2024_2025学年新教材高中化学第二章分子结构与性质研究与实践：制作分子的空间结构模型学案新人教版选择性必修第二册.docVIP

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探讨与实践：制作分子的空间结构模型

(针对教材P49“探讨与实践”)

材料一、分子结构表示分子的空间构型，如DNA的空间结构就是双螺旋结构。分子一般是由多个原子构成的，而原子之间不是简洁的积累成分子，而是有确定的依次，具有空间结构。如甲烷分子(CH4)，它呈现一个空间正四面体的结构，碳原子位于四面体的中心，四个氢分布在四个角上，每个甲烷分子都是这样相同的结构。如图所示是用橡皮泥、牙签制作的CH4、H2O、CO2、NH3分子的空间结构。

材料二、氯化物是重要的化工原料，其中PCl3、PCl5是有机合成中重要的催化剂。PCl5分子的空间构型为三角双锥形，“三角”是一个正三角形的三个顶点，等价的三个点，“双锥”是对称的两个锥顶(如图所示)。

材料三、锡是第ⅣA族的元素，是一种略带蓝白色的具有金属光泽的低熔点金属元素。早在远古时代，人们便发觉并运用锡了。在我国的一些古墓中，便常发掘到一些锡壶、锡烛台之类锡器。据考证，我国周朝时，锡器的运用已特别普遍了。在埃及的古墓中，也发觉有锡制的日常用品。虽然锡和碳一样能生成四氯化物如SnCl4，但SnCl4又不同于CCl4而有两种可能的立体结构。

(1)甲烷是五原子分子，五原子分子都是正四面体结构吗？分子的立体构型与化学式有必定联系吗？

提示：不是，没有。如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等虽为四面体结构，但由于碳原子所连的四个原子有所不同，四个原子电子云的排斥力不同，使四个键的键角不全相等，所以并不是正四面体结构；AB2(或A2B)型分子可能是直线形分子，也可能是V形分子，AB3(或A3B)型分子可能是平面三角形分子，也可能是三角锥形分子，AB4型分子确定是正四面体形分子。

(2)磷的氯化物有PCl3和PCl5，PCl3分子的VSEPR模型和空间构型分别是什么形态？白磷在过量氯气(其分子有三种35Cl2、37Cl2、35Cl37Cl分子)中燃烧时，依据PCl5分子的空间构型为三角双锥形，推断产物PCl5共有几种不同分子？

提示：四面体形、三角锥形、12。PCl3分子的VSEPR模型和分子空间构型分别是四面体形，中心原子有一对孤电子对，PCl3分子的空间构型是三角锥形。白磷与氯气的35Cl2、37Cl2、35Cl37Cl分子反应生成的五氯化磷有：P35Cl5(1种)、P35Cleq\o\al(\s\up1(37),\s\do1(4))Cl(2种，有37Cl的一取代物可在角上和锥顶上共2种状况)；P35Cleq\o\al(\s\up1(37),\s\do1(3))Cl2(3种，有37Cl的二取代物可在两个角上、两个锥顶上和一个角一个锥顶上3种状况)；利用对称性，三取代物、四取代物与二取代物、一取代物是相同的。共计有(1＋2＋3)×2＝12种。

(3)依据材料三提出的SnCl4两种可能的立体结构，这两种空间结构可能是什么立体结构？

提示：正四面体结构和正方形结构。SnCl4不同于CCl4，SnCl4两种可能的立体结构是正四面体结构和正方形结构(如图所示)。

1．试回答下列问题：

(1)利用价层电子对互斥模型推断下列分子或离子的立体构型：

SeO3____________；SCl2____________；NOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))____________；

NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))__________；HCHO____________；HCN____________。

(2)利用价电子对互斥模型推断键角的大小：

①甲醛中H—C—H的键角________120°(填“＞”“＜”或“＝”，下同)；

②SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角________120°；

③PCl3分子中，Cl—P—Cl的键角________109°28′。

【解析】(1)SeO3中，Se的价层电子对数为3＋eq\f(1,2)(6－3×2)＝3，孤电子对数为0，SeO3为平面三角形；SCl2中，S的价层电子对数为2＋eq\f(1,2)(6－2×1)＝4，孤电子对数为2，SCl2为V形；NOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))中，N的价层电子对数为2＋eq\f(1,2)(5－2×2－1)＝2，孤电子对数为0，NOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))为直线形；NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))中，N的价层电子对数为2＋eq\f(1,2)(5－2×2＋1)＝3，孤电子对数为1，NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))为V形；HCHO分子中有1个双键，看作1对成键电子，2个C—H