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键角大小比较反常:三氯化磷大于三氟化磷

[2025湖北新八校2月卷]8. 从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列对事实的解释错误的是

选项

事实

解释

A

甘油是黏稠液体

甘油分子间存在氢键

B

键角PH3<PF3

成键电子对离P越远,成键电子对间的斥力一定越小

C

乙醛羟醛缩合反应的产物为CH3CH=CHCHO而不是CH2=CHCH2CHO

碳碳双键和碳氧双键形成π-π共轭体系,能量更低

D

Au、Pt不溶于浓硝酸而溶于王水

Cl作为配体形成配合物,增强了Au、Pt的还原性

A.A              B. B                C. C             D. D

【答案】B

【详解】A.甘油的分子间可以形成氢键,增加了其黏稠度,A正确;

B.PH3、PF3中心原子均为sp3杂化,且有一个孤电子对,PH3中,H的电负性较低,成键电子对更靠近P原子。孤对电子与成键电子对的斥力占主导,导致键角被压缩至约93.5°。

PF3中,F的电负性极高,成键电子对被强烈拉向F原子,使其远离中心P原子。此时,成键电子对之间的斥力相对增强(或孤对电子的排斥减弱),键角增大至约96.3°。,B错误;

C.碳碳双键和碳氧双键形成π-π共轭体系,能量更低,所以乙醛羟缩合反应的产物为CH3CH=CHCHO而不是CH2=CHCH2CHO,C正确;

D.王水中的氯离子可以与金和铂形成配合物,使其溶解,增强了Au、Pt的还原性,从而使Au、Pt溶于王水,D正确;

故选B。


键角大小比较反常:三氯化磷大于三氟化磷


根据VSEPR理论和实际键角数据,PF3的键角比PH3更大。以下是具体分析:

1.分子结构与孤对电子:

PH3和PF3的中心原子均为磷(P),价电子层均存在四个电子对(三个成键电子对和一个孤对电子),因此分子几何形状均为三角锥形。孤对电子对成键电子对有排斥作用,导致键角小于理想四面体的109.5°。

2.配位原子电负性的影响:

PH3中,H的电负性较低,成键电子对更靠近P原子。孤对电子与成键电子对的斥力占主导,导致键角被压缩至约93.5°。

PF3中,F的电负性极高,成键电子对被强烈拉向F原子,使其远离中心P原子。此时,成键电子对之间的斥力相对增强(或孤对电子的排斥减弱),键角增大至约96.3°。

3.键角比较结论:

由于F的高电负性使成键电子对远离中心原子,减弱了孤对电子的压缩效应,PF3的键角(约96.3°)大于PH3的键角(约93.5°)。


根据VSEPR理论和实际键角数据,PCl3的键角比PF3更大。以下是具体分析:

1.分子结构与孤对电子

PCl3和PF3均为磷(P)的三角锥形分子,中心P原子有三个成键电子对和一个孤对电子。孤对电子对成键电子对有排斥作用,导致键角小于理想四面体的109.5°。

2.影响键角的关键因素

电负性差异:

F的电负性(4.0)远高于Cl(3.0)。在PF3中,F强烈吸引成键电子对,使其远离P原子,导致成键电子对间的排斥减弱,孤对电子的压缩效应更显著(键角≈96.3°)。

Cl的电负性较低,成键电子对更靠近P原子,但Cl的原子半径显著大于F(Cl: 0.99 Å,F: 0.64 Å)。较大的Cl原子导致成键电子对间的空间排斥增强,从而部分抵消孤对电子的压缩效应(键角≈100.3°)。

原子体积的竞争效应:

在PCl3中,Cl的大体积使成键电子对之间的空间排斥成为主导因素,显著增大了键角;而在PF3中,F的高电负性削弱了成键电子对的排斥作用,孤对电子的影响更明显。

3.实验数据验证

PF3键角:约96.3°

PCl3键角:约100.3°

实际数据明确显示,PCl3的键角更大。

结论:虽然F的高电负性在PH3与PF3的比较中起主导作用(PF3键角更大),但在PCl3与PF3的比较中,Cl的大原子体积导致成键电子对间的排斥增强,最终使PCl3的键角大于PF3

答案:PCl3的键角更大。

(责任编辑:化学自习室)
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