内容正文:
第六单元 分子空间结构与物质性质
复习目标
1.结合实例了解共价分子具有特定的空间结构,并可运用相关理论和模型进行解释和预测。
2.知道分子的结构可以通过波谱、晶体X射线衍射等技术进行测定。
3.知道分子可以分为极性分子和非极性分子,知道分子极性与分子的空间结构密切相关。
4.认识分子的手性对其性质的影响。
1.理论要点
(1)价层电子对互斥模型认为,分子的空间结构是中心原子周围的价电子对相互排斥的结果。
(2)价电子对是指分子中的中心原子与结合原子间的成键电子对和中心原子上的孤电子对。
2.中心原子价电子对数的计算
用价层电子对互斥模型推测分子的空间结构的关键是判断分子中心原子上的价电子对数。
n=其中,中心原子的价电数等于中心原子的最外层电子数,配位原子中卤素原子、氢原子提供1个价电子,氧原子和碳原子按不提供价电子计算。
3.价层电子对互斥模型与分子(或离子)空间结构的关系
电子对数
σ键电子对
孤电子对数
价层电子
对互斥模
型名称
分子(或离子)空间结构
实例
2
2
0
直线形
直线形
BeCl2
3
3
0
平面三角形
平面三角形
BF3
2
1
V形
SnBr2
4
4
0
四面体形
正四面体形
CH4
3
1
三角锥形
NH3
2
2
V形
H2O
4.“等电子原理”
(1)内容:具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征。
(2)应用:可以判断一些简单分子或离子的空间结构,例如,SiCl4、SiO、SO互为等电子体,中心原子都是sp3杂化,都形成正四面体空间结构。
(1)价层电子对互斥模型反映中心原子的价电子对的空间结构,而分子或离子的空间结构是指σ键电子对的空间结构,不包括孤电子对,因此根据价层电子对互斥模型判断分子或离子的空间结构时,要略去孤电子对。
(2)多重键只计其中的σ键电子对,不计π键电子对。
(1)分子的空间结构是中心原子周围σ键电子对相互排斥作用的结果( × )
(2)某分子的中心原子价层电子对数为4,则分子的空间结构可能为V形( √ )
(3)NF3分子中N原子周围有3个σ键电子对,则其分子的空间结构为平面三角形( × )
(4)若某化合物分子的中心原子不含孤电子对,则分子的空间结构与其价层电子对互斥模型的结构相同( √ )
考向1 利用价层电子对互斥模型判断分子(或离子)的空间结构
【例1】(2023·天津市十二校联考)根据价层电子对互斥模型,判断下列分子或离子的空间结构正确的是( )
编号
分子式
价层电子对互斥模型
分子或离子的空间结构
①
SO3
平面三角形
平面三角形
②
PH3
四面体形
平面三角形
③
NO
平面三角形
三角锥形
④
NCl3
四面体形
三角锥形
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
D 解析:SO3中S原子的价电子对数为3,不含孤电子对,则价层电子对互斥模型和分子的空间结构都是平面三角形,①正确;PH3中P原子的价电子对数为4,含有1对孤电子对,则价层电子对互斥模型是四面体形,PH3分子的空间结构是三角锥形,②错误;NO中N原子的价层电子对数为3,不含孤电子对,则价层电子对互斥模型和分子的空间结构都是平面三角形,③错误;NCl3中N原子的价电子对数为4,含有1对孤电子对,则价层电子对互斥模型是四面体形,NCl3分子的空间结构是三角锥形,④正确。
考向2 利用价层电子对互斥模型比较键角的大小
【例2】比较下列分子(或离子)中共价键的键角大小(填写“>”“=”或“<”)。
(1)CH4________NH3________H2O;
(2)NH3________PH3________AsH3;
(3)CH________CH4________CH。
答案:(1)> > (2)> > (3)< <
解析:(1)CH4、NH3、H2O的中心原子价电子对数均为4,含有孤电子对数分别为0、1、2;含有孤电子对数越多,键角越小,故键角:CH4>NH3>H2O。(2)NH3、PH3、AsH3的中心原子价电子对数均为4,均含有1对孤电子对;由于电负性:N>P>As,中心原子价电子对的排斥力:NH3>PH3>AsH3,故键角:NH3>PH3>AsH3。
(1)利用价层电子对互斥模型推测分子(或离子)空间结构的步骤
(2)利用价层电子对互斥模型比较键角的基本方法
比较方法
具体规律
①
比较中心原子价电子对数
中心原子价电子对数越少,键角越大
②
比较中心原子的孤电子对数
中心原子价电子对数相同时,孤电子对数越多,排斥力越大,键角越小
③
比较中心原子的电负性
同主族元