专题4.1.2 价层电子对互斥模型 等电子原理（课件PPT）-【新课程学案】2024-2025学年高中化学选择性必修2（苏教版2019）

第2课时 价层电子对互斥模型 等电子原理 目录 新知探究(一)——价层电子对互斥模型 新知探究(二)——等电子原理 课时跟踪检测 2 价层电子对互斥模型 新知探究(一) 1.价层电子对互斥模型的基本要点 (1)价电子对:包括 (又称σ键电子对)和 。 (2)价电子对之间的相互作用 价电子对存在相互 作用,因而趋向于尽可能彼此远离以减小斥力,分子尽可能采取对称的空间结构。 成键电子对 孤电子对 排斥 (3)价电子对分布的几何构型 价电子对数目分别为2、3、4时,价电子对的几何分布分别呈 、 、 结构。 直线形 平面三角形 正四面体 2.ABm型分子的价电子对计算方法 对于ABm型分子(A是中心原子,B是配位原子),分子的价电子对数可以通过下式确定:价电子对数目(n)= (1)中心原子的价电子数=最外层电子数; (2)配位原子提供的价电子数: ①卤素原子、氢原子按提供1个价电子数计算。如PCl5中n==5。 ②O、S作为配位原子时按不提供价电子计算。 (3)对于复杂离子,在计算价电子对数时,还应加上或减去离子所带的电荷数。如N中n==4,S中n==4。 (4)若剩余1个电子,即出现奇数电子,也把这个单电子当作1对电子处理。如NO2中n=(5-2×2)+2=3。 [微点拨]　双键、三键等多重键作为1对电子看待。 3.价电子对数与中心原子的杂化轨道类型 (1)价电子对数相同,中心原子的杂化轨道类型 ,价电子对分布的几何构型也相同。即价电子对数= 数。 (2)CH4、NH3和H2O分子的价电子对数都是4,中心原子的杂化轨道数目都为4,杂化类型均为 杂化,价电子对分布的几何构型均为 _________。 杂化轨道 sp3 正四面体 相同 4.用价层电子对互斥模型推测分子空间结构 (1)价电子对数与配位原子数目相等的ABm型分子的几何构型 对于价层电子对全是成键电子对的分子,价电子对的几何构型与分子的空间结构是一致的。 价电子对数 价电子对的几何构型 分子的空间结构 实例 2 直线形 直线形 CO2、BeCl2、CS2 3 平面三角形 平面三角形 BF3、SO3 4 正四面体 正四面体 CH4、CCl4 (2)孤电子对数≠0的分子空间结构 ①孤电子对、成键电子对之间的斥力大小顺序为: 孤电子对与孤电子对之间的斥力>孤电子对与成键电子对之间的斥力>成键电子对与成键电子对之间的斥力。 分子 价电子 对数 成键电 子对数 孤电子 对数 分子的 空间结构 键角 同类型分子 CH4 ___ ___ ___ __________ 109°28' SiH4、CCl4 NH3 ___ ___ ___ __________ 107°18' NF3、PCl3 H2O ___ ___ ___ _____ 104°30' H2S、SCl2 ②填写下表: 4 4 0 正四面体 4 3 1 三角锥形 4 2 2 V形 [微点拨]　价层电子对互斥模型指的是包括σ键电子对和孤电子对在内的空间结构;分子的立体结构指的是组成分子的所有原子(只考虑分子内的σ键)所形成的空间结构。若分子中没有孤电子对,价层电子对互斥模型和分子立体结构一致;若分子中有孤电子对,价层电子对互斥模型和分子立体结构不一致。 应用化学 已知乙酸和乙醇的结构如图。下面用“价层电子对相互排斥而尽量远离”的原则快捷地判断它们的分子中的部分基团具有的空间结构。 1.根据图示,结合价层电子对互斥模型分析乙醇分子中C—O—H的空间结构。 提示:在乙醇分子中,羟基上的氧原子有2个成键电子对和2个孤电子对(见图中乙醇结构中的①、②、③、④),价层电子对数是4,共有4个空间取向,氧原子价层电子对相互排斥而远离,呈四面体形,略去中心原子(氧原子)上的孤电子对后可得C—O—H呈V形。 2.根据图示,结合价层电子对互斥模型分析乙酸分子中 的空间结构。 提示:在乙酸分子中,中心原子是羰基( )上的碳原子,中心原子上的价层电子对均为成键电子对(见图中乙酸结构中的①、②、③),C O上的成键电子对仅有一个空间取向,因此中心碳原子(羰基碳)的价层电子对共有3个空间取向,相互排斥而远离, 呈平面三角形。 3.根据图示,结合价层电子对互斥模型分析乙醇、乙酸分子中 的空间结构。 提示:在乙醇、乙酸分子中,甲基上的碳( )是中心原子,中心碳原子上的价层电子对数是4,且均为成键电子对,共有4个空间取向,相互排斥而远离,呈四面体形。 