1、第5讲 分子或简单例子空间构型的判断复习目标1.能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的立体构型。2.了解等电子体原理，能寻找某些微粒的等电子体和应用等电子体原理知识构建1价层电子对互斥模型(1)价层电子对在球面上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低。(2)孤电子对的排斥力较大。电子对数成键对数孤电子对数电子对立体构型分子立体构型实例220直线形330三角形21440正四面体形3122特别提醒(1)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。当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；当中心原子有孤电子对
2、时，两者的构型不一致。(2)价层电子对互斥模型能预测分子的几何构型，但不能解释分子的成键情况，杂化轨道理论能解释分子的成键情况，但不能预测分子的几何构型。两者相结合，具有一定的互补性，可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。2等电子原理的应用1常见的等电子体汇总微粒通式价电子总数立体构型CO2、CNS、NO、NAX216e直线形CO、NO、SO3AX324e平面三角形SO2、O3、NOAX218eV形SO、POAX432e正四面体形PO、SO、ClOAX326e三角锥形CO、N2AX10e直线形CH4、NHAX48e正四面体形2根据已知的一些分子结构推测另一些与它等电子的微粒的立体结构，并推测其
3、物理性质。(1)(BN)x与(C2)x，N2O与CO2等也是等电子体；(2)硅和锗是良好的半导体材料，他们的等电子体磷化铝(AlP)和砷化镓(GaAs)也是很好的半导体材料；(3)白锡(Sn2)与锑化铟是等电子体，它们在低温下都可转变为超导体；(4)SiCl4、SiO、SO的原子数目和价电子总数都相等，它们互为等电子体，中心原子都是sp3杂化，都形成正四面体形立体构型。典型例析【例1】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、CO、PCl3的空间结构。【例2】1919年，Langmuir提出等电子原理：原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体。
4、等电子体的结构相似、物理性质相近。(1)根据上述原理，仅由第2周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是_和_；_和_。(2)此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与NO互为等电子体的分子有_、_。仿真练习1下列描述中正确的是()ACS2为V形的极性分子BClO的空间构型为平面三角形CSF6中有6对完全相同的成键电子对DSiF4和SO的中心原子均为sp2杂化22011新课标全国卷37(3)(4)(3)在BF3分子中，FBF的键角是_，B原子的杂化轨道类型为_
5、，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF的立体构型为_。(4)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为_，层间作用力为_。32011海南，19(3)SO的立体构型是_，其中S原子的杂化轨道类型为_。42010海南理综，19(5)丁二酮肟常用于检验Ni2：在稀氨水介质中，丁二酮肟与Ni2反应可生成鲜红色沉淀，其结构如图所示。该结构中，碳碳之间的共价键类型是键，碳氮之间的共价键类型是，氮镍之间形成的化学键是_； 该结构中，氧氢之间除共价键外还可存在_；该结构中，碳原子的杂化轨道类型有_。52010山东理综，32(1)(3)碳族元素包括C、Si、Ge、Sn、Pb。(
6、1)碳纳米管由单层或多层石墨层卷曲而成，其结构类似于石墨晶体，每个碳原子通过_杂化与周围碳原子成键，多层碳纳米管的层与层之间靠_结合在一起。(3)用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中SnBr键的键角_120(填“”、“”或“”)。6(1)2009江苏，21A(2)根据等电子原理，写出CO分子的结构式：_。(2)2010江苏，21(A)(1)CaC2中C与O互为等电子体，O的电子式可表示为_；1 mol O中含有的键数目为_。7(2010福建理综，30改编)(1)在2KNO33CSK2SN23CO2(已配平)中，含极性共价键的分子的中心原子轨道杂化类型为_。(2)已知CN与N2结构相似，推算
7、HCN分子中键与键数目之比为_。8根据等电子原理，下列各组分子或离子的空间构型不相似的是()ASO2和O3 BNH和CH4CH3O和NH3 DCO2和H2O9有如下几种含氮微粒，它们分别是表中各含碳微粒的等电子体，请将序号填入相应的空格内。AN2H4 BN2H CNH DNOENO含碳微粒CH4C2H6COC2HCO2含氮微粒10科学家最近研制出可望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3(如右图所示)。已知该分子中NNN键角都是108.1，下列有关N(NO2)3的说法正确的是()A分子中N、O原子间形成的共价键是非极性键B分子中四个氮原子共平面C该物质既有氧化性又有还原性D分子中四个氮原子围成一个
8、空间正四面体答案区知识构建典型例析【例1】COS为直线形结构；CO23为平面正三角形结构；PCl3为三角锥形结构。【例2】(1)N2CON2OCO2(2)SO2O3仿真练习1CCS2与CO2的分子结构相似，A错误；中心原子Cl有一对孤对电子，所以为三角锥形，B错误；S有6个电子正好与6个F形成6个共价键，C正确；SiF4中Si有四个键，SO23中S原子形成3个键，还有一对孤对电子，所以Si、S均是sp3杂化，D错误。2(3)120sp2正四面体形(4)共价键(或极性共价键)分子间作用力解析(3)BF3的空间构型为平面正三角形，故FBF的键角为120；B原子的杂化类型为sp2杂化；根据价电子对互
9、斥理论可知，BF的立体构型为正四面体形。(4)借助于石墨的结构可知，B与N原子之间的化学键为共价键，层与层之间依靠分子间作用力相结合。3正四面体形sp3解析SO24中，价层电子对为4(842)4，所以SO24的立体构型为正四面体形，S原子杂化轨道类型为sp3杂化。4键、键配位键氢键sp2杂化、sp3杂化解析碳氮之间是共价双键，一个是键，一个是键；氮镍之间形成的是配位键，氮原子提供孤对电子，镍原子提供空轨道；分子中和氮原子形成双键的碳原子发生sp2杂化，甲基中的碳原子发生sp3杂化。5 (1)sp2分子间作用力(3)解析(1)石墨的每个碳原子采用sp2杂化与邻近的三个碳原子以共价键结合，形成六边形平面网状结构，这些平面网状结构再以分子间作用力结合形成层状结构。(3)SnBr2分子中，Sn原子价电子对数目是3，配位原子数为2，故Sn原子含有孤对电子，SnBr2立体构型为V形，键角小于120。6(1)CO(2)OO22NA7(1)sp(2)11解析(1)含有极性键的分子是CO2，属于直线形分子，中心原子C采取sp杂化。(2)在HCN分子中HC键属于键，CN键中有一个是键，两个键。8.D9.含碳微粒CH4C2H6COC2HCO2含氮微粒CA、BDA、BE10.C