内容正文:
专题四 分子空间结构与物质性质
01 思维导图
02 考点速记
第一单元 分子的空间结构
一、杂化轨道理论
1.杂化轨道理论是一种价键理论;是化学家 鲍林 为了解释分子的空间结构提出的。
杂化条件
(1)只有在形成化学键时才能杂化。
(2)只有能量相近的轨道间才能杂化。
杂化轨道的特征
(1)杂化前后轨道数不变。
(2)杂化过程中轨道的形状发生变化。
(3)杂化后的新轨道能量、形状都相同,方向不同。
(4)杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对。
2.解释CH4分子的正四面体空间结构
(1)sp3杂化轨道的形成
碳原子2s轨道上的1个电子进入2p空轨道, 1个2s轨道和3 个2p轨道“混杂”,形成 能量 相等、成分相同的4个 sp3杂化 轨道,可表示为
4个sp3杂化轨道在空间呈正四面体形,轨道之间的夹角为109°28',每个轨道上都有一个未成对电子。
(2)共价键的形成
碳原子的4个 sp3杂化 轨道分别与4个H原子的 1s 轨道重叠形成4个相同的 σ 键。
(3)CH4分子的空间结构
甲烷分子中的4个C—H键是等同的,C—H键之间的夹角——键角是109°28',形成正四面体 形分子。
(4)正四面体结构的分子或离子的中心原子,一般采用sp3杂化轨道形成共价键,如CCl4、 NH4+等。金刚石中的碳原子、晶体硅和石英(SiO2)晶体中的硅原子也是采用sp3杂化轨道形成共价键的。
3.sp2杂化轨道的形成与BF3分子的空间构型
(1)sp2杂化轨道的形成
硼原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道。1个2s轨道和2个2p轨道发生杂化,形成能量相等、成分相同的3个sp2杂化轨道。
硼原子的3个sp2杂化轨道呈平面三角形,3个sp2杂化轨道间的夹角为120°。
(2)共价键的形成
硼原子的3个sp2杂化轨道分别与3个氟原子的1个2p轨道重叠,形成3个相同的σ键。
(3)BF3分子的空间构型
BF3分子的空间构型为平面三角形,键角为120°。
4.sp杂化与BeCl2分子的空间构型
(1)杂化轨道的形成
Be原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道,1个2s轨道和1个2p轨道发生杂化,形成能量相等、成分相同的2个sp杂化轨道。
Be原子的sp杂化轨道呈直线形,其夹角为180°。
(2)共价键的形成
Be原子的2个sp杂化轨道分别与2个Cl原子的1个3p轨道重叠形成2个相同的σ键。
(3)BeCl2分子的空间构型
BeCl2分子为空间构型为直线形,分子中Be—Cl键之间的夹角为180°。
二、几种典型分子的杂化轨道和空间结构
1.乙烷分子的成键情况
(1)碳原子的杂化方式:
碳原子为sp3杂化,形成4个sp3杂化轨道。
(2)成键情况及空间结构
每个碳原子的sp3杂化轨道分别与3个氢原子的1s轨道形成3个C-H σ键(sp3—s),与另一个碳原子sp3轨道形成1个C-Cσ键(sp3—sp3)。
每个C原子与3个H原子和1个C原子形成四面体结构。
2.乙烯分子的成键情况
(1) 碳原子的杂化方式:
碳原子为sp2杂化,形成3个sp2杂化轨道。
(2)成键方式和空间构型:
每个碳原子的sp2杂化轨道分别与2个氢原子的1s轨道形成2个C-Hσ键(sp2—s),与另一个碳原子的sp2杂化轨道形成C-Cσ键(sp2—sp2)。
2个碳原子未杂化的2p轨道形成1个π键。
乙烯分子的空间构型为平面结构。
(3)C=C、C=O、石墨、苯环中的碳原子,都是sp2杂化。
3.乙炔分子的成键情况
(1) 碳原子的杂化方式:
碳原子为sp杂化,形成2个sp杂化轨道。
(2)成键方式和空间构型:
