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微專題6　共價分子中鍵角大小的比較
影響鍵角大小的因素主要有中心原子的雜化類型，中心原子孤電子對數，配位原子的電負性大小，中心原子的電負性大小等，這幾個影響鍵角的因素都是有條件的，在影響鍵角的能力方面也是有區別的。
(1)電子對斥力大小的順序
孤電子對之間的斥力＞孤電子對與成鍵電子對之間的斥力＞成鍵電子對之間的斥力。
這一斥力的順序是經常要考慮的，可以這樣理解這一斥力的順序：
成鍵電子對受到左、右兩端帶正電的原子核的吸引，而孤電子對只受到一端原子核的吸引，相比之下，孤電子對較“胖”，占據較大的空間，而成鍵電子對較“瘦”，占據較小的空間。
例如：CH4、NH3、H2O三種分子的中心原子價電子對數均為4，價電子對互斥模型均為正四面體形，CH4、NH3和H2O中的孤電子對數分別是0、1、2，故鍵角大小順序為CH4＞NH3＞H2O，圖示如下：
(2)雙鍵之間的斥力＞雙鍵與單鍵之間的斥力＞單鍵之間的斥力。
例如：SO2Cl2的價層電子對互斥模型為四面體形，因S===O是雙鍵，S—Cl是單鍵，依據斥力的大小順序判斷：
“∠O—S—O”＞109°28′
“∠Cl—S—Cl”＜“∠O—S—Cl”＜109°28′
(3)斥力大小順序：xw－xw＞xw－xs＞xs－xs
(其中x代表配位原子的電負性，下標w為弱，s為強)
例如：SO2F2中“∠F－S－F”為98°，而SO2Cl2中“∠Cl—S—Cl”為102°，后者鍵角較大的原因就是Cl的電負性小于F，Cl—S—Cl中價電子對的斥力大于F—S—F中價電子對的斥力，故SO2Cl2分子中鍵角大。
[典例]　NH3、PH3、AsH3的空間結構均為三角錐形()，三種分子中鍵角由大到小的順序為________。
[構建模板]
鍵角大小比較的解題流程
1.下列分子中，鍵角最大的是(　　)
A.H2O B.CO2
C.BF3 D.CH4
2.NH3、NF3、NCl3三種分子的中心原子相同，若周圍原子電負性大，則鍵角小。NH3、NF3、NCl3三種分子中，鍵角大小的順序正確的是(　　)
A.NH3>NF3>NCl3 B.NCl3>NF3>NH3
C.NH3>NCl3>NF3 D.NF3>NCl3>NH3
3.(2023·揚州高二開學考試)用VSEPR模型可以判斷許多分子或離子的空間結構，有時也能用來推測鍵角大小，下列判斷正確的是(　　)
A.PCl3分子中三個共價鍵的鍵能、鍵長、鍵角都相等
B.NH3、PH3、AsH3鍵角由大到小的順序為AsH3>PH3>NH3
C.CO2分子的鍵角是120°
D.PCl3、PCl5都是三角錐形的分子
4.請回答下列問題。
(1)BF3中鍵角________(填“大于”或“小于”)CCl4中鍵角。
(2)H＋可與H2O形成H3O＋，H3O＋中H—O—H的鍵角比H2O中H—O—H的鍵角大，原因為________________________________________________________。
(3)乙酸分子()中鍵角1________(填“大于”“等于”或“小于”)鍵角2，原因是__________________________________________________________
___________________________________________________________________。
1.利用價層電子對互斥模型可以預測許多分子或離子的空間結構，也可推測鍵角的大小，下列判斷正確的是(　　)
