，或通過量子化學(xué)計算，從而可以獲得分子中含有何種化學(xué)鍵或官能團的信息2.質(zhì)譜法在測定分子相對分子質(zhì)量中的應(yīng)用(1)目的：測定分子的相對分子質(zhì)量。(2)讀譜：相對分子質(zhì)量＝最大質(zhì)荷比。1．正誤判斷，錯誤的說明原因。(1)早年科學(xué)家主要靠對物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)進行系統(tǒng)總結(jié)得出規(guī)律后推測分子的結(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)荷比推測被測物的相對分子質(zhì)量。答案：正確。2．用紅外光譜儀測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______________，推測其含有的官能團是：____________________(填結(jié)構(gòu)簡式)。答案：O—H、C—H和C=O—OH、歸納總結(jié)用紅外光譜儀測定化學(xué)鍵或官能團信息。用質(zhì)譜儀測定分子的相對分子質(zhì)量，在質(zhì)譜圖中質(zhì)荷比最大的數(shù)據(jù)代表所測物質(zhì)的相對分子質(zhì)量。任務(wù)二多樣的分子空間結(jié)構(gòu)問題1：H2S中，兩個H—S的鍵角接近90°，BeCl2中兩個Be—Cl的鍵角是180°，推測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：問題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P原子位于四面體頂點，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．兩個鍵之間的夾角為109°28′b．C—H鍵為極性共價鍵c．4個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)三價層電子對互斥模型為研究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個顏色相同的氣球充氣成為相同大小，系在一個中心上。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，另一種顏色的大氣球代表孤電子對。相比之下，孤電子對較“胖”一些，占據(jù)較大的空間，而σ鍵電子對較“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鍵電子對數(shù)和孤電子對數(shù)，并填入下表。分子(或離子)CH4NH3H2OBF3H3O＋COeq\o\al(2－,3)σ鍵電子對數(shù)4①____2②____33孤電子對數(shù)③____④____⑤____⑥____⑦____⑧____問題2：利用價層電子對互斥模型推測四種分子(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__________⑧__________提示：問題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．理論要點價層電子對互斥理論認(rèn)為，分子的空間結(jié)構(gòu)是中心原子周圍的“價層電子對”相互排斥的結(jié)果。價層電子對是指分子中的中心原子與結(jié)合原子之間的σ鍵電子對和中心原子上的孤電子對。2．價層電子對數(shù)的計算(1)σ鍵電子對數(shù)的計算σ鍵電子對數(shù)可由化學(xué)式確定，中心原子有幾個σ鍵，就有幾個σ鍵電子對。如H2O分子中σ鍵電子對數(shù)為2，NH3分子中σ鍵電子對數(shù)為3。(2)孤電子對數(shù)的計算中心原子上的孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)(a－xb)a為中心原子的價電子數(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．價層電子對互斥模型與分子結(jié)構(gòu)電子對數(shù)成鍵數(shù)孤電子對數(shù)電子對空間結(jié)構(gòu)分子空間結(jié)構(gòu)實例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)測分子空間結(jié)構(gòu)由價層電子對的相互排斥，得到含有孤電子對的VSEPR模型，然后，略去VSEPR模型中的中心原子上的孤電子對，便可得到分子的空間結(jié)構(gòu)。(1)中心原子不含孤電子對分子或離子中心原子的價層電子對數(shù)中心原子上的孤電子對數(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分子價層電子對數(shù)孤電子對數(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，錯誤的說明原因。(1)NH3分子中的價層電子對數(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：錯誤，NH3分子中的價層電子對數(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)價層電子對互斥模型，H3O＋的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。答案：正確。(4)SOeq\o\al(2－,4)的價層電子對數(shù)為4，孤電子對數(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層電子對數(shù)n??分子的空間結(jié)構(gòu)——略去孤電子對在價層電子對互斥模型中占有的空間1．下列說法不正確的是()A．用質(zhì)譜圖可確定有機物的相對分子質(zhì)量B．紅外光譜圖能確定有機物分子中的官能團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物的分子結(jié)構(gòu)答案：D解析：質(zhì)譜法可測定有機物的相對分子質(zhì)量，為有機物實驗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物分子中的化學(xué)鍵或官能團，對有機物分子紅外光譜的研究有助于確定有機物分子的結(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物的分子式，不能確定其分子結(jié)構(gòu)，D錯誤；故選D。2．下列分子或離子中，中心原子含有孤電子對的是()A．PCl5 B．NOeq\o\al(－,3)C．SiCl4 D．