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    2021版高考化学鲁科版一轮教师用书:第12章第2节 化学键与分子间作用力
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    2021版高考化学鲁科版一轮教师用书:第12章第2节 化学键与分子间作用力

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    第2节 化学键与分子间作用力

     

    考纲定位

    要点网络

    1.了解共价键的形成、极性、类型键和π),了解配位键的含义。

    2.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。

    3.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp1sp2sp3)

    4.能用价电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的立体构型。

    5.了解范德华力的含义及对物质性质的影响。

    6.了解氢键的含义,能列举存在氢键的物质,并能解释氢键对物质性质的影响。

     

    共价键及其键参数

    1共价键的实质与分类

    (1)共价键的本质与特征

    本质:在原子之间形成共用电子

    特征:具有方向性和饱和性。如OH形成2O—H 共价键且共价键夹角为105°

    (2)共价键的常见分类

    分类依据

    类型及特点

    形成共价键的原

    子轨道重叠方式

    σ

    原子轨道头碰头重叠

    π

    原子轨道肩并肩重叠

    形成共价键的电

    子对是否偏移 

    极性键

    共用电子发生偏移

    非极性键

    共用电子不发生偏移

    [拓展] 大π键的简介

    (1)简介:大π键一般是三个或更多个原子间形成的,是未杂化轨道中原子轨道肩并肩重叠形成的π键。

    (2)表达式:Π m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数。

    (3)一般判断:对于多电子的微粒,若中心原子的杂化不是sp3杂化,中心原子与配位原子可能形成大π键。

    (4)示例ΠCH2===CH—CH===CH2Π

    NOΠSO2ΠO3ΠCOΠ

    2共价键的键参数

    (1)定义

    键能:气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。

    键长:两个成键原子的原子核间的距离。

    键角:两个共价键之间的夹角。

    (2)键参数对分子性质的影响

    键能越,键长越,分子越稳定。

    (3)利用键能(E)计算ΔH的公式ΔHE(反应物)—E(生成物)

    命题点1 共价键分类及σπ键判断

    1.碳酸亚乙酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂,其结构如图所示。下列有关该物质的说法正确的是(  )

    A.分子式为C3H2O3

    B.分子中含6σ键,2π

    C.分子中只有极性键

    D.分子中的碳原子为sp3杂化

    A [分子中含8σ键和2π键,B错;分子中含有为非极性键,C错;分子中的Csp2杂化,D错。]

    2.已知N—NNNNN键能之比为1.002.174.90,而C—CCCCC键能之比为1.001.772.34。下列说法正确的是(  )

    Aσ键一定比π键稳定

    BN2较易发生加成

    C.乙烯、乙炔较易发生加成

    D.乙烯、乙炔中的π键比σ键稳定

    C [NNNNπ键比σ键稳定,难发生加成,CCCCπ键比σ键弱,较易发生加成。]

    3.计算1 mol下列微粒中σ键和π键数目(NA表示)

    (1)CO2________________

    (2)NCl3________ ________

    (3)COCl2()________________

    (4)[Cu(NH3)4]2________________

    (5)CN________________

    (6)C2H5OH________________

    (7)CH3CHO________________

    [答案] (1)2NA 2NA (2)3NA 0NA

    (3)3NA 1NA (4)16NA 0NA

    (5)1NA 2NA (6)8NA 0NA

    (7)6NA 1NA

    4(1)有以下物质:HFCl2H2ON2C2H4CH4H2H2O2HCN(HCN),只含有极性键的是________;只含有非极性键的是________;既有极性键,又有非极性键的是________;只有σ键的是________;既有σ键又有π键的是________;含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是________

    (2)GeC是同族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析,原因是

    ___________________________________________________________

    ___________________________________________________________

    (3)Π表示下列分子的Π键:SO2________NO________________

    [答案] (1)①③⑥⑨ ②④⑦ ⑤⑧ ①②③⑥⑦⑧ ④⑤⑨ 

    (2)Ge的原子半径大,原子间形成的σ单键较长,p­p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成π

    (3)Π Π Π

     

