第二章 第二节 第1课时 分子结构的测定和多样性 价层电子对互斥模型-【金版新学案】2026-2027学年高中化学选择性必修2 物质结构与性质同步课堂高效讲义教师用书Word（人教版 双选）

本讲义聚焦分子的空间结构，从分子结构的测定方法（红外光谱、质谱法）切入，通过三原子（如CO₂直线形、H₂O V形）、四原子（如NH₃三角锥形、CH₂O平面三角形）、五原子（如CH₄正四面体形）分子的空间结构实例，过渡到价层电子对互斥模型的计算与应用，构建从实验测定到结构分析再到理论预测的学习支架。 资料通过分子结构模型图、VSEPR模型表格等直观呈现知识，设置交流研讨和正误判断引导学生进行证据推理与模型建构，培养科学思维。结合红外光谱测定官能团、质谱法确定相对分子质量等实例，落实科学探究与实践。课中辅助教师理论联系实验教学，课后通过练习题和测评帮助学生巩固知识，强化化学观念中结构决定性质的认知。

第二节　分子的空间结构 第1课时　分子结构的测定和多样性　价层电子对互斥模型 [学习目标]　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等技术进行测定。　3.能根据给定的信息分析常见简单分子的空间结构，能利用相关理论解释简单共价分子的空间结构。 任务一　分子结构的测定 1.分子结构测定的方法：早年的科学家主要靠对物质的化学性质进行系统总结得出规律后推测分子的结构。如今，科学家应用了许多测定分子结构的现代仪器和方法，如红外光谱、晶体X射线衍射等。 2.红外光谱在测定分子结构中的应用 分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。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振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。通过和已有谱图库比对，或通过量子化学计算，可以得知各吸收峰是由哪种化学键、哪种振动方式引起的，综合这些信息，可分析出分子中含有何种化学键或官能团的信息。 红外光谱仪原理示意图： 3.质谱法在测定分子相对分子质量中的应用 (1)质荷比：分子离子、碎片离子的相对质量与其电荷数的比值。 (2)质谱法应用：测定相对分子质量，质荷比的最大值即为该有机物的相对分子质量——质谱图中最右边的数据。 [交流研讨]　下图为某未知物质的质谱图： 质荷比的最大值是该物质的相对分子质量，由图可看出，该物质的相对分子质量是多少？ 提示：相对分子质量为16。 1.正误判断 (1)早年科学家主要靠对物质的化学性质进行系统总结得出规律后推测分子的结构。 提示：√。 (2)CH3CH2OH的红外光谱图中显示含有C—H、C—O、O—H等键。 提示：√。 (3)质谱仪的基本原理是在质谱仪中使分子得到电子变成分子离子和碎片离子等粒子。 提示：×，它的基本原理是在质谱仪中使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子等粒子。 (4)化学家根据质谱图中最大质荷比推测被测物的相对分子质量。 提示：√。 2．波谱分析是近代发展起来的测定有机物结构的物理方法，下列说法错误的是(　　) A．质谱图中的最高峰对应的横坐标就是有机物分子的相对分子质量 B．由红外光谱可获得有机物分子官能团的信息 C．通过核磁共振氢谱可区分2-丁炔和1，3-丁二烯 D．紫外和可见光谱(UV)也是常用的测定分子结构的方法 答案：A 解析：一般质谱图中最右边峰对应的数字为该有机物的相对分子质量，不能由质谱图中的最高峰对应的横坐标判断相对分子质量，故A错误；红外光谱图常用来测定分子中含有的化学键或官能团，可获得有机物分子官能团的信息，故B正确；2-丁炔、1，3-丁二烯中H原子种类分别为1种、2种，则核磁共振氢谱可区分，故C正确；紫外可见吸收光谱法是利用某些物质的分子吸收10～800 nm光谱区的辐射来进行分析测定的方法，这种分子吸收光谱产生于价电子和分子轨道上的电子在电子能级间的跃迁，广泛用于有机和无机物质的定性和定量测定，因此紫外和可见光谱(UV)也是常用的测定分子结构的方法，故D正确。 