Question

【题目】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

【答案】4 直线形 180° CO2属AX2E0，n＋m＝2，故为直线形 折线形(或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′ 四面体 ＞ 角形 平面正方 正八面体 三角双锥 四面体 正四面体

【解析】

（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) 根据 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亚硫酸根离子空间构型，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数，σ键个数=配原子个数，孤电子对个数=（a-xb），a指中心原子价电子个数，x指配原子个数，b指配原子形成稳定结构需要的电子个数。

（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°；

(2) 根据 CO2属AX2E0，n＋m＝2，故为直线形；

（3）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，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′；

（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形，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；

（5）PbCl2中中心原子Pb原子的孤对电子对数是=1，即Pb原子是sp2杂化，所以是V型结构或角形；

XeF4分子中价层电子对个数=3+（5-3×1）=4，且含有一个孤电子对，所以为平面正方结构；

SnCl62-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；

HgCl42-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+（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	正四面体