形形色色的分子 价层电子对互斥理论
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[学业达标]
1．下列分子中，所有原子不可能共处于同一平面上的是( ) A．H2O C．CH2O
B．CO2 D．CH4
【解析】 H2O为V形分子、CO2为直线形分子、CH2O(甲醛)为平面形分子，而CH4为正四面体形分子，只有CH4分子中的所有原子不可能共处于同一平面上。
【答案】 D
2．下列分子的立体结构与水分子相似的是( ) A．CO2 C．PCl3
B．H2S D．SiCl4
【解析】 S与O同主族，两者形成的氢化物的立体结构相似，均为V形分子；而CO2
为直线形分子、PCl3为三角锥形分子、SiCl4为正四面体形分子。
【答案】 B
3．在以下的分子或离子中，空间结构的几何形状不是三角锥形的是( ) A．NF3 C．BF3
－
B．CH3 D．H3O
＋＋
－
【解析】 根据等电子原理，NF3、CH3、H3O的结构相似，均与NH3相同，即三角锥形；而BF3为平面三角形。
【答案】 C
4．下列分子中键角最大的是( ) A．H2O C．CH2O
B．CO2 D．NH3
【解析】 H2O分子为V形，键角为105°；CO2分子为直线形，键角为180°；CH2O分子为平面三角形，键角为120°；NH3为三角锥形，键角为107°。
【答案】 B
5．用VSEPR模型预测，下列分子中键角是120°的是( ) 【导学号：90990041】 A．C2H2 C．BF3
B．CH4 D．NH3
【解析】 根据VSEPR模型，C2H2分子为直线形，键角为180°；BF3分子为平面三角形，键角为120°；CH4分子为正四面体形，键角为109°28′；NH3分子为三角锥形，键角为107°。
1
【答案】 C
6．根据价层电子对互斥理论，判断H3O的空间结构是( ) A．三角锥形 C．平面正三角形
B．正四面体 D．变形四面体
＋
1＋
【解析】 在H3O中价层电子对数＝3＋(6－1－3×1)＝4，O原子中含有1对孤电子
2对，根据价层电子对互斥理论，其空间结构为三角锥形。
【答案】 A
7．用价层电子对互斥理论预测H2O和NO3的立体结构，两个结论都正确的是( ) A．直线形；三角锥形 C．直线形；平面三角形
B．V形；三角锥形 D．V形；平面三角形
－
1
【解析】 H2O分子的中心原子上的孤电子对数＝(6－2×1)＝2，因其σ键电子对数
21－
为2，故分子为V形结构；NO3的中心原子上的孤电子对数＝(5＋1－3×2)＝0，因其σ键
2电子对数为3，则分子为平面三角形。
【答案】 D
8．下列离子的VSEPR模型与其立体构型一致的是( ) A．SO3 C．NO2
2－
－2－
B．ClO4 D．ClO3
－
－
【解析】 SO3中的价层电子对数为4，且含一对孤电子对，所以其VSEPR模型为四面体结构，而SO3立体构型为三角锥形，A项错误；ClO4中价层电子对数为4，不含孤电子对，所以其VSEPR模型与其立体构型一致，B项正确；NO2的价层电子对数为3，其中含有一对孤电子对，其VSEPR模型与其立体构型不一致，C项错误；ClO3的价层电子对数为4，也含有一对孤电子对，D项错误。
【答案】 B
9．下列说法中正确的是( )
A．NO2、SO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构
B．P4和CH4都是正四面体形分子且键角都为109°28′
－
－
2－
－
C．NH4的电子式为
＋
，离子呈平面正方形结构
D．NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强
2
【解析】 NCl3分子的电子式为 , ，分子中各原子都满足8电
＋
子稳定结构，A错误；P4为正四面体分子，但其键角为60°，B错误；NH4为正四面体结构
而非平面正方形结构，C错误；NH3分子电子式为，有一对未成键电子，由于未
成键电子对成键电子的排斥作用，使其键角为107°，呈三角锥形，D正确。
【答案】 D
10．有下列分子或离子：①CS2，②PCl3，③H2S，④CH2O，⑤H3O，⑥NH4，⑦BF3，⑧SO2。 粒子的立体构型为直线形的有________；粒子的立体构型为V形的有________；粒子的立体构型为平面三角形的有________；粒子的立体构型为三角锥形的有________；粒子的立体构型为正四面体形的有________。
【解析】 中心原子上孤电子对数及粒子的空间构型如下表。
ABn AB2 AB3 AB4 AB2 AB3 AB2 1 2 0 中心原子孤电子对数 分子或离子 CS2 CH2O、BF3 NH4 SO2 PCl3、H3O H2S ＋＋＋
＋
分子或离子的立体构型 直线形 平面三角形 正四面体形 V形 三角锥形 V形 【答案】 ① ③⑧ ④⑦ ②⑤ ⑥ 11．(1)利用VSEPR模型推断分子或离子的空间构型。 ClO4________；AlBr3(共价分子)________。
(2)有两种活性反应中间体，它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种粒子的球棍模型，写出相应的化学式：