任务二　多样的分子空间结构 1.三原子分子 化学式 电子式 结构式 键角 空间结构 空间结构名称 CO2 ︰︰C︰︰ OCO 180° 直线形 H2O H︰︰H 105° V形 2.四原子分子 化学式 电子式 结构式 键角 空间结构 空间结 构名称 CH2O ︰︰ H︰︰H 约120° 平面 三角形 NH3 H︰︰H 107° 三角锥形 3.五原子分子 化学式 电子式 结构式 键角 空间结构 空间结构名称 CH4 H︰︰H 109°28' 正四面体形 CCl4 ︰︰︰︰ 109°28' 正四面体形 [交流研讨]　(1)H2S中，两个H—S的键角接近90°，BeCl2中两个Be—Cl的键角是180°，推测H2S和BeCl2的分子的空间结构分别是怎样的？ (2)CH3Cl分子是正四面体形结构吗？ (3)白磷分子为正四面体形，其键角是否与甲烷一样也为109°28'？ 提示：(1)H2S的空间结构是V形，BeCl2的空间结构是直线形。 (2)C—H键与C—Cl键的键长不同，所以CH3Cl是四面体形，但不是正四面体形。 (3)不是。白磷分子中四个P原子位于四面体顶点，因此其键角为60°。 1.正误判断 (1)所有的三原子分子都是直线形结构。 提示：×，有些三原子分子是直线形结构，有些三原子分子是V形结构。 (2)所有的四原子分子都是平面三角形结构。 提示：×，有些四原子分子是平面三角形结构，有些四原子分子是三角锥形结构，有些四原子分子是正四面体形结构。 (3)五原子分子的空间结构都是正四面体。 提示：×，有些五原子分子的空间结构是四面体，而非正四面体。 (4)正四面体形的键角均为109°28'。 提示：×，P4为正四面体，键角为60°。 (5)SiCl4、SiH4、N、CH3Cl均为正四面体结构。 提示：×，CH3Cl为四面体结构而非正四面体结构。 2.(1)硫化氢(H2S)分子中，两个H—S的夹角接近90°，说明H2S分子的空间结构为　　　　。 (2)二硫化碳(CS2)分子中，两个CS的夹角是180°，说明CS2分子的空间结构为　　　　。 (3)能说明CH4分子不是平面四边形，而是正四面体结构的是　　　　(填字母)。 a.两个键之间的夹角为109°28' b.C—H键为极性共价键 c.4个C—H键的键能、键长都相等 d.二氯甲烷只有一种(不存在同分异构体) 答案：(1)V形　(2)直线形　(3)ad 解析：(3)五原子分子CH4可能有平面四边形和正四面体两种空间结构，不管为哪种，b、c两项都成立；若为前者，则键角为90°，CH2Cl2有两种：和；若为后者，则键角为109°28'，CH2Cl2只有一种。 1.常见的空间结构为直线形的分子有BeCl2、HCN、C2H2、CO2等。 2.常见的空间结构为V形的分子有H2O、H2S、SO2等。 3.常见的空间结构为平面三角形的分子有BF3、SO3、HCHO等。 4.常见的空间结构为三角锥形的分子有PH3、PCl3、NH3等。 5.常见的空间结构为正四面体形的分子有CH4、CCl4、SiH4、SiF4等。 6.是四面体形但不是正四面体形的有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等。 任务三　价层电子对互斥模型 1.理论要点：价层电子对互斥理论认为，分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”相互排斥的结果。价层电子对是指分子中的中心原子与结合原子间的σ键电子对和中心原子上的孤电子对。 2.内容 (1)当中心原子的价电子全部参与成键时，为使价电子斥力最小，就要求尽可能采取对称结构。 (2)当中心原子的价电子部分参与成键时，未参与成键的孤电子对与成键电子对之间及孤电子对之间、成键电子对之间的斥力不同，从而影响分子的空间结构。 (3)电子对之间的夹角越大，相互之间的斥力越小。 (4)成键电子对之间斥力由大到小的顺序：三键—三键＞三键—双键＞双键—双键＞双键—单键＞单键—单键。 (5)含孤电子对的斥力由大到小的顺序：孤电子对—孤电子对＞孤电子对—单键＞单键—单键。 3.