Question

15．下列各组微粒的空间构型相同的是（　　）
①NH₃和H₂O　②NH₄⁺和H₃O⁺　③NH₃和H₃O⁺　④O₃和SO₂⑤CO₂和BeCl₂　⑥SiO₄^-和SO₄^2-　⑦BF₃和Al₂Cl₆．

• A． 全部
• B． 除④⑥⑦以外
• C． ③④⑤⑥
• D． ②⑤⑥

Answer 1

分析 根据价层电子对互斥理论确定微粒空间构型，价层电子对个数=σ键+孤电子对个数，孤电子对个数=$\frac{1}{2}$×（a-xb），a为中心原子的价电子数，x为与中心原子结合的原子个数，b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，据此判断．

解答 解：①NH₃中价层电子对个数=3+$\frac{1}{2}$×（5-3）=4且含有一个孤电子对，所以为三角锥形，H₂O中价层电子对个数=2+$\frac{1}{2}$×（6-2）=4且含有两个孤电子对，所以为V形结构，二者空间构型不同，故①错误；　
②NH₄⁺中价层电子对个数是4且不含孤电子对，为正四面体形结构；H₃O⁺中O原子价层电子对个数=3+$\frac{1}{2}$（6-1-3×1）=4且含有一个孤电子对，所以为三角锥形结构，二者空间构型不同，故②错误；　
③NH₃为三角锥形结构、H₃O⁺中O原子价层电子对个数=3+$\frac{1}{2}$（6-1-3×1）=4且含有一个孤电子对，所以为三角锥形结构，所以二者空间构型相同，故③正确；　
④O₃、SO₂中价层电子对个数都是3且都含有一对孤电子对，所以分子空间构型都是V形，故④正确；
⑤CO₂分子中价层电子对=σ 键电子对+中心原子上的孤电子对=2+$\frac{1}{2}$（4-2×2）=2，所以二氧化碳是直线型结构，BeCl₂中Be价层电子对=σ 键电子对+中心原子上的孤电子对=2+$\frac{1}{2}$（2-2）=2，是sp杂化，是直线型结构，二者空间构型相同，故⑤正确；　
⑥SiO₄^4-和SO₄^2-中价层电子对个数都是4且不含孤电子对，所以空间构型都是正四面体结构，所以空间构型相同，故⑥正确；
⑦BF₃中B原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=3+0=3，所以分子构型为平面正三角形，气态氯化铝通常以二聚分子形式存在，Al₂Cl₆结构，Al采用sp³杂化轨道成键，为正四面体结构，二者空间构型不同，故⑦错误；　
故选C．

点评 本题考查了微粒空间构型的判断，根据价层电子对理论解答，注意孤电子对个数=$\frac{1}{2}$×（a-xb）中各个字母的含义，气态氯化铝通常以二聚分子形式存在Al采用sp³杂化轨道成键为正四面体结构，为易错点，题目难度中等．