    σπ键深化理解

    (1)σπ键的计算方法:单键只有一个σ键;双键是一个σ键一个π键;叁键是一个σ键两个π键。

    (2)当成键原子半径越大,π键越难形成,如SiO难形成双键。

    (3)σ键与π键由于原子轨道的重叠程度不同从而导致了两者的稳定性不同,一般σ键比π键稳定,但N2π键较稳定。

    (4)并不是所有的共价键都有方向性,如s­s σ键没有方向性。

    (5)原子形成共价键时优先形成σ键。

    (6)配位键也属于σ键。

    命题点2 共价键的键参数及其应用

    5.下列说法中正确的是(  )

    A.分子的键长越长,键能越低,分子越稳定

    B.元素周期表中的第A(H)和第A族元素的原子间不能形成共价键

    C.水分子可表示为H—O—H,分子的键角为180°

    DH—O键键能为462.8 kJ·mol1,即18 g H2O分解成H2O2时,消耗能量为2×462.8 kJ

    [答案] B

    6.结合事实判断CON2相对更活泼的是________,试用下表中的键能数据解释其相对更活泼的原因:

    ___________________________________________________________

    ___________________________________________________________

    ___________________________________________________________

     

    CO

    C—O

    C=O

    CO

    键能/(kJ·mol1)

    357.7

    798.9

    1 071.9

    N2

    N—N

    N=N

    NN

    键能/(kJ·mol1)

    154.8

    418.4

    941.7

    [解析] 由断开CO的第一个化学键所需要的能量[1 071.9798.9273.0 (kJ·mol1)]比断开N2的第一个化学键所需要的能量[941.7418.4523.3(kJ·mol1)]小,可知CO相对更活泼。

    [答案] CO 断开CO的第一个化学键所需要的能量(273.0 kJ·mol1)比断开N2的第一个化学键所需要的能量(523.3 kJ·mol1)

    7.已知:P4(g)6Cl2(g)===4PCl3(g) ΔHa kJ·mol1P4(g)10Cl2(g)===4PCl5(g) ΔHb kJ·mol1P4具有正四面体结构,PCl5P—Cl键的键能为c kJ·mol1PCl3P—Cl键的键能为1.2c kJ·mol1。则Cl—Cl键的键能为________ kJ·mol1P—P键的键能为________ kJ·mol1

    [解析] 根据盖斯定律可得Cl2(g)PCl3(g)===PCl5(g) ΔH(ba)/4 kJ·mol1,故E(Cl—Cl)3×1.2c5cE(Cl—Cl) kJ·mol1

    a6E(P—P)6×12×1.2c

    可求E(P—P) kJ·mol1

    [答案]  

    分子的空间构型

    1.价电子对互斥理论及应用

    (1)理论要点

    价电子对在空间上彼此相距越远时,排斥力越小,体系的能量越低。

    孤电子对的排斥力较大,孤电子对越多,排斥力越强,键角越小

    H2O的键角小于CH4的键角。

    注意:价电子对数与电子对构型(VSEPR模型)的关系:2——直线形,3——平面三角形,4——四面体形。

    孤电子对间斥力>孤电子对与σ电子对的斥力电子对间斥力

    (2)价电子对的计算

     

     

    提醒:当有孤电子对时,电子对构型与微粒构型不同,若有孤对电子,判断微粒构型时可省略孤电子对的空间。如NH3的电子对构型为四面体形,而分子构型为三角锥形。

    (3)实例分析填表

    价电子对数

    σ键电子

    对数

    孤电

    子对数

    电子对

    空间构型

    (VSEPR

    模型)

    空间

    构型

    实例

    2

    2

    0

    直线形

    直线形

    CO2

    3

    3

    0

    平面三角形

    平面三角形

    BF3

    2

    1

    V

    SO2

    4

    4

    0

    四面体形

    正四面体形

    CH4

    3

    1

    三角锥形

    NH3

    2

    2

    V

    H2O

    3

    3

    0

    平面三角形

    平面三角形

    CO

    4

    4

    0

    四面体形

    正四面体形

    NH

    2.杂化轨道理论

    (1)当原子成键时,原子的价电子轨道相互混杂,形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同,轨道间的夹角不同,形成分子的空间结构不同。

