高中化学新教材同步讲义基础课时6　分子结构的测定、多样的分子空间结构与价层电子对互斥模型

第二节分子的空间结构基础课时6分子结构的测定、多样的分子空间结构与价层电子对互斥模型课标要求1.通过认识分子微观结构，能够辨识分子结构的多样性及复杂性，知道微观结构对分子空间结构的影响，能分析构成不同物质分子空间结构差异及其原因。2.通过对价层电子对互斥模型的探究，建立解决分子结构判断的思维模型。并可运用相关理论和模型对分子或离子的空间结构进行解释和预测。一、分子结构的测定1.分子结构的现代测量方法红外光谱、晶体X射线衍射等。2.红外光谱项目内容作用初步判断分子中含有何种化学键或官能团原理当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。通过和已有谱图库比对，从而可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信息原理示意图示例未知物质A的红外光谱图为由上述红外光谱图判断物质A中有O—H、C—H和C—O的振动吸收，推测物质A中含有的官能团是—OH3.质谱法(1)目的：测定分子的相对分子质量。(2)读谱：相对分子质量＝最大质荷比。(3)质谱图示例(以甲苯为例)由图可得，甲苯的相对分子质量为92。1.可以准确判断有机物分子中含有哪些官能团的分析方法是()A.原子光谱 B.质谱法C.红外光谱 D.焰色试验答案C解析利用原子光谱鉴定元素，A错误；质谱法分析相对分子质量，B错误；红外光谱判断有机物分子中官能团的种类，C正确；焰色试验判断的是何种金属元素，D错误。2.现代化学测定有机物组成及结构的分析方法较多。下列有关说法正确的是()A.元素分析仪不仅可以测出试样常见的组成元素及含量，还可以测定其分子的空间结构B.质谱仪可用于有机物分子结构的测定C.通过红外光谱分析可以区分乙醇和乙酸乙酯D.质谱法和红外光谱法不属于测定有机物组成和结构的现代分析方法答案C解析元素分析仪可对物质中的元素及含量进行定量分析，但无法确定有机化合物的空间结构，A错误；质谱仪最重要的应用是分离同位素并测定它们的相对原子质量及相对丰度，也可用于有机物相对分子质量的测定，B错误；红外光谱可确定物质中的基团，乙醇和乙酸乙酯中的基团不同，则通过红外光谱分析可以区分乙醇和乙酸乙酯，C正确；质谱法可以测定有机物的相对分子质量，红外光谱法可以测定分子中的基团，属于测定有机物组成和结构的现代分析法，D错误。3.用红外光谱仪测得乙偶姻分子的红外光谱图如下：则由红外光谱图得乙偶姻分子中含有的化学键是________，推测其含有的官能团是：________(填结构简式)。答案O—H、C—H和C=O—OH、【题后归纳】用红外光谱仪测定化学键或官能团信息。用质谱仪测定分子的相对分子质量，在质谱图中质荷比最大的数据代表所测物质的相对分子质量。二、多样的分子空间结构1.三原子分子的空间结构(1)三原子分子的空间结构有直线形和V形两种。(2)实例(CO2和H2O分子的空间结构)化学式CO2H2O电子式结构式O=C=O键角180°105°空间结构模型空间结构名称直线形V形2.四原子分子的空间结构(1)大多数四原子分子采取平面三角形和三角锥形两种空间结构。(2)实例(CH2O和NH3分子的空间结构)化学式CH2ONH3电子式结构式键角约120°107°空间结构模型空间结构名称平面三角形三角锥形3.五原子分子的空间结构(1)五原子分子的空间结构更多，最常见的是四面体形。(2)实例(CH4和CCl4分子的空间结构)化学式CH4CCl4电子式结构式键角109°28′109°28′空间结构模型空间结构名称正四面体形正四面体形4.下列分子的空间结构模型正确的是()答案D解析CO2的空间结构为直线形，A项错误；H2O的空间结构为V形，B项错误；NH3的空间结构为三角锥形，C项错误；CH4的空间结构为正四面体形，D项正确。5.下列分子的空间结构是正四面体形的是()A.P4 B.CH3ClC.C2H4 D.CHCl3答案A解析P4是正四面体形；CH3Cl、CHCl3是四面体形但不是正四面体形；C2H4是平面结构。【题后归纳】(1)从分子的组成看其空间结构，既有一般性又有特殊性；分子所含原子数越多，其空间结构越复杂。例如四原子的P4(白磷)是正四面体形分子，键角为60°。(2)结构相似的分子，其空间结构不一定相似，如NH3是三角锥形，而BCl3是平面三角形。