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第二章　分子结构与性质
微专题3　分子(或离子)空间结构与杂化轨道理论
判断分子(或离子)的空间结构时，要能够正确计算价层电子对数：一是运用计算式推导出价层电子对数；二是看σ键电子对数。如下表：
一、分子(或离子)空间结构的判断
价层电
子对数 杂化
类型 σ键电
子对数 孤电子
对数 VSEPR
模型名称 分子空间
结构 实例
2 sp 2 0 直线形 直线形 BeCl2
3 sp2 3 0 平面三
角形 平面三
角形 BF3
2 1 V形 SnBr2
价层电
子对数 杂化
类型 σ键电
子对数 孤电子
对数 VSEPR
模型名称 分子空间
结构 实例
4 sp3 4 0 四面
体形 正四面
体形 CH4
3 1 三角锥形 NH3
2 2 V形 H2O
答案：D
2．下列说法正确的是(　 　)
A．CH2Cl2分子的空间结构为正四面体形
B．H2O分子中氧原子的杂化轨道类型为sp2，分子的立体构型为V形
C．CO2分子中碳原子的杂化轨道类型为sp，分子的立体构型为直线形
答案：C
解析：二氯甲烷分子中碳氢键的键长与碳氯键的键长不相等，所以分子的空间结构不是正四面体形，故A错误；水分子中氧原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为2，则分子中氧原子的杂化轨道类型为sp3，分子的立体构型为V形，故B错误；二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2，孤对电子对数为0，则分子中碳原子的杂化轨道类型为sp，分子的立体构型为直线形，故C正确；亚硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为1，则离子的空间结构为三角锥形，故D错误。故选C。
3．硼砂是含结晶水的四硼酸钠，请根据模型回答有关问题：
(1)硼砂中阴离子Xm－(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示，则在Xm－中的2号硼原子的价层电子对数为_____；m＝______(填数字)。
(2)硼可以与氮形成BN，其中B的化合价为____________，请解释原因：____________________。
(3)BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF的空间结构为___________
____________；NaBF4的电子式为___________________________。
含有共价键的物质中相邻两键之间的夹角称为键角。键角是决定物质分子空间结构的主要因素之一。在高中阶段学习中，影响键角大小的因素主要有三：一是中心原子的杂化轨道类型；二是中心原子的孤电子对数；三是中心原子的电负性大小。
1．中心原子杂化轨道类型不同的粒子，键角大小为sp杂化>sp2杂化>sp3杂化，如键角：CH≡CH>CH2＝CH2>CH4。
2．中心原子杂化方式相同的粒子，由于斥力：孤电子对与孤电子对之间>孤电子对与成键电子对之间>成键电子对与成键电子对之间，孤电子对数越多，对成键电子对的斥力越大，键角越小。如键角：CH4>NH3>H2O。
二、键角的判断与比较
3．中心原子杂化方式相同且孤电子对数目也相同，利用中心原子的电负性大小比较键角大小。如H2O、H2S中，中心原子均为sp3杂化，分子空间结构均为V形，由于电负性：O>S，吸引电子的能力：O>S，且键长：O—HH2S(92.3°)。
答案：C
2．CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，下列有关该材料所涉及元素及其同族元素相关化合物的论述正确的是(　 　)
A．电负性N>P>As，键角由大到小的顺序为NH3>PH3>AsH3
B．Cd为48号元素，其基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s2
C．Sn位于第五周期第VA族，其价层电子排布式为4d105s25p2
D．SiH4中Si的化合价为＋4，CH4中C的化合价为－4，因此SiH4的还原性小于CH4的
答案：A
解析：NH3、PH3、AsH3结构相似，电负性N>P>As，键合电子离中心原子的距离逐渐变远，键合电子间的排斥力逐渐变小，则键角依次减小，即是NH3>PH3>AsH3，故A正确；元素的原子序数＝核外电子数，Cd为48号元素，则其核外有48个电子，根据构造原理可知电子排布式为[Kr]4d105s2，故B错误；Sn位于第五周期第ⅣA族，位于p区，则其核外有5个能层，价电子数等于最外层电子数，为4个，其价层电子排布式为5s25p2，故C错误；SiH4中H元素显－1价，而CH4中H元素显＋1价，SiH4的还原性大于CH4的，故D错误。故选A。