中心原子上的价层电子对数的计算方法 (1)σ键电子对数的计算 σ键电子对数可由化学式确定，中心原子有几个σ键，就有几个σ键电子对。如H2O分子中σ键电子对数为2，NH3分子中σ键电子对数为3。 (2)孤电子对数的计算 中心原子上的孤电子对数＝(a－xb) a为中心原子的价电子数； x为与中心原子结合的原子数； b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。 (3)中心原子价层电子对个数＝σ键个数＋孤电子对数。 4.价层电子对互斥理论与分子构型 价层电子对数 成键数 孤电子对数 VSEPR模型名称 分子空间结构 实例 2 2 0 直线形 直线形 CO2 3 3 0 平面三 角形 三角形 BF3 2 1 V形 SO2 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 5.VSEPR模型的应用——预测分子或离子的空间结构 (1)基本思路 对于ABn型分子，利用VSEPR模型推测分子或离子空间结构的思路如下： 计算出σ键电子对数和中心原子上的孤电子对数，在确定了σ键电子对数和中心原子上的孤电子对数后，可以依据下面的方法确定相应的分子或离子较稳定的空间结构：σ键电子对数＋孤电子对数＝价层电子对数VSEPR模型分子的空间结构。 (2)具体实例 ①中心原子不含孤电子对 分子或离子 中心原子的价层电子对数 VSEPR 模型及名称 分子或离子的空间结构及名称 CO2 2 直线形 直线形 C 3 平面三角形 平面三角形 CH4 4 正四面体形 正四面体形 ②中心原子含孤电子对 分子 或离子 中心原子的价 层电子对数 中心原子的孤 电子对数 VSEPR 模型及名称 分子或离子的空间结构及名称 NH3 4 1 四面体形 三角锥形 H2O 4 2 四面体形 V形 H3O＋ 4 1 四面体形 三角锥形 SO2 3 1 平面三角形 V形 [交流研讨]　(1)价层电子对的VSEPR模型与分子的空间结构一定一致吗？什么时候一致？ 提示：不一定一致。中心原子有孤电子对时，二者结构不一致；当中心原子无孤电子对时，二者结构一致。 (2)试解释CH4键角(109°28')、NH3键角(107°)、H2O键角(105°)依次减小的原因。 提示：CH4分子中C原子没有孤电子对，NH3分子中N原子上有1个孤电子对，H2O分子中O原子上有2个孤电子对，对成键电子对的排斥作用依次增大，故键角依次减小。 1.正误判断 (1)NH3分子中的价层电子对数为4，VSEPR模型和分子的空间结构均为正四面体形。 提示：×，NH3分子中的价层电子对数为4，孤电子对数为1，VSEPR模型是四面体形而分子的空间结构为三角锥形。 (2)SO2和CO2的分子组成相似，故它们分子的空间结构相同。 提示：×，SO2的空间结构是V形，CO2的空间结构是直线形。 (3)根据价层电子对互斥模型，H3O＋的空间结构为三角锥形。 提示：√。 (4)S的价层电子对数为4，孤电子对数为0。 提示：√。 2.根据所学知识填空： (1)三原子分子常见的空间结构有　　　　　形(如CO2)和　　　　　形(如H2O)。 (2)四原子分子常见的空间结构有　　　　　　形和　　　　　　形，如甲醛(HCHO)分子呈　　　　　　形，键角约为　　　　　　；氨分子呈　　　　　　形，键角为　　　　　　；需要注意的是白磷分子呈　　　　　　形，键角为　　　　　　。 (3)五原子分子最常见的空间结构为　　　　形，如常见的CH4键角是　　　　　　。 答案：(1)直线　V (2)平面三角　三角锥　平面三角　120°　三角锥　107°　正四面体　60° (3)四面体　109°28' 解析：中心原子价层电子对个数＝σ键个数＋孤电子对数；σ键个数＝成键原子个数，孤电子对数＝×(a－xb)，a指中心原子价电子个数，x指与中心原子结合的原子个数，b指与中心原子结合的原子形成稳定结构需要的电子个数；据此确定VSEPR模型，实际空间结构要去掉孤电子对。 (1)三原子分子常见的空间结构有V形或直线形。CO2分子中，中心原子孤电子对数＝＝0、价电子对数2＋0＝2，则其空间结构为直线形，H2O分子中，中心原子孤电子对数＝＝2、价层电子对数＝2＋2＝4，故空间结构为V形。 (2)四原子分子常见的空间结构有平面三角形和三角锥形，如甲醛(HCHO)分子呈平面三角形，键角约为120°；氨分子呈三角锥形，键角为107°；需要注意的是白磷分子呈正四面体形，键角为60°。 (3)五原子分子最常见的空间结构为四面体形，如常见的CH4呈正四面体形、键角是109°28'。 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 答案：C 解析：组成有机化合物分子的各种基团都有自己特定的红外特征吸收峰，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。 2.下列分子或离子的中心原子，带有一个孤电子对的是(　　) A.H2O B.BeCl2 C.CH4 D.PCl3 答案：D 解析：H2O有2个孤电子对，BeCl2和CH4没有孤电子对。 3.下列各组分子中所有原子都可能处于同一平面的是(　　) A.CH4、CS2、BF3 B.CO2、H2O、NH3 C.C2H4、C2H2、C6H6 D.CCl4、BeCl2、PH3 答案：C 解析：题中的CH4和CCl4为正四面体形分子，NH3和PH3为三角锥形分子，这几种分子的所有原子不可能都在同一平面上。CS2、CO2、C2H2和BeCl2为直线形分子，C2H4为平面形分子，C6H6为平面正六边形分子，这些分子都是平面形结构，所有原子可能处在同一平面上。 4.(1)利用VSEPR模型推断分子或离子的空间结构。P：　　　　　　　；CS2：　　　　　　　。 (2)为了解释和预测分子的空间结构，科学家在归纳了许多已知的分子空间结构的基础上，提出了一种十分简单的理论模型——价层电子对互斥模型。这种模型把分子分成两类：一类是　　　　　　　　　　　　　；另一类是　　　　　　　　　　。BF3和NF3都是四个原子的分子，BF3的中心原子是　　　　，NF3的中心原子是　　　　；BF3分子的空间结构与NF3分子的空间结构不同的原因是　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)正四面体形　直线形 (2)中心原子上没有孤电子对　中心原子上有孤电子对　B　N　BF3分子中B原子的3个价电子都与F原子形成共价键，而NF3分子中N原子的3个价电子与F原子形成共价键，还有一个未成键的电子对，占据了N原子周围的空间，形成三角锥形结构 解析：(1)P是AB4型，价层电子对数是4，为正四面体形。CS2是AB2型，价层电子对数是2，是直线形。 课时测评9　分子结构的测定和多样性　价层电子对互斥模型 (时间：45分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (1－9题，每小题3分，共27分) 题点一　分子结构的测定 1.化学分析的手段通常有定性分析、定量分析、仪器分析等，现代化学中仪器分析是研究物质结构的基本方法和实验手段。下列关于仪器分析的说法不正确的是(　　) A.光谱分析：利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素 B.质谱分析：利用质荷比来测定分子的相对分子质量，CH3CH2OH与CH3OCH3的质谱图完全相同 C.红外光谱分析：获得分子中含有的化学键或官能团的信息，可用于区分CH3CH2OH和CH3OCH3 D.现代化学分析测试中用原子吸收光谱确定物质中含有哪些金属元素 答案：B 解析：不同元素原子的吸收光谱或发射光谱不同，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，故A正确；CH3CH2OH与CH3OCH3的最大质荷比相同，但结构不同，形成的离子碎片不同，质谱图不完全相同，故B错误；红外吸收光谱仪可以测得未知物质中的化学键或官能团，CH3CH2OH和CH3OCH3所含官能团分别为羟基和醚键，可用红外光谱分析区别，故C正确。 2.下列说法错误的是(　　) A.测定分子结构的方法有红外光谱、晶体X射线衍射等 B.红外光谱法是用高能电子流等轰击样品分子，使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子等粒子 C.