第2章 第2节 第1课时 分子结构的测定、多样的分子空间结构、价层电子对互斥模型(课件PPT)-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册(人教版)
2025-12-22
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修2 物质结构与性质 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第二节 分子的空间结构 |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 3.05 MB |
| 发布时间 | 2025-12-22 |
| 更新时间 | 2025-12-22 |
| 作者 | 高智传媒科技中心 |
| 品牌系列 | 学霸笔记·高中同步精讲 |
| 审核时间 | 2025-12-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55561976.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中化学课件聚焦分子结构测定、多样分子空间结构及价层电子对互斥模型,从早期推测到现代红外光谱、质谱法等测定技术切入,衔接三原子至五原子分子的空间结构实例,最终以VSEPR模型构建分析框架,形成递进式学习支架。
其亮点在于融合现代科技手段与模型思维,通过红外光谱化学键推断、质谱相对分子质量测定等探究活动,结合CO₂直线形、NH₃三角锥形等实例分析,培养科学探究与实践能力及科学思维。采用“原理-实例-应用”教学逻辑,助学生深化化学观念,也为教师提供系统教学资源,提升课堂效率。
内容正文:
第1课时 分子结构的测定、多样的分子空间结构、价层电子对互斥模型
1.知道分子的结构可以通过波谱等技术进行测定。
2.结合实例了解共价分子具有特定的空间结构,认识共价分子结构的多样性。
3.理解价层电子对互斥模型的含义,并能判断简单分子或离子的空间结构。
学习目标
目 录
知识点一 分子结构的测定 多样的分子空间结构
知识点二 价层电子对互斥模型
随堂演练
课时作业
知识点一
分子结构的测定 多样的分子空间结构
目 录
(1)早期测定方法
主要靠对物质的 进行系统总结得出规律后进行推测。
(2)现代测定方法
应用 、晶体X射线衍射等现代仪器和方法测定分子的结构。
(3)红外光谱工作原理
①原理
当一束红外线透过分子时,分子会吸收跟它的某些化学键的
相同的红外线,再记录到图谱上呈现 。通过和已有谱图库比
对,或通过量子化学计算,可分析出分子中含有何种 或
的信息。
化学性质
红外光谱
1. 分子结构的测定
振动频率
吸收峰
化学键
官能
团
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目 录
②某未知物的红外光谱
读谱可知,该有机物分子中有 种不同的化学键,分别是
、 、 。
3
C—
H
O—H
C—O
化学·选择性必修2
目 录
②仪器: 。
(4)质谱法
①目的:测定分子的 。
相对分子质量
③质谱图(以甲苯分子为例)
读谱可知,甲苯的相对分子质量为 。
质谱仪
92
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④问题探究
a.红外光谱可以推断化学键或官能团的种类,能否确认化学键或官能团的
个数?
提示:不能。
b.怎样根据质谱图得出分子的相对分子质量?
提示:相对分子质量=最大质荷比。
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目 录
2. 多样的分子空间结构
(1)三原子分子的空间结构
三原子分子的空间结构有 形和 形(又称角形)两种。
化学式 空间结构 结构式 键角 空间结构
模型
CO2 180°
H2O 105°
直线
V
直线形
O C O
V形
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(2)四原子分子的空间结构
大多数四原子分子采取 形和 形两种空间结构。
化学式 空间结构 结构式 键角 空间结构
模型
CH2O 约120°
NH3 107°
平面三角
三角锥
平面三角形
三角锥形
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(3)五原子分子的空间结构
五原子分子的形状更多,最常见的是 。
化学式 空间结构 结构式 键角 空间结构模型
CH4 109°28'
四面体形
四面体形
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(4)问题探究
科学家研制出有望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3,如图所示。已知该
分子中N—N—N键角都是108.1°。试推测四个氮原子围成的空间是正四
面体形吗?
