扩展八隅体与超价分子构型演示

实验目的

认识扩展八隅体，会判断 PCl5、SF6、XeF2、XeF4 等的空间构型。

实验原理

PCl₅ 中 P 周围有 5 对成键电子对，共 10 个电子，为三角双锥形；SF₆ 中 S 周围有 6 对，共 12 个电子，为正八面体形。XeF₂ 价层电子对数为 5（2 对成键、3 对孤电子对），分子为直线形；XeF₄ 价层电子对数为 6（4 对成键、2 对孤电子对），分子为平面正方形。

实验器材

• PCl₅ 分子模型
• SF₆ 分子模型
• XeF₂ 分子模型
• XeF₄ 分子模型
• 成键电子对与孤电子对

实验步骤

1. 先观察遵守八隅体规则的分子，如 CH₄、H₂O
2. 切换到 PCl₅、SF₆，数出中心原子周围的电子数
3. 切换到 XeF₂、XeF₄，数出成键对和孤电子对
4. 写出各分子的 VSEPR 模型
5. 略去孤电子对，写出分子空间构型

实验现象与结论

PCl₅ 中心原子周围有 10 个电子，SF₆ 有 12 个，都超过 8 个。五对电子的 VSEPR 模型为三角双锥形，六对电子为正八面体形。XeF₂ 因含 3 对孤电子对而呈直线形，XeF₄ 因含 2 对孤电子对而呈平面正方形。

常见问题

为什么第二周期元素一般不能超过 8 个电子？

第二周期元素价层只有 2s、2p 四个轨道，最多容纳 8 个电子。

高考或学业水平考试要求掌握扩展八隅体吗？

多数教材不作要求，属于拓展内容，可用于加深对 VSEPR 的理解。