3．X、Y、Z、M为原子序数依次增大的四种短周期主族元素，X和Z的基态原子L层上均有2个未成对电子；Z与M同主族；W位于第四周期，其基态原子失去3个电子后3d轨道半充满。下列说法正确的是(　 　)
A．X的最简单氢化物的沸点高于同主族其他元素的最简单氢化物的沸点
B．Y的基态原子核外电子有5种空间运动状态
答案：B
答案：D
6．(1)NF3的键角____________NH3的键角(填“>”“<”或“＝”)，理由是_______________________________________________。
(2)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为_____________(填化学式，下同)，还原性由强到弱的顺序为____________________，键角由大到小的顺序为____________________。
(3)H2S键角比H2Se大的原因：____________________________。
(4)两种三角锥形气态氢化物PH3和NH3的键角分别为93°6′和107°，试分析PH3的键角小于NH3的原因：____________________。
答案：(1)<　F的电负性比H大，NF3中N原子周围电子云的密度减小，成键电子对之间的排斥力较小，因而键角较小　(2)NH3、AsH3、PH3　AsH3、PH3、NH3　NH3、PH3、AsH3　(3)电负性S>Se，共用电子对离S近，共用电子对间的排斥力大　(4)电负性N>P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间的距离越小，成键电子对之间的排斥力增大，键角变大
解析：(1)因为F的电负性比H大，NF3中N原子周围电子云的密度减小，成键电子对之间的排斥力较小，所以键角较小，故答案为＜。
(2)组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高；但NH3分子间可形成氢键，使熔沸点升高；所以三种物质的熔沸点由高到低的顺序为NH3、AsH3、PH3；同主族非金属元素由上向下非金属性依次减弱，其相应离子的还原性依次增强，还原性由强到弱的顺序为AsH3、PH3、NH3；同主族非金属元素由上向下电负性依次减小，成键电子对之间的斥力越小，键角越小，所以这三种氢化物的键角由大到小的顺序为NH3、PH3、AsH3。
(3)因电负性S>Se，共用电子对离S近，共用电子对间的排斥力大，故H2S键角比H2Se大。
(4)由于N的电负性强于P，对成键电子对的吸引能力更强，成键电子对离中心原子更近，成键电子对之间距离更小，排斥力更大致使键角更大，因而PH3的键角小于NH3，故答案为电负性：N>P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间的距离越小，成键电子对之间的排斥力增大，键角变大。第二章　阶段重点突破练(二)
1．下列图形属于sp杂化轨道的是( D )
答案：D
解析：根据键角大小可知，采用的杂化方式为sp3杂化，A不符合题意；根据键角大小可知，采用的杂化方式为sp2杂化，B不符合题意；上述表示的是未参与杂化的p轨道，C不符合题意；根据键角大小可知，采用的杂化方式为sp杂化，D符合题意。故选D。
2．下列分子所含原子中，既有sp3杂化，又有sp2杂化的是( A )
答案：A
解析：乙醛中甲基中的C原子采用sp3杂化，醛基中的C原子采用sp2杂化，故A符合题意；丙烯腈中碳碳双键中的碳原子采用sp2杂化，碳碳三键中的碳原子采用sp杂化，故B不符合题意；甲醛分子中的C原子采用sp2杂化，故C不符合题意；丙炔中甲基中的C原子采用sp3，碳碳三键中的碳原子采用sp杂化，故D不符合题意。故选A。
3．下列分子的中心原子的价层电子对数是3的是( B )
A．H2O B．BF3
C．CH4 D．NH3
答案：B
解析：水分子中氧原子、甲烷分子中碳原子和氨分子中氮原子的价层电子对数都为4，三氟化硼分子中硼原子的价层电子对数为3，故选B。
4．下列描述中正确的是( D )
A．CS2分子的立体构型为V形
B．ClO的立体构型为平面三角形
C．NH3、CO、CO2的中心原子都有孤电子对
D．SiF4和SO的中心原子均采取sp3杂化
答案：D