PbCl2答案：D解析：A項，PCl5中心原子磷原子孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)(5－5×1)＝0，沒有孤電子對，不符合題意；B項，NOeq\o\al(－,3)中心原子氮原子孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)(5＋1－3×2)＝0，沒有孤電子對，不符合題意；C項，SiCl4中心原子硅原子孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)(4－4×1)＝0，沒有孤電子對，不符合題意；D項，PbCl2中心原子鉛原子孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)(4－2×1)＝1，有孤電子對，符合題意。也可根據(jù)“中心原子若為最高價，則無孤電子對”來判斷。3．根據(jù)價層電子對互斥模型，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，H2S的中心原子S價層電子對數(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，NH3的中心原子N價層電子對數(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，BF3的中心原子B價層電子對數(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，CH3Br的中心原子C價層電子對數(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，提出了一種十分簡單的理論模型——價層電子對互斥模型。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)中心原子上的價電子都用于形成共價鍵中心原子上有孤電子對BNBF3分子中B原子的3個價電子都與F原子形成共價鍵，而NF3分子中N原子的3個價電子與F原子形成共價鍵，還有一對未成鍵的電子對，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，成鍵電子對數(shù)是4，為正四面體形。CS2是AB2型，成鍵電子對數(shù)是2，是直線形。課時測評9分子結(jié)構(gòu)的測定和多樣性價層電子對互斥模型(本欄目內(nèi)容，在學(xué)生用書中以獨立形式分冊裝訂！)題點一分子結(jié)構(gòu)的測定1．下列說法錯誤的是()A．核磁共振氫譜圖上可以推知有機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D．通過紅外光譜法可以測知有機物所含的官能團答案：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定H原子的種類和數(shù)目；質(zhì)譜用于測定有機物的相對分子質(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，銨根離子中氮原子的價層電子對數(shù)為4、孤電子對數(shù)為0，離子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，正確；B項，ClOeq\o\al(－,3)中氯原子的價層電子對數(shù)為4、孤電子對數(shù)為1，分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，正確；C項，三氟化氮分子中氮原子的價層電子對數(shù)為4、孤電子對數(shù)為1，分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，錯誤；D項，CH2Cl2分子中碳原子的價層電子對數(shù)為4、孤電子對數(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。題點三孤電子對數(shù)的計算5．下列分子的中心原子的價層電子對數(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層電子對數(shù)都為4，三氟化硼分子中硼原子的價層電子對數(shù)為3，故選B項。6．下列微粒中，含有孤電子對的是()A．SiH4 B．CH4C．H2O D．NHeq\o\al(＋,4)答案：C解析：依據(jù)中心原子孤電子對數(shù)的計算公式：SiH4中Si的孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)(4－4×1)＝0，CH4中C的孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)(4－4×1)＝0，H2O中O的孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)(6－2×1)＝2，NHeq\o\al(＋,4)中N的孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)(5－1－4×1)＝0，故選C。題點四價層電子對互斥模型7．用價層電子對互斥模型可以預(yù)測許多分子或離子的空間結(jié)構(gòu)，也可推測鍵角大小，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原子的價層電子對數(shù)為3＋eq\f(1,2)×(5－3×1)＝4，含有1個孤電子對，分子應(yīng)為三角錐形，A錯誤；SO3和COeq\o\al(2－,3)中S和C的價層電子對數(shù)均為3，中心原子無孤電子對，微粒結(jié)構(gòu)均為平面三角形，B項正確；SO2的中心原子為硫原子，其價層電子對數(shù)為2＋eq\f(1,2)×(6－2×2)＝3，有1個孤電子對，孤電子對對兩個成鍵電子對的斥力大，鍵角小于120°，C錯誤；BF3的中心原子為B原子，其價層電子對數(shù)為3＋eq\f(1,2)×(3－3×1)＝3，無孤電子對，空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，D錯誤。8．用價層電子對互斥模型(VSEPR)可以預(yù)測許多分子或離子的空間結(jié)構(gòu)，有時也能用來推測鍵角大小，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，CS2的結(jié)構(gòu)式為S=C=S，C原子價層電子對數(shù)為2＋eq\f(1,2)(4－2×2)＝2＋0＝2，無孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥模型判斷CS2的空間結(jié)構(gòu)為直線形，錯誤；B項，BF3分子中，B原子價層電子對數(shù)為3＋eq\f(1,2)(3－3×1)＝3＋0＝3，無孤對電子，根據(jù)價層電子對互斥模型判斷BF3的空間結(jié)構(gòu)為平面正三角形，鍵角為120°，H2O分子中，O原子價層電子對數(shù)為2＋eq\f(1,2)(6－2×1)＝2＋2＝4，且含2個孤電子對，H2O的空間結(jié)構(gòu)為V形，鍵角小于120°，錯誤；C項，CH2O分子中，C原子形成3個σ鍵，C原子價層電子對數(shù)為3＋eq\f(1,2)(4－2×1－1×2)＝3＋0＝3，無孤電子對，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σ鍵，N原子價層電子對數(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，PCl3分子中，P原子價層電子對數(shù)為3＋eq\f(1,2)(5－3×1)＝3＋1＝4，含有1個孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥模型判斷PCl3的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，PCl5分子中，P原子價層電子對數(shù)為5＋eq\f(1,2)(5－5×1)＝5＋0＝5，不含孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥模型判斷PCl5的空間結(jié)構(gòu)為三角雙錐形，錯誤。