质谱法具有快速、微量、精确的特点 D.通过红外光谱法可以测知有机物所含的官能团 答案：B 解析：质谱法是用高能电子流等轰击样品分子，使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子等粒子，故B错误。 题点二　多样的分子空间结构 3.下列表示不正确的是(　　) A.水分子的空间结构模型： B.CO2的空间结构模型： C.BF3的空间结构模型： D.P4O6的空间结构模型： 答案：B 解析：水中氧原子分别与两个氢原子形成共价键，O的价层电子对数为4，含有2个孤电子对，则水分子为V形结构，空间结构模型为，A正确；CO2的空间结构为直线形，中心C原子的半径应大于O原子半径，B错误；BF3的空间结构为平面三角形，C正确；P4O6分子内每个磷原子分别与3个氧原子各共用1个电子对，每个氧原子与2个磷原子各共用1个电子对，则空间结构模型：，D正确。 4.下列有关键角与分子空间结构的说法不正确的是(　　) 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 答案：B 解析：键角为180°的分子，空间结构是直线形，例如CO2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。 题点三　孤电子对数的计算 5.下列分子或离子中，中心原子含有孤电子对的是(　　) A.PCl5 B.N C.SiCl4 D.PbCl2 答案：D 解析：PCl5中心原子磷原子孤电子对数＝(5－5×1)＝0，没有孤电子对，故A不选；N中心原子氮原子孤电子对数＝(5＋1－3×2)＝0，没有孤电子对，故B不选；SiCl4中心原子硅原子孤电子对数＝(4－4×1)＝0，没有孤电子对，故C不选；PbCl2中心原子铅原子孤电子对数＝(4－2×1)＝1，有1个孤电子对，故D选。 6.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 答案：B 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，故选B项。 题点四　价层电子对互斥模型 7.(双选)用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是(　　) A.H2O、H2S、H2Se分子的空间结构均为V形，且键角：H2O＜H2S＜H2Se B.HCHO、SO3都是平面三角形的分子 C.BF3和NF3均为非极性分子 D.PCl5分子的空间结构为三角双锥形 答案：BD 解析：H2O、H2S、H2Se分子的中心原子价层电子对数均为4，且中心原子都含有2个孤电子对，但由于电负性：O＞S＞Se。所以H2O的成键电子对之间的斥力最大，使得H2O的键角最大，A错误；SO3的价层电子对数为3，且中心原子无孤电子对，所以SO3是平面三角形的分子，HCHO结构式为，空间结构为平面三角形，B正确；BF3的价层电子对数为3＋＝3，硼原子无孤电子对，所以BF3为平面三角形，是非极性分子，NF3的价层电子对数为3＋＝4，氮原子有1个孤电子对，所以NF3为三角锥形，是极性分子，C错误；PCl5的中心原子P原子的孤电子对数为＝0，σ键的个数为5，价层电子对共有5个空间取向，故PCl5的空间结构为三角双锥形，D正确。 8．下列正确的组合是(　　) 编号 化学式 价层电子对互 斥模型 空间结构 ① CO2 直线形 直线形 ② HCHO 平面三角形 三角锥形 ③ SO3 正四面体形 平面三角形 ④ 正四面体形 正四面体形 A．①② B．②③ C．②④ D．①④ 答案：D 解析：CO2分子中的中心碳原子的价层电子对数为2＋(4－2×2)＝2，价层电子对互斥模型为直线形，没有孤电子对，分子的空间结构为直线形，①正确；HCHO分子的中心C原子的价层电子对数为3＋(4－2×1－2)＝3，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；SO3分子的价层电子对数为3＋(6－3×2)＝3，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，③错误；中的中心硫原子的价层电子对数为4＋(6＋2－4×2)＝4，价层电子对互斥模型为正四面体形，没有孤电子对，分子的空间结构为正四面体形，④正确；综上分析可知，①④正确。 