解析：CS2中C原子孤电子对数＝＝0、价电子对数＝2＋0＝2，是直线形结构，A不正确；ClO中中心原子价层电子对数为3＋＝4，孤对电子对数是1，所以是三角锥形结构，B不正确；NH3中N原子孤电子对数＝＝1、CO中C原子孤电子对数＝＝1、CO2中C原子孤电子对数＝＝0，C不正确；SiF4的中心原子孤电子对数＝＝0、价层电子对数＝4＋0＝4，故中心原子为sp3杂化；SO内中心原子孤电子对数＝＝1、价层电子对数＝3＋1＝4，故中心原子为sp3杂化，D正确。故选D。
5．在N2F2分子中的所有原子均符合8电子稳定结构，对该分子的有关说法正确的是( B )
A．两个σ键，两个π键
B．三个σ键，一个π键
C．分子中的四个原子在一条直线上
D．分子中的N原子采取sp3杂化
答案：B
解析：在N2F2分子中，所有原子均符合8电子稳定结构，N原子形成三个共用电子对，F原子形成一个共用电子对，则N2F2分子的结构为，双键中含有一个σ键和一个π键，单键中含有一个σ键，因此1个N2F2分子中含有三个σ键，一个π键，根据双键的结构特点可知，四个原子处于同一平面，N原子的价层电子对数＝2＋＝3，因此N原子采取sp2杂化，综上所述，说法正确的是B项，故选B。
6．下列分子或离子的立体构型和中心原子的杂化方式均正确的是( C )
A．AsH3　平面三角形　sp3杂化
B．H3O＋　平面三角形　sp2杂化
C．H2Se　V形　sp3杂化
D．CO　三角锥形　sp3杂化
答案：C
解析：AsH3中心原子的价层电子对数＝3＋×(5－3×1)＝4，As的杂化方式为sp3，含有一对孤电子对，分子的立体构型为三角锥形，选项A错误；H3O＋的中心原子的价层电子对数＝3＋×(6－1－3×1)＝4，O的杂化方式为sp3，含有一对孤电子对，分子的立体构型为三角锥形，选项B错误；H2Se中心原子的价层电子对数＝2＋×(6－2×1)＝4，Se的杂化方式为sp3，含有两对孤电子对，分子的立体构型为V形，选项C正确；CO中心原子的价层电子对数＝3＋×(4＋2－3×2)＝3，C的杂化方式为sp2，没有孤电子对，分子的立体构型为平面三角形，选项D错误。故选C。
7．如图所示，在乙烯分子中有5个σ键、1个π键，下列表述正确的是( A )
A．C原子的sp2杂化轨道与H原子的1s轨道形成的σ键
B．C原子的sp2杂化轨道与H原子的1s轨道形成的π键
C．C原子的2p轨道与C原子的2p轨道形成的σ键
D．C原子的sp2杂化轨道与C原子的sp2杂化轨道形成的π键
答案：A
解析：C—H键是C原子的sp2杂化轨道与H原子的1s轨道形成的σ键，故A正确；C===C键中一个C原子的2p未杂化轨道与另一个C原子的2p未杂化轨道形成π键，故B错误；C===C键中C原子的sp2杂化轨道与C原子的sp2杂化轨道形成σ键，故C错误；C原子的sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键，故D错误。故选A。
8．1,3-唑()是淡黄色液体，常作为荧光增白剂。下列说法错误的是( B )
A．第一电离能：N＞O＞C
B．基态氧原子核外电子有8种空间运动状态
C．1 mol分子中含有8 mol σ键
D．分子中C、N原子的杂化方式均为sp2
答案：B
解析：C、N、O为相邻的同周期元素，由于N的2p轨道半充满，所以其第一电离能比O大，从而得出第一电离能：N＞O＞C，A正确；基态氧原子核外电子排布式为1s22s22p4，有1s、2s、三个2p轨道，共有5种空间运动状态，B错误；1,3-唑分子中，含有3个C—H σ键、2个C—N σ键、1个C—C σ键、2个C—O σ键，则1 mol分子中含有8 mol σ键，C正确；1,3-唑分子中，C、N原子的价层电子对数都为3，所以均发生sp2杂化，D正确。故选B。
9．X、Y、Z、Q、R是元素周期表前四周期元素，且原子序数依次增大：X原子核外有6种不同运动状态的电子；Y最外层电子数比次外层电子数多3个；Z基态原子的2p能级成对电子数与未成对电子数相等；Q电子总数是最外层电子的3倍；R是用量最大使用最广泛的金属。下列说法正确的是( C )
A．R2＋的价电子排布式为3d54s1
B．第一电离能Z>Y>X
C．XZ2的分子空间构型为直线形
D．最简单氢化物分子键角：Y答案：C
解析：X原子核外有6种不同运动状态的电子，则X是6号元素，X为C，Y最外层电子数比次外层电子数多3个，则Y为N，Z基态原子的2p能级成对电子数与未成对电子数相等，则为2s22p4，则Z为O，Q电子总数是最外层电子的3倍，则Q为P，R是用量最大使用最广泛的金属，则R是Fe。Fe2＋的价电子排布式为3d6，A错误；N的价层电子排布式为2s22p3，是半满的稳定结构，其第一电离能大于O的第一电离能，B错误；CO2中心原子C的价层电子对数为2，是sp杂化，其分子空间构型为直线形，C正确；最简单氢化物NH3和PH3中N的电负性较大，且N—H较短，相邻两个N—H间的斥力较大，键角较大，D错误。故选C。