－
________________；
________________。
(3)按要求写出由第二周期非金属元素的原子构成的中性分子的化学式。 平面形分子________，三角锥形分子________，四面体形分子________。
3
【解析】 (1)ClO4是AB4型分子，成键电子对数是4，为四面体形。AlBr3是AB3型分子，成键电子对数是3，是平面三角形。(2)AB3型分子中，中心原子无孤电子对的呈平面三角形，有一对孤电子对的呈三角锥形，所以分别是CH3、CH3。(3)由第二周期非金属元素构成的中性分子中，呈三角锥形的是NF3，呈平面三角形的是BF3，呈四面体形的是CF4。
【答案】 (1)四面体形 平面三角形 (2)CH3 CH3 (3)BF3 NF3 CF4
12．D、E、X、Y、Z是周期表中的前20号元素，且原子序数逐渐增大。它们的最简氢化物分子的立体构型依次是正四面体形、三角锥形、正四面体形、V形、直线形。回答下列问题： 【导学号：90990042】
(1)Y的最高价氧化物的化学式为________。
(2)上述五种元素中，能形成酸性最强的含氧酸的元素是________，写出该元素的任意三种含氧酸的化学式：________________________。
(3)D和Y形成的化合物，其分子的空间构型为 ________。
(4)D和X形成的化合物，其化学键类型属________。
(5)金属镁和E的单质在高温下反应得到的产物是________，此产物与水反应生成两种碱，该反应的化学方程式是______________________________________________________
________________________________________________________________________。 【解析】 周期表前20号元素中，最简氢化物的立体构型为正四面体的是CH4和SiH4，故D是C、X为Si，由此推知E为N、Y为S、Z为Cl。C和S形成的化合物为CS2，C的价电子对数为2，CS2为直线形。C和Si之间形成共价键，化学式为SiC。
【答案】 (1)SO3 (2)Cl HClO、HClO2、HClO3、HClO4(任写三种酸) (3)直线形 (4)共价键
(5)Mg3N2 Mg3N2＋8H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3·H2O
[能力提升]
13．下列对应关系不正确的是( )
选项 中心原子所在族 分子通式 立体构型 A ⅣA AB4 正四面体形 B ⅤA AB3 平面三角形 C ⅣA AB2 直线形 D ⅥA AB2 V形 ＋
－
＋
－
－
【解析】 当中心原子在ⅤA族，AB3分子应是三角锥形。当中心原子在ⅣA族，AB4分子是正四面体形，AB2分子是直线形。当中心原子在ⅥA族，AB2是V形。
【答案】 B
14．在白磷分子中，四个P原子分别处于正四面体的四个顶点上，结合有关P原子的成
4
键特点，下列有关白磷的说法正确的是( )
A．白磷分子的键角为109°28′ B．分子中共有4对共用电子对 C．白磷分子的键角为60° D．分子中有6对孤电子对
【解析】 本题容易使同学们想到甲烷的空间结构，需要注意的是白磷分子无中心原子，根据共价键的方向性和饱和性，每个磷原子都以3个共价键与其他3个磷原子结合形成共价键，从而形成正四面体结构，所以键角为60°，共6个共价单键(即6对共用电子对)，4对孤电子对。
【答案】 C
15．多核离子所带电荷可以认为是中心原子得到或失去电子导致，根据VSEPR模型，下列离子中所有原子都在同一平面的一组是( )
A．NO2和NH2 C．NO3和CH3
－
－
－
－
B．H3O和ClO3 D．PO4和SO4
＋
3－
2－
＋－
【解析】 根据三点共面，A项正确；根据价层电子对互斥理论，B项H3O中的氧原子上有一对孤电子对，故H3O为三角锥形；C项中CH3中C原子上有一对孤电子对，CH3亦为三角锥形；D项中的PO4、SO4均为正四面体形。
【答案】 A
16．价层电子对互斥理论(简称VSEPR理论)可用于预测简单分子的立体构型。其要点可以概括为： 【导学号：90990043】
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(称为孤电子对)，(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，均匀地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电子对；
Ⅲ.分子中价层电子对之间的斥力主要顺序为：
ⅰ.孤电子对之间的斥力>孤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：
3－
2－＋
－
－
n＋m VSEPR理想模型 价层电子对
2 正四面体形 5
高中化学 第2章 分子结构与性质 第2节 分子的立体构型(第1课时)形形色色的分子价层电子对互斥理论
