第2章 03-第二节 分子的空间结构-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(PPT版)-【满分思维】2026-2027学年高中化学选择性必修二配套课件（人教版）

第二节 分子的空间结构 1 学习目标 素养目标 1.知道分子的结构是可以测定的,红外光谱技术 是测定物质结构的基本方法;能说明红外光谱等 实验手段在物质结构研究中的应用。 2.结合实例了解共价分子具有特定的空间结构, 体会共价分子的多样性和复杂性。能借助实物 模型等建立对分子的空间结构的直观认识 ［宏观辨识与微观 探析］ 通过认识 分子结构,能够辨识 分子结构的多样性 及复杂性 2 学习目标 素养目标 3.能运用价层电子对互斥模型预测简单分子的空间结构,发展学生的模型认知能力。 4.结合实例了解杂化轨道理论的要点和类型 、、 ,能运用杂化轨道理论解释简单共价分子和离子的空间结构 ［证据推理与模型认知］ 结合价层电子对互斥模型与分子的空间结构,能够论证证据与模型的建立及其发展之间的关系 续表 3 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 4 学习任务一 分子结构的测定与多样 的分子空间结构 学习任务二 价层电子对互斥模型 ◆ 新课探究 ◆ 课堂评价 ◆ 课后习题 5 学习任务一 分子结构的测定与多样的分子空间结构 【课前自主预习】 1.分子结构测定的方法：早年的科学家主要靠对物质的______性质进 行系统总结得出规律后______分子的结构。现代科学家应用了许多测 定分子结构的现代仪器和方法，如__________、_______________等。 化学 推测 红外光谱 晶体射线衍射 新 课 探 究 6 (1)红外光谱 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______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__________计算，可分析出分子中含有何种化学 键或官能团的信息。 相同 吸收峰 量子化学 新 课 探 究 7 红外光谱仪原理示意图： 红外光谱图→分析吸收峰 与谱图库对比 推断分子所含的官能团 和化学键。 新 课 探 究 8 如某未知物的红外光谱： 读谱：该未知物的红外光谱图中有、、 的振动吸收， 初步推测该未知物中含有羟基。 新 课 探 究 9 (2)相对分子质量的测定——质谱法 ①基本原理 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。由于生成的离子具有不同的相对质量，它们在高压电场加速 后，通过狭缝进入磁场得以分离，在记录仪上呈现一系列峰，对这 些峰进行系统分析，便可得知样品分子的相对分子质量。 新 课 探 究 10 ②测定过程 待测物 分子离子、碎片离子 电场加速磁场偏转 质谱图 ③质荷比(粒子的__________与其________之比)________为该物质的 相对分子质量。 相对质量 电荷数 最大值 新 课 探 究 11 如甲苯分子的质谱图： 读谱：相对分子质量 最大质荷比，甲苯的相对分子质量为92。 新 课 探 究 12 2.多样的分子空间结构 分子类型 化学 式 电子式 结构式 键角 分子空间结构 名称 三原子 分子 _ _________ ________ _ _________ ______________________ _____ 直线形 形 新 课 探 究 13 分子类型 化学 式 电子式 结构式 键角 分子空间结构 名称 四原子 分子 _ _________ _________________________ 约 ____________ _ _________ ______________________ __________ 平面三角形 三角锥形 续表 新 课 探 究 14 分子类型 化学 式 电子式 结构式 键角 分子空间结构 名称 五原子 分子 _ _________ ______________________________ ____________ 正四面体形 续表 新 课 探 究 15 ［问题思考］ 四原子分子都是平面三角形或三角锥形吗？五原子分 子的空间结构都是正四面体形吗? 提示：不是, 分子的结构类似于一本打开的书，两个氧原子在两 页书的交接处，两个氢原子分别在翻开的书的两页上，而白磷 分 子为正四面体形。 不是,、、 分子中碳原子所连接的四个原子不同,键 角和键长不相等,不是正四面体形。 新 课 探 究 16 【核心知识讲解】 1.四原子分子不一定都是平面三角形或三角锥形。如白磷 分子， 四个磷原子位于正四面体的四个顶点，键角为 。 