10．关于CH3OH，N2H4和(CH3)2NNH2的结构，下列说法错误的是( D )
A．1 mol CH3OH中含5 mol σ键
B．N2H4分子中所有原子不可能处于同一平面
C．三者孤电子对数相同
D．三者中C、O、N杂化方式不相同
答案：D
解析：CH3OH的结构式为,1 mol CH3OH中含5 mol σ键，A正确；任何条件下这六个原子都不可能共面，N2H4中两个N都是sp3杂化，周围的空间构型都是三角锥，整个分子就是两个三角锥连起来的，N2H4分子中所有原子不可能处于同一平面，B正确；CH3OH中羟基氧上有两对孤电子对，N2H4有两对孤电子对，2个N上分别有1对，(CH3)2NNH2中有两对孤电子对，2个N上分别有1对，C正确；三者中C、O、N杂化方式相同均为sp3杂化，D错误。故选D。
11．下表中关于各微粒的描述完全正确的一项是( C )
选项 A B C D
分子或离子的化学式　 H2F＋ PCl3 NO BH
中心原子的杂化轨道类型 sp sp3 sp2 sp3
VSEPR模型名称 直线形 四面体形 平面三角形 正四面体形
分子或离子的空间结构 直线形 正四面体形 V形 三角锥形
答案：C
解析：H2F＋离子中氟原子的价层电子对数为4，则离子的VSEPR模型为四面体形，故A错误；三氯化磷分子中磷原子的价层电子对数为4，孤电子对数为1，则分子的VSEPR模型为四面体形、分子的空间构型为三角锥形，故B错误；亚硝酸根离子中氮原子的价层电子对数为3，孤电子对数为1，则原子的杂化方式为sp2杂化，离子的VSEPR模型为平面三角形、分子的空间构型为V形，故C正确；四氢合硼离子中硼原子的价层电子对数为4，孤电子对数为0，则离子的空间构型为正四面体形，故D错误。故选C。
12．COCl2(光气)、SOCl2(亚硫酰氯)、CCl4均为8e－稳定结构的氯化试剂，可与TiO2反应制备TiCl4，下列说法错误的是( C )
A．CCl4和TiCl4分子的空间构型相同
B．上述三个制备反应均为非氧化还原反应
C．COCl2、SOCl2中C原子和S原子的杂化方式相同
D．与基态Ti原子同周期且未成对电子数相同的元素有3种
答案：C
解析：四氯化碳和四氯化钛分子中中心原子的配位数都为4，中心原子的杂化方式都为sp3杂化，分子的空间构型均为正四面体形，故A正确；光气与二氧化钛共热反应生成四氯化钛和二氧化碳、亚硫酰氯与二氧化钛共热反应生成四氯化钛和二氧化硫、四氯化碳与二氧化钛共热反应生成四氯化钛和二氧化碳，三个反应中都没有元素发生化合价变化，都为非氧化还原反应，故B正确；光气中碳原子的价层电子对数为3，原子的杂化方式为sp2杂化，亚硫酰氯中硫原子的价层电子对数为4，原子的杂化方式为sp3杂化，则碳原子和硫原子的杂化方式不同，故C错误；钛元素的原子序数为22，基态原子的价电子排布式为3d24s2，原子中有2个未成对电子，第四周期中未成对电子数为2的原子还有镍、锗、硒，共有3种，故D正确。故选C。
13．sp2杂化轨道——BF3分子的形成过程如下，据图回答问题。
　
(1)sp2杂化轨道是由 　　　　　　　　　轨道和 　　　　　轨道杂化而得。sp2杂化轨道间的夹角为 　　　　　，呈 　　　　　形(如BF3)。
(2)sp2杂化后，未参与杂化的一个np轨道可以用于形成 　　　　　，如乙烯分子中 　　　　　的形成。
答案：(1)一个ns　(2)两个np　120°　平面三角　(2)π键　碳碳双键
14．回答下列问题：
(1)BCl3和NCl3中心原子的杂化类型分别为 　　　　　杂化和 　　　　　杂化。
(2)在BF3分子中，F—B—F的键角是 　　　　　，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF的立体构型为 　　　　　。
(3)CS2、N2O等与CO2互为等电子体，则CS2的结构式为 　　　　　，空间构型为 　　　　　。
(4)乙炔与氢氰酸(HCN)反应可得丙烯腈(CH2===CHCN)。丙烯腈分子中σ键和π键的个数之比为 　　　　　，分子中处于同一直线上的原子数目最多为 　　　　　。
答案：(1)sp2　sp3　(2)120°　正四面体形
(3)S===C===S　直线形　(4)2∶1　3
解析：(1)BCl3的中心原子价层电子对个数是3，NCl3的σ键电子对数为3，孤电子对数为1，则NCl3的中心原子价层电子对个数是4，根据价层电子对互斥理论判断中心原子杂化类型，前者为sp2，后者为sp3。