每个碳原子的sp杂化轨道分别与1个氢原子的1s轨道形成2个C-Hσ键(sp—s),与另一个碳原子的sp杂化轨道形成C-Cσ键(sp—sp)。
碳原子未杂化的2p轨道两两形成2个π键。
乙炔分子的空间构型为直线形。
(3) C≡C、C≡N、CO2中的碳原子,都是sp杂化。
4.H2O分子的空间构型
(1)杂化轨道类型:
O原子上的1个2s轨道与3个2p轨道混合,形成4个sp3化轨道,杂化轨道的空间构型是正四面体形。
(2)成键情况:
O原子的2个sp3杂化轨道分别与H原子的1s轨道重叠,形成2个σ键,2对孤电子对没有参加成键。
(3)空间构型:
由于孤电子对—成键电子对的排斥作用>成键电子对—成键电子对作用,使键角小于109°28'。
H2O分子的空间构型为V形,键角为104°30'。
5.NH3的空间构型
(1)杂化轨道类型:
N原子上的1个2s轨道与3个2p轨道混合,形成4个sp3杂化轨道,该杂化轨道的空间构型是正四面体形。
(2)成键情况:
N原子的3个sp3杂化轨道分别与H原子的1s轨道重叠,形成3个σ键,1对孤电子对没有参加成键。
(3)空间构型:
NH3分子的空间构型为三角锥形,键角为107°18'。
6.CH4、NH3、H2O的杂化方式和空间结构比较
CH4
NH3
H2O
中心原子的杂化方式
sp3
sp3
sp3
分子空间构型
正四面体
三角锥
V形
中心原子孤电子对数
0
1
2
键角
109°28'
107°18'
104°30'
当中心原子的杂化轨道数上存在孤电子对时,分子的空间构型与杂化轨道的空间构型不同。
三个分子的中心原子的杂化方式相同,中心原子上的孤电子对数越多,键角越小。
三、分子空间构型与杂化轨道的关系
1.全部为σ键的分子空间构型与杂化类型
中心原子的
杂化类型
杂化
轨道数
杂化轨道
空间构型
成键电
子对数
孤电子
对数
分子的空
间构型
实 例
分子式
结构式
sp
2
直线形
2
0
直线形
BeCl2
Cl—Be—Cl
sp2
3
平面三角形
3
0
平面三角形
BF3
2
1
V形
—
—
sp3
4
正四面体形
4
0
正四面体型
CH4
3
1
三角锥型
NH3
2
2
V形
H2O
2.含σ键和π键的分子空间构型与杂化类型
物质
结构式
杂化轨道类型
分子中共价键数
键角
分子的空间构型
甲醛
sp2
3个σ键
1个π键
约120°
平面三角形
乙烯
5个σ键
1个π键
120°
平面形
苯
12个σ键
1个环形大π键
120°
平面形
氢化氰
sp
2个σ键
2个π键
180°
直线形
乙炔
3个σ键
2个π键
180°
直线形
3.判断中心原子杂化轨道类型的方法
(1)根据杂化轨道数目判断
杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对,而两个原子之间只能形成一个σ键,故有下列关系:杂化轨道数目=σ键电子对数目+中心原子的孤电子对数目,再由杂化轨道数目确定杂化类型。
杂化轨道数目
2
3
4
杂化类型
sp
sp2
sp3
(2)根据杂化轨道的空间分布判断
①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形,则中心原子发生sp3杂化。
②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形,则中心原子发生sp2杂化。
③若杂化轨道在空间的分布呈直线形,则中心原子发生sp杂化。
(3)根据杂化轨道之间的夹角判断
①若杂化轨道之间的夹角为109°28',则中心原子发生sp3杂化。
②若杂化轨道之间的夹角为120°,则中心原子发生sp2杂化。
③若杂化轨道之间的夹角为180°,则中心原子发生sp杂化。
(4)有机物中碳原子杂化类型的判断:
饱和碳原子采取sp3杂化,连接双键的碳原子采取sp2杂化,连接三键的碳原子采取sp杂化。
