第06讲分子结构的测定　多样的分子空间结构　价层电子对互斥模型（学生版）-2022-2023学年高二化学同步精品讲义（人教2019选择性必修2 ）

知识点一：一、分子结构的测定

1．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。

2．如今，科学家应用红外光谱、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：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，再记录到谱图上呈现吸收峰。通过和已有谱图库比对，或通过量子化学计算，可以分析出分子中含有何种         或官能团的信息。

(2)红外光谱仪原理示意图

微点拨

【即学即练1】

1．经过X射线衍射实验等发现，中存在离子，下列粒子的VSEPR模型与空间结构都与相同的是

A． B． C． D．

2．经X—射线衍射测得化合物R的晶体结构，R代表(五氮阴离子盐)，其局部结构如图所示。从结构角度分析，R中两种阳离子的不同之处是

A．中心原子的杂化轨道类型 B．中心原子的价层电子对数

C．立体结构 D．共价键类型

3．现代化学常用的测定分子的相对分子质量的方法是

A．质谱法 B．晶体射线衍射法

C．核磁共振氢谱法 D．红外光谱法

4．物质III(2，二氢苯并呋喃)是一种重要的精细化工原料。其合成的部分流程如下：

下列叙述正确的是

A．III的核磁共振氢谱图显示有6种不同环境的氢原子，它是一种芳香烃，难溶于水

B．III与足量加成所得产物分子中有2个手性碳原子

C．I中所有原子可能位于同一平面内，氧原子为杂化，碳原子为杂化

D．II有弱酸性，但不能使紫色石蕊溶液变红，可与碳酸钠溶液反应，但没有气泡产生

知识点二：  二、多样的分子空间结构

【即学即练2】

1．下列有关分子空间结构的说法正确的是

A．HClO、BF3、NCl3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．P4和CCl4都是正四面体形分子且键角都为109°28′

C．分子中键角的大小：BeCl2>SO3>NH3>CCl4

D．BeF2分子中，中心原子Be的价层电子对数等于2，其空间结构为直线形，成键电子对数等于2，没有孤电子对

2．下列各组粒子的空间结构相同的是

①NH3和H2O；②NH和H3O+；③NH3和H3O+；④O3和SO2；⑤CO2和BeCl2。

A．全部 B．①②③⑤ C．③④⑤ D．②⑤

1．下列分子或离子的空间结构相同的是

A．BeCl2和SO2

B．BF3和PCl3

C．和

D．SO3和ClO

知识点三：三、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“价层电子对”相互       的结果。

2．中心原子上价层电子对的计算

(1)价层电子对

(2)计算

①σ键电子对的计算

由分子式确定，即中心原子形成几个σ键，就有几对σ键电子对。如H2O分子中，O有   个σ键电子对，NH3分子中，N有   个σ键电子对。

②中心原子上的孤电子对的计算

中心原子上的孤电子对数＝(a－xb)