(2)BF3分子为平面正三角形结构，所以F—B—F键角为120°；BF中B原子价层电子对个数＝4＋＝4，且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断该微粒立体构型为正四面体形。
(3)等电子体结构相似，CO2的结构式为O===C===O，是直线形分子，则二硫化碳结构式为S===C===S，也为直线形。
(4)共价单键为σ键，共价双键中含有一个σ键、一个π键，所以丙烯腈分子中σ键和π键的个数之比＝6∶3＝2∶1；C－C≡N位于同一条直线上，H2C===CH—中所有原子共平面，共价单键可以旋转，所以该分子中最多有3个原子共直线。
15．价电子对互斥(简称VSEPR)理论可用于预测简单分子的空间结构。请回答下列问题：
(1)利用价电子对互斥理论推断下列分子或离子的空间结构：
①SeO3 　　　　　；
②SCl2 　　　　　；
③NO 　　　　　；
④NO 　　　　　；
⑤HCHO 　　　　　；
⑥HCN 　　　　　。
(2)利用价电子对互斥理论推断键角的大小：
①甲醛分子中H—C—H的键角 　　　　　(填“＞”“＜”或“＝”，下同)120°；
②SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角 　　　　120°；
③PCl3分子中Cl—P—Cl的键角 　　　　　109°28′。
(3)有两种活性反应中间体微粒，它们的微粒中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据图所示的这两种微粒的球棍模型，写出相应的化学式：
A： 　　　　　；B： 　　　　　。
(4)按要求写出第二周期非金属元素组成的中性分子的化学式：平面形分子 　　　　　，三角锥形分子 　　　　　，四面体形分子 　　　　　。
答案：(1)①平面三角形　②V形　③直线形
④V形　⑤平面三角形　⑥直线形
(2)①＜　②＜　③＜　(3)CH　CH　(4)BF3　NF3　CF4
解析：(1)SeO3中，Se的价电子对数为3＋×(6－2×3)＝3，孤电子对数为0，SeO3为平面三角形；SCl2中，S的价电子对数为2＋×(6－1×2)＝4，孤电子对数为2，SCl2为V形；NO中，N的价电子对数为2＋×(5－1－2×2)＝2，孤电子对数为0，NO为直线形；NO中，N的价电子对数为2＋×(5＋1－2×2)＝3，孤电子对数为1，NO为V形；HCHO分子中有1个碳氧双键，看作1对成键电子，2个C—H单键为2对成键电子，C原子的价电子对数为3，且无孤电子对，所以HCHO分子的空间结构为平面三角形；HCN分子的结构式为H－C≡N，含有1个C≡N键，看作1对成键电子，1个C—H单键为1对成键电子，故C原子的价电子对数为2，且无孤电子对，所以HCN分子的空间结构为直线形。
(2)①甲醛为平面形分子，由于C===O键与C—H键之间的排斥作用大于2个C—H键之间的排斥作用，所以甲醛分子中H—C—H的键角小于120°。
②SnBr2分子中，Sn原子的价电子对数是2＋×(4－1×2)＝3，成键电子对数为2，孤电子对数为1，故SnBr2分子的空间结构为V形，Br—Sn—Br的键角＜120°。
③PCl3分子中，P的价电子对数为3＋×(5－1×3)＝4，含有1对孤电子对，由于孤电子对与P—Cl键的排斥作用大于P—Cl键间的排斥作用，所以Cl—P—Cl的键角小于109°28′。
(3)AB3型微粒，中心原子上无孤电子对的呈平面三角形，有1对孤电子对的呈三角锥形，所以化学式分别是CH、CH。
(4)第二周期的五种非金属元素B、C、N、O、F组成的中性分子中，平面形分子为BF3，三角锥形分子为NF3，四面体形分子为CF4。
16．按要求回答下列问题。
(1)根据价层电子对互斥模型，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是___________。
(2)H2O和SO的中心原子的杂化轨道类型分别为___________，试判断H2O和SO的键角大小关系并说明原因：____________________________________
________________________________。
(3)成语“信口雌黄”中的雌黄分子式为As2S3，分子结构如图，As原子的杂化方式为___________，雌黄和SnCl2在盐酸中反应转化为雄黄(As4S4)和SnCl4并放出H2S气体，SnCl4分子的空间结构为___________。
