Question

【題目】20世紀(jì)50年代科學(xué)家提出價(jià)層電子對(duì)互斥模型(簡(jiǎn)稱VSEPR模型)，用于預(yù)測(cè)簡(jiǎn)單分子立體結(jié)構(gòu)。其要點(diǎn)可以概括為：

Ⅰ、用AXnEm表示只含一個(gè)中心原子的分子組成，A為中心原子，X為與中心原子相結(jié)合的原子，E為中心原子最外層未參與成鍵的電子對(duì)(稱為孤對(duì)電子)，(n＋m)稱為價(jià)層電子對(duì)數(shù)。分子中的價(jià)層電子對(duì)總是互相排斥，均勻的分布在中心原子周圍的空間；

Ⅱ、分子的立體構(gòu)型是指分子中的原子在空間的排布，不包括中心原子未成鍵的孤對(duì)電子；

Ⅲ、分子中價(jià)層電子對(duì)之間的斥力主要順序?yàn)椋?/span>i、孤對(duì)電子之間的斥力＞孤對(duì)電子對(duì)

與共用電子對(duì)之間的斥力＞共用電子對(duì)之間的斥力；ii、雙鍵與雙鍵之間的斥力＞雙鍵與單鍵之間的斥力＞單鍵與單鍵之間的斥力；iii、X原子得電子能力越弱，A－X形成的共用電子對(duì)之間的斥力越強(qiáng)。 請(qǐng)仔細(xì)閱讀上述材料，回答下列問題：

(1)指出下面物質(zhì)分子或離子的空間構(gòu)型：PO43-_____________________________； PCl5_____________________。

(2) 有兩種活性反應(yīng)中間體微粒，它們的微粒中均含有1個(gè)碳原子和3個(gè)氫原子。請(qǐng)依據(jù)下面給出的這兩種微粒的球棍模型，寫出相應(yīng)的化學(xué)式：

__________________；__________________。

(3) 按要求寫出第二周期非金屬元素構(gòu)成的中性分子的化學(xué)式：平面三角形分子___________，三角錐形分子___________，四面體形分子_____________。

(4) 下列一組微粒中鍵角由大到小順序排列為____________________(用編號(hào)填寫)

①HCN ②SiF4 ③SCl2 ④CO32－ ⑤H3O＋

Answer 1

【答案】正四面體 三角雙錐 CH3+ CH3- BF3 NF3 CF4 ①④②⑤③

【解析】

(1) PO43-磷酸根離子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)為4，且不含孤電子對(duì)，為sp3雜化類型；PCl5價(jià)層電子對(duì)數(shù)為5，且不含孤電子對(duì)，是sp3d雜化；

(2)根據(jù)分子的空間構(gòu)型、雜化類型以及價(jià)層電子對(duì)數(shù)結(jié)合粒子中均含有1個(gè)碳原子和3個(gè)氫原子來分析判斷；

(3)由第二周期非金屬元素構(gòu)成的中性分子，第二周期元素為中心原子，如果是平面形分子，則通過sp2雜化形成中性分子；如果是三角錐型分子，則通過sp3雜化形成中性分子，且價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4，含有一個(gè)孤電子對(duì)；如果是正四面體結(jié)構(gòu)，則該分子的價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且不含孤電子對(duì)，據(jù)此分析解答；

(4)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型可以推出①HCN；②SiF4；③SCl2；④CO32－； ⑤H3O＋的空間構(gòu)型和鍵角。

(1)PO43-磷酸根離子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)為4，且不含孤電子對(duì)，為sp3雜化類型，空間構(gòu)型為正四面體形；PCl5價(jià)層電子對(duì)數(shù)為5，且不含孤電子對(duì)，是sp3d雜化，中心是5個(gè)電子對(duì)，呈三角雙錐；

(2)第一種微粒的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，則碳原子為sp2雜化，中心碳原子無孤電子對(duì)，因此價(jià)層電子對(duì)數(shù)3，化學(xué)式為CH3+，第二種微粒的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，則碳原子為sp3雜化，中心碳原子有1個(gè)孤電子對(duì)，因此價(jià)層電子對(duì)數(shù)4，化學(xué)式CH3-，故答案為：CH3+；CH3-；

(3)由第二周期非金屬元素構(gòu)成的中性分子，第二周期元素為中心原子，通過sp2雜化形成中性分子，是平面形分子，該類型分子有BF3；第二周期元素為中心原子，通過sp3雜化形成中性分子，如果是三角錐型分子，則該分子中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且含有一個(gè)孤電子對(duì)，該類型分子有NF3；如果該分子為正四面體結(jié)構(gòu)，則該分子的價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且不含孤電子對(duì)，該類型分子有CF4，故答案為：BF3；NF3；CF4；

(4)①HCN為直線形分子（中心碳原子采取sp 1 雜化），鍵角180°；②SiF 4 為正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角為109.5°；③SCl 2 為V形結(jié)構(gòu)，鍵角接近90°；④CO 32－ 為平面形結(jié)構(gòu)，鍵角120°；⑤H 3O＋ 為三角錐形結(jié)構(gòu)，小于109.5°，但大于90°。所以鍵角由大到小順序排列為①④②⑤③。