1、化学键与物质构成 分子结构与性质粒子构型的判断1.(2023年万州模拟)下列离子的VSEPR模型与离子的空间立体构型一致的是()A.SB.ClC.ND.Cl【解析】选B。当中心原子无孤电子对时,VSEPR模型与立体构型一致。A项,S的中心原子的孤电子对数=(6+2-32)=1;B项,Cl的中心原子的孤电子对数=(7+1-42)=0;C项,N的中心原子的孤电子对数=(5+1-22)=1;D项,Cl中心原子的孤电子对数=(7+1-32)=1。2.(2023年衡水模拟)用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型,有时也能用来推测键角大小,下列判断正确的是()A.SO2、CS2
2、、HI都是直线形的分子B.BF3键角为120,SnBr2键角大于120C.CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子D.PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子【解析】选C。SO2是V形分子,CS2、HI是直线形的分子,A错误;BF3键角为120,是平面三角形结构,而Sn原子价电子数是4,在SnBr2中Sn与Br形成2个键,还有一对孤电子对,对成键电子有排斥作用,使键角小于120,B错误;CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子,C正确;PCl3、NH3都是三角锥形的分子,而PCl5是三角双锥形分子,D错误。3.(2023年恩施模拟)用价层电子对互斥理论(VSEPR)预测H2S和CO
3、Cl2的立体结构,两个结论都正确的是()A.直线形;三角锥形B.V形;三角锥形C.直线形;平面三角形D.V形;平面三角形【解析】选D。H2S分子中的中心原子S原子上的孤电子对数是(6-12)=2,则说明H2S分子中中心原子有4对电子对,其中2对是孤电子对,因此空间结构是V形;而COCl2中中心原子的孤电子对数是(4-21-12)=0,成键电子对数是3对,是平面三角形结构,故选项是D。【归纳提升】确定粒子的空间构型杂化轨道类型的判断4.(2023年白城模拟)下列分子所含碳原子中,既有sp3杂化,又有sp2杂化的是()【解析】选A。乙醛中甲基中的碳原子采取sp3杂化,醛基中的碳原子采取sp2杂化;
4、丙烯腈中双键连接的两个碳原子采取sp2杂化,另一个碳原子采取sp杂化;甲醛中碳原子采取sp2杂化;丙炔中甲基中的碳原子采取sp3杂化,三键连接的两个碳原子采取sp杂化。5.(2023年宜春模拟)氮的最高价氧化物为无色晶体,它由两种离子构成,已知其阴离子的立体构型为平面三角形,则其阳离子的立体构型和阳离子中氮的杂化方式为()A.直线形sp杂化B.V形sp2杂化C.三角锥形sp3杂化D.平面三角形sp2杂化【解析】选A。氮的最高价氧化物为N2O5,根据N元素的化合价为+5和原子组成可知,阴离子为N、阳离子为N,N中N原子形成了2个键,孤电子对数目为0,所以杂化类型为sp,立体构型为直线形,故A项正
5、确。6.(双选)(2023年南昌模拟改编)下列说法中正确的是()A.PCl3分子是三角锥形,这是因为P原子是以sp3杂化的结果B.sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的四个sp3杂化轨道C.凡中心原子采取sp3杂化的分子,其VSEPR模型都是四面体D.AB3型的分子立体构型必为平面三角形【解析】选A、C。A项,PCl3分子的中心原子P含有3个成键电子对和1个孤电子对,为sp3杂化,立体构型为三角锥形,正确;B项,能量相近的s轨道和p轨道形成杂化轨道,错误;C项,凡中心原子采取sp3杂化的分子,其VSEPR模型都是四面体,而分子的立体构型还与含有的孤电子对数有关,正确;D项,A