A.CS2是V形分子
B.SnBr2的鍵角大于120°
C.BF3是三角錐形分子
D.NH的鍵角等于109°28′
2.(2023·臨沂郯城一中高二期末)根據VSEPR模型判斷下列各組分子或離子空間結構相同的是(　　)
A.SO2和CO2 B.BF3和NH3
C.PH3和H2S D.CCl4和NH
3.下列分子或離子之間互為等電子體的是(　　)
A.CH4和H3O＋ B.NO和SO2
C.O3和CO2 D.N2和C
4.(2024·北京師大二附中高二月考)下列離子的VSEPR模型與離子的空間立體構型一致的是(　　)
A.SO B.ClO
C.NO D.ClO
5.請回答下列各題：
(1)寫出與H2O分子互為等電子體的兩種微粒的化學式：________。
(2)寫出一種與NO互為等電子體的微粒的化學式：________。
(3)CaCN2中陰離子為CN，與CN互為等電子體的分子的化學式為________，可推知CN的空間結構為________形。
(4)用價層電子對互斥理論推斷甲醛中H—C—H的鍵角________(填“>”“<”或“＝”)120°。
微專題6　共價分子中鍵角大小的比較
【典例】　NH3＞PH3＞AsH3
解析　N、P、As屬于同一主族元素，其電負性N＞P＞As，因三種氫化物分子中的中心原子電負性逐漸減弱，則分子中成鍵電子對逐漸遠離中心原子，致使成鍵電子對的排斥降低，鍵角逐漸減小，即鍵角由大到小的順序為NH3＞PH3＞AsH3。
遷移應用
1.B　[四個選項中，鍵角最大的是直線形分子CO2，鍵角為180°；其次是平面三角形分子BF3，鍵角是120°；再次是正四面體形分子CH4，鍵角是109°28′；最小的是V形分子H2O，鍵角為104°30′。]
2.C　[由于電負性F＞Cl＞H，故鍵角的大小順序為NH3＞NCl3＞NF3。]
3.A　[PCl3是三角錐形的分子，其結構類似于氨氣，分子中三個共價鍵的鍵能、鍵長、鍵角都相等，A正確；NH3、PH3、AsH3中中心原子都是sp3雜化，都有1個孤電子對 ，NH3分子的中心原子N的電負性最大，成鍵電子對距離中心原子最近，鍵角最大，鍵角由大到小的順序為NH3>PH3>AsH3，B錯誤；CO2是直線形分子，鍵角是180°，C錯誤；PCl3是三角錐形的分子，PCl5分子中中心原子的價層電子對數＝5＋×(5－5×1)＝5，沒有孤電子對，是三角雙錐形結構，D錯誤。]
4.(1)大于
(2)H2O中氧原子有兩對孤電子對，H3O＋中氧原子有一對孤電子對，斥力較小
(3)大于　C===O鍵對C—C鍵的斥力大于C—O鍵對C—C鍵的斥力
解析　(1)BF3分子的空間結構為平面三角形，鍵角為120°；CCl4分子的空間結構為正四面體形，鍵角為109°28′。(2)H3O＋、H2O的中心原子的價電子對數均為4，H2O中O原子有兩對孤電子對，H3O＋中O原子有一對孤電子對，因為孤電子對間的斥力＞孤電子對與成鍵電子對間的斥力＞成鍵電子對間的斥力，導致H3O＋中H—O—H的鍵角比H2O中H—O—H的鍵角大。(3)由于雙鍵對單鍵的斥力大于單鍵對單鍵的斥力，故乙酸分子結構中鍵角1大于鍵角2。
課堂達標訓練
1.D　[CS2的中心C原子的價電子對數為＝2，不含孤電子對，CS2為直線形分子，A項錯誤；SnBr2的中心Sn原子的價電子對數為＝3，孤電子對數為1，SnBr2為V形，孤電子對對成鍵電子對的斥力大于成鍵電子對之間的斥力，所以SnBr2的鍵角小于120°，B項錯誤；BF3的中心B原子的價電子對數為＝3，不含孤電子對，BF3為平面三角形，C項錯誤；NH的中心N原子的價電子對數為＝4，不含孤電子對，NH為正四面體形，NH的鍵角等于109°28′，D項正確。]