四、价层电子对互斥模型
1.价层电子对互斥模型的基本内容
1
价电子对
①包括孤电子对和成键电子对,即价电子对数=成键电子对数+孤电子对数。
②在价层电子对互斥模型中,成键电子对数等于成键数目,不用区别单键还是双键。
2
价电子对的几何构型
①分子中的价电子对由于相互排斥作用,而趋向于尽可能彼此远离以减小斥力,分子尽可能采取对称的空间构型。
②价电子对数分别为2、3、4时,价电子对的几何分布分别为直线形、平面三角形、正四面体结构。
2.ABm型分子的价电子对数的计算方法
对于ABm型分子(A是中心原子,B是配位原子),分子的价电子对数可以通过下式确定:
价电子对数目(n)=
(1)中心原子的价电子数=最外层电子数;
(2)配位原子提供的价电子数:
①卤素原子、氢原子按提供1个价电子数计算。如PCl5中n==5。
②O、S作为配位原子时按不提供价电子计算。
(3)对于复杂离子,在计算价电子对数时,还应加上或减去离子所带的电荷数。如NH中n==4,SO中n==4。
(4)若剩余1个电子,即出现奇数电子,也把这个单电子当作1对电子处理。如NO2中n==3。
3.价电子对数与中心原子的杂化轨道类型
(1)价电子对数相同,中心原子的杂化轨道类型相同,价电子对分布的几何构型相同。即价电子对数=杂化轨道数。
(2)CH4、NH3、H2O分子的价电子对数都是4,中心原子的杂化轨道数目为4,杂化类型为sp3杂化,价电子对分布的几何构型为正四面体。
五、用价层电子对互斥模型推测分子空间构型
1.价电子对数与配位原子数目相等的ABm型分子的几何构型
对于价层电子对全是成键电子对的分子,价电子对的几何构型与分子的空间构型是一致的。
价电子对数
价电子对的几何构型
分子的空间构型
实例
2
直线形
直线形
CO2、BeCl2、CS2
3
平面三角形
平面三角形
BF3、SO3
4
正四面体结构
正四面体结构
CH4、CCl4
2.孤电子对数≠0的分子空间构型
(1)孤电子对、成键电子对之间斥力大小的顺序为:
孤电子对与孤电子对之间的斥力>孤电子对与成键电子对之间的斥力>成键电子对与成键电子对之间的斥力。
(2)填写下表:
分子
价电子对数
成键电子对数
孤电子对数
分子的空间构型
键角
同类型分子
CH4
4
4
0
正四面体
109.5°
SiH4、CCl4
NH3
4
3
1
三角锥
107.3°
NF3、PCl3
H2O
4
2
2
V形
104.5°
H2S、SCl2
六、分子的极性
1.极性分子和非极性分子
(1)
极性分子
正电荷重心和负电荷重心不相重合的分子。
(2)
非极性分子
正电荷重心和负电荷重心相重合的分子。
2.分子的极性对物质性质的影响
(1)分子的极性对物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质有显著的影响。一般情况下,极性分子的熔、沸点比非极性分子的熔、沸点高。
(2)相似相溶规则:
一般情况下,由极性分子构成的物质易溶于极性溶剂,如NH3易溶于水;由非极性分子构成的物质易溶于非极性溶剂,如I2易溶于CCl4。
3.分子极性的判断方法
(1)双原子分子
双原子分子的极性取决于成键原子之间的共价键是否有极性。
2 单质分子由同种元素组成,原子之间以非极性键结合,是非极性分子。
②化合物由不同种元素组成,原子之间以极性键结合,是极性分子。
(2)多原子分子
多原子分子的极性取决于分子的空间构型,与键的极性无关。
①若分子的空间构型是对称的,则是非极性分子,例:CH4、CO2、BF3;
②若分子的空间构型是不对称的,则是极性分子,例:NH3、H2O、CCl3F、CH2Cl2。
3 只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多数是非极性分子。如O2、H2、P4、C60。