2.型分子或离子，如为同种卤素原子或氢原子、 、 、、 属于正四面体形结构，若其中的部分B原子被其他 原子取代后仍为四面体形，但不是正四面体形结构。 新 课 探 究 17 3.记住一些常见分子的空间结构及键角，则可推测组成相似的其他分 子的空间结构。 如与、与、与、与 等。 4.几种常见分子的空间结构 (1)常见的空间结构为直线形的分子有、、、 等。 (2)常见的空间结构为形的分子有、、 等。 (3)常见的空间结构为平面三角形的分子有、、 等。 新 课 探 究 18 (4)常见的空间结构为三角锥形的分子有、、 等。 (5)常见的空间结构为正四面体形的分子有、、、 等， 是四面体形但不是正四面体形的有、、 等。 新 课 探 究 19 【知识迁移应用】 例1 下列说法中不正确的是( ) A.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 B.的红外光谱图中显示含有、、 等键 C.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 D.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 √ 新 课 探 究 20 [解析] 质谱仪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，C错误。 新 课 探 究 21 例2 下列分子的结构模型正确的是( ) A. 的结构模型： B. 的结构模型： C. 的结构模型： D. 的结构模型： √ [解析] 的空间结构为直线形，A错误； 的空间结构为 形，B错误； 的空间结构为三角锥形，C错误； 的空间结构为正四面体形，D正确。 新 课 探 究 22 学习任务二 价层电子对互斥模型 【课前自主预习】 1.价层电子对互斥模型 (1)价层电子对互斥模型认为，分子的空间结构是中心原子周围的“ ____________”相互排斥的结果。 价层电子对 新 课 探 究 23 (3)电子对数可由化学式确定；孤电子对数可由公式__________ 确定。 键 电子对 键电子对 键电子对 (2) 的“价层电子对”指分子中的中心原子与结合原子间的____ _______和中心原子上的__________，多重键只计其中的__________ ___，不计____________。 孤电子对 新 课 探 究 24 2. 模型的两种类型 (1)中心原子上的价电子都用于形成共价键的分(离)子 价层电子对数 2 3 4 电子对排布方式 _____________________________________ ________________________ ___________________________ 空间结构名称 ________ ____________ ____________ 键角 ______ ______ ________ 实例 直线形 平面三角形 正四面体形 新 课 探 究 25 (2)中心原子上有孤电子对的分(离)子 对于中心原子上有孤电子对(未用于形成共价键的电子对)的分(离)子， 中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间，并相互排斥 使分子呈现不同的空间结构。 化学 式 含孤电子对的 模型 分子或离子的 空间结构 分子或离子的空间 结构名称 _____________________________ _____________________________ _____ 形 新 课 探 究 26 化学 式 含孤电子对的 模型 分子或离子的 空间结构 分子或离子的空间 结构名称 ___________________________________ _________________________________ __________ _______________________________________________________ ___________________________ ________ 三角锥形 直线形 续表 新 课 探 究 27 化学 式 含孤电子对的 模型 分子或离子的 空间结构 分子或离子的空间 结构名称 __________________________________ _______________________________ _________ __________________________________ ________________________________ _____ 三角锥形 形 续表 新 课 探 究 28 ［问题思考］ 如何确定和 的中心原子上的孤电子对数? 