2.D　[CO2中心原子價電子對為×(4＋0)＝2，中心C原子為sp雜化，為直線形分子；SO2中心原子價電子對數為×(6＋0)＝3，中心S原子為sp2雜化，有孤電子對，為V形分子，故A不選；BF3中心原子價電子對數為×(3＋3)＝3，中心B原子為sp2雜化，為平面三角形分子；NH3中心原子價電子對數為×(5＋3)＝4，中心N原子為sp3雜化，有孤電子對，為三角錐形分子，故B不選；PH3中心原子價電子對數為×(5＋3)＝4，中心P原子為sp3雜化，有孤電子對，為三角錐形分子；H2S中心原子價電子對數為×(6＋2)＝4，中心S原子為sp3雜化，有孤電子對，為V形分子，故C不選；CCl4中心原子價電子對數為×(4＋4)＝4，中心C原子為sp3雜化，沒有孤電子對，為正四面體形分子；NH中心原子價電子對數為×(5＋4－1)＝4，中心N原子為sp3雜化，沒有孤電子對，為正四面體形分子，故選D。]
3.D　[CH4和H3O＋原子數不同，A錯誤；NO和SO2原子數、價電子數均不同，B錯誤；O3和CO2價電子總數不同，C錯誤；N2和C原子數相同，價電子總數相同，D正確。]
4.B　[SO中心原子價電子對數＝3＋＝4，VSEPR模型是正四面體，由于參與成鍵的原子數是3個，所以SO的空間構型是三角錐形，故A不選；ClO中心原子價電子對數＝4＋＝4，VSEPR模型是正四面體，由于參與成鍵的原子數是4個，所以ClO的空間構型是正四面體形，故B選；NO中心原子價電子對數＝2＋＝3，VSEPR模型是平面三角形，由于參與成鍵的原子數是2個，所以NO的空間構型是V形，故C不選；ClO中心原子價電子對數＝3＋＝4，VSEPR模型是正四面體形，由于參與成鍵的原子數是3個，所以ClO的空間構型是三角錐形，故D不選。]
5.(1)H2S、NH
(2)CO(或BF3、SiO、SO3等)
(3)CO2(或N2O)　直線　(4)<
解析　(1)用S原子替換H2O中的O原子得等電子體H2S；用N原子替換H2O中的O原子且增加1個負電荷得等電子體NH。(2)用C原子或Si原子替換NO中的N原子，同時需增加1個負電荷得等電子體CO、SiO；用S原子替換NO中的N原子，同時需減掉1個負電荷得等電子體SO3；同理推出BF3與SO3為等電子體。(3)用2個O原子替換CN中的2個N原子，同時需去掉2個負電荷，得其等電子體CO2；用1個O原子替換CN中的1個C原子，同時需去掉2個負電荷得其另一等電子體N2O；由于CO2為直線形分子，故CN也是直線形分子。(4)甲醛分子中由于C===O與C—H之間的排斥作用大于2個C—H鍵之間的排斥作用，所以甲醛分子中C—H鍵與C—H鍵之間的夾角小于120°。(共12張PPT)
微專題　
6
共價分子中鍵角大小
專題4 分子空間結構與物質性質
第一單元 分子的空間結構
的比較
影響鍵角大小的因素主要有中心原子的雜化類型，中心原子孤電子對數，配位原子的電負性大小，中心原子的電負性大小等，這幾個影響鍵角的因素都是有條件的，在影響鍵角的能力方面也是有區別的。
(1)電子對斥力大小的順序
孤電子對之間的斥力＞孤電子對與成鍵電子對之間的斥力＞成鍵電子對之間的斥力。
這一斥力的順序是經常要考慮的，可以這樣理解這一斥力的順序：
成鍵電子對受到左、右兩端帶正電的原子核的吸引，而孤電子對只受到一端原子核的吸引，相比之下，孤電子對較“胖”，占據較大的空間，而成鍵電子對較“瘦”，占據較小的空間。