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)孤电子对排斥力大于σ键电子对的排斥力。( ) (2)所有的三原子分子都是直线形结构。( ) (3)价电子对的几何构型和相应分子的空间结构是相同的。 ( ) (4)SO2与CO2分子的组成相似,故它们的空间结构相同。 ( ) [题点多维训练] √ × × × 2.下列分子或离子的中心原子上未参与成键的价电子对最多的是 (　) A.H2O B.HCl C.N D.PCl3 解析:A项,氧原子有2对未成键的价电子对;B项,HCl分子属于AB型分子,没有中心原子;C项,N的中心原子的价电子全部参与成键;D项,磷原子有1对未成键的价电子对。 √ 3.用VSEPR模型预测下列分子结构与H2O相似,都为V形的是 (　　) ①OF2　②BeCl2　③SO2　④CO2 A.①② B.②③ C.①③ D.②④ 解析:OF2中价电子对数为(6+2)=4,其VSEPR模型为四面体形,因含2对孤电子对,故分子结构为V形;SO2价电子对数为(6+0)=3,其VSEPR模型为平面三角形,含有一对孤电子对,分子结构为V形;BeCl2、CO2中,中心原子价电子全部成键,是直线形。 √ 4.下列分子中,中心原子杂化类型相同,分子空间结构也相同的是 (　　) A.H2O、SO2 B.NF3、BF3 C.NH3、CH4 D.BeCl2、CO2 √ 解析:根据杂化轨道理论:H2O分子中O原子的杂化方式为sp3,空间结构为V形,SO2分子中S原子的杂化方式为sp2,空间结构为V形,A不符合题意;NF3分子中N原子的杂化方式为sp3,空间结构为三角锥形,BF3分子中B原子的杂化方式为sp2,空间结构为平面三角形,B不符合题意;NH3分子中N原子的杂化方式为sp3,空间结构为三角锥形,CH4分子中C原子的杂化方式为sp3,空间结构为正四面体,C不符合题意;BeCl2分子中Be原子杂化方式为sp,空间结构为直线形,CO2分子中C原子杂化方式为sp,空间结构为直线形,D符合题意。 5.(2024·徐州质量检测)用价层电子对互斥模型完成下列问题(点“·”的原子为中心原子)。   σ键电子对数 孤电子对数 空间结构 H2Se       BCl3       PCl3       SO2       · · · · 2 2 V形 3 0 平面三角形 3 1 三角锥形 2 1 V形 S       OF2       Cl       · · · 续表 4 0 正四面体形 2 2 V形 2 2 V形 等电子原理 新知探究(二) 1.等电子原理 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,这一原理称为“等电子原理”。 2.等电子体 原子数目相同、价电子总数相同的分子或离子互称为等电子体。 3.等电子原理的应用 (1)利用等电子原理可以判断一些简单分子或离子的立体结构,如SiCl4、Si与S互为等电子体,它们的立体结构相同(正四面体)。 (2)应用于制造新材料。 4.寻找等电子体的常用方法 同主族 替换法 同主族元素最外层电子数相等,故可将粒子中一个或几个原子换成同主族元素原子,如O3与SO2、CO2与CS2互为等电子体 左右 移位法 ①将粒子中的两个原子换成原子序数分别增加n和减少n(n=1,2……)的原子,如N2与CO、和CNO-互为等电子体。 ②将粒子中的一个或几个原子换成原子序数增加(或减少)n的元素带n个单位电荷的阳离子(或阴离子),如与、N2O和互为等电子体 叠加法 互为等电子体的微粒分别再增加一个相同的原子或同主族元素的原子,还互为等电子体,如N2O与CO2互为等电子体 续表 [典例]　通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相似,下列有关说法正确的是 (　　) A.CH4和N互为等电子体,键角均为60° B.N和C互为等电子体,空间结构相似 C.H3O+和PCl3互为等电子体,空间结构相似 D.B3N3H6和苯互为等电子体,B3N3H6分子中不存在“肩并肩”重叠的轨道 √ [解析]　CH4、N都是正四面体形结构,键角都是109°28',A项错误;N和C的原子总数都是4,价电子总数都是24,二者互为等电子体,空间结构相似,B项正确;H3O+和PCl3的价电子总数不相等,不互为等电子体,C项错误;苯和B3N3H6分子的原子总数都是12,价电子总数都是30,二者互为等电子体,苯分子的结构中存在“肩并肩”重叠的轨道,故B3N3H6分子中也存在“肩并肩”重叠的轨道,D项错误。 |归纳拓展|常见的等电子体 类型 实例 空间结构 双原子10电子的等电子体 N2、CO、NO+、、CN- 直线形 三原子16电子的等电子体 CO2、CS2、N2O、N、、BeCl2(g) 直线形 三原子18电子的等电子体 N、O3、SO2 V形 四原子24电子的等电子体 N、C、B、C、BF3、SO3(g) 平面 三角形 五原子32电子的等电子体 SiF4、CCl4、B、S、P 正四面 体形 续表 √ 1.与N互为等电子体的是(　　) A.SO2 B.BF3 C.CH4 D.NO2 [题点多维训练] √ 2.等电子体的结构相似、物理性质相似。下列各对粒子中,空间结构相似的是 (　　) A.SO2与O3 B.CO2与NO2 C.CS2与NO2 D.PCl3与BF3 解析:A项中SO2与O3互为等电子体,故结构相似。 3.根据等电子原理:由短周期元素组成的粒子,只要其原子数相同,各原子最外层电子数之和相同,可互称为等电子体,它们具有相似的结构特征。以下各组粒子结构不相似的是 (　　) A.CO和N2 B.O3和N C.CO2和N2O D.N2H4和C2H4 解析:N2H4和C2H4原子数相同,外围电子数分别为14、12,二者不是等电子体,故结构不相似。 √ 4.根据等电子原理,由短周期元素组成的粒子,只要其原子数相同,各原子最外层电子数之和相同,也可互称等电子体,它们也具有相似的结构特征。 (1)仅由第2周期元素组成的共价分子中,互为等电子体的是______　　　　　和　　　;　　　和　　　。  解析:仅由第2周期元素组成的共价分子中,N2与CO价电子总数均为10,CO2与N2O价电子总数均为16。 N2 CO CO2 N2O (2)在短周期元素组成的物质中,与N互为等电子体的分子有　　　　　。  解析:依题意,只要原子数相同,各原子最外层电子数之和也相同,即可互称等电子体,N为三原子离子,各原子最外层电子数之和为5+6×2+1=18,SO2、O3为三原子分子,各原子最外层电子数之和为6×3=18。 SO2、O3 课时跟踪检测 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 √ 12 1.下列关于价层电子对互斥模型的叙述不正确的是 (　　) A.价层电子对互斥模型可用来预测分子的空间结构 B.分子中价电子对相互排斥决定了分子的空间结构 C.中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间并参与相互排斥 D.分子中键角越大,价电子对相互排斥力越大,分子越稳定 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 12 解析:价层电子对互斥模型可以用来预测分子的空间结构,注意实际空间结构要去掉孤电子对,A正确;空间结构与价电子对相互排斥有关,所以分子中价电子对相互排斥决定了分子的空间结构,B正确;中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间并参与相互排斥,且孤电子对间的斥力>孤电子对和成键电子对间的斥力,C正确。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 2.乙醇分子中氧原子的价电子对数为 (　　) A.1 B.2 C.3 D.4 解析:乙醇的结构简式为CH3CH2—O—H,氧与氢原子、碳原子成键,即氧原子有2对σ键电子对。由于碳原子只提供一个电子与氧原子成键,故氧原子的价电子对数为=4。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 3.下列分子的中心原子上带有一对孤电子对的是 (　　) ①BeCl2　②CH4　③NH3　④CH2O　⑤SO2　⑥H2S A.①②③⑤⑥ B.③④ C.④⑥ D.③⑤ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 解析:①BeCl2中价电子对数为=2,孤电子对数为0;②CH4中孤电子对数为0;③NH3中孤电子对数为1;④CH2O中价电子对数为=3,孤电子对数为0;⑤SO2中价电子对数为=3,孤电子对数为1;⑥H2S中价电子对数为=4,孤电子对数为2;中心原子上带有一对孤电子对的是③⑤。