(3)常见的AB4型分子或离子：CX4(X为卤素原子或氢原子)、SiCl4、SiH4、NHeq\o\al(＋,4)、SOeq\o\al(2－,4)、POeq\o\al(3－,4)等均为正四面体形，AB4形分子(如CH4)中的1～3个B原子被其他原子取代后，其空间结构仍为四面体形但不是正四面体形，如CHCl3等。三、价层电子对互斥模型(一)基本内容1.价层电子对互斥模型(VSEPR)分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”相互排斥的结果。2.中心原子上价层电子对的计算(1)价层电子对eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(σ键电子对,中心原子上的孤电子对))(2)计算①σ键电子对的计算由化学式确定，即中心原子形成几个σ键，就有几个σ键电子对。如NH3分子中，N有3个σ键电子对。②中心原子上的孤电子对数的计算中心原子上的孤电子对数＝eq\f(1,2)(a－xb)a.a表示中心原子的价电子数。对于主族元素：a＝原子的最外层电子数。对于阳离子：a＝中心原子的价电子数－离子的电荷数。对于阴离子：a＝中心原子的价电子数＋离子的电荷数(绝对值)。b.x表示与中心原子结合的原子数。c.b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1，其他原子＝8－该原子的价电子数。(3)价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数。3.VSEPR模型与分子或离子的空间结构的推测价层电子对数eq\o(→,\s\up7(价层电子对),\s\do5(互斥理论))VSEPReq\o(→,\s\up7(略去孤电子对))分子或离子的空间结构分子或离子中心原子上的孤电子对数中心原子上的价层电子对数VSEPR模型分子或离子的空间结构CO202直线形直线形SO213平面三角形V形COeq\o\al(2－,3)03平面三角形平面三角形CH404正四面体形正四面体形(二)自主探究[问题讨论](1)BF3是共价化合物。BF3中B原子的价层电子对数、VSEPR模型、分子空间结构是怎样的？提示BF3的价层电子对数有3对，VSEPR模型为平面三角形，分子空间结构为平面三角形。(2)PCl3的价层电子对、VSEPR模型、分子空间结构是怎样的？提示PCl3的价层电子对数为4，VSEPR模型为正四面体形，分子空间结构为三角锥形。(3)通过1、2两例分析VSEPR模型与分子的空间结构一定相同吗？二者之间有何规律存在？提示VSEPR模型与分子的空间结构不一定一致，分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构，不包括孤电子对(未用于形成共价键的电子对)。两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，两者的空间结构一致；当中心原子上有孤电子对时，两者的空间结构不一致。(4)氨分子中的中心原子是什么？中心原子上有几个成键电子对，几个孤电子对？其VSEPR模型是什么？实际上NH3的空间结构是什么？NH3的键角小于CH4的键角，这是什么原因？提示氨分子中的中心原子是N，中心N原子上有3个成键电子对，1个孤电子对，其VSEPR模型是正四面体形，略去VSEPR模型中的中心原子上的孤电子对后得到NH3的空间结构是三角锥形。孤对电子对数越多，对成键电子对的斥力越大，键角越小，氨分子中氮原子的孤对电子对数为1、甲烷分子中碳原子的孤对电子对数为0，所以氨分子的键角小于甲烷分子的键角。【探究归纳】1.价层电子对互斥模型归纳(1)对于ABx型分子中，空间结构主要取决于中心原子A价层电子对的相互排斥。价层电子对数＝σ键电子对数＋中心原子的孤电子对数。(2)中心原子的价层电子对数和VSEPR模型的关系价层电子对数23456VSEPR模型直线形平面三角形正四面体形三角双锥形正八面体形2.价层电子对之间的斥力大小(1)由于孤电子对比成键电子对更靠近中心原子的原子核，因而价层电子对之间的斥力大小顺序：孤电子对与孤电子对之间的斥力>孤电子对与成键电子对之间的斥力>成键电子对与成键电子对之间的斥力。(2)孤电子对数越多，与成键电子对斥力越大，成键原子所形成的键角越小。例如H3O＋和H2O键角大小，H3O＋中O只有一个孤电子对，而H2O中O有两个孤电子对，所以H3O＋的键角大于H2O分子的键角。