提示:不是。由于N—N—N键角都是108.1°。所以四个氮原子围成的空
间不是正四面体形而是三角锥形。
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1. 正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)利用红外光谱可分析分子中所含的官能团的信息。 ( √ )
(2)利用质谱法可测定分子的质量。 ( × )
(3)粒子的实际质量与其电荷之比,就是质荷比。 ( × )
(4)质谱图中,质荷比的最大值就是样品分子的相对分子质量。
( √ )
(5)NH3分子键角大于CH4分子键角。 ( × )
√
×
×
√
×
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目 录
2. TBC的一种标准谱图如图所示,它是( )
A. 核磁共振氢谱 B. 质谱
C. 红外光谱 D. 紫外光谱
解析:该标准谱图为红外光谱。
√
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3. (鲁科版习题)哪些物质的分子呈以下形状?写出其化学式,并标出分
子中各化学键的键角。
(1)直线形: 、 ;
(2)平面三角形: 、 ;
(3)三角锥形: 、 ;
(4)正四面体形: 、 。
CO2、C2H2(合理即可)
键角为180°
CH2O
键角约为120°
NH3
键角为107°
CH4
键角为109°28'
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知识点二
价层电子对互斥模型
目 录
1. 价层电子对互斥模型(VSEPR model)理论要点
分子的 是中心原子周围的“价层电子对” 的结
果。VSEPR的“价层电子对”是指分子中的 与结合原子间的
σ键 和中心原子上的 。
空间结构
相互排斥
中心原子
电子对
孤电子对
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2. 中心原子上价层电子对的计算
(1)价层电子对数= 。多重键
只计其中的σ键电子对,不计π键电子对。
(2)计算
①σ键电子对的计算
由化学式确定,即中心原子形成几个σ键,就有几个σ键电子对。如NH3分
子中,N有 个σ键电子对。
σ键电子对数+中心原子的孤电子对数
3
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②中心原子上的孤电子对数的计算
中心原子上的孤电子对数=
a.a为中心原子的 。
对于主族元素:a= 。
对于阳离子:a= 。
对于阴离子:a= 。
b.x为 。
c.b为与中心原子结合的原子 (氢为 ;其他
原子= )。
(a-xb)
价电子数
原子的最外层电子数
中心原子的价电子数-离子的电荷数
中心原子的价电子数+离子的电荷数(绝对值)
与中心原子结合的原子数
最多能接受的电子数
1
8减去该原子的价电子数
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3. VSEPR模型与分子(或离子)的空间结构
分子或
离子 孤电子
对数 价层电子
对数 VSEPR模型
名称 分子或离子的空间结构
名称
CO2
SO2
C
H2O
NH3
CH4
0
2
直线形
直线形
1
3
平面三角形
V形
0
3
平面三角形
平面三角形
2
4
四面体形
V形
1
4
四面体形
三角锥形
0
4
正四面体形
正四面体形
提醒:价层电子对互斥模型不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子。
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4. 利用价层电子对互斥模型判断分子(或离子)的空间结构的步骤
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目 录
5. 问题探究
三氯化硼(BCl3)主要用作有机反应催化剂,也可用作铸镁及合金时的防
氧化剂。三氟化氮(NF3)是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体。
(1)分别计算BCl3、NF3的成键电子对数、孤电子对数、价层电子对数。
提示:BCl3分子中的中心原子是B,成键电子对数为3,孤电子对数=
(a-xb)= ×(3-3×1)=0,价层电子对数=0+3=3。
NF3分子中的中心原子是N,成键电子对数为3,孤电子对数= (a-
xb)= ×(5-3×1)=1,价层电子对数=1+3=4。
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(2)利用价层电子对互斥模型判断BCl3、NF3的VSEPR模型、分子空间结
构是怎样的?
提示:BCl3的价层电子对数为3,VSEPR模型为平面三角形,分子空间结
构为平面三角形;NF3的价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体形,分子
空间结构为三角锥形。
(3)通过BCl3、NF3两例分析价层电子对的空间结构与分子的空间结构一
定相同吗?
