《2025年同步练习册人民教育出版社高中化学选择性必修第二册人教版》

【自主思考1】五原子分子都是正四面体形结构吗？

答案： 提示 不是。如CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃等，虽为四面体形结构，但因为碳原子所连的四个原子不相同，使四个键的键长、键角不全相等等，所以并不是正四面体形结构。

在自然界中，花朵、蝴蝶、冰晶、彩虹等诸多现象与物质展现出规则与和谐的美。科学巨匠爱因斯坦曾感叹：在宇宙的秩序与和谐面前，人类不能不从内心里发出赞叹，激起无限的好奇。实际上，宏观世界的和谐源于微观的规则与对称。同样，分子中的原子不是杂乱无章地堆积在一起，而是按照一定规律结合的整体，使分子在空间呈现出一定的几何形状(即空间结构)，如下图是一些精美的分子结构图片。
结合课本知识回答下列问题：

1. 四原子分子都是平面三角形或三角锥形吗？空间结构相同的分子，其键角完全相同吗？
2. 科学家研制出有望成为高效火箭推进剂的N(NO₂)₃(如图所示)。已知该分子中N—N—N的键角都是108.1°。试推测四个氮原子围成的空间结构是不是正四面体形。

3. 分子的空间结构与化学式有必然联系吗？
4. 分子的稳定性与分子的空间结构有关系吗？

答案： 提示 不是，如H₂O₂分子的结构类似于一本打开的书，两个氧原子在两页书的交接处，两个氢原子分别在翻开的书的两页上，如白磷(P₄)分子为正四面体形。不一定，如P₄和CH₄均为正四面体形，但P₄的键角是60°，CH₄的键角为109°28′。
@@提示 不是。因为N—N—N的键角都是108.1°，所以四个氮原子围成的空间结构不是正四面体形，而是三角锥形。
@@提示 没有。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型分子最常见的是正四面体形分子。
@@提示 分子的稳定性与分子的空间结构有关。如环己烷有船式和椅式两种空间结构，其中椅式结构更稳定。