提示：阴离子中， 为中心原子的价电子数加上离子的电荷数 (绝对值),的中心原子为C,,, ,所以中心原 子上的孤电子对数为 。 阳离子中，为中心原子的价电子数减去离子的电荷数, 中的中 心原子为,,, ,所以中心原子上的孤电子对数 为 。 新 课 探 究 29 【核心知识讲解】 1.中心原子上价层电子对数的确定方法 由公式 确定孤电子对数。 新 课 探 究 30 (1) 表示中心原子的价电子数。 对主族元素的原子：最外层电子数，如氧元素的 。 对于阳离子：中心原子的价电子数-离子电荷数，如 中 。 对于阴离子：中心原子的价电子数离子电荷数，如： 中 。 (2)表示与中心原子结合的 原子数，如：中， 中 。 新 课 探 究 31 (3) 表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1，其他 原子为 该原子的价电子数。 常用的如下表： 元素 、卤族元素 、、、 氧族元素 、等 氮族元素 、等 1 2 3 新 课 探 究 32 2.根据价层电子对互斥模型判断分子的空间结构 (1)判断步骤 新 课 探 究 33 (2)常见分子的 模型和分子的空间结构 电子对 数 孤电 子对 数 价层 电子 对数 电子对的 排列方式 模型名称 分子的空间结构名称 实例 2 0 2 ______________________ 直线形 直线形 、 、 3 0 3 平面 三角形 平面三角形 、 2 1 __ ________________________ 形 、 新 课 探 究 34 电子对 数 孤电 子对 数 价层 电子 对数 电子对的 排列方式 模型名称 分子的空间结构名称 实例 4 0 4 ___________________________ 四面体形 四面体形 、 3 1 ______________________________ 三角锥形 、 续表 新 课 探 究 35 电子对 数 孤电 子对 数 价层 电子 对数 电子对的 排列方式 模型名称 分子的空间结构名称 实例 2 2 4 ____________________________ 四面体形 形 续表 新 课 探 究 36 3.注意事项 (1)中心原子上的价电子全部用于形成共价键的分子，即中心原子上 无孤电子对，其空间结构与<m></m>模型相同，如<m></m>、<m></m>等。 (2)中心原子上有孤电子对时，其空间结构与<m></m>模型不同，如 <m></m>、<m></m>等。 新 课 探 究 37 (3)利用公式<m></m>计算中心原子的孤电子对数时，若出现小数， 则采用近似值处理，如<m></m>分子中的<m></m>键数是2，中心原子上的孤电 子对数是<m></m>，则<m></m>分子中心<m></m>原子的价层电 子对数是3，空间结构为<m></m>形。 新 课 探 究 38 (4)分子的空间结构与成键原子的价电子数有关。价层电子对互斥模 型可以用于预测分子的空间结构。应用这种理论模型,中心原子周围 的价层电子对(包括成键电子对和孤电子对)由于相互排斥作用而趋向 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。 新 课 探 究 39 ①由于孤电子对有较大斥力，含孤电子对的分子的实测键角几乎都 小于模型的预测值。例如，的键角为 ， 的键角 为 ，的键角为 。价层电子对互斥模型对分子空间结 构的预测少有失误，但它不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子。 ②电子对之间的夹角越小,排斥力越大。 例如: 分子中C原子的价层电子对数为2,为了保证排斥力最小,在空 间上,夹角为 ；又如 分子中B原子的价层电子对数为3,为了 保证排斥力最小,在空间上,夹角为 。 新 课 探 究 40 ③由于成键电子对受两个原子核的吸引,所以电子云比较紧缩,而孤电 子对只受到中心原子的吸引,电子云比较“肥大”,对邻近电子对的斥力 较大,所以电子对之间的斥力大小顺序如下：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。 ④由于三键、双键比单键包含的电子数多,所以其斥力大小顺序为三 键 双键 单键。 新 课 探 究 41 【知识迁移应用】 例3 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，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是( ) A.、、分子的键角都是 B.的键角为 ，的键角为 C.、、 都是三角锥形分子 D.