(3)ABm型分子
①空间构型为直线形、平面三角形、正四面体型,为非极性分子;空间构型为V形、三角锥型,为极性分子。
②中心原子的价电子对有不参与成键,即存在孤电子对,分子的空间构型不对称的,为极性分子。
(4)不是ABm型分子
一般是极性分子。
4.分子的极性、键的极性和分子空间结构的关系
分子类型
键的极性
分子空间结构
分子极性
代表分子
双原子分子
A2
非极性键
直线(对称)
非极性
N2等
AB
极性键
直线
极性
CO、HF等
三原子分子
AB2
直线(对称)
非极性
CO2、CS2、BeCl2等
V形(不对称)
极性
H2O、H2S、SO2等
四原子分子
AB3
平面三角形(对称)
非极性
BF3、BCl3、SO3等
三角锥形
极性
NH3、PCl3、NF3等
五原子分子
AB4
正四面体形(对称)
非极性
CH4、SiF4等
ABnC4-n
四面体形(不对称)
极性
CH2Cl2等
七、手性分子
1.手性异构体和手性分子
组成和原子的排列方式完全相同,但如同左手和右手一样互为镜像,在三维空间里不能重叠,这对分子互称手性异构体。含有手性异构体的分子称为手性分子。
2.手性碳原子
当四个不同的原子或基团连接在同一碳原子上时,形成的化合物存在手性异构体。其中,连接四个不同的原子或基团的碳原子称为手性碳原子。
一对手性异构体的物理性质基本相同,但它们的旋光性和生理作用往往不同。
3.手性分子的确定
(1)观察实物与其镜像能否重合,如果不能重合,说明是手性分子。如图:
(2)有机物分子中如果有一个手性碳原子,则该有机物分子就是手性分子,具有手性异构体。
4.手性碳原子的确定
(1)判断一种有机物是否具有手性碳原子,就看该有机物含有的碳原子是否连有四个互不相同的原子或基团。如:,R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团,中心碳原子即为手性碳原子。
如其中*C即为手性碳原子。具有手性异构的分子都具有特殊的光学性质。
(2)不饱和碳原子(如碳碳双键、—C≡C—等中的碳原子)一定不是手性碳原子。
第二单元 配合物的形成与应用
一、配合物的形成
1.【实验探究】铜氨配合物的形成过程
(1)操作步骤:
(2)实验现象:
三支试管中先生成蓝色沉淀,随浓氨水的滴入,沉淀逐渐溶解,最后变为深蓝色溶液。
(3)反应方程式:
Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH;
Cu(OH)2+4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
2.配合物
(1)概念
由提供孤电子对的分子或离子(称为配位体)与接受孤电子对的原子或离子(称为中心原子)以配位键结合形成的化合物。
(2)组成
①内界和外界
中心原子与配位体以配位键结合,形成配合物的内界。配合物的内界可以是离子,也可以是分子。
与配合物内界结合的离子,称为配合物的外界。
②中心原子(离子)和配位体
中心原子是指提供空轨道的原子或离子,配位体是指提供孤电子对的分子或离子。
③配位原子和配位数
配位原子是指配位体中提供孤电子对的原子,配位数是指形成配位键的个数。
(3)形成条件
①中心原子(或离子)必须有接受孤电子对的空轨道
像Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等离子,都有空轨道,在形成配位键时,先形成杂化轨道,再与配位体中的配位原子形成配位键(σ键)。
②配位体具有孤电子对
像H2O、NH3、CO、F-、Cl-、CN-、SCN-等分子或离子,都有孤电子对,含有孤电子对的原子通过孤电子对与中心原子形成配位键。
提供孤电子对的原子才能称为配位原子,有的配位体中有两个及以上的原子都能提供孤电子对,要根据配合物的具体成键情况确定哪一个原子是配位原子。