(3)结构相同的物质，中心元素的电负性越大，吸引电子的能力越强，成键电子对距离中心原子较近，成键电子对之间的斥力越大，键角越大。例如NH3、PH3、AsH3中，中心原子都是sp3杂化，都有1对孤电子对，NH3分子的中心N原子的电负性大，成键电子对距离中心原子较近，键角较大，所以这三种物质键角由大到小的顺序为NH3＞PH3＞AsH3。3.用价层电子对互斥模型判断共价分子或离子空间结构的步骤第一步：确定中心原子的价层电子对数①对于ABx型分子，σ键电子对＝B原子的个数，如H2O的中心原子是O，有2个σ键电子对。②中心原子上的孤电子对数＝eq\f(1,2)(a－xb)，其中a为中心原子的价电子数，x为B原子的个数，b为B最多能接受的电子数。③对于阳(或阴)离子来说，a为中心原子的价电子数减去(或加上)离子的电荷数(绝对值)。④中心原子价层电子对数＝σ键电子对数＋中心原子的孤电子对数第二步：根据中心原子价层电子对数确定VSEPR模型第三步：略去孤电子对，确定空间结构σ键电子对数孤电子对数价层电子对数电子对的排列方式VSEPR模型分子或离子的空间结构202直线形直线形303平面三角形平面三角形21V形404正四面体形正四面体形31三角锥形22V形6.根据价层电子对互斥模型判断，下列结果错误的是()选项分子或离子价层电子对互斥模型分子或离子的空间结构名称ACO2直线形直线形BHCHO平面三角形平面三角形CCOeq\o\al(2－,3)正四面体形三角锥形DH3O＋正四面体形三角锥形答案C解析CO2中心C原子价层电子对数为2，价层电子对互斥模型为直线形，不存在孤对电子，分子的立体构型为直线形，A正确；HCHO价层电子对互斥模型为平面三角形，不存在孤对电子，分子的立体构型为平面三角形，B正确；COeq\o\al(2－,3)价层电子对互斥模型为平面三角形，不存在孤对电子，离子的立体构型为平面三角形，C错误；H3O＋价层电子对互斥模型为正四面体形，存在一对孤对电子，离子的立体构型为三角锥形，D正确。7.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、HCN都是直线形的分子B.BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°C.CH2O、COeq\o\al(2－,3)、SO3都是平面三角形的粒子D.PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子答案C解析SO2中S原子价层电子对个数＝2＋eq\f(6－2×2,2)＝2＋1＝3，含有1个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断二氧化硫空间结构为V形；二硫化碳结构式为S＝C＝S，CS2中C原子价层电子对个数＝2＋eq\f(4－2×2,2)＝2＋0＝2，无孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断CS2为直线形；HCN结构式为H—C≡N，HCN中C原子价层电子对个数＝2＋eq\f(4－1×3－1×1,2)＝2＋0＝2，无孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断HCN为直线形，A错误；BF3中心B原子价层电子对个数＝3＋eq\f(3－3×1,2)＝3＋0＝3，无孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断BF3为平面三角形结构，键角为120°；SnBr2中心Sn原子价层电子对个数＝2＋eq\f(4－2×1,2)＝2＋1＝3，含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断SnBr2为V型结构，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，所以BF3键角为120°，SnBr2键角小于120°，B错误；CH2O中碳形成3个σ键，是平面三角形结构；COeq\o\al(2－,3)中C原子价层电子对个数＝3＋eq\f(4＋2－3×2,2)＝3＋0＝3，无孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断COeq\