(甲醛)、、 的空间结构都是平面三角形 √ 新 课 探 究 42 [解析] 二氧化硫分子中硫原子的价层电子对数为3、孤电子对数为1， 分子的空间结构为形，键角小于 ，故A错误； 水分子中氧原子的价层电子对数为4、孤电子对数为2，分子的空间结 构为 形，键角为 ，故B错误； 三氯化镓分子中镓原子的价层电子对数为3、孤电子对数为0，分子的 空间结构为平面三角形，不是三角锥形，C错误； 甲醛分子中的碳原子、三氯化硼分子中的硼原子、三氧化硫分子中的 硫原子的价层电子对数都为3、孤电子对数都为0，分子的空间结构都 为平面三角形，故D正确。 新 课 探 究 43 例4 关于价层电子对互斥模型，下列说法错误的是( ) A.价层电子对包括电子对和中心原子上的孤电子对 B.两种分子的中心原子价层电子对数相同时，孤电子对越多，键角 越小 C.用该模型预测和的空间结构分别为 形和平面正三角形 D.该理论一定能预测出分子或原子团的空间结构 √ 新 课 探 究 44 [解析] 价层电子对包括电子对和中心原子上的孤电子对，不包含 中的电子对，A正确。 孤电子对与孤电子对之间的排斥力大于孤电子对与成键电子对之间的 排斥力大于成键电子对与成键电子对之间的排斥力，所以价层电子对 数相同时，孤电子对数越多，键角越小，B正确。 中心原子的价层电子对数为 ，且含有2个孤电子对， 分子呈形结构； 中心B原子的价层电子对数为 ，且 不含孤电子对，分子呈平面正三角形结构，C正确。 该理论不能预测以过渡金属为中心原子的分子的空间结构，D错误。 新 课 探 究 45 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)分子只有一种,可说明 的空间结构为正四面体形( ) √ (2) 模型和分子的空间结构是相同的分子结构( ) × (3)根据价层电子对互斥模型, 的空间结构为平面正三角形( ) × (4)与 的分子组成相似，故它们分子的空间结构相同( ) × (5)由价层电子对互斥模型可知分子中的键角小于 ( ) √ 课 堂 评 价 46 (6) 型的分子空间结构必为平面三角形( ) × [解析] 中心B原子的价层电子对数为 ， 无孤电子对，则其空间结构为平面三角形。而中心 原子的价层 电子对数为 ，有一个孤电子对，则其空间结 构为三角锥形。该类型的结构不确定，错误。 课 堂 评 价 47 (7)和甲醛 都是平面三角形结构( ) √ (8)六氟化硫分子的空间结构呈正八面体形，其中心原子的价层电子 对数为4( ) × [解析] 六氟化硫中心原子的价层电子对数为 ，错误。 课 堂 评 价 48 2.下列有关价层电子对互斥模型的描述正确的是( ) A.价层电子对就是电子对 B.孤电子对数由化学式来确定 C.分子的空间结构是价层电子对互斥的结果 D.孤电子对数等于数 [解析] 价层电子对是指电子对和中心原子上的孤电子对，中心 原子上的孤电子对数在化学式里看不到，必须计算得出，不能完全 说由化学式确定，孤电子对为未成键电子对，A、B、D项错误。 √ 课 堂 评 价 49 3.用价层电子对互斥模型预测和 的空间结构,两个结论都正 确的是( ) A.直线形 三角锥形 B. 形 三角锥形 C.直线形 平面三角形 D. 形 平面三角形 [解析] 的中心原子上的价层电子对数为 , 含有2个孤电子对,因此的空间结构是形; 而 的中心C原子上的价层电子对数为 ,无孤电子对, 的空间结构是平面三角形。 √ 课 堂 评 价 50 4.射线衍射测定发现，中存在。该 的空间结构为( ) A.直线 B. 形 C.四面体 D.三角锥形 [解析] 中以1个 为中心原子，则中心原子的价层电子对数为 ，且含有2个孤电子对，所以是 形结构。 √ 课 堂 评 价 51 5.用价层电子对互斥模型可以判断许多分子或离子的空间结构,有时也 能用来推测键角大小,下列判断正确的是( ) A.NH3、PH3、AsH3键角由大到小的顺序为AsH3>PH3>NH3 B.BF3的键角为120°,SnBr2的键角大于120° C.PCl3分子中三个共价键的键能、键长、键角都相等 D.HCOOH分子中,H—C—O的键角为120° √ 课 堂 评 价 52 [解析] 氨、磷化氢、砷化氢分子都为三角锥形分子,氮原子、磷原子、 砷原子的电负性依次减小、原子半径依次增大,成键电子对间的排斥力 依次减小,则键角由大到小的顺序为NH3>PH3>AsH3,故A错误; 三氟化硼中硼原子和二溴化锡中锡原子的价层电子对数都为3,中心原 子的孤电子对数分别为0、1,分子的空间结构分别为平面三角形、V形, 孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,所 以三氟化硼的键角为120°,二溴化锡的键角小于120°,故B错误; 课 堂 评 价 53 三氯化磷分子中磷原子的价层电子对数为4、孤电子对数为1,分子的空 间结构为三角锥形,分子中三个共价键的键能、键长、键角都相等,故C 正确; 甲酸分子的空间结构为不对称的平面三角形,H—C—O的键角小于120°, 故D错误。 