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 4.用价层电子对互斥模型(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间结构,有时也能用来推测键角大小,下列判断错误的是 (　　) A.SO2、CS2都是直线形的分子 B.BF3键角为120° C.BF3、SO3都是平面三角形的分子 D.PCl3、NH3都是三角锥形的分子 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 解析:SO2中价电子对数=2+(6-2×2)=3且含有1对孤电子对,所以SO2为V形结构,CS2为直线形结构,故A错误;BF3中价电子对数=3+×(3-3×1)=3,为平面三角形结构,BF3键角为120°,故B正确;BF3、SO3中中心原子价电子对数都是3且不含孤电子对,这两种分子都是平面三角形结构,故C正确;PCl3、NH3中价电子对数=3+×(5-3×1)=4且含有1对孤电子对,PCl3、NH3均为三角锥形结构,故D正确。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 5.下列分子或离子中,价层电子对互斥模型名称与分子或离子的空间结构名称不一致的是 (　　) A.CO2 B.C C.H2O D.CCl4 解析:CO2分子中C原子价电子对数是2,价层电子对互斥模型为直线形,中心原子不含孤电子对,分子结构为直线形,A不符合题意; 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 C含有3个σ键,中心原子C原子的孤电子对数=×(4+2-2×3)=0,所以中心原子C原子价电子对数是3,价层电子对互斥模型为平面三角形,不含孤电子对,C的空间结构为平面三角形,B不符合题意;水分子中中心原子O原子的价电子对数=×(6+2)=4,价层电子对互斥模型为正四面体形,中心原子O原子含有2对孤电子对,则水分子的空间结构是V形,C符合题意;CCl4分子中,中心原子C原子的价电子对数=×(4+4)=4,价层电子对互斥模型为正四面体形,中心原子不含孤电子对,空间结构为正四面体形,D不符合题意。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 6.C、—CH3、C都是重要的有机反应中间体,有关它们的说法正确的是(　　) A.它们互为等电子体,碳原子均采取sp2杂化 B.C与NH3、H3O+互为等电子体,空间结构均为正四面体形 C.C中的碳原子采取sp2杂化,所有原子均共面 D.C与OH-形成的化合物中含有离子键 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 解析:C、—CH3、C分别具有6个、7个和8个价电子,它们不是等电子体,C中C原子的价电子对数为3,碳原子采取sp2杂化;—CH3、C的价电子对数为4,采取sp3杂化,故A不符合题意。C与NH3、H3O+均具有8个价电子、4个原子,互为等电子体,价电子对数为4,有一对孤电子对,空间结构均为三角锥形,故B不符合题意。根据价层电子对互斥模型,C中C原子的价电子对数为3,碳原子采取sp2杂化,其空间结构是平面三角形,故C符合题意。C与OH-形成的化合物是CH3OH,属于共价化合物,不含离子键,故D不符合题意。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 12 11 13 14 3 7.氯化亚砜(SOCl2)是一种很重要的化学试剂,可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚砜分子的几何构型和中心原子(S)采取杂化方式的说法正确的是 (　　) A.平面三角形、sp2 B.V形、sp2 C.三角锥形、sp3 D.三角锥形、sp2 解析:氯化亚砜(SOCl2)分子中S原子的价电子对数==4,孤电子对数为1,则其分子空间结构为三角锥形,中心原子(S)采取sp3杂化。