第二节 分子的立体构型
第一课时 分子的空间结构与价层电子对互斥理论
课时演练·促提升
A组
1.由VSEPR理论推断下列粒子呈正四面体形的是( )
A.SO2 B.O3 C.N D.S
解析:AB4型结构中心原子无孤电子对,其空间构型为正四面体形。
答案:D
2.下列分子的空间构型是正四面体形的是( )
①CH4 ②NH3 ③CF4 ④SiH4 ⑤C2H4 ⑥CO2
A.①②③ B.①③④
C.①③⑤ D.②④⑤
解析:CH4、CF4、SiH4分子的空间构型都是正四面体形,而NH3是三角锥形,CO2是直线形,C2H4是平面形。
答案:B
3.下列分子中的中心原子(点“·”的原子为中心原子)的价层电子对数正确的是( )
A.CH4 4 B.CO2 1
C.BF3 2 D.SO3 2
解析:由中心原子价层电子对数=中心原子σ键电子对数+中心原子孤电子对数可求算出A项正确。
答案:A
4.下列关于价层电子对互斥模型(VSEPR模型)的叙述中不正确的是( )
A.VSEPR模型可用来预测分子的立体结构
B.分子中价电子对相互排斥决定了分子的空间结构
C.中心原子上的孤电子对不参与互相排斥
D.分子中键角越大,价电子对相互排斥力越小,分子越稳定
解析: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。
答案:C
5.下列分子或离子中中心原子未用来成键的电子对最多的是( )
A.N B.NH3 C.H2O D.BCl3
解析:N中各原子的最外层电子全部参与成键, ( http: / / www.21cnjy.com )NH3中N的最外层上有1对电子未参与成键,H2O中O上有2对电子未参与成键,BCl3的中心原子B的外层电子全部参与成键。
答案:C
6.在以下的分子或离子中,立体结构的几何形状不是三角锥形的是( )
A.NF3 B.C C.CO2 D.H3O+
解析:NF3、C、H3O+中的中心原子价层电子对数为4,分别有孤电子对数为1,它们均为三角锥形,CO2为直线形。
答案:C
7.三氯化氮(NCl3)常温是一种淡黄色液体,其分子结构呈三角锥形,以下关于NCl3说法中正确的是( )
A.分子中N—Cl键是非极性键
B.分子中不存在孤对电子
C.它的沸点比PCl3沸点低
D.因N—Cl键键能大,所以NCl3的沸点高
解析:NCl3分子中中心原 ( http: / / www.21cnjy.com )子N和Cl间形成三个σ极性键,N的周围仍然存在一对孤对电子;共价化合物的熔沸点是由分子间作用力决定的,而分子间作用力的大小又由相对分子质量决定,所以NCl3的熔沸点较低。
答案:C
8.下列叙述正确的是( )
A.NH3分子中N处于3个H所组成的三角锥形的中心
B.CCl4分子中C处于4个Cl所组成的正方形的中心
C.H2O分子中O不处于2个H所连成的直线的中点
D.CO2分子中C不处于2个O所连成的直线的中点
解析:NH3分子呈三角锥形,分子中的氮原子处于3个氢原子所组成的三角锥形的顶点,A项错误;CCl4分子呈正四面体形,分子中的碳原子处于4个氯原子所组成的正四面体的中心,B项错误;H2O分子呈V形,分子中的氧原子不处于2个氢原子所连成的直线的中心,而在V字的折点上,C项正确;CO2分子呈直线形,分子中的碳原子处于2个氧原子所连成的直线的中点,D项错误。
答案:C
9.(1)计算下列分子或离子中点“·”原子的价电子对数。
①CCl4 ②BeCl2 ③BCl3 ④PCl3
(2)计算下列微粒中点“·”原子的孤电子对数。
①H2S ②PCl5 ③BF3
④NH3
解析:(2)根据ABm型分子中心原子的孤对电子数=×(a-xb)的计算公式:
①H2S中的S原子的孤电子对数:×(6-2×1)=2;
②PCl5中的P原子的孤电子对数:×(5-5×1)=0;
③BF3中的B原子的孤电子对数:×(3-3×1)=0;
④NH3中的N原子的孤电子对数:×(5-3×1)=1。
答案:(1)①4 ②2 ③3 ④4
(2)①2 ②0 ③0 ④1
10.已知A、B、C、D、E代表五种元素。A元素的三价离子3d能级处于半充满;B元素原子的最外层电子数是内层电子总数的2倍;C的原子轨道中有2个未成对的电子,且与B可形成两种常见的气体;D的原子序数小于A,D与C可形成DC2和DC3两种分子,且DC2是极性分子,DC3是非极性分子;E是短周期元素中除了稀有气体外原子半径最大的元素。试回答下列问题:
(1)写出A元素基态原子的电子排布式 。
(2)B、C、D三种元素的电负性由大到小的顺序为 (写元素符号)。
(3)E与C以1∶1形成的物质的电子式为 。
(4)用VSEPR理论判断DC3分子的空间立体结构为 。
(5)元素周期表中第一电离能最大的元素是 (填元素符号)。
解析:由已知可推知,A:Fe,B:C,C:O,D:S,E:Na。
(1)A元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。
(2)B、C、D分别对应的是C、O、S,它们的电负性由大到小的顺序为O>S>C。
(3)E与C以1∶1形成的物质是Na2O2。
(5)在元素周期表中第一电离能最大的元素是He。
答案:(1)1s22s22p63s23p63d64s2
(2)O>S>C
(3)Na+]2-Na+
(4)正三角形 (5)He
B组