6、B3型的分子立体构型与中心原子的孤电子对数有关,如BF3中B原子没有孤电子对,为平面三角形,NH3中N原子有1个孤电子对,为三角锥形,错误。【归纳提升】“五方法”判断分子中心原子的杂化类型(1)根据杂化轨道的空间分布构型判断若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形,则分子的中心原子发生sp3杂化。若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形,则分子的中心原子发生sp2杂化。若杂化轨道在空间的分布呈直线形,则分子的中心原子发生sp杂化。(2)根据杂化轨道之间的夹角判断若杂化轨道之间的夹角为10928,则分子的中心原子发生sp3杂化;若杂化轨道之间的夹角为120,则分子的中心原子发生sp2杂化;若杂化轨
7、道之间的夹角为180,则分子的中心原子发生sp杂化。(3)根据等电子原理进行判断如CO2是直线形分子,CNS-、与CO2是等电子体,所以分子构型均为直线形,中心原子均采用sp杂化。(4)根据中心原子的电子对数判断如中心原子的电子对数为4,是sp3杂化,为3是sp2杂化,为2是sp杂化。(5)根据分子或离子中有无键及键数目判断如没有键为sp3杂化,含一个键为sp2杂化,含二个键为sp杂化。等电子体及其应用7.(2023年石家庄模拟)原子总数相同、价电子总数相同的粒子互为等电子体,等电子体具有结构相似的特征。下列各对粒子中,空间结构相似的是()A.CS2与NO2B.C6H6与B3N3H6C.H2O
8、与NH3D.PCl3与BF3【解析】选B。CS2与NO2分子中原子个数相等,价电子总数不相同,所以不是等电子体,则其空间结构不相似,A错误;C6H6与B3N3H6中原子个数相等,价电子总数相同,所以是等电子体,则其空间结构相似,B正确;H2O与NH3中原子个数不相等,所以不是等电子体,C错误;PCl3与BF3分子中原子个数相等,价电子总数不相同,所以不是等电子体,则其空间结构不相似,D错误。8.(2023年铜仁模拟)通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相同,则下列有关说法中正确的是()A.CH4和N是等电子体,键角均为60B.N和C是等电子体,均为
9、平面三角形结构C.H3O+和PCl3是等电子体,均为三角锥形结构D.B3N3H6和苯是等电子体,B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道【解析】选B。甲烷是正四面体形结构,键角是10928,A项错误;N和C是等电子体,均为平面三角形结构,B项正确;H3O+和PCl3的价电子总数不相等,C项错误;苯的结构中存在“肩并肩”式的重叠轨道,故B3N3H6分子中也存在,D项错误。9.(改编)已知CO2为直线形结构,SO3为平面正三角形结构,NF3为三角锥形结构,请推测COS、C、PCl3的空间结构:_、_、_。【解析】COS与CO2互为等电子体,其结构与CO2相似,所以其为直线形结构;C与SO3互
10、为等电子体,二者结构相似,所以C为平面正三角形结构;PCl3与NF3互为等电子体,二者结构相似,所以PCl3为三角锥形结构。答案:直线形平面正三角形三角锥形【加固训练】(2023年福州模拟)在硼酸B(OH)3分子中,B原子与3个羟基相连,其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是()A.sp,范德华力B.sp2,范德华力C.sp2,氢键D.sp3,氢键【解析】选C。在硼酸B(OH)3分子中,硼原子最外层只有3个电子,B原子与3个羟基相连,与氧原子形成3对共用电子对,即形成3个键,无孤电子对,杂化轨道数为3,B原子采取sp2杂化;在硼酸B(OH)3
11、分子中,氧原子与氢原子形成1对共用电子对,氧元素的电负性很强,不同硼酸分子中的氧原子与氢原子之间形成氢键,硼酸分子之间存在范德华力,氢键比范德华力更强,硼酸分子之间主要是氢键;故选C。【归纳提升】等电子体的判断技巧1.根据等电子原理的定义和条件判断二同(原子总数相同、价电子总数相同)2.借助周期表知识进行等电子体的判定同主族变换,如CO2与CS2、CF4与CCl4的等电子体。左右移位补偿,如N2与CO,C、N与SO3是等电子体。如果是阴离子,判断价电子总数时应用各原子价电子数之和加上阴离子所带的电荷数;如果是阳离子,判断价电子总数时应用各原子价电子数之和减去阳离子所带的电荷数。如N价电子总数为8,C价电子总数为24。- 5 -