提示:价层电子对的空间结构与分子的空间结构不一定一致,分子的空间
结构指的是成键电子对的空间结构,不包括孤电子对(未用于形成共价键
的电子对)。
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1. (2025·吉林市高二月考)下列各组计算微粒中心原子的价层电子对数
的代数式错误的是( )
A. BCl3:3+ (3-3×1)
B. S :3+
C. H3O+:3+
D. CS2:2+ (4-2×2)
解析:H3O+中心原子的价层电子对数为3+ =4,C错误。
√
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2. (教材改编题)结构模型是反映分子的结构特点的主要模型。下列分子
价层电子对互斥模型与分子空间结构一致的是( )
A. 水分子 B. 甲烷分子
C. 氨分子 D. 二氧化硫分子
解析:水分子价层电子对互斥模型为四面体形,分子空间结构为V形,A不符合题意;甲烷分子价层电子对互斥模型为正四面体形,分子空间结构为正四面体形,B符合题意;氨分子价层电子对互斥模型为四面体形,分子空间结构为三角锥形,C不符合题意;二氧化硫分子价层电子对互斥模型为平面三角形,分子空间结构为V形,D不符合题意。
√
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3. 计算下列分子中标“·”原子的孤电子对数:
(1)H2 ;(2) Cl5 ;
(3) F3 ;(4) H3 。
4. 计算下列分子中标“·”原子的价层电子对数:
(1) Cl4 ;(2) Cl2 ;
(3) Cl3 ;(4) Cl3 。
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0
0
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随堂演练
目 录
1. 下列分子的中心原子的价层电子对数是3的是( )
A. H2O B. BF3
C. CH4 D. NH3
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价层
电子对数都为4,三氟化硼分子中硼原子的价层电子对数为3,选B。
√
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2. (2025·大同高二月考)设H+的质荷比为β,某有机物样品的质荷比如
图所示(假设离子均带一个单位正电荷,信号强度与该离子的多少有
关),则该有机物可能是( )
A. 甲醇(CH3OH) B. 甲烷
C. 丙烷 D. 乙烯
解析: 由题图知,右边最高质荷比为16,是H+质荷比的16倍,即其相
对分子质量为16,可能是甲烷。
√
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3. (苏教版习题)用价层电子对互斥模型判断SiCl4分子的空间结构为
( )
A. 正四面体形 B. V形
C. 三角锥形 D. 平面三角形
解析: SiCl4中Si原子的价层电子对数为4+ ×(4-4×1)=4,孤电
子对数为0,为正四面体形。
√
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4. 根据价层电子对互斥模型填空:
(1)OF2分子中,中心原子上的σ键电子对数为 ,孤电子对数
为 ,价层电子对数为 ,VSEPR模型为 ,分子的空
间结构为 。
(2)N 中,中心原子上的σ键电子对数为 ,孤电子对数为 ,
价层电子对数为 ,VSEPR模型为 ,分子的空间结构
为 。
(3)S 中,中心原子上的σ键电子对数为 ,孤电子对数
为 ,价层电子对数为 ,VSEPR模型为 ,分子的
空间结构为 。
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2
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四面体形
V形
3
0
3
平面三角形
平面三角形
4
0
4
正四面体形
正四面体形
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课时作业
目 录
题组一 分子结构的测定
1. 利用红外光谱对有机化合物分子进行测试并记录,可初步判断该有机物
分子拥有的( )
A. 同分异构体数 B. 原子个数
C. 化学键和官能团种类 D. 有机化合物的分子式
解析:利用红外光谱对有机化合物分子进行测试并记录,可以清晰地记录出不同基团的吸收峰,所以可初步判断该有机物分子拥有的化学键和官能团种类。
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目 录
2. (2025·齐齐哈尔高二月考)如图是某有机化合物分子的质谱图,由图可知该分子的相对分子质量为( )
A. 58 B. 214
C. 229 D. 231
解析: 质谱图中的质荷比最大的值对应的就是未知物的相对分子质
量,D项正确。
√
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3. 某有机化合物的分子式为C4H10O,其红外光谱如图所示,则该有机化合
物的结构简式为( )
A. CH3OCH2CH2CH3
B. CH3CH2OCH2CH3
C. CH3OCH(CH3)2
D. CH3CH2CH2CH2OH
√
解析: CH3CH2OCH2CH3中含有对称的—CH3、对称的—CH2—和C—
O—C,选B。
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题组二 多样的分子空间结构
