题目内容

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;  iv、其他.
请仔细阅读上述材料,回答下列问题:
(1)根据要点I可以画出AXnEm的VSEPR理想模型,请填写下表:
n+m 2
4
4
VSEPR理想模型
直线形
直线形
正四面体
价层电子对之间的理想键角
180°
180°
109°28′
(2)请用VSEPR模型解释CO2为直线型分子的原因
CO2属AX2E0,n+m=2,故CO2为直线形
CO2属AX2E0,n+m=2,故CO2为直线形

(3)H2O分子的立体构型为:
V形
V形
,请你预测水分子中∠H-O-H的大小范围为
<109°28′
<109°28′
,原因是
水分子属AX2E2,n+m=4,VSEPR理想模型为正四面体,价层电子对之间的夹角均为109°28′.根据Ⅲ-i,应有∠H-O-H<109°28′
水分子属AX2E2,n+m=4,VSEPR理想模型为正四面体,价层电子对之间的夹角均为109°28′.根据Ⅲ-i,应有∠H-O-H<109°28′

(4)SO2Cl2和SO2F2都属AX4E0型分子,S=O之间以双键结合,S-Cl、S-F之间以单键结合.请你预测 SO2Cl2和SO2F2分子的立体构型:
四面体
四面体
分析:(1)当n+m=4时,VSEPR模型为四面体形,当n+m=2时,VSEPR模型为直线形;
(2)根据CO2属AX2E0,n+m=2,VSEPR模型为直线形;
(3)根据H2O属AX2E2,n+m=4,VSEPR模型为四面体形,但氧原子有2对孤电子对来判断分子的立体构型;水分子属AX2E2,n+m=4,VSEPR理想模型为正四面体,价层电子对之间的夹角均为109°28′,根据Ⅲ-i来判断键角;
(4)当n+m=4时,VSEPR模型为四面体形,硫原子无孤电子对来判断分子的立体构型.
解答:解:(1)当n+m=4时,VSEPR模型为四面体形,其键角是109°28′,当n+m=2时,VSEPR模型为直线形,其键角是180°,
故答案为:
n+m 4
VSEPR理想模型 直线形
价层电子对之间的理想键角 180°
(2)CO2属AX2E0,n+m=2,VSEPR模型为直线形,所以CO2为直线形;
故答案为:CO2属AX2E0,n+m=2,故CO2为直线形;
(3)H2O属AX2E2,n+m=4,VSEPR模型为四面体形,但氧原子有2对孤电子对,所以分子的构型为V形;
水分子属AX2E2,n+m=4,VSEPR理想模型为正四面体,价层电子对之间的夹角均为109°28′,根据Ⅲ-i,应有∠H-O-H<109°28′,
故答案为:<109°28;水分子属AX2E2,n+m=4,VSEPR理想模型为正四面体,价层电子对之间的夹角均为109°28′;
(4)当n+m=4时,VSEPR模型为四面体形,硫原子无孤电子对,所以分子构型为四面体,故答案为:四面体.
点评:本题主要考查了价层电子对互斥模型判断分子的结构,难度不大,注意概念的把握.
练习册系列答案
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石墨和金刚石在一定条件下可以相互转化:石墨金刚石  ΔH>0。20世纪50年代,美国通用汽车公司在实验室利用高温高压(2 000 ℃,20 000 atm)将石墨变成金刚石后,1989年,日本科学家用炸药和碳粉“炸出”金刚石的消息引起了人们广泛关注。它们将炸药和碳粉混合并用石蜡固化后装入钢制敞口容器内,深入一个直径为8 m、深约5 m的混凝土水槽内,点火起爆,最后将容器里的水取出静置,可获得直径约为0.002 —0.003 μm的超细金刚石粉。

(1)从平衡移动原理分析,上述两种制取金刚石的方法之所以都能获得成功的原因是(    )

A.金刚石比石墨熔点低                         B.金刚石的密度大于石墨

C.金刚石硬度很大                              D.合成金刚石是吸热反应

(2)炸药爆炸的瞬间,可以产生400 000 atm的超高压和5 000 ℃的超高温,完全能达到石墨转化成金刚石的条件,你认为将炸药放在水槽内的最主要原因是(    )

A.形成高压条件                               B.吸热降低温度

C.防止碳粉燃烧                               D.溶解爆炸产生的气体

(3)你认为在工业上这种超细金刚石粉可以作(    )

A.切削工具涂层                              B.研磨剂

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