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 8.(2024·厦门一中月考)若ABn的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤电子对,根据价层电子对互斥模型,下列说法正确的是 (　　) A.若n=2,则分子的空间结构为V形 B.若n=3,则分子的空间结构为三角锥形 C.若n=4,则分子的空间结构为正四面体形 D.以上说法都不正确 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 解析:若中心原子A上没有未用于成键的孤电子对,则根据斥力最小的原则,当n=2时,分子的空间结构为直线形;当n=3时,分子的空间结构为平面三角形;当n=4时,分子的空间结构为正四面体形。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 9.(2024·邯郸高二期中)氯元素有多种化合价,可形成Cl2O、Cl-、ClO-、Cl、Cl、Cl等微粒。下列说法错误的是(　　) A.键角:Cl>Cl>Cl B.Cl2O的空间结构为V形 C.Cl、Cl、Cl中Cl的杂化方式相同 D.基态Cl原子核外电子的空间运动状态有9种 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 解析:Cl、Cl和Cl的价电子对数都为4,孤电子对数分别为2、1、0,孤电子对数越多,对成键电子对的斥力越大,成键原子的键角越小,则键角由小到大的顺序为Cl<Cl<Cl,A错误;Cl2O中O有两对孤电子对,价电子对数为2+2=4,所以O为sp3杂化,Cl2O的空间结构为V形,B正确;Cl、Cl和Cl的价电子对数都为4,微粒中Cl原子都采用sp3杂化,杂化方式相同,C正确;基态氯原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p5,核外有9种原子轨道,故基态原子的核外电子的空间运动状态有9种,D正确。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 10.Zn、V、Cu、In、S和Se等原子是生物医药、太阳能电池等领域的理想荧光材料。回答下列问题: (1)Zn、O、S和Se的电负性由大到小的顺序为　　 　　　。制备荧光材料过程中会产生少量S、V,其中V原子采用　 杂化,V的空间结构为　　　　　,S的空间结构为　　 　　。  O>S>Se>Zn sp3 正四面体 三角锥形 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 解析:同一周期从左到右,元素的电负性依次增大,同一主族从上到下,元素的电负性依次减小,四种元素的电负性由大到小的顺序为O>S>Se>Zn。V中钒原子形成了4个σ键,价电子对数为×(5+3)=4,因此钒原子的杂化方式为sp3,V的空间结构为正四面体形。S中硫原子形成了3个σ键,价电子对数为×(6+2)=4,硫原子的杂化类型为sp3,S的空间结构为三角锥形。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 (2)C、N、S分别与H形成的简单氢化物中键角最小的是　　 ,其原因是______________________________________________________ 　 。  解析:CH4、NH3、H2S的中心原子均采取sp3杂化,碳原子没有孤电子对,氮原子有一对孤电子对,硫原子有两对孤电子对,因此硫原子的孤电子对对σ键电子对的排斥力大,H2S的键角最小。 H2S 三种氢化物的中心原子均采取sp3杂化,H2S的中心原子S上 孤电子对多,对成键电子对排斥力大 10 1 2 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 3 (3)H、C、N、S四种元素可形成硫氰酸(H—S—C≡N)和异硫氰酸(H—N==C==S),异硫氰酸分子中σ键与π键的数目比为　　　,异硫氰酸沸点较高,原因是 。  解析:一个异硫氰酸分子中含有一个单键和两个双键,因此异硫氰酸中σ键与π键数目之比为3∶2;硫氰酸分子中的氢原子连在硫原子上,分子间不能形成氢键,异硫氰酸分子的氢原子与氮原子相连,由于N元素电负性大,分子间能形成氢键,因此异硫氰酸的沸点较高。 