第二章 分子结构与性质 第二节 分子的立体构型第1课时 分子的立体构型（1）知识归纳一、形形色色的分子单原子分子(稀有气体)、双原子分子不存在立体构型，多原子分子中，由于空间的位置关系，会有不同类型的立体异构1．三原子分子——直线形和V形化学式立体构型结构式键角比例模型球棍模型CO2直线形______H2OV形1052．四原子分子——平面三角形和三角锥形化学式立体构型结构式键角比例模型球棍模型CH2O平面三角形120NH3三角锥形1073．五原子分子化学式立体构型结构式键角比例模型球棍模型CH4________109284．其他多原子分子的立体构型多原子分子的立体构型形形色色，异彩纷呈如白磷(P4，正四面体)、PCl5(三角双锥)、SF6(正八面体)、P4O6、P4O10、C60(“足球”状分子，由平面正五边形和正六边形组成)、C6H12(环己烷)、C10H16(金刚烷)、S8、B12(硼单质)等的立体构型如图所示P4(正四面体) PCl5(三角双锥) SF6(正八面体)P4O6 P4O10 C60椅式C6H12 船式C6H12 C10H16S8 B12二、价层电子对互斥理论1．价层电子对互斥理论的含义价层电子对互斥理论认为，分子的立体构型是价层电子对_____________的结果，价层电子对是指分子中的中心原子上的电子对，包括______________和中心原子上的_____________（未形成共价键的电子对）。
分子中的价层电子对由于_________作用而趋向于尽可能远离以减小排斥力，分子尽可能采取对称的立体构型电子对之间的夹角越大，排斥力_______2．价层电子对互斥模型电子对数成键电子对数孤电子对数价层电子对立体构型分子的立体构型典例220直线形直线形BeCl2330三角形三角形BF321V形SnBr2440四面体___________CH431三角锥形NH322V形H2O3．价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对1）当中心原子上无孤电子对时，二者的构型一致；（2）当中心原子上有孤电子对时，二者的构型不一致答案】180 正四面体形 相互排斥 σ键电子对 孤电子对 排斥力 越小 正四面体形知识重点一、分子立体构型的确定利用VSEPR理论预测分子立体构型的思路：σ键电子对数+孤电子对数=价层电子对数VSEPR模型分子的立体构型其中正确地确定σ键数和a、x、b的值是计算价电子对数的关键，也是判断、预测VSEPR模型和立体构型的关键一些常见的分子、离子的价层电子对数和立体构型如下表分子或离子σ键电子对数中心原子上的孤电子对数价层电子对数立体构型axb(a−xb)分子CO2242202直线形BeCl2222102直线形SO2262213V形SO3363203平面三角形NH3353114三角锥形H2O262124V形CH4(CCl4)444104正四面体形离子H3O+36−1=53114三角锥形34+2=63203平面三角形46+2=84204正四面体形37+1=83214三角锥形注意：当中心原子无孤电子对时，VSEPR模型与分子的立体构型一致；当中心原子有孤电子对时，VSEPR模型与分子的立体构型不一致。
运用价电子对互斥理论的注意事项1．利用价层电子对互斥理论判断分子的立体构型时应注意：价层电子对互斥理论模型是电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对2．二者是否一致取决于中心原子上有无孤电子对，当中心原子上无孤电子对时，二者的构型一致；当中心原子上有孤电子对时，二者的构型不一致用价层电子对互斥理论预测SO2、H3O+的立体构型分子结构式VSEPR模型分子的立体构型SO2H3O++【解析】SO2分子的中心原子硫的价电子数a=6，与硫结合的氧原子数x=2，中心原子的σ键电子对数为2；氧能结合的电子数b=2，故硫原子的孤电子对数为1，孤电子对对化学键有排斥作用，故SO2分子为V形H3O+的中心原子氧的价电子数a=6−1=5，与氧结合的氢原子数x=3，中心原子的σ键电子对数为3；氢能结合的电子数b=1，故氧原子的孤电子对数为1，由于孤电子对对化学键的排斥作用，使H3O+呈三角锥形答案】二、用价层电子对互斥理论推测分子或离子立体构型时的易错点1．计算阴、阳离子的中心原子的价层电子对数目时未考虑离子所带电荷而计算错误2．用电子式或路易斯结构式判断中心原子的价层电子对数时，未将双键或三键当一对价层电子对计算导致错误。