    (2)杂化轨道的类型

    (3)实例分析

    杂化

    类型

    杂化轨

    道数目

    杂化轨道

    间夹角

    空间构型

    实例

    sp1

    2

    180°

    直线形

    BeCl2HCN

    sp2

    3

    120°

    平面三角形

    BF3CO

    sp3

    4

    109°28

    四面体形

    CH4NH

    3.等电子原理

    原子总数相同,价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征和立体构型,如N2COO3SO2N2OCO2CH4NH等。

    命题点1 分子或离子的立体构型与杂化类型

    1(2019·衡水模拟)用价电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型,有时也能用于推测键角大小,下列判断正确的是(  )

    ASO2CS2HI都是直线形的分子

    BBF3键角为120°SnBr2键角大于120°

    CCH2OBF3SO3都是平面三角形的分子

    DPCl3NH3PCl5都是三角锥形的分子

    C [A项,SO2V形;B项,SnBr2sp2杂化,中心原子有一对孤对电子,键角小于120°D项,PCl5不是三角锥形。]

    2.指出下列分子或离子的空间构型和中心原子的杂化类型

    (1)H2S__________CO2__________PH3__________PCl3__________BF3__________HCN__________HCHO________SO2________SOCl2__________COCl2________

    (2)NH________NO________SO__________ClO__________ClO________SiO________

    [答案] (1)V形、sp3 直线形、sp1 三角锥形、sp3 三角锥形、sp3 平面三角形、sp2 直线形、sp1 平面三角形、sp2 V形、sp2 三角锥形、sp3 平面三角形、sp2

    (2)正四面体形、sp3 V形、sp2 三角锥形、sp3 三角锥形、sp3 正四面体形、sp3 平面三角形、sp2

    3.分子中碳的杂化类型有___________________________________________________________

    氧的杂化类型有________,氮的杂化类型为________

    [答案] sp1sp2sp3 sp3 sp3

    4.乙醇中碳的杂化类型为________,乙醛中碳的杂化类型为________,乙酸中碳的杂化类型为________

    [答案] sp3 sp3sp2 sp3sp2

     

    五方法判断中心原子的杂化类型

    (1)根据杂化轨道的空间分布构型

    直线形—sp1平面三角形—sp2四面体形—sp3

    (2)根据杂化轨道间的夹角

    109°28—sp3120°—sp2180°—sp1

    (3)利用价电子对数确定三种杂化类型(适用于一个中心微粒XY)

    2—sp1杂化,3—sp2杂化,4—sp3杂化。

    (4)根据σ键数与孤电子对数(适用于结构式已知的微粒)

    C有机物:2σ—sp1,3σ—sp2,4σ—sp3

    N化合物:2σ—sp2,3σ—sp3

    O(S)化合物:2σ—sp3

    (5)根据等电子原理

    CO2是直线形分子,CNSNCO2是等电子体,所以分子构型均为直线形,中心原子均采用sp1杂化

    命题点2 键角比较

    5.比较下列分子或离子中的键角大小

    (1)比较大小

    BF3________NCl3H2O________CS2

    H2O________NH3________CH4SO3______SO

    H2O________H2SNCl3________PCl3

    NF3________NCl3PCl3________PBr3

    (2)分子中,键角HCO________(”“)HCH。理由是_________________________________

    [答案] (1)> < < < >

    > > < <

    (2)> π键斥力大于σ键斥力

     

    键角比较的三种思维模板

    (1)杂化类型不同sp1>sp2>sp3

    (2)

    (3)在同一分子中,π键电子斥力大,键角大。

    命题点3 等电子原理及其应用

    6(1)写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子________

    (2)根据等电子原理,仅由第2周期元素形成的共价分子中,互为等电子体的是________________________________

    (3)在短周期元素组成的物质中,与NO互为等电子体的分子有________________

    (4)H2O互为等电子体的一种阳离子为________(填化学式),阴离子为________

    (5)OH互为等电子体的一种分子为________(填化学式)

