Question

【題目】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的大小范圍并解釋原因______________________________________________________________；

(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：_____________________________， SO2Cl2分子中∠Cl－S－Cl________________(選填“＜”、“＞”或“＝”)SO2F2分子中∠F－S－F。

(5)用價層電子對互斥理論(VSEPR)判斷下列分子或離子的空間構型

分子或 離子	PbCl2	XeF4	SnCl62-	PF3Cl2	HgCl42-	ClO4--
空間 構型	_____	_____	_____	_____	_____	_____

Answer 1

【答案】4 直線形 180° CO2屬AX2E0，n＋m＝2，故為直線形 折線形(或V形) 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′ 四面體 ＞ 角形 平面正方 正八面體 三角雙錐 四面體 正四面體

【解析】

（1）當n+m=4時，VSEPR模型為四面體形，當n+m=2時，VSEPR模型為直線形；

(2) 根據 CO2屬AX2E0，n＋m＝2，故為直線形；

（3）根據H2O屬AX2E2，n+m=4，VSEPR模型為四面體形，但氧原子有2對孤電子對來判斷分子的立體構型；水分子屬AX2E2，n+m=4，VSEPR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來判斷鍵角；

（4）當n+m=4時，VSEPR模型為四面體形，硫原子無孤電子對來判斷分子的立體構型；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；

（5）根據價層電子對互斥理論確定亞硫酸根離子空間構型，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=（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。

（1）當n+m=4時，VSEPR模型為四面體形，其鍵角是109°28′，當n+m=2時，VSEPR模型為直線形，其鍵角是180°；

(2) 根據 CO2屬AX2E0，n＋m＝2，故為直線形；

（3）H2O屬AX2E2，n+m=4，VSEPR模型為四面體形，但氧原子有2對孤電子對，所以分子的構型為V形；

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′，故答案為：V形；∠H-O-H＜109°28′；

（4）當n+m=4時，VSEPR模型為四面體形，硫原子無孤電子對，所以分子構型為四面體形，F原子的得電子能力大于氯原子，因為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，所以SO2Cl2分子中∠Cl-S-Cl＞SO2F2分子中∠F-S-F；

（5）PbCl2中中心原子Pb原子的孤對電子對數是=1，即Pb原子是sp2雜化，所以是V型結構或角形；

XeF4分子中價層電子對個數=3+（5-3×1）=4，且含有一個孤電子對，所以為平面正方結構；

SnCl62-分子中價層電子對個數=6+0=6，所以是正八面體；

PF3Cl2分子中價層電子對個數=5+0=5，所以三角雙錐；

HgCl42-分子中價層電子對個數=4+0=4，所以是四面體；

高氯酸根離子中價層電子對個數=4+（7+1-4×2）=4，且不含孤電子對，為正四面體結構；

故答案為：

分子或 離子	PbCl2	XeF4	SnCl62-	PF3Cl2	HgCl42-	ClO4-
空間 構型	V型	平面正方	正八面體	三角雙錐	四面體	正四面體