3∶2 异硫氰酸分子间能形成氢键 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 11.请回答下列各题: (1)写出与H2O分子互为等电子体的两种微粒的化学式:　　 　。  解析:用S原子替换H2O中的O原子得等电子体H2S;用N原子替换H2O中的O原子且增加1个负电荷得等电子体N。 H2S、N 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 (2)写出一种与N互为等电子体的微粒的化学式:　 　　　　。  解析:用C原子或Si原子替换N中的N原子,同时需增加1个负电荷得等电子体C、Si;用S原子替换N中的N原子,同时需减掉1个负电荷得等电子体SO3;同理推出BF3与N也互为等电子体。 C(或BF3、Si、SO3等) 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 (3)CaCN2中阴离子为C,与C互为等电子体的分子的化学式为　　　 　　,可推知C的空间结构为　　　形。  解析:用2个O原子替换C中的2个N原子,同时需去掉2个负电荷,得其等电子体CO2;用1个O原子替换C中的1个C原子,同时需去掉2个负电荷得其另一等电子体N2O;由于CO2为直线形分子,故C也是直线形。 CO2(或N2O) 直线 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 (4)用价层电子对互斥模型推断甲醛中H—C—H的键角　　　(填“>”“<”或“=”)120°。  解析:甲醛分子中由于C==O与C—H之间的排斥作用大于2个C—H键之间的排斥作用,所以甲醛分子中C—H键与C—H键之间的夹角小于120°。 < 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 3 12.(2024·扬州期中)硒是一种非金属,可以用作光敏材料、电解锰行业的催化剂。 (1)Se是元素周期表中34号元素,其基态原子的核外电子排布式为　　　 　　 　　　　　。  1s22s22p63s23p63d104s24p4(或[Ar]3d104s24p4) 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 (2)根据价层电子对互斥模型,可以推知SeO3分子的空间结构为　　　　　　,其中Se原子采用的杂化轨道类型为　 　。  解析:SeO3分子中Se原子的价电子对数为×(6+0)=3,成键电子对数为3,孤电子对数为0,所以Se原子采取sp2杂化,该分子结构为平面三角形。 平面三角形 　sp2 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 (3)CSe2与CO2结构相似,CSe2分子内σ键与π键个数之比为　　　。CSe2分子内的键角　　　(填“大于”“等于”或“小于”,下同)H2Se分子内的键角。H—Se—H键角　　　AsH3分子内的H—As—H键角。 解析:根据等电子原理和价层电子对互斥模型,CSe2与CO2结构相似,1个CSe2分子内σ键与π键均为2个。根据杂化轨道理论,中心原子采取sp杂化的键角>中心原子采取sp3杂化的键角,中心原子都采取sp3杂化时,中心原子孤电子对数越多,键角越小。 1∶1 大于 小于 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 高阶思维训练 13.价电子对互斥(VSEPR)理论是关于分子几何构型的经验规律,该理论认为,分子的稳定结构应使中心原子价电子对之间的斥力最小,且不同价电子对之间排斥力相对大小满足:孤电子对-孤电子对>孤电子对-成键电子对>成键电子对-成键电子对。如H2O分子中∠H—O—H≈104.5°,下列推断不合理的是(　　) 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 A.NH3分子中∠H—N—H<109°28' B.H2O的键角∠H—O—H小于H3O+的键角∠H—O—H C.