(4)《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间结构为___________，C原子的杂化方式为___________。
(5)某绿色农药结构简式如图，回答下列问题：
分子中编号为①的碳原子和与其成键的另外几个原子构成的空间结构为___________；CSe2首次是由H2Se和CCl4反应制取的，试比较CSe2、H2Se、CCl4三种分子的键角___________________(按由大到小顺序排列)。
(6)S8与热的浓NaOH溶液反应的产物之一为Na2S3，S的空间结构为___________。
(7)[H2F]＋[SbF6]－(氟酸锑)是一种超强酸，则[H2F]＋的空间结构为___________。
(8)Na3AsO4中含有的化学键类型包括___________________；AsO的空间结构为___________________________________________。
答案：(1)H2S　(2)sp3、sp3　H2O分子键角小于SO的键角，因为H2O中的O存在2对孤电子对、SO中的S不存在孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力　(3)sp3　正四面体形　(4)平面三角形　sp2　(5)四面体形　CSe2>CCl4>H2Se　(6)V形　(7)V形　(8)离子键、共价键　正四面体形
解析：(6)S的电子式为[]2－，由于中心S原子含有两个孤电子对，所以该离子的空间结构为V形。
(7)[H2F]＋的中心原子为F，它的孤电子对数为×(7－1－1×2)＝2，成键电子对数为2，价层电子对数为2＋2＝4，VSEPR模型为四面体形，由于有两个孤电子对，故分子的空间结构为V形。
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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
研|究|目|的
实物模型可以建立对分子的空间结构的直观认识，通过借助实物搭建分子的空间结构模型的活动，使抽象性极强的分子结构直观化。
研|究|任|务
用橡皮泥或黏土和牙签等材料制作下列分子的空间结构模型。
分子 键长/pm 键角
H2 74 —
Cl2 198 —
H2O 96 105°
CO2 116 180°
NH3 101 107°
CH4 109 109°28′
结|果|与|讨|论
1.什么是键长、键角？能说H2、Cl2的键角为180°吗？
提示：键长是构成化学键的两个原子的核间距；在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角称为键角。不能说H2、Cl2的键角为180°，因为它们是双原子分子，只有一个共价键。
2．键长、键能的大小和分子的稳定性有什么关系？
提示：键长越短，键能越大，分子越稳定。
3．中心原子同是sp3杂化的分子，键角和孤电子对的多少有什么关系？
提示：孤电子对数越多，排斥作用越强，键角越小。
4．将形状、大小相同的4个气球用橡皮筋扎在一起，这4个气球是一个什么样的状态？
提示：呈四面体状态。
A．第一电离能：N>F>H
B．NF3中键角大于NH3中键角
C．键能：N—H>O—H
D．NF3的空间结构呈三角锥形
答案：D
解析：第一电离能：F>N>H，A错误；由于电负性F>H，共用电子对偏向F，导致成键电子对之间的斥力减小，NF3键角小于NH3中键角，B错误；N—H键键长大于O—H键，键能：N—H2．第ⅤA族元素的R原子与A原子结合形成RA3气态分子，其空间结构呈三角锥形。RCl5在气态和液态时，分子结构如图所示，下列关于RCl5分子的说法不正确的是(　 　)
A．每个原子都达到8电子稳定结构
B．键角(Cl—R—Cl)有90°、120°、180°三种
C．RCl5受热后会分解生成分子空间结构呈三角
锥形的RCl3
D．分子中5个R—Cl的键能不都相同
答案：A
3．实验测得四种结构相似的单质分子的键能、键长的数据如下：
A—A B—B C—C D—D
键长/(10－10m) a 0.74 c 1.98
键能/(kJ·mol－1) 193 b 151 d
已知D2分子的稳定性大于A2，则a>___________；d>___________；比较a、c的大小___________；比较b、d的大小___________。
答案：1.98　193　ad
解析：结构相似的单质分子中，键长越短，键能越大，分子越稳定。

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