o\al(2－,3)为平面三角形结构；SO3中S原子价层电子对个数＝3＋eq\f(6－3×2,2)＝3＋0＝3，无孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断SO3为平面三角形结构，C正确；PCl3中P原子价层电子对个数＝3＋eq\f(5－3×1,2)＝3＋1＝4，含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断PCl3为三角锥形结构；NH3中N原子价层电子对个数＝3＋eq\f(5－3×1,2)＝3＋1＝4，含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断NH3为三角锥形结构；PCl5中P原子价层电子对个数＝5＋eq\f(5－5×1,2)＝5＋0＝5，不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断PCl5为三角双锥结构，D错误。8.完成下列问题。(1)H2O的键角小于NH3的键角，分析原因_____________________________________________________________________________。(2)Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为________。OF2分子的空间构型为________________。(3)磷酸根离子的空间构型为________，其中P的价层电子对数为________。答案(1)NH3中N原子含有1对孤对电子，而H2O中O原子含有2对孤对电子，H2O中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大(2)5V形(3)正四面体形4解析(1)H2O分子中O原子和NH3分子中N原子的价层电子对数均为4，前者有2对孤电子对，后者有1对孤电子对，由于孤电子对的排斥力大于σ键电子对，则中心原子含有孤电子对越多，共价键的键角越小，故H2O的键角小于NH3的；(2)XeF2中心原子的价层电子对数为2＋eq\f(8－2×1,2)＝5；OF2分子中O原子的价层电子对数为2＋eq\f(6－2×1,2)＝4，含2对孤电子对，则VSEPR模型为正四面体形，略去孤电子对，推知OF2分子的空间构型为V形；(3)POeq\o\al(3－,4)离子中P的价层电子对数为4＋eq\f(5＋3－4×2,2)＝4，不含孤电子对，则VSEPR模型和POeq\o\al(3－,4)离子的空间结构均为正四面体形。【题后归纳】(1)利用公式eq\f(1,2)(a－xb)计算中心原子上的孤电子对时，若出现小数，则采用近似值处理，如NO2分子中的σ键数是2，中心原子上的孤电子对数是eq\f(1,2)(5－2×2)＝0.5≈1。即NO2中中心N原子的价层电子对数是3，空间结构为V形。(2)计算阴、阳离子的中心原子的价层电子对数时要考虑离子所带电荷。学会准确区分和判断孤电子对和成键电子对，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－n。1.科学技术在物质结构的研究中具有非常重要的作用。下列说法错误的是()A.质谱仪可以测定分子的相对分子质量B.可通过红外光谱分析测得共价键的键长和键角C.可通过红外光谱分析物质中含有何种化学键D.利用红外光谱法可以区分丁烷和丁烯答案B解析一般用质谱法测定物质分子的相对分子质量，A正确；用红外光谱得到分子中含有的化学键或官能团信息，不能测定共价键的键长和键角，B错误；红外光谱分析分子中不同的官能团，丁烷、丁烯的官能团不同，可以利用红外光谱法区分丁烷和丁烯，D正确。2.下列分子结构模型中，不能正确表示分子的空间结构的是()ABCD氢分子氯化氢水分子甲烷分子答案C解析氢气是由两个H原子构成的直线型结构，A正确；氯化氢是由H和Cl构成的直线型结构，Cl原子半径大于H原子半径，B正确；水分子是由1个氧原子连接2个H原子构成的V形结构，C错误；甲烷是由碳原子与4个氢原子构成的正面体结构，碳原子半径大于氢原子半径，D正确。3.