3.配合物的结构特点
(1)
配合物整体(包括内界和外界)显电中性,外界离子所带电荷总数等于配离子的电荷数。如K3[Fe(CN)6],外界总电荷数为+3,内界为-3,又知CN-为-1价,中心原子Fe为+3价。
(2)
一个中心原子(离子)可同时结合多种配位体。如,配位体是H2O和Cl-,配位数为6。
(3)
配合物的内界不仅可为阳离子、阴离子,还可以是中性分子。如K3[Fe(CN)6],内界为[Fe(CN)6]3-,Fe(CO)5为电中性,没有外界。
(4)
对于具有内外界的配合物,中心原子和配位体通过配位键结合,一般很难发生解离;内、外界之间以离子键结合,在水溶液中较易电离。
可以通过实验方法确定有些配合物的内界和外界,如[Co(NH3)5Cl]Cl2,由于外界的Cl-易电离,可以通过实验测定外界含有的Cl-个数,从而确定配合物的化学式。
(5)
配位键是一种特殊的共价键,具有饱和性和方向性。
4.配合物的性质
(1)由内界和外界构成的配合物在水中是完全电离的。
(2)配合物的内界具有一定的稳定性,配位键越强,配合物越稳定。
(3)当作为中心原子的离子相同时,配合物的稳定性与配体的性质有关。
二、配合物的异构现象和空间结构
1.配合物的异构现象
含有两种或或两种以上配位体的配合物,若配位体在空间的排列方式不同,就能形成几种不同几何构型的配合物。
(1)顺反异构
顺式异构体:同种配位体处于相邻位置。
反式异构体:同种配位体处于对角位置。
(2)顺反异构体的性质
顺、反异构体在颜色、极性、溶解性、活性等方面都有差异。
2.配合物的空间结构
配合物的空间结构指的是配位体围绕着中心原子排布的几何构型。配合物的中心原子、配位体的种类和数目的不同,可以形成不同空间结构的配合物。
配位数
空间结构
结构示意图
实例
2
直线形
[Ag(NH3)2]+、[Ag(CN)2]-
4
正四面体
[ZnCl4]2-、[Cd(CN)4]2-、[CoCl4]2-、[Cd(NH3)4]2+
平面正方形
[PtCl4]2-、[Ni(CN)4]2-、[Cu(NH3)4]2+
6
八面体
[AlF6]3-、[SiF6]2-、[Fe(CN)6]3-
三、配合物对物质性质的影响
1.对溶解性的影响
某些难溶物形成配合物时可使溶解度增大。如AgOH可溶于氨水中,I2在浓KI溶液中比在水中的溶解度大的多。
2.颜色的改变
当简单离子形成配离子时其性质往往有很大差异。我们根据颜色的变化就可以判断是否有配离子形成。
如Fe3+与SCN-在溶液中可生成红色的铁的硫氰酸根配离子。
无水CuSO4为白色,溶于水得蓝色溶液,就是因为Cu2+与H2O形成了天蓝色的[Cu(H2O)4]2+。
3.稳定性
配合物具有一定的稳定性,配合物中的配位键越强,配合物越稳定。例如,血红蛋白中的Fe2+与CO形成的配位键比Fe2+与O2形成的配位键强,因此血红蛋白中的Fe2+与CO结合后,就很难再与O2结合,血红蛋白失去输送氧气的功能,从而导致人体CO中毒。
四、配合物的应用
1.检验金属离子、分离物质、定量测定物质的组成
(1)银氨溶液——用于检验醛基
①银氨溶液的配制:
AgNO3溶液AgOH[Ag(NH3)2]OH
实验现象:先产生白色沉淀,后沉淀溶解。
反应方程式:Ag++NH3·H2O===AgOH↓+NH,AgOH+2NH3===[Ag(NH3)2]++OH-
②银镜反应:将银氨溶液置于试管中,加入葡萄糖溶液,将试管放在水浴中缓慢加热。
实验现象:试管壁有光亮的银镜生成。
(2)检验Fe3+:
实验步骤:向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液。
实验现象:溶液变血红色。
反应方程式:Fe3++nSCN-===[Fe(SCN)n](3+n)+