1.下列离子的VSEPR模型与离子的空间立体构型一致的是( )
A.S B.Cl
C.N D.Cl
解析:当中心原子无孤电子对时,VSEP ( http: / / www.21cnjy.com )R模型与立体构型一致。A项中S的中心原子的孤电子对数=×(6+2-3×2)=1;B项中Cl的中心原子的孤电子对数=×(7+1-4×2)=0;C项N的中心原子的孤电子对数=×(5+1-2×2)=1;D项Cl中心原子的孤电子对数=×(7+1-3×2)=1。
答案:B
2.N(NO2)3可作为高效火箭推 ( http: / / www.21cnjy.com )进剂,结构简式如图所示,已知该分子中N—N—N键角都是108.1°,下列有关N(NO2)3的说法正确的是( )
A.N(NO2)3分子是平面三角形
B.分子中四个氮原子共平面
C.该分子中的中心氮原子还有一对孤电子对
D.15.2 g该物质含有6.02×1022个原子
解析:N(NO2)3的分子结构与N ( http: / / www.21cnjy.com )H3相似,分子中四个氮原子构成三角锥形,该分子中N—N—N键角都是108.1°,中心氮原子还有一对孤电子对,A、B项错误,C项正确。因为1个N(NO2)3分子含有10个原子,15.2 g该物质,即0.1 mol,含有6.02×1023个原子,D项错误。
答案:C
3.下列分子和离子中,中心原子价层电子对的立体构型为四面体形且分子或离子的立体构型为V形的是( )
A.N B.PH3
C.H3O+ D.OF2
解析:中心原子价层电子对的立体构型为四面体形,则价层电子对数应为4;立体构型为V形的分子或离子只有3个原子,故D项符合题意。
答案:D
4.若ABn的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤电子对,运用价层电子对互斥模型,下列说法正确的是( )
A.若n=2,则分子的立体结构为V形
B.若n=3,则分子的立体结构为三角锥形
C.若n=4,则分子的立体结构为正四面体形
D.以上说法都不正确
解析:若中心原子A上没有未用于成键的孤电子对 ( http: / / www.21cnjy.com ),则根据斥力最小的原则,当n=2时,分子的立体结构为直线形;当n=3时,分子的立体结构为平面三角形;当n=4时,分子的立体结构为正四面体形。
答案:C
5.已知在CH4中,C—H ( http: / / www.21cnjy.com )键间的键角为109°28',NH3中,N—H键间的键角为107°,H2O中O—H键间的键角为105°,则下列说法中正确的是( )
A.孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力
B.孤电子对与成键电子对间的斥力小于成键电子对与成键电子对间的斥力
C.孤电子对与成键电子对间的斥力等于成键电子对与成键电子对间的斥力
D.题干中的数据不能说明孤电子对与成键电子对间的斥力与成键电子对与成键电子对间的斥力之间的大小关系
解析:孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力,将成键电子对压得靠近一点,使其键角变小,A项正确。
答案:A
6.(1)写出具有10个电子、两个或两个以上原子核的离子的符号: 、 、 、 。
(2)写出具有18个电子的无机化合物的化学式: 、 、 、 。
(3)在(1)(2)题涉及的粒子中,空间构型为正四面体形的有 ;为三角锥形的有 。
解析:(1)第二周期元素 ( http: / / www.21cnjy.com )的氢化物具有10个电子,其分子结合一个H+或电离出一个H+后,形成阴、阳离子所具有的电子数不变,则有N、H3O+、N、OH-。
(2)第三周期元素的氢化物分子中具有18个电子,第二周期元素形成R2Hx型化合物(如C2H6、H2O2等),也具有18个电子。符合条件的分子有H2O2、SiH4、PH3、H2S、HCl。
(3)由等电子体原理分析可知,SiH4、N为正四面体形,PH3、H3O+为三角锥形。
答案:(1)OH- N H3O+ N
(2)H2S PH3 SiH4 HCl
(3)N、SiH4 H3O+、PH3第二节 分子的立体构型
第一课时 分子的空间结构与价层电子对互斥理论
教学建议
利用【新知导学·夯基础】,帮助学生进行知识梳理,形成知识体系;通过“练一练”,解决学生存在的难点、障碍点和辨析清相关的概念等问题。
通过H2O2、P4的结构和思考题,了解分子结构的判断的具体方法,师生进一步归纳总结相关问题。通过例题和变式训练巩固基础知识。
参考资料
分子模型
相比于键参数对共价键的描述,各种模型的描述显得更加直观。下表给出在分子模型中常用的颜色和对应元素。
元素 用色
氧 红色
碳 灰色(青色)
氮 蓝色
氢 白色
硫 黄色
碘 紫色
氟 黄绿色
氯 绿色
溴 橙色
Ⅰ.球棍模型
Ⅱ.比例填充模型
球棍模型又称“空间填充模型”,是一种用来表现化学分子的三维空间分布的分子模型。在球棍模型中,“棍”代表共价键,“球”代表成键原子。球棍模型能表示分子的键角以及成键原子的半径。
比例填充模型与球棍模型类似,用来表现分子三维空间分布的分子模型,是球棍模型的进一步发展,可显示更为真实的分子外形。但很难从模型中看见化合物的键角。
备课资源·链接