用价层电子对互斥理论预测H2S和AlCl3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；平面三角形答案D解析H2S分子的中心S原子上含有2个σ键，中心原子上的孤电子对数＝0.5×(6－2×1)＝2，所以H2S分子的VSEPR模型是正四面体形，略去孤电子对后，实际上其空间结构是V形；AlCl3分子的中心Al原子上含有3个σ键，中心Al原子上的孤电子对数＝0.5×(3－3×1)＝0，所以AlCl3分子的VSEPR模型是平面三角形，中心Al原子上没有孤电子对，所以其空间构型就是平面三角形。4.已知：①CO2②PCl3③H2O④⑤H3O＋⑥NHeq\o\al(＋,4)⑦BF3⑧SO2。请回答下列问题：(1)中心原子没有孤电子对的是________(填序号，下同)。(2)空间结构为直线形的分子或离子有__________________；空间结构为平面三角形的分子或离子有________。(3)空间结构为V形的分子或离子有________。(4)空间结构为三角锥形的分子或离子有_________________；空间结构为正四面体形的分子或离子有__________________。答案(1)①④⑥⑦(2)①④⑦(3)③⑧(4)②⑤⑥解析①CO2的中心C原子的价层电子对数＝2＋eq\f(4－2×2,2)＝2，不含孤电子对，故为直线形；②PCl3的中心P原子的价层电子对数＝3＋eq\f(5－3×1,2)＝4，含1对孤电子对，故为三角锥形；③H2O的中心O原子的价层电子对数＝2＋eq\f(6－2×1,2)＝4，含2对孤电子对，故为V形结构；④的中心C原子的价层电子对数为3，不含孤电子对，故为平面三角形；⑤H3O＋的中心O原子的价层电子对数＝3＋eq\f(6－1－3×1,2)＝4，含1对孤电子对，故为三角锥形；⑥NHeq\o\al(＋,4)的中心N原子的价层电子对数＝4＋eq\f(5－1－4×1,2)＝4，不含孤电子对，故为正四面体形；⑦BF3的中心B原子的价层电子对数＝3＋eq\f(3－3×1,2)＝3，不含孤电子对，故为平面三角形；⑧SO2的中心S原子的价层电子对数＝2＋eq\f(6－2×2,2)＝3，含1对孤电子对，故为V形结构。A级合格过关练1.下列离子的VSEPR模型与离子的空间立体结构一致的是()A.ClOeq\o\al(－,4) B.NOeq\o\al(－,2)C.ClOeq\o\al(－,3) D.SOeq\o\al(2－,3)答案A解析ClOeq\o\al(－,4)中Cl原子的价层电子对个数＝4＋eq\f(1,2)×(7＋1－4×2)＝4，且不含孤电子对，所以离子的VSEPR模型与离子的空间立体结构一致都是正四面体形结构，A正确；NOeq\o\al(－,2)中N原子的价层电子对个数＝2＋eq\f(1,2)×(5＋1－2×2)＝3且含有一个孤电子对，所以其VSEPR模型是平面三角形，实际上是V形，B错误；ClOeq\o\al(－,3)中Cl原子的价层电子对个数＝3＋eq\f(1,2)×(7＋1－3×2)＝4且含有一个孤电子对，所以VSEPR模型是正四面体形结构，实际空间结构为三角锥形，C错误；SOeq\o\al(2－,3)中S原子的价层电子对个数＝3＋eq\f(1,2)×(6＋2－3×2)＝4且含有一个孤电子对，所以VSEPR模型为正四面体形，实际为三角锥形结构，D错误。2.下列关于分子的空间结构及价层电子对互斥模型(VSEPR模型)的叙述中不正确的是()A.可以通过红外光谱推断乙醇分子中含有碳碳键、碳氧键、碳氢键及羟基官能团B.分子中价层电子对相互排斥决定了分子的空间结构C.中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间并互相排斥D.分子中键角越大，价层电子对相互排斥力越大，分子越稳定答案D解析红外光谱可以测定分子中化学键及官能团，A正确；空间结构与价层电子对相互排斥有关，所以分子中价层电子对相互排斥决定了分子的空间结构，B正确；中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间并互相排斥，且孤电子对间的排斥力＞孤电子对和成键电子对间的排斥力，C正确；分子的稳定性与键角没有关系，D错误。3.下列分子结构的空间结构为正四面体形的是()A.四氯化碳 B.1，2－二氯乙烯C.二氯甲烷 D.氨气答案A解析四氯化碳中心C原子价层电子对数为4，中心C原子上无孤电子对，空间结构为正四面体形，A正确；1，2－二氯乙烯中6个原子在同一平面上，空间结构不是正四面体形，B错误；二氯甲烷空间结构是四面体形结构，C—H和C—Cl的键长不同，二氯甲烷空间结构不是正四面体形，C错误；氨气分子中心N原子价层电子对数为4，孤电子对数为1，空间结构是三角锥形，不是正四面体形，D错误。