课 堂 评 价 54 6.利用价层电子对互斥模型推断下列分子或离子的空间结构。 SeO3　　　　　　　　;SCl2　　　　　;  　　　　　　 　;　　　 　;  HCHO　　　　　　 　;HCN　　　　　。  平面三角形 V形 直线形 V形 平面三角形 直线形 [解析] SeO3的中心原子Se的价层电子对数=3+(6 3×2)=3,没有孤 电子对,SeO3的空间结构为平面三角形; SCl2的中心原子S的价层电子对数=2+(6 2×1)=4,孤电子对数为2, SCl2的空间结构为V形; 课 堂 评 价 55 6.利用价层电子对互斥模型推断下列分子或离子的空间结构。 SeO3　　　　　　　　;SCl2　　　　　;  　　　　　　 　;　　　 　;  HCHO　　　　　　 　;HCN　　　　　。  平面三角形 V形 直线形 V形 平面三角形 直线形 N的中心原子N的价层电子对数=2+(5 1 2×2)=2,没有孤电子 对,N的空间结构为直线形; 的中心原子N的价层电子对数=2+(5+1 2×2)=3,孤电子对数 为1,N的空间结构为V形; 课 堂 评 价 56 6.利用价层电子对互斥模型推断下列分子或离子的空间结构。 SeO3　　　　　　　　;SCl2　　　　　;  　　　　　　 　;　　　 　;  HCHO　　　　　　 　;HCN　　　　　。  平面三角形 V形 直线形 V形 平面三角形 直线形 HCHO的中心原子C的价层电子对数=3+(4 2×1 1×2)=3,没有孤 电子对,HCHO的空间结构为平面三角形; HCN的中心原子C的价层电子对数=2+(4 3 1)=2,没有孤电子对, HCN的空间结构为直线形。 课 堂 评 价 57 课后习题 58 知识点一 分子结构的测定与多样的分子空间结构 1.一种分子式为 的有机物的红外光谱图如图所示，则该有机 物可能为( ) A. B. C. D. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 59 [解析] 分子中存在不对称、 和， 且分子式为 ，故A符合题意； 的分子式不为 ，且结构中没有，故B不 符合题意； 分子中只含有1个 ，不存在不对称，故 C不符合题意； 分子中存在对称 ，不存在，且分子 式不为 ，故D不符合题意。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 60 2.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 的分子，空间结构是直线形 B.键角为 的分子，空间结构是平面三角形 C.键角为 的分子，空间结构可能是正四面体形 D.键角为之间的分子，空间结构可能是 形 [解析] 键角为的分子，空间结构是直线形，如 分子是直线 形分子，A正确； 苯分子的键角为 ，但其空间结构是平面正六边形，B错误； √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 61 2.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 的分子，空间结构是直线形 B.键角为 的分子，空间结构是平面三角形 C.键角为 的分子，空间结构可能是正四面体形 D.键角为之间的分子，空间结构可能是 形 白磷分子的键角为 ，空间结构为正四面体形，C正确； 水分子的键角为 ，空间结构为 形，D正确。 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 62 3.下列有关分子空间结构的说法中正确的是( ) A.、、 分子中所有原子的最外层电子都满足了8电子稳 定结构 B.和都是正四面体形分子且键角都为 C.键角: D. HCHO中键角H—C—O大于120° √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 63 [解析] HClO中H的最外层电子数为2,不满足8电子;BF3中B的最外层电 子数为6,也不满足8电子;NCl3中N和Cl均满足8电子,A错误。 P4是正四面体结构,但键角为60°;而CCl4的键角为109°28',两者键角不 同,B错误。 NH3、PH3、AsH3结构相似,中心原子电负性越大,对成键电子对的吸引 力越强,导致成键电子对之间的排斥力越大,键角越大,故键角: NH3>PH3>AsH3,C正确; HCHO为平面三角形分子,键角为120°,D错误。