4. (教材改编题)下列分子的空间结构错误的是( )
A. SO2: B. NH3:
C. CO2: D. CH4:
解析:NH3的空间结构是三角锥形,B项错误。
√
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5. 下列分子中键角最大的是( )
A. H2O B. CO2
C. CH2O D. NH3
解析:H2O分子呈V形,键角为105°;CO2分子呈直线形,键角为180°;CH2O分子呈平面三角形,键角约为120°;NH3呈三角锥形,键角为107°。
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题组三 价层电子对互斥模型
6. (2025·哈尔滨高二期中改编)下列分子中,含有孤电子对的是( )
A. H2O B. CH4
C. SiH4 D. CO2
解析:H2O分子中含有2个孤电子对;CH4的中心原子上的孤电子对数= ×(4-4×1)=0;SiH4的中心原子上的孤电子对数= ×(4-4×1)=0;CO2的中心原子上的孤电子对数= ×(4-2×2)=0。
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目 录
7. (教材改编题)若ABn的中心原子A上没有孤电子对,运用价层电子对
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
解析:若中心原子A上没有孤电子对,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。
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8. (2025·上海晋元中学高二月考)肼(N2H4)分子中心原子的VSEPR模
型为( )
A. 平面三角形 B. 三角锥形
C. 四面体形 D. 正四面体形
解析:N2H4分子中N原子的价层电子对数为4,1个孤电子对,3个σ键,则分子的VSEPR模型为四面体形,选C。
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9. (2025·盐城高二月考)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( )
序号 分子式 价层电子对互斥模型 分子或离子的空间结构
① AsCl3 四面体形 三角锥形
② HCHO 平面三角形 三角锥形
③ NF3 四面体形 平面三角形
④ N 正四面体形 正四面体形
A. ①② B. ①④
C. ②④ D. ②③
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目 录
解析:AsCl3分子中中心As原子的价层电子对数为4,价层电子对互斥模型为四面体形,含有1个孤电子对,分子的空间结构为三角锥形,①正确;甲醛(HCHO)分子中中心C原子的价层电子对数为3(有1个双键),价层电子对互斥模型为平面三角形,没有孤电子对,分子的空间结构为平面三角形,②错误;NF3分子中中心N原子的价层电子对数为4,价层电子对互斥模型为四面体形,含有1个孤电子对,分子的空间结构为三角锥形,③错误;N 中中心N原子的价层电子对数为4,价层电子对互斥模型为正四面体形,没有孤电子对,离子的空间结构为正四面体形,④正确。
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10. 下列有关键角与分子空间结构的说法错误的是( )
A. 键角为180°的分子,空间结构是直线形
B. 键角为120°的分子,空间结构是平面三角形
C. 键角为60°的分子,空间结构可能是正四面体形
D. 键角为90°~109°28'之间的分子,空间结构可能是V形
解析: 键角为180°的分子,空间结构是直线形,例如CO2分子是直线
形分子,A正确;苯分子的键角为120°,但其空间结构是平面正六边形,
B错误;白磷分子的键角为60°,空间结构为正四面体形,C正确;水分子
的键角为105°,空间结构为V形,D正确。
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目 录
11. (2025·重庆八中高二月考)下列微粒中所有原子都在同一平面上的一
组是( )
A. N 和NF3 B. H3O+和Cl
C. N 和SO3 D. P 和S
解析: N 空间结构为V形,所有原子在同一平面,NF3空间结构为三
角锥形,所有原子不在同一平面;H3O+空间结构为三角锥形,所有原子不
在同一平面,Cl 空间结构为三角锥形,所有原子不在同一平面;N
空间结构为平面三角形,所有原子在同一平面,SO3空间结构为平面三角
形,所有原子在同一平面;P 空间结构为正四面体形,所有原子不在
同一平面,S 空间结构为三角锥形,所有原子不在同一平面。
√
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12. 用价层电子对互斥模型可以预测许多分子或离子的空间结构或推测键
角大小,下列判断正确的是( )
A. SO2的空间结构与CO2类似,均为直线形
B. SO3是三角锥形分子
C. BF3的键角为120°
D. PCl3是平面三角形分子
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解析: CO2中中心原子C的价层电子对数为2+ ×(4-2×2)=2,无
孤电子对,其空间结构为直线形,SO2中中心原子S的价层电子对数为2+
×(6-2×2)=3,有1个孤电子对,其空间结构为V形,A错误;SO3中