4.下列分子或离子的空间结构相同的是()A.BeCl2和O3 B.SO3和PCl3C.SOeq\o\al(2－,4)和BHeq\o\al(－,4) D.NOeq\o\al(－,3)和ClOeq\o\al(－,3)答案C解析BeCl2中Be原子价层电子对个数＝2＋eq\f(2－2×1,2)＝2且不含孤电子对，空间结构为直线形，O3中O原子价层电子对个数＝2＋eq\f(6－2×2,2)＝3且含有一个孤电子对，则该分子为V形，A不符；SO3中S原子价层电子对个数＝3＋eq\f(6－3×2,2)＝3且不含孤电子对，为平面三角形结构，PCl3中P原子价层电子对个数＝3＋eq\f(5－3×1,2)＝4且含有一个孤电子对，空间结构为三角锥形，B不符；SOeq\o\al(2－,4)中S原子价层电子对个数＝4＋eq\f(6＋2－4×2,2)＝4且不含孤电子对，空间结构为正四面体形，BHeq\o\al(－,4)中B原子价层电子对个数＝4＋eq\f(3＋1－4×1,2)＝4且不含孤电子对，空间结构为正四面体形，C符合；NOeq\o\al(－,3)中N原子价层电子对个数＝3＋eq\f(5＋1－2×3,2)＝3且不含孤电子对，则该分子为平面三角形，ClOeq\o\al(－,3)中Cl原子价层电子对个数＝3＋eq\f(7＋1－3×2,2)＝4且含有一个孤电子对，则该分子为三角锥形，D不符。5.硒(Se)是第ⅥA族元素，则SeS3的分子立体结构是()A.正四面体形 B.V形C.三角锥形 D.平面三角形答案D解析SeS3中的中心Se原子价层电子对数是3＋eq\f(6－3×2,2)＝3，无孤对电子，因此SeS3的分子立体构型是平面三角形，故合理选项是D。6.下列微粒的中心原子的价层电子对数、孤电子对数均正确的是()选项分子或离子价层电子对数孤电子对数ACS241BOF220CSOeq\o\al(2－,3)31DNHeq\o\al(＋,4)40答案D解析CS2中心C原子的价层电子对数为2、孤电子对数为0，A项错误；OF2中心O原子的价层电子对数为4、孤电子对数为2，B项错误；SOeq\o\al(2－,3)中心S原子的价层电子对数为4、孤电子对数为1，C项错误；NHeq\o\al(＋,4)中心N原子的价层电子对数为4、孤电子对数为0，D项正确。7.下列有关键角与分子空间结构的说法不正确的是()A.键角为180°的分子，空间结构是直线形B.键角为120°的分子，空间结构是平面三角形C.键角为60°的分子，空间结构可能是正四面体形D.键角为90°～109°28′之间的分子，空间结构可能是V形答案B解析键角为180°的分子，空间结构是直线形，例如CO2分子是直线形分子，A正确；苯分子的键角为120°，但其空间结构是平面正六边形，B错误；白磷分子的键角为60°，空间结构为正四面体形，C正确；水分子的键角为105°，空间结构为V形，D正确。8.下列粒子的VSEPR模型为正四面体形且其空间结构为V形的是()A.SO2 B.SOeq\o\al(2－,4)C.H3O＋ D.OF2答案D解析A项，SO2中S原子价层电子对数为2＋eq\f(6－2×2,2)＝3，有1个孤电子对，VSEPR模型为平面三角形，其空间结构为V形；B项，SOeq\o\al(2－,4)中S原子价层电子对数为4＋eq\f(6＋2－4×2,2)＝4，无孤电子对，VSEPR模型为正四面体形，其空间结构为正四面体形；C项，H3O＋中O原子价层电子对数为3＋eq\f(6－1－3×1,2)＝4，有1个孤电子对，VSEPR模型为正四面体形，其空间结构为三角锥形；D项，OF2中O原子价层电子对数为2＋eq\f(6－2×1,2)＝4，有2个孤电子对，VSEPR模型为正四面体形，其空间结构为V形。9.下列叙述正确的是()A.CH4中C—H间的键角为109°28′，NH3中N—H间的键角为107°，H2O中O—H间的键角为105°，说明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.SOeq\o\al(2－,4)的空间结构是正四边形C.AsCl3空间结构为平面三角形D.CHeq\o\al(＋,3)的空间结构是三角锥形答案A解析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，A正确；SOeq\o\al(2－,4)中S的价层电子对数为4＋eq\f(6＋2－4×2,2)＝4，无孤电子对，空间结构为正四面体形，B错误；AsCl3中As原子上的孤电子对数为1，σ键电子对数为3，价层电子对数为4，VSEPR模型为正四面体形，略去VSEPR模型中中心As原子上的孤电子对，则AsCl3空间结构为三角锥形，C错误；CHeq\o\al(＋,3)的立体结构是平面三角形，D错误。