例如：CH4、NH3、H2O三種分子的中心原子價電子對數均為4，價電子對互斥模型均為正四面體形，CH4、NH3和H2O中的孤電子對數分別是0、1、2，故鍵角大小順序為CH4＞NH3＞H2O，圖示如下：
(2)雙鍵之間的斥力＞雙鍵與單鍵之間的斥力＞單鍵之間的斥力。
例如：SO2Cl2的價層電子對互斥模型為四面體形，因S===O是雙鍵，S—Cl是單鍵，依據斥力的大小順序判斷：
“∠O—S—O”＞109°28′
“∠Cl—S—Cl”＜“∠O—S—Cl”＜109°28′
(3)斥力大小順序：xw－xw＞xw－xs＞xs－xs
(其中x代表配位原子的電負性，下標w為弱，s為強)
例如：SO2F2中“∠F－S－F”為98°，而SO2Cl2中“∠Cl—S—Cl”為102°，后者鍵角較大的原因就是Cl的電負性小于F，Cl—S—Cl中價電子對的斥力大于F—S—F中價電子對的斥力，故SO2Cl2分子中鍵角大。
NH3＞PH3＞AsH3
解析　N、P、As屬于同一主族元素，其電負性N＞P＞As，因三種氫化物分子中的中心原子電負性逐漸減弱，則分子中成鍵電子對逐漸遠離中心原子，致使成鍵電子對的排斥降低，鍵角逐漸減小，即鍵角由大到小的順序為NH3＞PH3＞AsH3。
[構建模板]
鍵角大小比較的解題流程
B
1.下列分子中，鍵角最大的是(　　)
A.H2O B.CO2
C.BF3 D.CH4
解析　四個選項中，鍵角最大的是直線形分子CO2，鍵角為180°；其次是平面三角形分子BF3，鍵角是120°；再次是正四面體形分子CH4，鍵角是109°28′；最小的是V形分子H2O，鍵角為104°30′。
C
2.NH3、NF3、NCl3三種分子的中心原子相同，若周圍原子電負性大，則鍵角小。NH3、NF3、NCl3三種分子中，鍵角大小的順序正確的是(　　)
A.NH3>NF3>NCl3 B.NCl3>NF3>NH3
C.NH3>NCl3>NF3 D.NF3>NCl3>NH3
解析　由于電負性F＞Cl＞H，故鍵角的大小順序為NH3＞NCl3＞NF3。
A
3.(2023·揚州高二開學考試)用VSEPR模型可以判斷許多分子或離子的空間結構，有時也能用來推測鍵角大小，下列判斷正確的是(　　)
A.PCl3分子中三個共價鍵的鍵能、鍵長、鍵角都相等
B.NH3、PH3、AsH3鍵角由大到小的順序為AsH3>PH3>NH3
C.CO2分子的鍵角是120°
D.PCl3、PCl5都是三角錐形的分子
4.請回答下列問題。
(1)BF3中鍵角________(填“大于”或“小于”)CCl4中鍵角。
(2)H＋可與H2O形成H3O＋，H3O＋中H—O—H的鍵角比H2O中H—O—H的鍵角大，原因為_________________________________________________________
__________。
大于
H2O中氧原子有兩對孤電子對，H3O＋中氧原子有一對孤電子對，
斥力較小
解析　(1)BF3分子的空間結構為平面三角形，鍵角為120°；CCl4分子的空間結構為正四面體形，鍵角為109°28′。(2)H3O＋、H2O的中心原子的價電子對數均為4，H2O中O原子有兩對孤電子對，H3O＋中O原子有一對孤電子對，因為孤電子對間的斥力＞孤電子對與成鍵電子對間的斥力＞成鍵電子對間的斥力，導致H3O＋中H—O—H的鍵角比H2O中H—O—H的鍵角大。
大于
C===O鍵對C—C鍵的斥力大于C—O鍵對C—C鍵的斥力

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