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，SO2的價層電子對數(shù)＝2＋eq\f(1,2)(6－2×2)＝3，含1個孤電子對，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，BF3的價層電子對數(shù)＝3＋eq\f(1,2)(3－3×1)＝3，無孤電子對，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，CH4的價層電子對數(shù)＝4＋eq\f(1,2)(4－4×1)＝4，無孤電子對，VSEPR模型和其空間結(jié)構(gòu)均為正四面體，不符合題意；D項，NHeq\o\al(＋,4)的價層電子對數(shù)＝4＋eq\f(1,2)(5－1－4×1)＝4，無孤電子對，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，用“··”表示未成鍵孤電子對的式子叫路易斯結(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層電子對數(shù)為4答案：A解析：R的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，BF3中心原子價層電子對數(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，因此NH3共用電子對之間的排斥力比PH3共用電子對之間的排斥力大，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族元素原子的特點得到R可以是PH3或AsH3，故C正確；R分子的中心原子上的價層電子對數(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中心原子的價層電子對數(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的價層電子對數(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原子的價層電子對數(shù)均為4，前者有2個孤電子對，后者有1個孤電子對，由于孤電子對的排斥力大于σ鍵電子對，則中心原子含有孤電子對越多，共價鍵的鍵角越小，故H2O的鍵角小于NH3的鍵角；(2)XeF2中心原子的價層電子對數(shù)為2＋eq\f(8－2×1,2)＝5；OF2分子中O原子的價層電子對數(shù)為2＋eq\f(6－2×1,2)＝4，含2個孤電子對，則VSEPR模型為四面體形，略去孤電子對，推知OF2分子的空間結(jié)構(gòu)為V形；(3)POeq\o\al(3－,4)中P的價層電子對數(shù)為4＋eq\f(5＋3－4×2,2)＝4，不含孤電子對，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)家提出價層電子對互斥模型(簡稱VSEPR模型)，用于預(yù)測簡單分子的空間結(jié)構(gòu)。其要點可以概括：Ⅰ.用AXnEm表示只含一個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(稱為孤電子對)，(n＋m)稱為價層電子對數(shù)。分子中的價層電子對總是互相排斥，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；Ⅲ.分子中價層電子對之間的斥力主要順序為：ⅰ.孤電子對之間的斥力>孤電子對與共用電子對之間的斥力>共用電子對之間的斥力；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形成的共用電子對之間的斥力越強；ⅳ.其他。請仔細(xì)閱讀上述材料，回答下列問題：(1)根據(jù)要點Ⅰ可以畫出AXnEm的VSEPR理想模型，請?zhí)顚懴卤恚簄＋m2VSEPR理想模型正四面體形價層電子對之間的理想鍵角109°28′(2)請用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________，請你預(yù)測水分子中∠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。請你預(yù)測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，價層電子對之間的夾角均為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分子的中心原子價層電子對數(shù)的計算式為______________________________________，該分子的空間結(jié)構(gòu)為________________。(2)Y的價層電子排布式為__________，Y的最高價氧化物的VSEPR模型為______________。(3)X與Z形成的最簡單化合物的化學(xué)式是__________________，該分子中的鍵角是______________。(4)D、E的最簡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，這是因為______(填字母)。a．兩種分子的中心原子的價層電子對數(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孤電子對，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，價層電子對數(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中硫原子的價層電子對數(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的中心原子價層電子對數(shù)均為4，分子的空間結(jié)構(gòu)不同的根本原因是NH3分子中有孤電子對而CH4分子中沒有，分子結(jié)構(gòu)與元素的非金屬性強弱無關(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分子中的一個氫原子被—NH2(氨基)取代形