3．不能准确区别和判断孤电子对和成键电子对判断ABn型分子中孤电子对数的简单方法为孤电子对数=价层电子对数−成键电子对数4．误将VSEPR模型的立体结构当成分子或离子的空间构型5．错误利用相似性规律判断分子或离子的空间构型下列各组分子的立体构型相同的是A．SnCl2、BeCl2 B．BF3、NH3 C．CCl4、SiF4 D．CS2、OF2【解析】通过分子的价层电子对数、孤电子对数确定分子的立体构型，例如A、D中物质成键电子对数中心原子上的孤电子对数价层电子对数立体构型SnCl22(4−21)=13V形BeCl22(2−21)=02直线形CS22(4−22)=02直线形OF22(6−21)=24V形B中BF3、NH3的立体构型分别为平面三角形、三角锥形；C项中，CCl4与SiF4的立体构型均为正四面体形答案】C好题1．最近媒体报道了一些化学物质，如爆炸力极强的N5、结构类似白磷的N4、比黄金还贵的18O2、太空中的甲醇气团等下列说法中正确的是A．18O2和16O2是两种不同的核素B．将a g铜丝灼烧成黑色后趁热插入甲醇中，铜丝变红，质量小于a gC．N4为正方形结构，每个分子中含有6个共价键D．2N55N2是化学变化2．下列物质的立体结构与NH3相同的是A．H2O B．H3O+ C．CH4 D．CO23．用价层电子对互斥理论判断SO3的立体构型为A．正四面体形 B．V形 C．三角锥形 D．平面三角形4．下列分子中键角最大的是A．H2O B．CO2 C．BF3 D．CH45．下列分子中，所有原子不可能在同一平面上的是A．C2H2 B．CS2 C．NH3 D．C6H6(苯)6．能说明CH4分子的5个原子不在同一平面而为正四面体结构的是A．两个键之间的夹角为10928′B．C—H键为极性共价键C．4个C—H键的键能、键长相同D．二氯甲烷存在同分异构体7．研究表明：H2O2具有立体结构，两个氢原子像在半展开一本书的两页上，两页纸面的夹角为94，氧原子在书的夹缝上，O—H键与O—O键之间的夹角为97，如图所示，下列说法错误的是A．H2O2分子中既有极性键又有非极性键B．H2O2分子为含有非极性键的极性分子C．H2O2分子为非极性分子D．H2O2分子为既含极性键又含非极性键的极性分子真题8．根据等电子原理判断，下列说法中错误的是A．B3N3H6分子中所有原子均在同一平面上B．B3N3H6分子中存在双键，可发生加成反应C．H3O＋和NH3是等电子体，均为三角锥形D．CH4和是等电子体，均为正四面体形9．ABn分子的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤电子对，根据价电子对互斥理论判断，下列说法正确的是A．若n=2，则分子的立体构型为V形B．若n=3，则分子的立体构型为三角锥形C．若n=4，则分子的立体构型为正四面体形D．以上说法都不正确10．下列叙述中正确的是A．NH3分子中的氮原子处于3个氢原子所组成的三角形的中心B．CCl4分子中的碳原子处于4个氯原子所组成的正方形的中心C．H2O分子中的氧原子不处于2个氢原子所连成的直线的中点D．CO2分子中的碳原子不处于2个氧原子所连成的直线的中点11．已知在CH4中，C—H键间的键角为10928′，NH3中，N—H键间的键角为107，H2O中O—H键间的键角为105，则下列说法中正确的是A．孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力B．孤电子对与成键电子对间的斥力小于成键电子对与成键电子对间的斥力C．孤电子对与成键电子对间的斥力等于成键电子对与成键电子对间的斥力D．题干中的数据不能说明孤电子对与成键电子对间的斥力与成键电子对与成键电子对间的斥力之间的大小关系12．试回答下列问题：（1）指出下列分子或离子的空间构型：____________；CS2____________。
2）有两种活性反应中间体微粒，它们的微粒中均含有1个碳原子和3个氢原子请依据如图所示的两种微粒的球棍模型，写出相应的化学式：A____________；B____________A B（3）按要求写出由第2周期非金属主族元素原子构成的分子的化学式：平面三角形分子____________，三角锥形分子____________，正四面体形分子____________4）下列微粒中键角由大到小的顺序为____________ (填序号)①HCN ②SiF4 ③SCl2 ④ ⑤H3O+1．D【解析】核素是指具有一定质子数和中子数的原子，而18O2和16O2是单质，A错；将a g铜丝灼烧成黑色后趁热插入甲醇中，发生反应2Cu+O22CuO和CuO+CH3OHCu+HCHO+H2O，在反应前后铜的质量没变，B错；N4和白磷分子一样，为正四面体构型，每个分子中含有6个共价键，C错；N5和N2互为同素异形体，二者之间的相互转化为化学变化，D正确2．B【解析】H3O+和NH3都是三角锥形的结构3．D【解析】SO3中孤电子对个数=（6−32）=0，σ键电子对数为3，价电子对数为3，SO3的立体构型为平面三角形，故选D。
4．B【解析】四个选项中键角最大的为直线形的CO2分子，键角为180，其次为平面三角形分子BF3，键角为120，再次为正四面体形分子CH4，键角为10928，最小的是V形分子H2O，由于水分子中存在2个孤对电子，其对成键电子对的排斥作用较强，键角被压缩到1055．C【解析】C2H2、CS2为直线形，C6H6为平面正六边形，NH3为三角锥形结构6．A【解析】CH4分子的空间结构由两个键之间的夹角决定，只有正四面体结构中，键角才为10。