    (6)SO3互为等电子体的阴离子为________

    (7)N2互为等电子体的分子是________,阴离子是________,阳离子是________

    (8)CO等电子体的离子为______,分子为______

    (9)SO等电子体的离子为______,分子为______

    [答案] (1)CO2SCN(COS) (2)N2 CO N2O CO2 (3)SO2 O3 (4)H2F NH (5)HF  (6)CO(NO) (7)CO CN(C) NO  (8)NO SO3 (9)POClO CCl4

     

    常见的等电子体

    微粒

    通式

    价电子总数

    空间构型

    CO2CNSNON

    AX2

    16

    直线形

    CONOSO3

    AX3

    24

    平面三角形

    SO2O3NO

    AX2

    18

    V

    CCl4SO

    POClO

    AX4

    32

    正四面体形

    POSOClO

    AX3

    26

    三角锥形

    CCON2CN

    AX

    10

    直线形

    CH4NHSiH4

    AX4

    8

    正四面体形

    NH3PH3H3O

    AX3

    8

    三角锥形

     

     

    配位键 分子间作用力及性质

    1配位键和配合物

    (1)配位键

    孤对电子:分子或离子中没有与其他原子共用的电子对。

    配位键:由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的共价键。即电子对给予­接受键。

    配位键的表示方法:如ABA表示提供孤对电子的原子,B表示接受孤对电子的空轨道的原子。

    (2)配位化合物

    概念:由金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物。

    配合物的组成

    [Cu(NH3)4]SO4

    a.配体有孤对电子,如H2ONH3COFClCN等。

    b.中心原子有空轨道,如Fe3Cu2Zn2Ag等。

    注意:当配体中有两种提供孤对电子的原子时,电负性小的为配位原子。如CO中的CCN中的C等。

    2分子间作用力

    (1)概念:物质分子之间普遍存在的相互作用力,称为分子间作用力。

    (2)分类:分子间作用力最常见的是范德华力氢键

    (3)强弱:范德华力<氢键<化学键。

    (4)范德华力:范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强,物质的熔点、沸点越高,硬度越大。一般来说,组成和结构相似的物质,随着相对分子质量的增加,范德华力逐渐增大;分子的极性越大,范德华力也越大。

    (5)氢键

    形成:已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个电负性很大的原子之间的作用力,称为氢键。

    表示方法X—HY

    aXY为电负性很强的原子,一般为NOF三种元素的原子。

    bXY可以相同,也可以不同。

    特征:具有一定的饱和性和方向性。如在冰中每个H2O分子周围四面体的4个方向形成4个氢键。

    分类:氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。其中分子间氢键主要表现为使物质的熔、沸点升高,对电离和溶解度等产生影响。

    形成分子内氢键,形成分子间氢键,前者熔沸点较低。

    强弱影响:X—HYAB的电负性越强,氢键越强。如F—HF>O—HO>N—HN

    3分子的性质

    (1)分子的极性

    (2)分子溶解性

    ①“相似相溶的规律:非极性溶质一般能溶于非极性溶剂,极性溶质一般能溶于极性溶剂。若能形成氢键,则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好,如NH3极易溶于水。

    ②“相似相溶还适用于分子结构的相似性,如乙醇和水互溶(C2H5OHH2O中的羟基相近),而戊醇在水中的溶解度明显减小。

    分子与H2O反应,也能促进分子在水中的溶解度,如SO2NO2

    (3)分子的手性

    手性异构:具有完全相同的组成和原子排列的一对分子,如同左手与右手一样互为镜像,在三维空间里不能重叠的现象。

    手性分子:具有手性碳原子的分子。

    手性碳原子:在有机物分子中,连有四个不同的原子或基团的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子,

    (4)无机含氧酸分子的酸性

    无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn,如果成酸元素R相同,则n值越大,R的正电性越高,导致R—O—HO的电子向R偏移,在水分子的作用下越易电离出H,酸性越强,如酸性:HClO<HClO2<HClO3<HClO4

