Question

19．下列分子構(gòu)型呈正四面體結(jié)構(gòu)的是①③⑤．
①P₄  ②NH₃  ③CCl₄ ④金剛石 ⑤CH₄  ⑥SiO₂ ⑦H₂O  ⑧CO₂．

Answer 1

分析 分子或離子的結(jié)構(gòu)可以根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定，價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)，σ鍵個(gè)數(shù)=配原子個(gè)數(shù)，孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=$\frac{1}{2}$×（a-xb），a指中心原子價(jià)電子個(gè)數(shù)，x指配原子個(gè)數(shù)，b指配原子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)需要的電子個(gè)數(shù)，；常見(jiàn)的單質(zhì)可以根據(jù)其結(jié)構(gòu)圖分析．
①P₄分子構(gòu)型為正四面體；　
②NH₃分子中的氮原子sp³雜化，有一個(gè)雜化軌道容納弧對(duì)電子對(duì)；　
③CCl₄分子中碳原子sp³雜化，沒(méi)有弧對(duì)電子對(duì)；　
④金剛石中每個(gè)碳原子和4個(gè)碳原子以σ鍵相結(jié)合，且沒(méi)有孤對(duì)電子，所以每個(gè)碳原子的價(jià)層電子對(duì)是4，則碳原子采取sp³雜化，構(gòu)型為正四面體，但無(wú)分子存在；
⑤CH₄分子中碳原子sp³雜化，沒(méi)有弧對(duì)電子對(duì)；　
⑥SiO₂是空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，一個(gè)Si原子周?chē)�連有4個(gè)O原子，Si原子原子核外最外層有4個(gè)電子，恰好與氧原子形成4個(gè)σ鍵，無(wú)孤對(duì)電子，而雜化軌道用于形成σ鍵和容納孤對(duì)電子，故SiO₂中Si的雜化類(lèi)型是sp³雜化，構(gòu)型為正四面體，但無(wú)分子存在；
⑦H₂O分子中氧原子sp³雜化，有兩對(duì)弧對(duì)電子對(duì)；　
⑧CO₂分子中碳原子sp雜化．

解答 解：①P₄ 為分子晶體，其分子結(jié)構(gòu)為，為正四面體結(jié)構(gòu)，故①正確；
②氨氣分子中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+$\frac{1}{2}$（5-3×1）=4，所以氮原子雜化方式是sp³，因?yàn)楹�有一個(gè)孤電子對(duì)，所以是三角錐型結(jié)構(gòu)，
故②錯(cuò)誤；
③CCl₄中中心原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)為4，為四面體結(jié)構(gòu)，4個(gè)共價(jià)鍵完全相同，是正四面體，故③正確；
④金剛石中每個(gè)碳原子和4個(gè)碳原子以σ鍵相結(jié)合，且沒(méi)有孤對(duì)電子，碳原子采取sp³雜化，構(gòu)型為正四面體結(jié)構(gòu)，金剛石的結(jié)構(gòu)為，但是金剛石為原子晶體，不存在分子，故④錯(cuò)誤；
⑤CH₄中中心原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)為4，4個(gè)共價(jià)鍵完全相同，碳原子采用sp³雜化，則其分子結(jié)構(gòu)為四面體結(jié)構(gòu)，故⑤正確；
⑥SiO₂晶體結(jié)構(gòu)，二氧化硅晶體中存在四面體結(jié)構(gòu)單元，每個(gè)硅原子能構(gòu)成四個(gè)共價(jià)鍵，每個(gè)氧原子能形成2個(gè)共價(jià)鍵，Si處于中心，O處于4個(gè)頂角，但是二氧化硅晶體為原子晶體，不存在分子，故⑥錯(cuò)誤；
⑦H₂O中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=2+$\frac{1}{2}$×（6-2×1）=4，所以O(shè)原子采用sp³雜化，有兩對(duì)弧對(duì)電子對(duì)，所以分子構(gòu)型為V型，故⑦錯(cuò)誤；　
⑧CO₂分子碳原子的價(jià)層電子對(duì)是2，一個(gè)CO₂分子中含有2個(gè)π鍵，C原子雜化軌道數(shù)=σ鍵數(shù)+孤對(duì)電子對(duì)數(shù)=2+0=2，所以碳原子采用SP雜化，所以分子構(gòu)型為直線(xiàn)型，故⑧錯(cuò)誤；
故答案為：①③⑤．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了分子的空間構(gòu)型的判斷，注意把握價(jià)層電子對(duì)互斥理論的應(yīng)用，明確晶體結(jié)構(gòu)是解此題關(guān)鍵，注意理解熟記常見(jiàn)分子的空間構(gòu)型，題目難度中等．