9．价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是(　　) A．CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体 和的空间结构均为平面三角形 C．CF4和H2O均为非极性分子 D．XeF2与XeO2的键角相等 答案：A 解析：CH4中心原子价层电子对数为4(无孤对电子)，H2O中心原子价层电子对数为4(含2对孤对电子)，两者的VSEPR模型均为四面体，A正确；中心原子价层电子对数为4(含1对孤对电子)，空间结构为三角锥形；中心原子价层电子对数为3(无孤对电子)，空间结构为平面三角形，B错误；CF4为正四面体结构，属于非极性分子；H2O为V形结构，属于极性分子，C错误；XeF2中心原子价层电子对数为5(含3对孤对电子)，其VSEPR模型为三角双锥(孤对电子占据赤道位置)，键角为180˚；XeO2的中心原子价层电子对数为4(含2对孤对电子)，VSEPR模型为四面体(含2对孤对电子)，键角接近109.5˚，两者键角不相等，D错误。 10.(5分)完成下列问题。 (1)H2O的键角小于NH3的键角，分析原因：　　　　　　　　　　　　　。 (2)Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为　　　　；OF2分子的空间结构为　　　　　　　。 (3)磷酸根离子的空间结构为　　　　，其中P的价层电子对数为　　　　。 答案：(1)NH3中N原子含有1对孤对电子，而H2O中O原子含有2对孤对电子，H2O中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大 (2)5　V形 (3)正四面体形　4 解析：(1)H2O分子中O原子和NH3分子中N原子的价层电子对数均为4，前者有2个孤电子对，后者有1对孤对电子，由于孤电子对的排斥力大于σ键电子对，则中心原子含有孤电子对越多，共价键的键角越小，故H2O的键角小于NH3的；(2)XeF2中心原子的价层电子对数为2＋＝5；OF2分子中O原子的价层电子对数为2＋＝4，含2个孤电子对，则VSEPR模型为四面体形，略去孤电子对，推知OF2分子的空间结构为V形；(3)P离子中P的价层电子对数为4＋＝4，不含孤电子对，则P离子的VSEPR模型和空间结构均为正四面体形。 11．(9分)试回答下列问题： (1)利用价层电子对互斥理论推断下列分子或离子的立体构型： SeO3________；SCl2________； ________；________； HCHO________；HCN________。 (2)利用价层电子对互斥理论推断键角的大小： ①甲醛中H—C—H的键角________120˚(填“＞”“＜”或“＝”，下同)； ②SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角________120˚。 答案：(1)平面三角形　V形　直线形　V形　平面三角形　直线形　(2)①＜　②＜ 解析：(1)SeO3中，Se的价层电子对数为×(6＋0)＝3，孤电子对数为0，SeO3为平面三角形；SCl2中，S的价层电子对数为×(6＋2)＝4，孤电子对数为2，SCl2为V形；中，N的价层电子对数为×(5－1)＝2，孤电子对数为为直线形；中，N的价层电子对数为×(5＋1)＝3，孤电子对数为为V形；HCHO分子中有1个C===O双键，看作1对成键电子，2个C—H单键为2对成键电子，C原子的价层电子对数为3，且无孤电子对，所以HCHO分子的空间结构为平面三角形；HCN分子的结构式为H—C≡N，含有1个C≡N三键，看作1对成键电子，1个C—H单键为1对成键电子，故C原子的价层电子对数为2，且无孤电子对，所以HCN分子的空间结构为直线形；(2)①甲醛为平面形分子，由于C===O与C—H之间的排斥作用大于2个C—H之间的排斥作用，所以甲醛分子中C—H键与C—H键的夹角小于120˚。