10.我国科学家成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)，经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示。从结构角度分析，R中两种阳离子不同之处为()A.中心原子的VSEPR模型B.中心原子的价层电子对数C.空间结构D.共价键类型答案C解析R中两种阳离子分别是H3O＋、NHeq\o\al(＋,4)，二者的中心原子的VSEPR模型都是正四面体形，中心原子的价层电子对数都是4，都是共价键，H3O＋、NHeq\o\al(＋,4)的空间结构分别为三角锥形、正四面体形。11.硼砂是含结晶水的四硼酸钠，以硼砂为原料，可以得到BF3、BN和硼酸等重要化合物，请根据模型回答有关问题：(1)硼砂中阴离子Xm－(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示，则在Xm－中的2号硼原子的价层电子对数为________；m＝________(填数字)。(2)硼可以与氮形成BN，其中B的化合价为________________，请解释原因：________________________________________________________。(3)BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BFeq\o\al(－,4)的空间结构为_____________。答案(1)32(2)＋3N的电负性大于B的电负性(3)正四面体形解析(1)根据图示可知，2号B原子的价层电子对数为3，且无孤电子对；根据图示可知，该阴离子的化学式为[H4B4O9]m－，其中H显＋1价，B显＋3价、O显－2价，所以m＝2。(2)由于电负性：N>B，所以BN中B显＋3价。(3)BFeq\o\al(－,4)的空间结构为正四面体形。B级素养培优练12.下列微粒的中心原子，仅有一对孤电子对的是()①H2S ②BeCl2③NH3 ④CN－A.①② B.②③C.③④ D.①④答案C解析H2S分子中中心S原子上有两对孤电子对，BeCl2分子中中心Be原子上没有孤电子对。NH3和CN－中中心原子上有一对孤电子对。13.下列有关说法正确的是()①HClO、BF3、NCl3分子中所有原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构②P4和CCl4都是正四面体形分子且键角都为109°28′③分子中键角的大小：BeCl2＞SO3＞CCl4＞NH3④BeF2分子中，中心Be原子的价层电子对数等于2，其空间结构为直线形，成键电子对数等于2，没有孤电子对A.①② B.②③C.③④ D.①④答案C解析①中，HClO中H原子的最外层电子数为1＋1＝2，不满足8电子稳定结构，BF3中B元素化合价为＋3，B原子最外层电子数为3，所以3＋3＝6，B原子不满足8电子结构；P4是四原子的正四面体，键角是60°，而CH4是五原子的正四面体键角为109°28′，②错误；BeCl2中Be形成2个σ键，无孤电子对，键角为180°；SO3分子为平面三角形，键角为120°；NH3中N形成3个σ键，孤电子对数＝eq\f(5－3×1,2)＝1，为三角锥形，键角大约为107°；CCl4中C形成4个σ键，无孤电子对，为正四面体形，键角为109°28′，分子中键角的大小：BeCl2＞SO3＞CCl4＞NH3，③正确；BeF2分子中，铍原子含有两个共价单键，不含孤电子对，为直线形结构，④正确。14.硫化羰(分子式为COS)是一种有臭鸡蛋气味的无色气体，可视为由一个硫原子取代了CO2分子中的一个氧原子后形成的，下列有关硫化羰的说法正确的是()A.硫化羰的结构式为C=O=SB.分子中三个原子位于同一直线上C.中心原子价层电子对数为4D.分子是V形结构答案B解析由题干信息可知，硫化羰的中心原子是碳，结