(3)分离Cu2+和Fe3+
①实验步骤:在两支只管中分别加入2mL0.01mol·L-1的硫酸铜和0.01mol·L-1硫酸铁溶液,向一支试管中滴加10%NaOH溶液,向另一支试管中滴加浓氨水。
实验现象:滴加NaOH溶液,生成蓝色和红褐色沉淀;滴加浓氨水,先生成色和红褐色沉淀,蓝色沉淀逐渐溶解,红褐色沉淀不溶解。
2.在生产中的应用:
配合物用于染色、电镀、硬水软化、金属冶炼等领域。
3.在尖端研究领域中的应用:
激光材料、超导材料、抗癌药物的研究、催化剂的研制等。
03 素养提升
◆判断正误
考点一 分子的立体构型
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)CH4、CH2===CH2、CH≡CH 分子中的碳原子均采用sp3杂化。( )
(2)分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时,该分子一定为正四面体结构。( )
(3)杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对。( )
(4)N2分子中N原子没有杂化,分子中有1个σ键、2个π键。( )
(5)NH3分子为三角锥形,N原子发生sp2杂化。( )
(6)HCHO分子中碳原子为sp2杂化,分子为平面三角形。( )
(7)SO中中心原子孤电子对数为0,中心原子为sp3杂化。( )
(8)中心原子杂化类型相同时,孤电子对数越多,键角越小。( )
(9)中心原子是sp杂化的,其分子构型不一定为直线形。( )
(10)价层电子对互斥理论中,π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数。( )
(11)只要分子构型为平面三角形,中心原子均为sp2杂化。( )
【答案】
(1) ( × )(2) ( × )(3) ( √ )(4) ( √ )(5) ( × )(6) ( √ )(7) ( √ )(8) ( √ )(9) ( × )
(10) ( √ )(11) ( √ )
考点二 分子的极性与手性分子
2.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)以极性键结合起来的分子一定是极性分子。( )
(2)非极性分子中,一定含有非极性共价键。( )
(3)极性分子中一定不含有非极性共价键。( )
(4)BCl3与NCl3均为三角锥形,为极性分子。( )
(5)为手性分子。( )
【答案】
(1) ( × )(2) ( × )(3) ( × )(4) ( × )(5) ( × )
考点三 配合物
3.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)形成配位键的条件是一方有空轨道,另一方有孤电子对。 ( )
(2)配位键是一种特殊的共价键。 ( )
(3)配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子。 ( )
(4)普鲁士蓝{Fe4[Fe(CN)6]3}中含有离子键和配位键。 ( )
【答案】(1) (√)(2) (√)(3) (√)(4) (√)
◆易错点辨析
1.碳原子的2s电子的能量与2p电子的能量是否有很大的差别?
【解析】没有很大的差别。2s轨道与2p轨道都处于第二能层,能量有差别但差别不是很大。
2.碳原子的2s轨道电子能进入2p轨道吗?
【解析】能。2s轨道的电子激发后可以进入2p轨道。
3.BCl3的价层电子对数、价层电子对空间结构、分子空间结构是怎样的?
【解析】BCl3的价层电子对数有3对,价层电子对空间结构为平面三角形,分子空间结构为平面三角形。
4.NF3的价层电子对、价层电子对空间结构、分子空间结构是怎样的?