②SnBr2分子中，Sn原子的价层电子对数目是＝3，成键电子对数＝2，孤电子对数＝1，由于孤电子对与Sn—Br键的排斥作用大于Sn—Br键之间的排斥作用，故Br—Sn—Br的键角＜120˚。 12.(8分)短周期元素D、E、X、Y、Z的原子序数逐渐增大，它们的最简单氢化物分子的立体构型依次是正四面体形、三角锥形、正四面体形、V形、直线形。回答下列问题： (1)Z的氢化物的结构式为　　　　　　，HZO分子的中心原子价层电子对数的计算式为　　　　　　　　　　　　　　　　，该分子的立体构型为　　　　　　　。 (2)Y的价层电子排布式为　　　，Y的最高价氧化物的VSEPR模型为　　　　　。 (3)X与Z形成的最简单化合物的化学式是　　　　　　　，该分子中的键角是　　　　　　　。 (4)D、E的最简单氢化物的分子立体构型分别是正四面体形与三角锥形，这是因为　　　　(填字母)。 a.两种分子的中心原子的价层电子对数不同 b.D、E的非金属性不同 c.E的氢化物分子中有一个孤电子对，而D的氢化物分子中没有 答案：(1)H—Cl　2＋×(6－1×1－1×1)　V形 (2)3s23p4　平面三角形 (3)SiCl4　109°28' (4)c 解析：由题意可推出D、E、X、Y、Z分别为C、N、Si、S、Cl。(1)HClO中氧原子是中心原子，价层电子对数＝2＋×(6－1×1－1×1)＝4，所以HClO分子的立体构型为V形。 (2)SO3中硫原子的价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形。 (3)SiCl4是正四面体结构，键角为109°28'。 (4)CH4、NH3的中心原子价层电子对数均为4，分子构型不同的根本原因是NH3分子中有孤电子对而CH4分子中没有，分子构型与元素的非金属性强弱无关。 13.(11分)等电子体的结构相似、物理性质相近，称为等电子原理。如N2和CO为等电子体。下表为部分元素等电子体分类、空间结构表。 等电子体类型 代表物质 空间结构 四原子24电子等电子体 SO3 平面三角形 四原子26电子等电子体 S 三角锥形 五原子32电子等电子体 CCl4 四面体形 试回答下列问题： (1)写出下面分子或离子的空间结构： Br　　　　　　　，C　　　　　　　， P　　　　　　。 (2)由第二周期元素组成，与F2互为等电子体的离子有　　　　。 (3)C2和　　　　是等电子体，C2离子具有较强的还原性，它能使酸性KMnO4溶液褪色，Mn原子在元素周期表中的位置是　　　，价电子排布式为　　　　　。 (4)HN3称为叠氮酸，常温下为无色有刺激性气味的液体。的空间结构是　　　，与互为等电子体的分子的化学式为　　　　(写一种)。N的电子式为　　　　。 (5)已知H3B·NH3在一定条件下可逐步释放出氢气最终转化为氮化硼，因此可作为储氢材料。H3B·NH3的等电子体的化学式为　　　　。 答案：(1)三角锥形　平面三角形　四面体形 (2)　(3)N2O4　第四周期第ⅦB族　3d54s2 (4)直线形　CO2(或N2O、CS2，写1个即可) [H︰︰H]－ (5)C2H6 解析：(1)互为等电子体的物质结构相似。Br为四原子26电子体，所以其结构与S相似，为三角锥形；C为四原子24电子体，与SO3的结构相似，为平面三角形；同理可知P为四面体形。 (2)F2为双原子18电子体，所以由第二周期元素组成，与F2互为等电子体的离子有。 (3)用N原子替换C2中的C的原子可得等电子体N2O4。Mn的原子序数为25，价电子排布式为3d54s2，由周期序数＝电子层数，价电子数＝族序数，Mn位于第四周期第ⅦB族。(4)CO与N2互为等电子体，用CO替换N2，用O替换N－，可知与CO2互为等电子体，结构相似，所以是直线形。用S替换CO2中的2个O原子可得等电子体CS2，用N2替换CO2中的CO可得等电子体N2O。(5)BN与C2电子数相同，所以用C2替换BN可得H3B·NH3的等电子体C2H6。 学科网（北京）股份有限公司 $