Question

(每空2分  共16分)  20世紀50年代科學家提出價層電子對互斥模型（簡稱VSEPR模型），用于預測簡單分子立體結構。其要點可以概括為：

Ⅰ、用AXnEm表示只含一個中心原子的分子組成，A為中心原子，X為與中心原子相結合的原子，E為中心原子最外層未參與成鍵的電子對（稱為孤對電子），（n＋m）稱為價層電子對數。分子中的價層電子對總是互相排斥，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電子； Ⅲ、分子中價層電子對之間的斥力主要順序為：  i、孤對電子之間的斥力＞孤對電子對與共用電子對之間的斥力＞共用電子對之間的斥力；  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形成的共用電子對之間的斥力越強；  iv、其他。

 請仔細閱讀上述材料，回答下列問題：

(1)根據要點I可以畫出AXnEm的VSEPR理想模型，請填寫下表：

n＋m	2
VSEPR理想模型		正四面體
價層電子對之間的理想鍵角		109°28′

(2)請用VSEPR模型解釋CO₂為直線型分子的原因                         。

(3) H₂O分子的立體構型為：           ，請你預測水分子中∠H－O－H的大小范圍為           ，原因是                                   。

(4) SO₂Cl₂和SO₂F₂都屬AX₄E₀型分子，S＝O之間以雙鍵結合，S－Cl、S－F之間以單鍵結合。請你預測 SO₂Cl₂和SO₂F₂分子的立體構型：              。

 

Answer 1

【答案】

(每空1分，共16分)

   (1)

	4
直線形
180°

   (2) CO₂屬AX₂E₀，n＋m＝2，故為直線形

   (3)  V形    ∠H－O－H＜109°28′     水分子屬AX₂E₂，n＋m＝4，VSEPR理想模型為正四面體，價層電子對之間的夾角均為109°28′。根據Ⅲ－i，應有∠H－O－H＜109°28′

   (4) 四面體

【解析】（1）如果價層電子對數為2，則n只能是2，m只能是0，所以是直線型結構，其鍵角是180°。如果分子是正四面體結構，鍵角是109°28′，則價層電子對數一定是4。

（2）CO₂分子中中心原子含有的孤對電子對數是（4－2×2）÷2＝0，即不含有孤對電子，CO₂屬AX₂E₀，n＋m＝2，所以CO₂分子是直線型結構。

（3）H₂O分子中中心原子含有的孤對電子對數是（6－1×2）÷2＝2，即水分子是V形結構。由于水分子屬AX₂E₂，n＋m＝4，VSEPR理想模型為正四面體，價層電子對之間的夾角均為109°28′。根據Ⅲ－i可知，應有∠H－O－H＜109°28′。

（4）由于SO₂Cl₂和SO₂F₂都屬AX₄E₀型分子，所以n＋m＝4。又因為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；所以二者都是四面體形結構，而不是正四面體結構。