    命题点1 配位键与配合物

    1.对于K3[Fe(CN)6]配合物中含有的化学键有__________________,其中配离子的结构简式为__________,配体的电子式为________,配位原子是________1 mol [Fe(CN)6]3中含有σ键的数目为________,配体中提供孤对电子的原子是________

    [答案] 离子键、共价键、配位键 [Fe(CN)6]3

     C 12NA C

    2(1)往硫酸铜溶液中加入过量氨水,可生成[Cu(NH3)4]2配离子。已知NF3NH3的空间构型都是三角锥形,但NF3不易与Cu2形成配离子,其原因是____________________________________

    (2)CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2。不考虑空间构型,[Cu(OH)4]2的结构可用示意图表示为

    ___________________________________________________________

    [解析] (1)NFH三种元素的电负性:F>N>H,所以NH3中共用电子对偏向氮原子,而在NF3中,共用电子对偏向氟原子,偏离氮原子。(2)Cu2中存在空轨道,而OH中氧原子有孤对电子,故OCu之间以配位键结合。

    [答案] (1)NFH三种元素的电负性:F>N>H,在NF3中,共用电子对偏向氟原子,偏离氮原子,使得氮原子上的孤对电子难与Cu2形成配位键

    (2)

    3.配位化学创始人维尔纳发现,取CoCl3·6NH3(黄色)CoCl3·5NH3(紫红色)CoCl3·4NH3(绿色)CoCl3·4NH3(紫色)四种化合物各1 mol,分别溶于水,加入足量硝酸银溶液,立即产生氯化银,沉淀的量分别为3 mol2 mol1 mol1 mol。上述配合物中,中心离子的配位数均为6

    请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。

    CoCl3·6NH3________________

    CoCl3·5NH3________________

    CoCl3·4NH3(绿色和紫色)________________

    [解析] 由题意知,四种络合物中的自由Cl分别为3211,则它们的化学式分别为[Co(NH3)6]Cl3[Co(NH3)5Cl]Cl2[Co(NH3)4Cl2]Cl

    [答案] [Co(NH3)6]Cl3 [Co(NH3)5Cl]Cl2

    [Co(NH3)4Cl2]Cl

     

    配合物的电离问题

    (1)一般含内界与外界的配合物在水中内界与外界易发生电离分开。

    (2)内界中配离子一般难电离。

    命题点2 分子间作用力与分子的性质

    4.下列有关氢键的说法正确的是(  )

    D [HF溶液中HFHFH2OH2OHFH2O之间均存在氢键,氢键类型有如下4种:F—HFF—HOO—HFO—HOA项错误;形成分子间氢键,而形成分子内氢键,分子间氢键使分子间作用力增大,故的沸点比的高,B项错误;H2O的稳定性高,是因为水分子中H—O键的键能大,而氢键影响物理性质,C项错误;相对于,苯环上多了一个—COO,羟基上与氧结合的氢原子能与羧基上氧原子形成氢键,使其更难电离出HD项正确。]

    5.按要求回答下列问题:

    (1)HCHO分子的空间构型为________形,它加成产物的熔、沸点比CH4的熔、沸点高,其主要原因是(须指明加成产物是何物质) ___________________________________________________

    (2)S位于周期表中第________族,该族元素氢化物中,H2TeH2S沸点高的原因是______________________________________

    H2OH2Te沸点高的原因是___________________________

    (3)有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷。硅烷的沸点与相对分子质量的关系如图所示,呈现这种变化的原因是

    ___________________________________________________________

    (4)氨是一种易液化的气体,请简述其易液化的原因:

    ___________________________________________________________

    (5)硫的氢化物在乙醇中的溶解度小于氧的氢化物的原因是___________________________________________________________

    (6)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,其催化的一个实例如下图所示。化合物乙的沸点明显高于化合物甲,主要原因是_____________________