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 4.下列微粒的VSEPR模型与其空间结构一致的是( ) A.BF3 B.NF3 C. S D. H3O+ √ 知识点二 价层电子对互斥模型的考查 [解析] BF3中的中心原子B上的价层电子对数为3+×(3 3×1)=3,无 孤电子对,VSEPR模型和空间结构均为平面三角形,A符合题意; NF3中的中心原子N上的价层电子对数为3+×(5 3×1)=4,含1个孤 电子对,VSEPR模型为四面体形,空间结构为三角锥形,B不符合题意; 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 65 4.下列微粒的VSEPR模型与其空间结构一致的是( ) A.BF3 B.NF3 C. S D. H3O+ √ 知识点二 价层电子对互斥模型的考查 S中的中心原子S上的价层电子对数为3+×(6+2 3×2)=4,含1个 孤电子对,VSEPR模型为四面体形,空间结构为三角锥形,C不符合题意; H3O+中的中心原子O上的价层电子对数为3+×(6 1 3×1)=4,含 1个孤电子对,VSEPR模型为四面体形,空间结构为三角锥形,D不符合题 意。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 66 5.下表中各粒子的中心原子上的电子对数、孤电子对数和粒子的 空间结构名称全部正确的是( ) 选项 粒子符号 电子对数 孤电子对数 空间结构名称 A 2 1 形 B 2 2 直线形 C 3 1 平面三角形 D 4 0 正四面体形 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 67 [解析] H2S中心S原子上的σ键电子对数为2,孤电子对数为=2,则 空间结构为V形,故A错误; CO2中心C原子上的σ键电子对数为2,孤电子对数为=0,则空间结 构为直线形,故B错误; 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 H3O+中心O原子上的σ键电子对数为3,孤电子对数为=1,则空 间结构为三角锥形,故C错误; S中心S原子上的σ键电子对数为4,孤电子对数为=0,则空 间结构为正四面体形,故D正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 6.下列关于价层电子对互斥 模型的叙述不正确的是( ) A. 模型可用于预测分子的空间结构 B. 模型不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子 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互相 排斥 D.分子中键角越大,价层电子对相互排斥力越大,分子越稳定 [解析] 分子的稳定性与键角没有关系,与化学键强弱有关,D错误。 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 70 7.用价层电子对互斥模型可以判断许多分子或离子的空间结构,有时也 能用来推测键角大小,下列判断正确的是( ) A.S中心原子的价层电子对数为3,是平面三角形结构 B.BF3的键角为120°,CH4的键角大于120° C.C是平面三角形结构的离子 D.PCl3、CCl4都是三角锥形结构的分子 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 71 [解析] S的中心原子S上的价层电子对数为3+=4,有一个孤 电子对,S的空间结构为三角锥形,A错误。 BF3的中心原子B上的价层电子对数为3+=3,无孤电子对,BF3的键 角为120°;CH4的中心原子C上的价层电子对数为4+=4,无孤电子 对,CH4的空间结构为正四面体形,键角为109°28',小于120°,B错误。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 C中的中心C原子上的价层电子对数为3+=3,无孤电子对, C呈平面三角形结构,C正确。 PCl3的中心原子P上的价层电子对数为3+=4,孤电子对数为1, PCl3的空间结构为三角锥形;CCl4的中心原子C上的价层电子对数为 4+=4,无孤电子对,CCl4的空间结构为正四面体形,D错误。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 8.下列分子或离子中键角由大到小排列的顺序是 (　) ①BeCl2　②PC　③H2O　④NH3　⑤BCl3 A.