应用课
第二章 分子结构与性质
课时5 键角大小比较
【学习目标】
知道共价分子中键角大小的影响因素，掌握共价分子中键角大小的比较方法。
【学习活动】
学习任务
目标：知道共价分子中键角大小的影响因素，掌握共价分子中键角大小的比较方法。 任务：影响键角大小的因素主要有中心原子的杂化类型、中心原子孤电子对数、配位原子的电负性大小、中心原子的电负性大小等，这几个影响键角的因素都是有条件的，在影响键角的能力方面也是有区别的。 (1)电子对斥力大小的顺序 ①顺序：孤电子对之间的斥力＞孤电子对与成键电子对之间的斥力＞成键电子对之间斥力。 ②可以这样理解这一斥力的顺序：键合电子对受到左、右两端带正电的原子核的吸引，而孤电子对只受到一端原子核的吸引，相比之下，孤电子对较“胖”，占据较大的空间，而键合电子较“瘦”，占据较小的空间。 ③实例：如CH4、NH3、H2O三种分子的中心原子价层电子对数均为4，VSEPR模型均为四面体形，CH4、NH3和H2O中的孤电子对数分别是0、1、2，故键角大小顺序为CH4＞NH3＞H2O，图示如下： (2)双键之间的斥力＞双键与单键之间的斥力＞单键之间的斥力。 例如：SO2Cl2的VSEPR模型为四面体形，因S===O是双键，S—Cl是单键，依据斥力的大小顺序判断： “∠O—S—O”＞109°28′ “∠Cl—S—Cl”＜“∠O—S—Cl”＜109°28′ (3)斥力大小顺序：xw－xw＞xw－xs＞xs－xs (其中x代表配位原子的电负性，下标w为弱，s为强) 例如：SO2F2中“∠F－S－F”为98°，而SO2Cl2中“∠Cl—S—Cl”为102°，后者键角较大的原因就是Cl的电负性小于F，Cl—S—Cl中价层电子对的斥力大于F—S—F中价层电子对的斥力，故SO2Cl2分子中键角大。 【方法导引】 思考1：CH4、NH3、H2O中心原子的杂化类型都为sp3，键角为什么依次减小？从杂化轨道理论的角度比较键角大小时有什么方法？ 参考答案：CH4、NH3、H2O中心原子都采取sp3杂化，中心原子的孤电子对数依次为0个、1个、2个。由于孤电子对对共用电子对的排斥作用使键角变小，孤电子对数越多排斥作用越大，键角越小。比较键角时，先看中心原子杂化类型，杂化类型不同时：一般键角按sp、sp2、sp3顺序依次减小；杂化类型相同时，中心原子孤电子对数越多，键角越小。 思考2：CH4、NH3、H2O中心原子的杂化类型都为sp3，键角为什么依次减小？从杂化轨道理论的角度比较键角大小时有什么方法？ 参考答案：CH4、NH3、H2O中心原子都采取sp3杂化，中心原子的孤电子对数依次为0个、1个、2个。孤电子对数越多，排斥作用越大，键角越小。 针对训练1.下列分子中，键角最大的是( ) A.H2O B.CO2 C.BF3 D.CH4 答案 B 解析 四个选项中，键角最大的是直线形分子CO2，键角为180°，其次是平面三角形分子BF3，键角是120°；再次是正四面体形分子键角是109°28′；最小的是V形分子H2O，键角为105°。 针对训练2.在SO2分子中，分子的空间结构为V形，S原子采用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° 答案 C 解析 SO2分子的VSEPR模型为平面三角形，从理论上看其键角应为120°，但由于SO2分子中的S原子有一对孤电子对，对其他的两个化学键存在排斥作用，因此SO2分子中的键角应小于120°。 针对训练3.NH3、NF3、NCl3三种分子的中心原子相同，若周围原子电负性大，则键角小。NH3、NF3、NCl3三种分子中，键角大小的顺序正确的是( ) A.NH3>NF3>NCl3 B.NCl3>NF3>NH3 C.NH3>NCl3>NF3 D.NF3>NCl3>NH3 答案 C 解析 由于电负性F＞Cl＞H，故键角的大小顺序为NH3＞NCl3＞NF3。 针对训练4.NH3、PH3、AsH3的空间结构均为三角锥形()，三种分子中键角由大到小的顺序为________________________。 答案 NH3＞PH3＞AsH3 解析 N、P、As属于同一主族元素，其电负性N＞P＞As，因三种氢化物分子中的中心原子电负性逐渐减弱，则分子中成键电子对逐渐远离中心原子，致使成键电子对的排斥降低，键角逐渐减小，即键角由大到小的顺序为NH3＞PH3＞AsH3。 针对训练5.请回答下列问题。 (1)BF3中键角________(填“大于”或“小于”)CCl4中键角。 (2)H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中H—O—H的键角比H2O中H—O—H的键角大，原因为______________________________________________________。 (3)乙酸分子()中键角1________(填“大于”“等于”或“小于”)键角2，原因是_________________________________________________________。 答案 (1)大于 (2)H2O中氧原子有两对孤电子对，H3O＋中氧原子有一对孤电子对，排斥力较小 (3)大于 C===O键对C—C键的斥力大于C—O键对C—C键的斥力 解析 (1)BF3分子的空间结构为平面三角形，键角为120°；CCl4分子的空间结构为正四面体形，键角为109°28′。(2)H3O＋、H2O的中心原子的价层电子对数均为4，H2O中O原子有两对孤电子对，H3O＋中O原子有一对孤电子对，因为孤电子对间的排斥力＞孤电子对与成键电子对间的排斥力＞成键电子对间的排斥力，导致H3O＋中H—O—H的键角比H2O中H—O—H的键角大。(3)由于双键对单键的斥力大于单键对单键的斥力，故乙酸分子结构中键角1大于键角2。
2应用课
第二章 分子结构与性质
课时5 键角大小比较
【学习目标】
知道共价分子中键角大小的影响因素，掌握共价分子中键角大小的比较方法。
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学习任务
目标：知道共价分子中键角大小的影响因素，掌握共价分子中键角大小的比较方法。 任务：影响键角大小的因素主要有中心原子的杂化类型、中心原子孤电子对数、配位原子的电负性大小、中心原子的电负性大小等，这几个影响键角的因素都是有条件的，在影响键角的能力方面也是有区别的。 (1)电子对斥力大小的顺序 ①顺序：孤电子对之间的斥力＞孤电子对与成键电子对之间的斥力＞成键电子对之间斥力。 ②可以这样理解这一斥力的顺序：键合电子对受到左、右两端带正电的原子核的吸引，而孤电子对只受到一端原子核的吸引，相比之下，孤电子对较“胖”，占据较大的空间，而键合电子较“瘦”，占据较小的空间。 ③实例：如CH4、NH3、H2O三种分子的中心原子价层电子对数均为4，VSEPR模型均为四面体形，CH4、NH3和H2O中的孤电子对数分别是0、1、2，故键角大小顺序为CH4＞NH3＞H2O，图示如下： (2)双键之间的斥力＞双键与单键之间的斥力＞单键之间的斥力。 例如：SO2Cl2的VSEPR模型为四面体形，因S===O是双键，S—Cl是单键，依据斥力的大小顺序判断： “∠O—S—O”＞109°28′ “∠Cl—S—Cl”＜“∠O—S—Cl”＜109°28′ (3)斥力大小顺序：xw－xw＞xw－xs＞xs－xs (其中x代表配位原子的电负性，下标w为弱，s为强) 例如：SO2F2中“∠F－S－F”为98°，而SO2Cl2中“∠Cl—S—Cl”为102°，后者键角较大的原因就是Cl的电负性小于F，Cl—S—Cl中价层电子对的斥力大于F—S—F中价层电子对的斥力，故SO2Cl2分子中键角大。 【方法导引】 思考1：CH4、NH3、H2O中心原子的杂化类型都为sp3，键角为什么依次减小？从杂化轨道理论的角度比较键角大小时有什么方法？ 思考2：CH4、NH3、H2O中心原子的杂化类型都为sp3，键角为什么依次减小？从杂化轨道理论的角度比较键角大小时有什么方法？ 针对训练1.下列分子中，键角最大的是( ) A.H2O B.CO2 C.BF3 D.CH4 针对训练2.在SO2分子中，分子的空间结构为V形，S原子采用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° 针对训练3.NH3、NF3、NCl3三种分子的中心原子相同，若周围原子电负性大，则键角小。NH3、NF3、NCl3三种分子中，键角大小的顺序正确的是( ) A.NH3>NF3>NCl3 B.NCl3>NF3>NH3 C.NH3>NCl3>NF3 D.NF3>NCl3>NH3 针对训练4.NH3、PH3、AsH3的空间结构均为三角锥形()，三种分子中键角由大到小的顺序为________________________。 针对训练5.请回答下列问题。 (1)BF3中键角________(填“大于”或“小于”)CCl4中键角。 (2)H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中H—O—H的键角比H2O中H—O—H的键角大，原因为______________________________________________________。 (3)乙酸分子()中键角1________(填“大于”“等于”或“小于”)键角2，原因是_________________________________________________________。
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