内容正文:
实践与应用:制作分子的空间结构模型
第二章 分子结构与性质
[研究目的]
实物模型可以建立对分子的空间结构的直观认识,通过借助实物搭建分子的空间结构模型的活动,使抽象性极强的分子结构直观化。
[研究任务]
用橡皮泥或黏土和牙签等材料制作下列分子的空间结构模型。
[问题思考]
1.什么是键长、键角?能说H2、Cl2的键角为180°吗?
答案:键长是构成化学键的两个原子的核间距;在多原子分子中,两个相邻共价键之间的夹角称为键角。不能说H2、Cl2的键角为180°,因为它们是双原子分子,只有一个共价键。
2.键长、键能的大小和分子的稳定性有什么关系?
答案:键长越短,键能越大,分子越稳定。
3.中心原子同是sp3杂化的分子,键角和孤电子对的多少有什么关系?
答案:孤电子对数越多,排斥作用越强,键角越小。
4.将形状、大小相同的4个气球用橡皮筋扎在一起,这4个气球是一个什么样的状态?
答案:呈四面体状态
下列中心原子的杂化轨道类型和分子空间结构不正确的是( )
A.PCl3中P原子为sp3杂化,为三角锥形
B.BCl3中B原子为sp2杂化,为平面三角形
C.CS2中C原子为sp杂化,为直线形
D.H2S中S原子为sp杂化,为直线形
D
推理是学习化学的一种重要方法。下列推理合理的是( )
A.SO2中硫原子采取sp2杂化,则CO2中碳原子也采取sp2杂化
B.NH3分子的空间结构是三角锥形,则NCl3分子的空间结构也是三角锥形
C.H2O分子的键角是105°,则H2S分子的键角也是105°
D.PCl3分子中每个原子最外层均达到8电子稳定结构,则BF3分子中每个原子最外层也能达到8电子稳定结构
B
解析:一个二氧化碳分子中含有2个σ键且中心原子不含孤电子对,所以碳原子采取sp杂化而不是sp2杂化,A项错误;NH3、NCl3中N原子都采取sp3杂化,有1个孤电子对,所以分子的空间结构都是三角锥形,B项正确;S的电负性比O小,而且原子半径大,所以H2S中S—H上的电子对比H2O中O—H上的电子对更偏离中心原子,所以排斥力也相应比较小,键角也稍小,C项错误;BF3分子中B元素化合价为+3价,B原子最外层未达到8电子结构,D项错误。
[归纳总结]
比较键角大小的思维模型
C
用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间结构。
直线形
直线形
四面体形
V形
四面体形
三角锥形
正四面体形
正四面体形
四面体形
三角锥形
[迁移应用]
1.下列有关键参数的比较错误的是( )
A.键能:C—N<C===N<C≡N
B.键长:I—I>Br—Br>Cl—Cl
C.分子中的键角:H2O>CO2
D.一般地,相同元素原子间形成的共价键的键能:σ键>π键
C
解析:C、N原子间形成的化学键,三键键能最大,单键键能最小,A正确;原子半径:I>Br>Cl,则键长:I—I>Br—Br>Cl—Cl,B正确;H2O分子中键角是105°,CO2分子中键角是180°,C错误;一般地,相同元素原子之间形成的σ键的键能比π键的键能大,D正确。
D
解析:第一电离能:F>N>H,A项错误;电负性:F>N>H,故氨气的电子云偏向N,而NF3的电子云偏向F,NH3中N的电子云密度较大,排斥力较大,则NF3的键角比NH3的键角小,B项错误;一般键长越短,键能越大,N—H的键长大于O—H的键长,故O—H的键能大,C项错误。
3.第ⅤA族元素R的原子与Cl原子结合形成RCl3气态分子,其空间结构呈三角锥形。RCl5在气态和液态时,分子结构如图所示,下列关于RCl5分子的说法不正确的是( )
A.每个原子都达到8电子稳定结构
B.键角(Cl—R—Cl)有90°、120°、180°三种
C.RCl5受热后会分解,可能生成RCl3
D.分子中5个R—Cl的键能不完全相同
A
A
解析:结构相似的单质分子中,键长越短,键能越大,分子越稳定。
1.98
193
a<c
b>d
感谢聆听,再见!
分子
键长/pm
键角
H2
74
—
Cl2
198
—
H2O
96
105°
CO2
116
180°
NH3
101
107°
CH4
109
109°28′
解析:PCl3分子中P原子形成3个σ键,孤电子对数为=1,为sp3杂化,分子空间结构为三角锥形,A正确;BCl3分子中B原子形成3个σ键,孤电子对数为=0,为sp2杂化,分子空间结构为平面三角形,B正确;CS2分子中C原子形成2个σ键,孤电子对数为=
0,为sp杂化,分子空间结构为直线形,C正确;H2S分子中,S原子形成2个σ键,孤电子对数为=2,为sp3杂化,分子空间结构为V形,D错误。
下列粒子的空间结构不同于其他