Question

【题目】20世纪50年代科学家提出价层电子对互斥模型(简称VSEPR模型)，用于预测简单分子立体结构。其要点可以概括为：

Ⅰ、用AXnEm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为中心原子最外层未参与成键的电子对(称为孤对电子)，(n＋m)称为价层电子对数。分子中的价层电子对总是互相排斥，均匀的分布在中心原子周围的空间；

Ⅱ、分子的立体构型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对电子；

Ⅲ、分子中价层电子对之间的斥力主要顺序为：i、孤对电子之间的斥力＞孤对电子对

与共用电子对之间的斥力＞共用电子对之间的斥力；ii、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、X原子得电子能力越弱，A－X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：

(1)指出下面物质分子或离子的空间构型：PO43-_____________________________； PCl5_____________________。

(2) 有两种活性反应中间体微粒，它们的微粒中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种微粒的球棍模型，写出相应的化学式：

__________________；__________________。

(3) 按要求写出第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式：平面三角形分子___________，三角锥形分子___________，四面体形分子_____________。

(4) 下列一组微粒中键角由大到小顺序排列为____________________(用编号填写)

①HCN ②SiF4 ③SCl2 ④CO32－ ⑤H3O＋

Answer 1

【答案】正四面体 三角双锥 CH3+ CH3- BF3 NF3 CF4 ①④②⑤③

【解析】

(1) PO43-磷酸根离子价层电子对个数为4，且不含孤电子对，为sp3杂化类型；PCl5价层电子对数为5，且不含孤电子对，是sp3d杂化；

(2)根据分子的空间构型、杂化类型以及价层电子对数结合粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子来分析判断；

(3)由第二周期非金属元素构成的中性分子，第二周期元素为中心原子，如果是平面形分子，则通过sp2杂化形成中性分子；如果是三角锥型分子，则通过sp3杂化形成中性分子，且价层电子对个数是4，含有一个孤电子对；如果是正四面体结构，则该分子的价层电子对个数是4且不含孤电子对，据此分析解答；

(4)根据价层电子对互斥模型可以推出①HCN；②SiF4；③SCl2；④CO32－； ⑤H3O＋的空间构型和键角。

(1)PO43-磷酸根离子价层电子对个数为4，且不含孤电子对，为sp3杂化类型，空间构型为正四面体形；PCl5价层电子对数为5，且不含孤电子对，是sp3d杂化，中心是5个电子对，呈三角双锥；

(2)第一种微粒的空间结构为平面三角形，则碳原子为sp2杂化，中心碳原子无孤电子对，因此价层电子对数3，化学式为CH3+，第二种微粒的空间结构为三角锥形，则碳原子为sp3杂化，中心碳原子有1个孤电子对，因此价层电子对数4，化学式CH3-，故答案为：CH3+；CH3-；

(3)由第二周期非金属元素构成的中性分子，第二周期元素为中心原子，通过sp2杂化形成中性分子，是平面形分子，该类型分子有BF3；第二周期元素为中心原子，通过sp3杂化形成中性分子，如果是三角锥型分子，则该分子中价层电子对个数是4且含有一个孤电子对，该类型分子有NF3；如果该分子为正四面体结构，则该分子的价层电子对个数是4且不含孤电子对，该类型分子有CF4，故答案为：BF3；NF3；CF4；

(4)①HCN为直线形分子（中心碳原子采取sp 1 杂化），键角180°；②SiF 4 为正四面体结构，键角为109.5°；③SCl 2 为V形结构，键角接近90°；④CO 32－ 为平面形结构，键角120°；⑤H 3O＋ 为三角锥形结构，小于109.5°，但大于90°。所以键角由大到小顺序排列为①④②⑤③。