    [答案] (1)平面三角 加成产物CH3OH分子之间能形成氢键

    (2)A 两者均为分子晶体且结构相似,H2Te相对分子质量比H2S大,分子间作用力更强 两者均为分子晶体,H2O分子中存在氢键

    (3)硅烷为分子晶体,随相对分子质量增大,分子间作用力增强,熔、沸点升高

    (4)氨分子间存在氢键,分子间作用力大,因而易液化

    (5)H2O与乙醇分子间形成氢键

    (6)化合物乙分子间形成氢键

    6(2019·开封模拟)(1)如图所示是H2O2的空间构型,H2O2分子中每个氧原子都是________杂化,H2O2________(极性非极性)分子。

    (2)已知高碘酸有两种形式,化学式分别为H5IO6()HIO4,前者为五元酸,后者为一元酸。请比较二者酸性强弱:H5IO6________(>”“<)HIO4。依据是_____________

    (3)已知:含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系一般为弱酸-0,中强酸-1,强酸-2,很强酸-3

    亚磷酸H3PO3和亚砷酸H3AsO3分子式相似,但它们的酸性差别很大,H3PO3是中强酸,H3AsO3既有弱酸性又有弱碱性。由此可推出它们的结构简式分别为______________________________

    [答案] (1)sp3 极性 (2)< HIO4中非羟基氧较多

    (3)

    7(2019·黑龙江五校联考)(1)丙酸钠(CH3CH2COONa)和氨基乙酸钠均能水解,水解产物有丙酸(CH3CH2COOH)和氨基乙酸(H2NCH2COOH)H2NCH2COOHN原子的杂化轨道类型为________杂化,C原子的杂化轨道类型为________杂化。常温下丙酸为液体,而氨基乙酸为固体,主要原因是____________________

    (2)H2SH2O2的主要物理性质如表所示:

     

    熔点/K

    沸点/K

    水中的溶解度(标准状况)

    H2S

    187

    202

    2.6

    H2O2

    272

    423

    以任意比互溶

    H2SH2O2的相对分子质量基本相同,造成上述物理性质差异的主要原因是____________________________________________

    [解析] (1)H2NCH2COOHN原子上有3对成键电子和1对孤对电子,故为sp3杂化;H2NCH2COOH—CH2C原子为sp3杂化,羧基上C原子为sp2杂化。分子间氢键能影响物质的熔、沸点。

    [答案] (1)sp3 sp3sp2 羧基的存在使丙酸形成分子间氢键,而氨基乙酸分子中,羧基和氨基均能形成分子间氢键

    (2)H2O2分子间易形成氢键又能与H2O分子间形成氢键,故H2O2沸点较高,易溶于水

    8.指出下列分子的空间结构和分子极性

    (1)CS2________________

    (2)NCl3________________

    (3)HCHO________________

    (4)SO2________________

    (5)SO3________________

    (6)CH3Cl________________

    (7)CCl4________________

    (8)SCO________________

    [答案] (1)直线形非极性分子 

    (2)三角锥形极性分子

    (3)平面三角形极性分子 (4)V极性分子

    (5)平面正三角形非极性分子 (6)四面体形极性分子

    (7)正四面体形,非极性分子 (8)直线形,极性分子

     

    分子极性判断

    (1)共价键的极性与分子极性的关系

    (2)判断ABn型分子极性的经验规律

    若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数,则为非极性分子,若不等则为极性分子。如SO2为极性分子,SO3为非极性分子。

    1(1)(2019·全国卷,节选)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,分子中氮、碳的杂化类型分别是______________。乙二胺能与Mg2Cu2等金属离子形成稳定环状离子,其原因是__________________________________,其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是________(Mg2Cu2)

    (2)(2019·全国卷,节选)元素AsN同族。预测As的氢化物分子的立体结构为________,其沸点比NH3________(),其判断理由是__________________

    (3)(2019·全国卷,节选)FeCl3中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为________________,其中Fe的配位数为________

    [解析] (1)乙二胺中NC原子价电子对数均为4,均采用sp3方式杂化。乙二胺中氮原子有孤对电子,Mg2Cu2存在空轨道,两者易形成配位键。由于半径Cu2>Mg2Cu2的配位数比Mg2大,故乙二胺与Cu2形成的配合物更稳定。

