内容正文:
微专题4 键角大小的比较
优化探究
第二章 分子结构与性质
影响键角大小的因素主要有三个:一是中心原子的杂化轨道类型;二是中心原子的孤电子对数;三是中心原子和配位原子的电负性大小。
1.中心原子杂化轨道类型不同的粒子,键角大小为sp杂化>sp2杂化>sp3杂化,如键角:CH≡CH>CH2==CH2>CH4。
2.中心原子杂化方式相同的粒子,由于斥力:孤电子对与孤电子对之间>孤电子对与成键电子对之间>成键电子对与成键电子对之间,孤电子对数越多,对成键电子对的斥力越大,键角越小。如键角:CH4>NH3>H2O。
3.中心原子杂化方式相同且孤电子对数目也相同,利用中心原子的电负性大小比较键角大小。如H2O、H2S中,中心原子均为sp3杂化,分子空间结构均为三角锥形,由于电负性:O>S,吸引电子的能力:O>S,成键电子间的距离:H—S>H—O,使得H2O、H2S中成键电子对间的斥力逐渐减弱,键角减小,即键角:H2O(105°)>H2S(92.1°)。
4.中心原子杂化方式相同且孤电子对数目也相同,利用配位原子的电负性大小比较键角大小。如NCl3、NF3中,中心原子均为sp3杂化,分子空间结构均为V形,由于电负性:F>Cl,吸引电子的能力:F>Cl,成键电子间的距离:
F—N>Cl—N,使得NCl3、NF3中成键电子对间的斥力逐渐减弱,键角减小,即键角:NCl3(106.8°)>NF3(102.5°)。
5.同一粒子中不同共价键的键角,由于斥力:双键间>双键与单键间>单键
间,则键角大小不同。如甲醛: ,键角:α>β。
1.在SO2分子中,分子的空间结构为V形,S原子采取sp2杂化,那么SO2的键角( )
A.等于120° B.大于120°
C.小于120° D.等于180°
C
由于SO2分子的VSEPR模型为平面三角形,从理论上讲其键角应为120°,但是由于SO2分子中的S原子有一个孤电子对,对两个化学键存在排斥作用,因此分子中的键角要小于120°。
2.下列分子或离子中键角由大到小排列正确的是( )
①BCl3 ②NH3 ③H2O ④PC ⑤BeCl2
A.⑤④①②③ B.④①②⑤③
C.⑤①④②③ D.③②④①⑤
C
微粒 中心原子上孤电子对数 中心原子上价层电子对数 VSEPR
模型名称 杂化轨
道类型 空间
结构 键角
①BCl3 ×(3-3×1)=0 3 平面
三角形 sp2 平面三角形 120°
②NH3 ×(5-3×1)=1 4 四面体形 sp3 三角锥形 107°
③H2O ×(6-2×1)=2 4 四面体形 sp3 V形 105°
微粒 中心原子上孤电子对数 中心原子上价层电子对数 VSEPR
模型名称 杂化轨
道类型 空间
结构 键角
④PC ×(5-1-4×1)=0 4 正四面
体形 sp3 正四面体形 109°28'
⑤BeCl2 ×(2-2×1)=0 2 直线形 sp 直线形 180°
键角由大到小的顺序为⑤①④②③。
3.下列物质的分子中:①H2O、②BF3、③H2S、④CH4,键角从大到小的顺序是 (填序号)。
②>④>①>③
4.比较下列物质中键角的大小(填“>”“=”或“<”)。
(1)CH4 P4。
(2)NH3 PH3 AsH3。
(3)PF3 PCl3。
(4)光气(COCl2)中∠Cl—C==O ∠Cl—C—Cl。
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5.如图是甲醛分子的空间结构模型,根据该图和所学化学知识回答下列问题:
(1)甲醛分子中碳原子的杂化方式是 ,作出该判断的主要理由是 。
(1)原子的杂化轨道类型不同,分子的空间结构也不同。由图可知,甲醛分
子为平面三角形,所以甲醛分子中的碳原子采取sp2杂化。
sp2
甲醛分子的空间结构为平面三角形
(2)下列是对甲醛分子中碳氧键的判断,其中正确的是 (填序号)。
①单键 ②双键 ③σ键 ④π键 ⑤σ键和π键
(2)甲醛分子中的碳氧键是双键,双键中含一个σ键和一个π键。
②⑤
(3)甲醛分子中C—H与C—H间的夹角 (填“=”“>”或“<”)120°,出现该现象的主要原因是 。
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碳氧双键中存在π键,它对C—H的排斥作用较强
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