【解析】NF3的价层电子对为4对,价层电子对空间结构为四面体形,分子空间结构为三角锥形。
5.硼氮苯,硼与氮形成的类似苯的化合物,分子式为B3N3H6,俗称无机苯,又称环硼氮六烷。无机苯遇水会发生水解反应,水解产物为氨气与硼酸。硼氮苯液体密度0.81 g·cm-3(55 ℃时),固体密度1.00 g·cm-3 (-55 ℃时),熔点-58 ℃,沸点55 ℃,液体折射率1.382 1,临界温度为252 ℃。如图是硼氮苯的结构式。
根据硼氮苯的结构式,回答以下几个问题:
(1)已知硼氮苯的结构与苯的结构相似,均是平面正六边形结构,则硼氮苯中N原子和B原子的轨道杂化方式是什么?
【解析】由于B原子和N原子均为平面结构,故二者的杂化方式均是sp2杂化。
(2)硼氮苯中,主要有哪几种类型的共价键?
【解析】主要有B与H之间sp2s σ键、N与H之间sp2s σ键、B和N之间的sp2sp2 σ键和一个大π键。
6.烷烃分子中碳原子杂化方式是否相同?采用的杂化轨道类型有哪些?
【解析】由于碳原子的成键方式均是与其他原子形成单键,所以杂化方式相同,均采用sp3杂化成键。
7.甲苯分子中所有碳原子的杂化方式是否相同?采用何种杂化方式?
【解析】甲苯分子中碳原子的杂化方式不全相同。其中甲基上的碳原子采用sp3杂化成键,苯环上的所有碳原子均是sp2杂化成键。
8.烯烃的碳碳双键和炔烃的碳碳三键上的碳原子的杂化方式是否相同?若不相同,则各是什么杂化方式(若相同,此问不回答)?
【解析】不相同。碳碳双键上的碳原子采用的杂化方式是sp2杂化,碳碳三键上碳原子是sp杂化成键。
9.价层电子对的空间结构与分子的空间结构一定相同吗?二者之间有何规律存在?
【解析】价层电子对的空间结构与分子的空间结构不一定一致,分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构,不包括孤电子对(未用于形成共价键的电子对)。两者是否一致取决于中心原子上有无孤电子对,当中心原子上无孤电子对时,两者的空间结构一致;当中心原子上有孤电子对时,两者的空间结构不一致。
10.ICl和BrCl中各元素的化合价有正负吗?为什么?
【解析】有正负,I和Br显正价,Cl显负价;因为电负性:Cl>Br>I,Cl对共用电子对的吸引力比Br、I的强,共用电子对偏向Cl,故Cl显负价。
11.有机物
具有手性,其与H2发生加成反应后,其产物还有手性吗?
【解析】原有机物中与—OH相连的碳原子为手性碳原子,与H2加成后,该碳原子连有两个乙基,不再具有手性。
12.互为手性分子的物质是同一种物质吗? 二者具有什么关系?
【解析】不是同一种物质,二者互为同分异构体。
13.互为手性分子的物质化学性质几乎完全相同,分析其原因。
【解析】物质结构决定性质。互为手性分子的物质组成、结构几乎完全相同,所以其化学性质几乎完全相同。
14.成键电子对与孤电子对之间斥力大小顺序是什么?
【解析】lp—lp≫lp—bp>bp—bp。
15.氧原子的价电子排布式为2s22p4,两个2p轨道各有一个未成对电子,可分别与一个H原子的1s电子形成一个σ键,不须杂化。但事实是:氧原子形成了四个sp3杂化轨道,且键角是104.5°,空间结构为角形,怎么解释?
【解析】在形成水分子时,O的2s轨道和2p轨道发生了sp3杂化,形成四个sp3杂化轨道,呈正四面体形。其中两个sp3杂化轨道中各有一个未成对电子,另外两个sp3杂化轨道已有两对孤电子对,不再成键。氧原子与氢原子化合时,O的sp3杂化轨道与H的1s轨道重叠,形成两个σ键。由于两对孤电子对的电子云密集在O的周围,对两个成键的电子对有更大的排斥作用,使O—H键之间的键角被压缩,因此H2O分子的空间结构为角形。
16.NH3、CH4、H2O、CO2四种分子正、负电荷重心重合的是哪些?正、负电荷重心不重合的是哪些?
