Question

20世纪50年代科学家提出价层电子对互斥模型（简称VSEPR模型），用于预测简单分子立体结构．其要点可以概括为：
Ⅰ．用AXnEm表示只含一个中心原子的分子组成，A为中心原子，X为与中心原子相结合的原子，E为中心原子最外层未参与成键的电子对（称为孤对电子），（n+m）称为价层电子对数．分子中的价层电子对总是互相排斥，均匀的分布在中心原子周围的空间；
Ⅱ．分子的立体构型是指分子中的原子在空间的排布，不包括中心原子未成键的孤对电子；
Ⅲ．分子中价层电子对之间的斥力主要顺序为：i、孤对电子之间的斥力＞孤对电子对与共用电子对之间的斥力＞共用电子对之间的斥力；ii、双键与双键之间的斥力＞双键与单键之间的斥力＞单键与单键之间的斥力；iii、X原子得电子能力越弱，A-X形成的共用电子对之间的斥力越强；iv、其他．请仔细阅读上述材料，回答下列问题：
（1）根据要点I可以画出AXnEm的VSEPR理想模型，请填写下表：

n+m	2
VSEPR理想模型		正四面体
价层电子对之间的理想键角		109°28′

（2）请用VSEPR模型解释CO₂为直线型分子的原因；
（3）H₂O分子的立体构型为

 

，请你预测水分子中∠H-O-H的大小范围并解释原因；
（4）SO₂Cl₂和SO₂F₂都属AX4E0型分子，S=O之间以双键结合，S-Cl、S-F之间以单键结
合．请你预测 SO₂Cl₂和SO₂F₂分子的立体构型：

 

，SO₂Cl₂分子中∠Cl-S-Cl

 

（选填“＜”、“＞”或“=”）SO₂F₂分子中∠F-S-F．
（5）用价层电子对互斥理论（VSEPR）判断下列分子或离子的空间构型

分子或 离子	PbCl2	XeF4	SnCl62-	PF3Cl2	HgCl42-	ClO4-
空间 构型

Answer 1

考点：判断简单分子或离子的构型

专题：

分析：（1）当n+m=4时，VSEPR模型为四面体形，当n+m=2时，VSEPR模型为直线形；
（2）CO₂属AX₂E0，n+m=2，故为直线形；
（3）根据H₂O属AX₂E₂，n+m=4，VSEPR模型为四面体形，但氧原子有2对孤电子对来判断分子的立体构型；水分子属AX₂E₂，n+m=4，VSEPR理想模型为正四面体，价层电子对之间的夹角均为109°28′，根据Ⅲ-i来判断键角；
（4）当n+m=4时，VSEPR模型为四面体形，硫原子无孤电子对来判断分子的立体构型；X原子得电子能力越弱，A-X形成的共用电子对之间的斥力越强；
（5）根据价层电子对互斥理论确定其空间构型．

解答： 解：（1）当n+m=4时，VSEPR模型为四面体形，其键角是109°28′，当n+m=2时，VSEPR模型为直线形，其键角是180°，
故答案为：

n+m		4
VSEPR理想模型	直线形
价层电子对之间的理想键角	180°

（2）CO₂分子中，n+m=2，故为直线形，故答案为：CO₂属AX₂E0，n+m=2，故为直线形；
（3）H₂O分子中，n+m=4，VSEPR模型为四面体形，但氧原子有2对孤电子对，所以分子的构型为V形；
水分子属AX₂E₂，n+m=4，VSEPR理想模型为正四面体，价层电子对之间的夹角均为109°28′，根据Ⅲ-i，应有∠H-O-H＜109°28′，
故答案为：V形；∠H-O-H＜109°28′；水分子属AX2E2，n+m=4，VSEPR理想模型为正四面体，价层电子对之间的夹角均为109°28′，根据Ⅲ-i，应有∠H-O-H＜109°28′；
（4）当n+m=4时，VSEPR模型为四面体形，硫原子无孤电子对，所以分子构型为四面体，F原子的得电子能力大于氯原子，因为X原子得电子能力越弱，A-X形成的共用电子对之间的斥力越强，所以SO₂Cl₂分子中∠Cl-S-Cl＞SO₂F₂分子中∠F-S-F，故答案为：四面体；＞；
（5）PbCl₂中中心原子Pb原子的孤对电子对数是（4-1×2）÷2=1，即Pb原子是sp2杂化，所以是V型结构；
XeF4价层电子数：8+4×1=12，所以需要6条轨道，判断出Xe为sp³d²杂化，但因为Xe-F键只有4个，即只占用4条轨道，所以还有2条轨道被孤对电子占据，因为正八面体结构中，孤对电子最易占据赤道面，所以可以判断出XeF₄为四面体构型，也可以说是变形四面体构型；
，所以为平面三角形结构；
XeF4分子中价层电子对个数=3+

1

2

（5-3×1）=4，且含有一个孤电子对，所以为三角锥型结构；
SnCl₆^2-分子中价层电子对个数=6+0=6，所以是正八面体；
PF₃Cl₂分子中价层电子对个数=5+0=5，所以三角双锥；
HgCl₄^2-分子中价层电子对个数=4+0=4，所以是四面体；
高氯酸根离子中价层电子对个数=4+

1

2

（7+1-4×2）=4，且不含孤电子对，为正四面体结构；
故答案为：

分子或 离子	PbCl2	XeF4	SnCl62-	PF3Cl2	HgCl42-	ClO4-
空间 构型	V型	平面正方	正八面体	三角双锥	四面体	正四面题

点评：本题主要考查了价层电子对互斥模型判断分子的结构，难度不大，注意概念的把握．