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)；iv、其他。請(qǐng)仔細(xì)閱讀上述材料，回答下列問題：

(1)根據(jù)要點(diǎn)I可以畫出AXnEm的VSEPR理想模型，請(qǐng)?zhí)顚懴卤恚?/span>

n＋m	2	________
VSEPR理想模型	________	正四面體
價(jià)層電子對(duì)之間的理想鍵角	________	109°28′

(2)請(qǐng)用VSEPR模型解釋CO2為直線型分子的原因_________________________________；

(3)H2O分子的立體構(gòu)型為：___________________，請(qǐng)你預(yù)測(cè)水分子中∠H－O－H的大小范圍并解釋原因______________________________________________________________；

(4)SO2Cl2和SO2F2都屬AX4E0型分子，S＝O之間以雙鍵結(jié)合，S－Cl、S－F之間以單鍵結(jié)合。請(qǐng)你預(yù)測(cè) SO2Cl2和SO2F2分子的立體構(gòu)型：_____________________________， SO2Cl2分子中∠Cl－S－Cl________________(選填“＜”、“＞”或“＝”)SO2F2分子中∠F－S－F。

(5)用價(jià)層電子對(duì)互斥理論(VSEPR)判斷下列分子或離子的空間構(gòu)型

分子或 離子	PbCl2	XeF4	SnCl62-	PF3Cl2	HgCl42-	ClO4--
空間 構(gòu)型	_____	_____	_____	_____	_____	_____

Answer 1

【答案】4 直線形 180° CO2屬AX2E0，n＋m＝2，故為直線形 折線形(或V形) 水分子屬AX2E2，n＋m＝4，VSEPR理想模型為正四面體，價(jià)層電子對(duì)之間的夾角均為109°28′。根據(jù)Ⅲ－i，應(yīng)有∠H－O－H＜109°28′ 四面體 ＞ 角形 平面正方 正八面體 三角雙錐 四面體 正四面體

【解析】

（1）當(dāng)n+m=4時(shí)，VSEPR模型為四面體形，當(dāng)n+m=2時(shí)，VSEPR模型為直線形；

(2) 根據(jù) CO2屬AX2E0，n＋m＝2，故為直線形；

（3）根據(jù)H2O屬AX2E2，n+m=4，VSEPR模型為四面體形，但氧原子有2對(duì)孤電子對(duì)來(lái)判斷分子的立體構(gòu)型；水分子屬AX2E2，n+m=4，VSEPR模型為正四面體，價(jià)層電子對(duì)之間的夾角均為109°28′，根據(jù)Ⅲ-i來(lái)判斷鍵角；

（4）當(dāng)n+m=4時(shí)，VSEPR模型為四面體形，硫原子無(wú)孤電子對(duì)來(lái)判斷分子的立體構(gòu)型；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)；

（5）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定亞硫酸根離子空間構(gòu)型，價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)，σ鍵個(gè)數(shù)=配原子個(gè)數(shù)，孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=（a-xb），a指中心原子價(jià)電子個(gè)數(shù)，x指配原子個(gè)數(shù)，b指配原子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)需要的電子個(gè)數(shù)。

（1）當(dāng)n+m=4時(shí)，VSEPR模型為四面體形，其鍵角是109°28′，當(dāng)n+m=2時(shí)，VSEPR模型為直線形，其鍵角是180°；

(2) 根據(jù) CO2屬AX2E0，n＋m＝2，故為直線形；

（3）H2O屬AX2E2，n+m=4，VSEPR模型為四面體形，但氧原子有2對(duì)孤電子對(duì)，所以分子的構(gòu)型為V形；

水分子屬AX2E2，n+m=4，VSEPR理想模型為正四面體，價(jià)層電子對(duì)之間的夾角均為109°28′，根據(jù)Ⅲ-i，應(yīng)有∠H-O-H＜109°28′，故答案為：V形；∠H-O-H＜109°28′；

（4）當(dāng)n+m=4時(shí)，VSEPR模型為四面體形，硫原子無(wú)孤電子對(duì)，所以分子構(gòu)型為四面體形，F原子的得電子能力大于氯原子，因?yàn)?/span>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)，所以SO2Cl2分子中∠Cl-S-Cl＞SO2F2分子中∠F-S-F；

（5）PbCl2中中心原子Pb原子的孤對(duì)電子對(duì)數(shù)是=1，即Pb原子是sp2雜化，所以是V型結(jié)構(gòu)或角形；

XeF4分子中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+（5-3×1）=4，且含有一個(gè)孤電子對(duì)，所以為平面正方結(jié)構(gòu)；

SnCl62-分子中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=6+0=6，所以是正八面體；

PF3Cl2分子中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=5+0=5，所以三角雙錐；

HgCl42-分子中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=4+0=4，所以是四面體；

高氯酸根離子中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=4+（7+1-4×2）=4，且不含孤電子對(duì)，為正四面體結(jié)構(gòu)；

故答案為：

分子或 離子	PbCl2	XeF4	SnCl62-	PF3Cl2	HgCl42-	ClO4-
空間 構(gòu)型	V型	平面正方	正八面體	三角雙錐	四面體	正四面體