    (3)在蒸汽状态下FeCl3以双聚分子存在,即分子式为Fe2Cl6;每个Fe原子与3Cl原子形成共价键,还可以提供空轨道与另1Cl原子提供的孤对电子形成配位键,结构式可表示为;由结构式可知,Fe的配位数为4

    [答案] (1)sp3 sp3 乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键 Cu2

    (2)三角锥形 低 NH3分子间存在氢键

    (3)  4

    2(1)(2018·全国卷,节选)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间构型是________、中心原子的杂化形式为________LiAlH4中,存在______(填标号)

    A.离子键       Bσ

    Cπ   D.氢键

    (2)(2018·全国卷,节选)根据价电子对互斥理论,H2SSO2SO3的气态分子中,中心原子价电子对数不同于其他分子的是________

    气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的立体构型为________形,其中共价键的类型有________种;固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为________

    (3)(2018·全国卷,节选)ZnF2具有较高的熔点(872 ),其化学键类型是________ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2ZnBr2ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是________________

    《中华本草》等中医典籍中,记载了炉甘石(ZnCO3)入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中,阴离子空间构型为________C原子的杂化形式为________

    [解析] (1)[AlH4]Al采用sp3杂化,呈正四面体构型。四氢铝锂中存在离子键、配位键和共价键,配位键也是σ键。

    (2)价电子对数包括成键电子对数和孤对电子数,H2SS的成键电子对数为2,孤对电子数为2,故价电子对数为4(或价电子对数为4),同理,SO2S的价电子对数为3SO3S的价电子对数为3H2SS的价电子对数不同于SO2SO3气态SO3为单分子,分子中S无孤对电子,其分子的立体构型为平面三角形,SO之间形成双键,故共价键有σ键和π键两种。固态SO3为三聚分子,分子中每个S4O成键,S无孤对电子,故原子的杂化轨道类型为sp3

    (3)根据ZnF2晶体的熔点较高可知,ZnF2为离子晶体,含有离子键,而ZnCl2ZnBr2ZnI2的化学键以共价键为主、极性较小,故能够溶解在有机溶剂中。CO中碳原子的价电子对数为3,中心碳原子采取sp2杂化,故CO的空间构型为平面三角形。

    [答案] (1)正四面体 sp3 AB (2)H2S 平面三角 2 sp3 (3)离子键 ZnF2为离子化合物,ZnCl2ZnBr2ZnI2的化学键以共价键为主、极性较小

    平面三角形 sp2

    3(2017·全国卷T35(3))X射线衍射测得化合物R的晶体结构,其局部结构如图所示。

    (1)从结构角度分析,R中两种阳离子的相同之处为________,不同之处为________(填标号)

    A.中心原子的杂化轨道类型

    B.中心原子的价电子对数

    C.立体结构

    D.共价键类型

    (2)R中阴离子N中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号Π表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为),则N中的大π键应表示为________

    (3)图中虚线代表氢键,其表示式为(NH)N—HCl________________________________

    [解析] (1)R中两种阳离子分别为H3ONHA选项,两种阳离子中心原子的杂化轨道类型均为sp3,所以两者相同;B选项,H3O中心原子的价电子对数为(631)/24NH中心原子的价电子对数为(541)/24,所以两者相同;C选项,H3ONH的立体结构分别为三角锥形和正四面体形,所以两者不同;D选项,H3ONH均含有极性共价键和配位键,所以两者相同。

    (2)由题给图示可知,NN之间形成5N—N键,因此有5σ键。N中有5个氮原子参与形成大π键,每个N原子与其他2N原子形成共价键,每个N原子还可以提供1个电子参与大π键的形成,加上得到的1个电子,共有6个电子参与形成大π键,因此N中的大π键可表示为

    (3)根据题给表示式可知,除表示出形成氢键的原子外,还要表示出形成氢键的原子所在的原子团和该原子在原子团中的成键情况,因此氢键的表示式为(NH)N—HCl(H3O)O—HN(N)(NH)N—HN(N)

    [答案] (1)ABD C (2)5 Π

    (3)(H3O)O—HN(N)

    (NH)N—HN(N)

     

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