①⑤②④③ B.⑤①④②③ C.④①②⑤③ D.③②④①⑤ √ [解析] ①BeCl2中心原子Be上的价层电子对数=2+=2,无孤电子 对,BeCl2的空间结构为直线形,键角为180°; ②中心原子P上的价层电子对数=4+=4,无孤电子对, 的空间结构为正四面体形,键角为109°28'; 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 74 8.下列分子或离子中键角由大到小排列的顺序是 (　) ①BeCl2　②PC　③H2O　④NH3　⑤BCl3 A.①⑤②④③ B.⑤①④②③ C.④①②⑤③ D.③②④①⑤ √ ③H2O中心原子O上的价层电子对数=2+=4,含2个孤电子对,H2O 的空间结构为V形,键角为105°; ④NH3中心原子N上的价层电子对数=3+=4,含1个孤电子对,NH3 的空间结构为三角锥形,键角为107°; 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 75 8.下列分子或离子中键角由大到小排列的顺序是 (　) ①BeCl2　②PC　③H2O　④NH3　⑤BCl3 A.①⑤②④③ B.⑤①④②③ C.④①②⑤③ D.③②④①⑤ √ ⑤BCl3 中心原子B上的价层电子对数=3+=3,无孤电子对,BCl3的 空间结构为平面三角形,键角为120°; 所以键角由大到小排列顺序是①⑤②④③,故选A。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 76 9.我国科学家成功合成了世界上首个五氮阴离子盐 (用代表)，经射线衍射测得化合物 的晶体 结构，其局部结构如图所示。从结构角度分析， 中两种阳离子的不 同之处为( ) A.电子总数 B.中心原子的价层电子对数 C.空间结构 D.共价键类型 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 77 [解析] 和 均含有10个电子，A不符合 题意； 的中心 原子的价层电子对数为 ，的中心 原子的价层电子对数为 ，即两种离子的中心原子的价层电子对数相同，B不符合题意； 的中心 原子的价层电子对数为4，含有1个孤电子对，其空间结 构为三角锥形，的中心 原子的价层电子对数为4，无孤电子对， 其空间结构为正四面体形，即两种离子的空间结构不同，C符合题意； 和 都只含有极性共价键，D不符合题意。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 78 10. XY4M(ZQ4)2·12Y2Q是一种高效的无机絮凝剂。Y、X、Q、Z分别为 原子序数依次增大的短周期主族元素;基态X原子的未成对电子数是其 所在周期所有元素中最多的;元素Y的原子半径在元素周期表中最小; 基态Q原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍;Q与Z同族;元素M是 人体必需的微量元素,参与血红蛋白的合成、运输O2,下列说法正确的 是( ) A.X、的中心原子的价层电子对数均为4 B.第一电离能:Q>X>Z>M √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 79 10. XY4M(ZQ4)2·12Y2Q是一种高效的无机絮凝剂。Y、X、Q、Z分别为 原子序数依次增大的短周期主族元素;基态X原子的未成对电子数是其 所在周期所有元素中最多的;元素Y的原子半径在元素周期表中最小; 基态Q原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍;Q与Z同族;元素M是 人体必需的微量元素,参与血红蛋白的合成、运输O2,下列说法正确的 是( ) C.基态M原子的核外电子有26种空间运动状态 D.Y2Q、Y2Z的键角:∠Y—Q—Y<∠Y—Z—Y 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 80 [解析] 根据题干信息,Y的原子半径在元素周期表中最小,Y为H元素; 基态Q原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍,Q为O元素; Z与Q同族,Z为S元素; 基态X原子在短周期中未成对电子数最多且原子序数比O小,X为N元素; M为人体必需微量元素,参与血红蛋白的合成、运输O2,M为Fe元素。 