
CO2、CH4、BF3都是非极性分子,HF、H2O、NH3都是极性分子,由此推测ABn型分子是非极性分子的经验规律正确的是( )。 A. 所有原子在同一平面 B. 分子中每个键的键长应相等 C. 在ABn中A原子没有孤对电子 D. A的相对原子质量小于B
ABₙ型分子的极性取决于中心原子是否存在孤对电子。题目中CO₂、CH₄、BF₃的中心原子(C、C、B)均无孤对电子,分子结构对称(直线形、正四面体、平面三角形),正负电荷中心重合,因此是非极性分子;而HF、H₂O、NH₃的中心原子(F、O、N)存在孤对电子,结构不对称(折线形、三角锥形),导致分子极性。
从理论依据看,文献明确提出“孤对电子法”:若中心原子A无孤对电子,分子为非极性;反之则为极性。例如CH₄中C原子4个价电子全部成键,无孤对电子,形成正四面体对称结构;而NH₃中N原子有1对孤对电子,导致三角锥形结构不对称。这一规律也与价电子对互斥理论(VSEPR)一致,孤对电子的存在会破坏分子对称性,使偶极矩不为零。
其他选项存在明显反例:A项“所有原子在同一平面”不成立,如CH₄是正四面体结构(非平面)但为非极性分子;B项“键长相等”错误,如CO₂中C=O键长相等,但SO₂键长相等却是极性分子(因中心S有孤对电子);D项“相对原子质量”无关,如C(12)与H(1)形成的CH₄为非极性,而N(14)与H(1)形成的NH₃为极性。
结论:ABₙ型分子是非极性分子的关键判据是中心原子A没有孤对电子,即选项C。这一规律既符合价电子成键理论,也与分子对称性直接相关,是判断分子极性最本质的经验规律。