a．a表示中心原子的            。

对于主族元素：a＝                          。

对于阳离子：a＝                －                   。

对于阴离子：a＝                   ＋                            。

b．x表示                                。

c．b表示与中心原子结合的原子                 ，氢为   ，其他原子＝                      。

(3)VSEPR模型与分子或离子的空间结构

σ键电子对数＋孤电子对数＝价层电子对数VSEPR模型分子或离子的空间结构。

【即学即练3】

1．关于价层电子对互斥理论说法错误的是

A．价层电子对包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对

B．分子中键角越大，价层电子对相互排斥力越小，分子越稳定

C．用该理论预测H2S和BF3的空间结构为V形和平面三角形

D．该理论一定能预测出多中心原子的分子、离子或原子团的空间构型

2．用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．分子中三个共价键的键能、键长、键角都相等

B．、、键角由大到小的顺序为

C．分子的键角是

D．、都是三角锥形的分子

3．下表中各粒子的键电子对数、孤电子对数、和空间结构全部正确的是

A．A B．B C．C D．D

BCl3的价层电子

1．对数、价层电子对空间结构、分子空间结构是怎样的？

【细剖精析】

2．NF3的价层电子对、价层电子对空间结构、分子空间结构是怎样的？

【细剖精析】

3．通过(1)、(2)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？二者之间有何规律存在？

【细剖精析】

4．四原子分子都为平面三角形或三角锥形吗？

【细剖精析】

5．五原子分子都是正四面体结构吗？

【细剖精析】

6．应用价层电子对互斥模型如何将分子分类？

【细剖精析】

7．如何确定CO和NH的中心原子的孤电子对数？

【细剖精析】

8．分析CH2===CH2和CH≡CH的中心原子的轨道杂化情况和成键情况。

【细剖精析】

9．在BF3、BeF2分子中B、Be原子各用哪几个原子轨道参与杂化？形成什么类型的杂化轨道？

【细剖精析】

1．利用价层电子对互斥模型判断分子或离子的空间结构解题思路

说明：(1)若ABn型分子中，A与B之间通过两对或三对电子(即通过双键或三键)结合而成，则价层电子对互斥模型把双键或三键作为一对电子对看待。

(2)价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律：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。随着孤电子对数目的增多，成键电子对与成键电子对之间的斥力减小，键角也减小。如CH4、NH3和H2O分子中的键角依次减小。

2．用价层电子对互斥模型推测分子或离子的空间结构时的常见错误

1计算阴、阳离子的中心原子的价层电子对数时未考虑离子所带电荷而计算错误。

2由电子式或路易斯结构式判断中心原子价层电子对数时未将双键或三键当作一对价层电子对计算。

3不能准确区分和判断孤电子对和成键电子对。判断ABn型分子中孤电子对数的简单方法为孤电子对数＝价层电子对数－n。

4误将VSEPR模型当作分子或离子的空间结构。

5错误地利用相似性规律判断分子或离子的空间结构。

题组A  基础过关练

1．六氟化硫分子空间结构呈正八面体形(如图所示)，下列有关SF6的推测正确的是

A．六氟化硫是由极性键形成的极性分子

B．六氟化硫中各原子均达到8电子稳定结构

C．六氟化硫中心原子的价层电子对数为4

D．六氟化硫分子中的S-F键都是σ键，且键长、键能均相等

2．下列粒子的VSEPR模型为四面体、且其空间结构为V形的是

A． B． C． D．SF2

3．利用价电子对互斥理论可推测分子结构中键角的大小，下列判断正确的是

A．苯的键角为109.5° B．的键角为180°

C．的键角比的键角大 D．HCOOH分子中，H-C-O的键角为120°

4．下列分子或离子中，中心原子含有孤电子对的是

A．PCl5 B．NO C．SiCl4 D．PbCl2

5．用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体结构，其中正确的是

A．CH4与CH2Cl2均为正四面体 B．BeCl2与SO2为直线形

C．BF3与PCl3为三角锥形 D．NO与CO为平面三角形

6．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．SO2、CS2、HCN都是直线形的分子

B．H2O键角为120°，O3键角为180°

C．PCl3、NH3、GaCl3都是三角锥形的分子

D．HCHO、AlCl3、SO3都是平面三角形的粒子

7．依据价层电子对互斥理论，下列分子或离子的VSEPR模型相同的是

A．、 B．、

C．、 D．、

8．用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间结构。

题组B  能力提升练

1．下列分子构型为正四面体且键角为109°28′的是

①P4    ②NH3    ③CCl4    ④CH4    ⑤H2S    ⑥CO2

A．③④ B．⑤⑥ C．①③④ D．②③④

2．下列分子的中心原子的价层电子对数是3的是

A． B． C． D．

17．下列离子的VSEPR模型与其空间结构一致的是

A． B． C． D．

3．下列分子或离子中，键角由大到小排列正确的是

①②NH3③H2O④BF3⑤CO2

A．⑤④①②③ B．⑤①④②③

C．④①②⑤③ D．③②④①⑤

4．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．CS2是V形的分子

B．BF3键角为120°，H2O键角大于120°

C．CH2O、都是平面三角形的分子

D．PCl3、PCl5都是三角锥形的分子

5．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或推测键角大小，下列判断正确的是

A．SO2的分子构型类似CO2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

6．用短线“−”表示共用电子对，用“∙∙”表示未成键孤电子对的式子叫路易斯结构式。R分子路易斯结构式可以表示为，下列叙述错误的是

A．R与BF3的空间结构相同 B．键角：109°28′

C．R可以是PH3或AsH3 D．R分子的中心原子上的价层电子对数为4

7．回答下列问题

(1)利用模型推测分子或离子的空间结构。

：___________；（共价分子）：___________。

(2)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：___________，正四面体形分子：___________。

8．根据所学知识填空：

(1)三原子分子常见的空间结构有__________形（如）和__________形（如）。

(2)四原子分子常见的空间结构有___________形和___________形，如甲醛（）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，如常见的键角是___________。