已知P4分子为正四面体,P4O6中的∠O—P—O小于P4O10中的∠O—P—O D.N中∠H—N—H小于NH3分子中∠H—N—H 解析:NH3分子中中心N原子的价电子对数为4,采用sp3杂化,有1对孤电子对,所以∠H—N—H<109°28',A合理; √ 13 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 3 因为H2O中O原子的杂化轨道上有2对孤电子对,而H3O+中O原子杂化轨道上只有1对孤电子对,所以H2O的键角∠H—O—H小于H3O+的键角∠H—O—H,B合理;已知P4O6和P4O10的结构式分别为 和 ,前者P原子的杂化轨道上有1对孤电子对,所以P4O6中的∠O—P—O小于P4O10中的∠O—P—O,C合理;N中N原子的杂化轨道上没有孤电子对,所以∠H—N—H大于NH3分子中∠H—N—H,D不合理。 10 1 2 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 3 14.科学家提出价层电子对互斥模型(简称VSEPR模型),用于预测简单分子的空间结构。其要点可以概括为: Ⅰ.用AXnEm表示只含一个中心原子的分子组成,A为中心原子,X为与中心原子相结合的原子,E为中心原子最外层未参与成键的电子对(称为孤电子对),(n+m)称为价电子对数。分子中的价电子对总是互相排斥,均匀地分布在中心原子周围的空间。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 Ⅱ.分子的几何构型是指分子中的原子在空间的排布,不包括中心原子未成键的孤电子对。 Ⅲ.分子中价电子对之间的斥力大小顺序为: ⅰ.孤电子对之间的斥力>孤电子对与共用电子对之间的斥力>共用电子对之间的斥力; ⅱ.双键与双键之间的斥力>双键与单键之间的斥力>单键与单键之间的斥力; 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 ⅲ.X原子得电子能力越弱,A—X形成的共用电子对之间的斥力越强; ⅳ.其他。 请仔细阅读上述材料,回答下列问题: (1)由AXnEm的VSEPR理想模型填写下表: n+m 2 ①　　　　  VSEPR理想模型 ②　　　　  正四面体 价电子对之 间的理想键角 ③　　　　  109°28' 4 直线形 180° 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 (2)请用VSEPR模型解释CO2为直线形分子的原因:_____________ 　。  解析:CO2中C的价电子对数为2+(4-2×2)=2,由VSEPR模型知,两对电子对应尽量远离,故为直线形结构,即CO2分子为直线形分子。 CO2中C周围 的价电子对数为2,由VSEPR模型知,两对电子对应尽量远离,故为直 线形结构 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 (3)H2O分子的几何构型为　　　,请你预测水分子中∠H—O—H的大小范围并解释原因:_______________________________________ 解析:H2O分子中中心O原子的价电子对数为2+(6-2×1)=4,价电子对分占不同的位置,它们同样要尽量远离,故它的构型为四面体形(含两个未成键电子对),则H2O为V形结构。 V形 ∠H—O—H的大小应略小于109°28',因为 H2O分子中中心O原子的价电子对数为4,电子对分占不同的位置,它们 同样要尽量远离,故它的构型为四面体形,但是由于两个未成键电子对 的排斥作用,导致∠H—O—H略小于109°28' 。  1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 (4)SO2Cl2和SO2F2都属于AX4E0型分子,S O之间以双键结合,S—Cl、S—F之间以单键结合。请你预测SO2Cl2和SO2F2分子的几何构型:　　　 　　。SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl　　(填“<”“>”或“=”)SO2F2分子中∠F—S—F。  解析:中心S原子的价电子对数为4+(6-2×2-2×1)=4,4对价层电子对应尽量远离,故为四面体结构,由于周围原子的半径不同,故它们的构型为变形的四面体;由于Cl的电负性小于F,Cl—S键间的排斥力大于F—S键间的排斥力,故Cl—S—Cl的键角大于F—S—F的键角。 变形的四面体结构 > $$