Question

2．下列各组微粒的空间构型相同的是（　　）
①NH₃和H₂O　
②NH₄⁺和H₃O⁺　
③NH₃和H₃O⁺
④O₃和SO₂　
⑤CO₂和C₂H₂　
⑥SiO₄^4-和ClO₄^-．

• A． 全部
• B． 除①④⑥以外
• C． ③④⑤⑥
• D． ②⑤⑥

Answer 1

分析 根据价层电子对互斥理论确定微粒空间构型，价层电子对个数=σ键+孤电子对个数，孤电子对个数=$\frac{1}{2}$×（a-xb），a为中心原子的价电子数，x为与中心原子结合的原子个数，b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，据此判断．

解答 解：①NH₃中价层电子对个数=3+$\frac{1}{2}$×（5-3）=4且含有一个孤电子对，所以为三角锥形，H₂O中价层电子对个数=2+$\frac{1}{2}$×（6-2）=4且含有两个孤电子对，所以为V形结构，二者空间构型不同，故①错误；　
②NH₄⁺中价层电子对个数是4且不含孤电子对，为正四面体形结构；H₃O⁺中O原子价层电子对个数=3+$\frac{1}{2}$（6-1-3×1）=4且含有一个孤电子对，所以为三角锥形结构，二者空间构型不同，故②错误；
③NH₃为三角锥形结构、H₃O⁺中O原子价层电子对个数=3+$\frac{1}{2}$（6-1-3×1）=4且含有一个孤电子对，所以为三角锥形结构，所以二者空间构型相同，故③正确；　
④O₃、SO₂中价层电子对个数都是3且都含有一对孤电子对，所以分子空间构型都是V形，故④正确；
⑤CO₂分子中价层电子对=σ 键电子对+中心原子上的孤电子对=2+$\frac{1}{2}$（4-2×2）=2，二氧化碳是直线型结构，乙炔的结构式为H-C≡C-H，每个碳原子价层电子对个数是2且不含孤电子对，为直线形结构；CO₂和C₂H₂分子都是直线型分子，故⑤正确；
⑥SiO₄^4-中价层电子对个数=4+$\frac{1}{4}$（4+4-4×2）=4，不含孤电子对，所以是正四面体形，ClO₄^-中价层电子对个数=4+$\frac{1}{4}$（7+1-4×2）=4，不含孤电子对，所以是正四面体形，两者空间构型相同，故⑥正确；
故选C．

点评 本题考查了微粒空间构型的判断，根据价层电子对理论解答，注意孤电子对个数=$\frac{1}{2}$×（a-xb）中各个字母的含义，H₃O⁺中O原子价层电子对个数，为易错点，⑥孤电子对的确定为该题的难点，题目难度中等．