Question

19．下列分子構型呈正四面體結構的是①③⑤．
①P₄  ②NH₃  ③CCl₄ ④金剛石 ⑤CH₄  ⑥SiO₂ ⑦H₂O  ⑧CO₂．

Answer 1

分析 分子或離子的結構可以根據價層電子對互斥理論確定，價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數，σ鍵個數=配原子個數，孤電子對個數=$\frac{1}{2}$×（a-xb），a指中心原子價電子個數，x指配原子個數，b指配原子形成穩定結構需要的電子個數，；常見的單質可以根據其結構圖分析．
①P₄分子構型為正四面體；　
②NH₃分子中的氮原子sp³雜化，有一個雜化軌道容納弧對電子對；　
③CCl₄分子中碳原子sp³雜化，沒有弧對電子對；　
④金剛石中每個碳原子和4個碳原子以σ鍵相結合，且沒有孤對電子，所以每個碳原子的價層電子對是4，則碳原子采取sp³雜化，構型為正四面體，但無分子存在；
⑤CH₄分子中碳原子sp³雜化，沒有弧對電子對；　
⑥SiO₂是空間網狀結構，一個Si原子周圍連有4個O原子，Si原子原子核外最外層有4個電子，恰好與氧原子形成4個σ鍵，無孤對電子，而雜化軌道用于形成σ鍵和容納孤對電子，故SiO₂中Si的雜化類型是sp³雜化，構型為正四面體，但無分子存在；
⑦H₂O分子中氧原子sp³雜化，有兩對弧對電子對；　
⑧CO₂分子中碳原子sp雜化．

解答 解：①P₄ 為分子晶體，其分子結構為，為正四面體結構，故①正確；
②氨氣分子中價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數=3+$\frac{1}{2}$（5-3×1）=4，所以氮原子雜化方式是sp³，因為含有一個孤電子對，所以是三角錐型結構，
故②錯誤；
③CCl₄中中心原子價層電子對個數為4，為四面體結構，4個共價鍵完全相同，是正四面體，故③正確；
④金剛石中每個碳原子和4個碳原子以σ鍵相結合，且沒有孤對電子，碳原子采取sp³雜化，構型為正四面體結構，金剛石的結構為，但是金剛石為原子晶體，不存在分子，故④錯誤；
⑤CH₄中中心原子價層電子對個數為4，4個共價鍵完全相同，碳原子采用sp³雜化，則其分子結構為四面體結構，故⑤正確；
⑥SiO₂晶體結構，二氧化硅晶體中存在四面體結構單元，每個硅原子能構成四個共價鍵，每個氧原子能形成2個共價鍵，Si處于中心，O處于4個頂角，但是二氧化硅晶體為原子晶體，不存在分子，故⑥錯誤；
⑦H₂O中價層電子對個數=2+$\frac{1}{2}$×（6-2×1）=4，所以O原子采用sp³雜化，有兩對弧對電子對，所以分子構型為V型，故⑦錯誤；　
⑧CO₂分子碳原子的價層電子對是2，一個CO₂分子中含有2個π鍵，C原子雜化軌道數=σ鍵數+孤對電子對數=2+0=2，所以碳原子采用SP雜化，所以分子構型為直線型，故⑧錯誤；
故答案為：①③⑤．

點評 本題考查了分子的空間構型的判斷，注意把握價層電子對互斥理論的應用，明確晶體結構是解此題關鍵，注意理解熟記常見分子的空間構型，題目難度中等．