内容正文:
二轮强化(二) 分子的空间结构与杂化
目 录
1
真题集训——明考向
2
分类例析——建模型
01
真题集训——明考向
答案:B
中心N原子为sp3杂化,与中心N原子直接相连的N原子为sp2杂化,与端位N原子直接相连的N原子为sp杂化,端位N原子为sp2杂化,则N原子的杂化方式有3种,B错误;
中心N原子为sp3杂化,则其空间结构为四面体形,C正确;
答案:A
解析: CH4和H2O的中心原子的价层电子对数均为4,故CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体形,A正确;
XeF2、XeO2中Xe的孤电子对数不同,F、O的电负性不同,故成键电子对间的排斥力不同,键角不相等,D错误。
3.(2023·全国新课标卷)一种可吸附甲醇的材料,其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl,部分晶体结构如下图所示,其中[C(NH2)3]+为平面结构。
下列说法正确的是( )
A.该晶体中存在N—H…O氢键
B.基态原子的第一电离能:C<N<O
C.基态原子未成对电子数:B<C<O<N
D.晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同
答案:A
解析:从结构图可看出,该晶体中存在N—H…O氢键,A正确;
N的价电子排布式为2s22p3,2p能级处于半满稳定状态,其第一电离能大于O,B错误;
根据B(1s22s22p1)、C(1s22s22p2)、O(1s22s22p4)、N(1s22s22p3)的电子排布式,可知其未成对电子数分别为1、2、2、3,C错误;
该晶体中B、O原子轨道的杂化类型均为sp3,[C(NH2)3]+为平面结构,则其中N的杂化类型为sp2,D错误。
4.(2023·浙江选考·节选)氮的化合物种类繁多,应用广泛。
请回答:
与碳氢化合物类似,N、H两元素之间也可以形成氮烷、氮烯。
(1)下列说法不正确的是____________。
A.能量最低的激发态N原子的电子排布式:1s22s12p33s1
B.化学键中离子键成分的百分数:Ca3N2>Mg3N2
C.最简单的氮烯分子式:N2H2
D.氮烷中N原子的杂化方式都是sp3
(2)氮和氢形成的无环氮多烯,设分子中氮原子数为n,双键数为m,其分子式通式为______________________。
(3)给出H+的能力:NH3________[CuNH3]2+(填“>”或“<”),理由是__________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________。
解析:(1)2p能级上一个电子跃迁到3s能级,电子排布式为1s22s22p23s1,其能量低于1s22s12p33s1的激发态,故A错误;钙的金属性比镁的金属性强,则化学键中离子键成分的百分数:Ca3N2>Mg3N2,故B正确;氮有三个价键,最简单的氮烯即含一个氮氮双键,另一个价键与氢结合,则其分子式为N2H2,故C正确;氮烷中N原子有一个孤电子对,有三个价键,则氮原子的杂化方式都是sp3,故D正确。
(3)[CuNH3]2+形成配位键后,由于Cu对电子的吸引,使得电子云向铜偏移,进一步使氮氢键的极性变大,故其更易断裂,因此给出H+的能力:NH3<[CuNH3]2+。
靶定高考
分子空间结构和中心原子杂化类型的判断,在高考试题中通常借助一些陌生物质作为载体呈现。主要的考查点有:中心原子的价层电子对数计算;通过价层电子对数和孤电子对数判断分子的空间结构;通过价层电子对数(即杂化轨道数)判断原子的杂化类型。
02
分类例析——建模型
类型(一) 杂化类型的判断
1.中学化学常见的杂化轨道的类型
杂化类型 sp sp2 sp3
参与杂化的原子轨道 1个s+1个p 1个s+2个p 1个s+3个p
杂化轨道数 2个sp杂化轨道 3个sp2杂化轨道 4个sp3杂化轨道
轨道夹角 180° 120° 109°28′
空间结构 直线形 正三角形 正四面体形
2.s-p杂化轨道和简单分子空间结构的关系
(1)对AXm类型的分子来说,当中心原子无孤电子对时,分子空间结构和杂化轨道的空间结构相同,当中心原子有孤电子对时,分子空间结构和杂化轨道的空间结构不一致。中学化学常见分子结构见下表。
杂化方式 sp sp2 sp2不等性杂化 sp3 sp3不等性杂化
轨道
夹角 180° 120° <120° 109°