中心原子S的价层电子对数为3+ ×(6-3×2)=3,无孤电子对,空间
结构是平面三角形,B错误;BF3中中心原子B的价层电子对数为3+ ×
(3-3×1)=3,无孤电子对,空间结构是平面三角形,其键角为
120°,C正确;PCl3中中心原子P的价层电子对数为3+ ×(5-3×1)=
4,有1个孤电子对,则其空间结构是三角锥形,D错误。
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13. (2025·北京师大附中高二期中)我国科学家成功合成了世界上首个五
氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表),经X射线衍射测得
化合物R的晶体结构,其局部结构如图所示。从结构角度分析,R中两种阳
离子不同之处为( )
A. 中心原子的VSEPR模型
B. 中心原子的价层电子对数
C. 空间结构
D. 共价键类型
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目 录
解析:R中两种阳离子分别是H3O+、N ,二者的中心原子的VSEPR模型都是四面体形,中心原子的价层电子对数都是4,共价键类型都为极性键,H3O+、N 的空间结构分别为三角锥形、正四面体形。
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目 录
14. (1)在BBr3分子中,Br—B—Br的键角是 。
解析:BBr3分子中B的价层电子对数为3,没有孤电子对,所以空间
结构为平面三角形,Br—B—Br的键角是120°。
(2)羰基硫(COS)与CO2的结构相似,羰基硫(COS)分子的结构式
为 ;光气(COCl2)各原子最外层都满足8电子稳定结
构,则光气分子的空间结构为 (用文字描述)。
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解析:羰基硫(COS)与CO2的结构相似,故羰基硫(COS)结构式
为O C S;光气分子的结构式为 ,碳原子有3个σ键,没有
孤电子对,故COCl2为平面三角形。
O C S
平面三角形
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(3)N 的空间结构是 。
解析:N 中N的价层电子对数为3,有1个孤电子对,所以空间结构是V形。
(4)KNO3中N 的空间结构为 ,写出与N 结构相同的
一种阴离子: 。
解析:KNO3中N 的空间结构为平面三角形,C 与N 结构相同。
V形
平面三角形
C (合理即可)
(5)用价层电子对互斥模型推断SnBr2分子中Sn—Br的键角 (填
“>”“<”或“=”)120°。
解析:SnBr2分子中,Sn原子的价层电子对数是 +2=3,含有1个孤电子对,SnBr2空间结构为V形,键角小于120°。
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15. 回答下列问题:
(1)利用VSEPR模型推测下列物质的分子或离子的空间结构:
Cl : ;AlBr3(共价分子): 。
解析:Cl 是AB3型离子,中心Cl原子的价层电子对数是4,孤电子对数是1,为三角锥形;AlBr3是AB3型分子,中心Al原子的价层电子对数是3,孤电子对数为0,是平面三角形。
三角锥形
平面三角形
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(2)有两种活性反应中间体,它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原
子,依据图中给出的这两种粒子的球棍模型,写出这两种活性反应中间体
的相应化学符号:
答案:C C
解析:AB3型分子或离子中,中心原子无孤电子对的呈平面三角形,有一个孤电子对的呈三角锥形,所以分别是C 、C 。
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(3)按要求写出由第二周期非金属元素的原子构成的中性分子的化学
式:
平面三角形分子 ;三角锥形分子 ;四面体形分子 。
解析:由第二周期非金属元素构成的中性分子中,呈三角锥形的是NF3,呈平面三角形的是BF3,呈四面体形的是CF4。
BF3
NF3
CF4
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(4)SO2Cl2和SO2F2都属AXmEn型分子,S与O之间以双键结合,S与Cl、
S与F之间以单键结合。请你预测SO2Cl2和SO2F2分子的空间结构:
,SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl (填“<”“>”或“=”)
SO2F2分子中∠F—S—F。
四面
体形
>
解析:SO2Cl2和SO2F2中的硫原子是中心原子,此时m+n=4且没有孤电子对,由于原子种类不同,是四面体形。氟元素的电负性大于氯元素,氟原子的得电子能力大于氯原子,Cl—S形成的共用电子对的斥力强,所以SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl大于SO2F2分子中∠F—S—F。
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(5)O3分子的空间结构为 。
解析:臭氧分子中,中间的氧原子含有1个孤电子对,价层电子对数为3,故O3分子的空间结构为V形。
V形
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