中心原子N的价层电子对数为4+=4、S中心原子S的 价层电子对数为4+=4,A正确; 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 81 同一周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,因N原子2p轨道半满稳 定,第一电离能大于O原子,故第一电离能Q>X不成立,B错误; M为Fe元素,原子序数为26,基态原子的电子排布式为[Ar]3d64s2,共有15 个原子轨道,即核外电子有15种空间运动状态,C错误; H2O中心原子O的价层电子对数为2+=4,H2S中心原子S的价层电 子对数为2+=4,因O的电负性大于S,使得H2O中成键电子对更靠近 O原子,成键电子对之间的斥力较大,键角较大,故 ∠Y—Q—Y>∠Y—Z—Y,D错误。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 82 11.20世纪50年代科学家提出价层电子对互斥模型(简称 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为中心原子价层未参与成键的电子对(称为孤 电子对), +称为价层电子对数。分子中的价层电子对总是互相排斥, 均匀地分布在中心原子周围的空间。 Ⅱ .分子的空间结构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。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 83 Ⅲ .分子中价层电子对之间的斥力的主要顺序为 .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 键电子对之间的斥力； .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； ⅲ原子得电子能力越弱， 形成的共用电子对之间的斥力越强。 请仔细阅读上述材料，回答下列问题： 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 (1)由的 模型填写下表： 2 ①___ 模型名称 ②________ 四面体形 价层电子对之间的键角 ③______ 4 直线形 [解析] 当时，模型为直线形，键角为 ； 当时，模型为四面体形，键角为 。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 85 (2)请用模型解释 为直线形分子的原因：________________ ___________________________________________________________ ___________________。 中心C原子的价层电子对数为2，由模型知，两个成键电子对应尽量远离，故为直线形结构 [解析] 二氧化碳分子中心碳原子的价层电子对数为2，孤电子对数为 0，属于型分子，由 模型知，两个成键电子对应尽量远 离，所以二氧化碳的空间结构为直线形结构。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 86 (3)分子的空间结构为_____，请你预测水分子中 的大 小范围并解释原因： ________________________________________ ___________________________________________________________ ____________________________________ 。 形 [解析] 水分子中心氧原子的价层电子对数为4,孤电子对数为2,所以分 子的空间结构为形; 由于水分子中氧原子的价层电子对数为4,水分子的VSEPR模型为四面 体形,价层电子对之间的夹角均为109°28',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'。 水属于型分子， ， 模型为正四面体形，价层电子对之间的夹角均为 ，根据Ⅲ中 的，应有 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 87 (4)和都属于型分子，、 之间以双键结合，与 、与之间以单键结合。请你预测和 分子的空间结构： __________。分子中___(填“ ”“ ”或“”) 分子中 。 四面体形 [解析] 当时，模型为四面体形，和 中 硫原子均无孤电子对，所以分子的空间结构均为四面体形， 原子的 电负性大于 Cl ，因为原子得电子能力越弱， 形成的共用电子 对之间的斥力越强，所以分子中 分子中 。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 88 $