【解析】NH3、CH4、H2O、CO2四种分子正、负电荷重心重合的是CH4和CO2,正、负电荷重心不重合的是NH3、H2O。
17.有人说“手性分子和镜像分子完全相同,能重合”,对吗?二者什么关系?
【解析】手性分子,是化学中结构上镜像对称而又不能完全重合的分子。这种情形像是镜子里和镜子外的物体那样,看上去互为对映。由于是三维结构,它们不管怎样旋转都不会重合,就像左手和右手那样,称这两种分子具有手性,又叫手性分子。因此一个手性分子和它的镜像分子构成一对对映异构体。
18.构成不对称碳原子(手性碳原子)的条件?
【解析】与碳原子连接的四个原子或基团均不相同。
19.PH3分子的中心磷原子的杂化类型是什么?空间结构是什么?
【解析】根据杂化轨道的判断方法可知,PH3分子的中心磷原子的杂化类型为sp3杂化;根据价电子对互斥理论,由于磷原子有1对孤电子对,所以其空间结构是三角锥形。
20.PH3分子中的P—H键是何种共价键?该分子是极性分子还是非极性分子?
【解析】PH3分子中的P—H键是极性键,PH3是极性分子。
向AgNO3溶液中滴入氨水,现象:生成白色沉淀,随氨水的增加,沉淀逐渐溶解,生成了[Ag(NH3)2]+。
21.整个过程中发生了哪些反应?
【解析】Ag++NH3·H2O===AgOH↓+NH,AgOH+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O
22.利用化学平衡移动原理解释配离子是如何形成的?
【解析】AgOH水溶液中存在AgOH(s)Ag+(aq)+OH-(aq)平衡,继续滴入氨水时,NH3分子与Ag+形成[Ag(NH3)2]+配离子,且配离子很稳定,促使以上平衡右移,AgOH逐渐溶解。
23.[Ag(NH3)2]+中哪一个提供孤电子对,哪一个提供空轨道?
【解析】在二氨合银离子中氨分子提供孤电子对,银离子提供空轨道。
24.将白色的无水CuSO4溶解于水中,溶液呈蓝色,是因为生成了一种呈蓝色的配位数是4的配离子。请写出生成此配离子的离子方程式。
【解析】Cu2++4H2O===[Cu(H2O)4]2+
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专题四 分子空间结构与物质性质
01 思维导图
02 考点速记
第一单元 分子的空间结构
一、杂化轨道理论
1.杂化轨道理论是一种价键理论;是化学家 为了解释分子的空间结构提出的。
杂化条件
(1)只有在形成化学键时才能杂化。
(2)只有能量相近的轨道间才能杂化。
杂化轨道的特征
(1)杂化前后轨道数不变。
(2)杂化过程中轨道的形状发生变化。
(3)杂化后的新轨道能量、形状都相同,方向不同。
(4)杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对。
2.解释CH4分子的正四面体空间结构
(1)sp3杂化轨道的形成
碳原子2s轨道上的1个电子进入2p空轨道, 个2s轨道和 个2p轨道“混杂”,形成 相等、成分相同的4个 轨道,可表示为
4个sp3杂化轨道在空间呈 ,轨道之间的夹角为 ,每个轨道上都有一个未成对电子。
(2)共价键的形成
碳原子的4个 轨道分别与4个H原子的 轨道重叠形成4个相同的 键。
(3)CH4分子的空间结构
甲烷分子中的4个C—H键是等同的,C—H键之间的夹角——键角是 ,形成 形分子。
(4)正四面体结构的分子或离子的中心原子,一般采用sp3杂化轨道形成共价键,如CCl4、 NH4+等。金刚石中的碳原子、晶体硅和石英(SiO2)晶体中的硅原子也是采用sp3杂化轨道形成共价键的。
3.sp2杂化轨道的形成与BF3分子的空间构型
(1)sp2杂化轨道的形成
硼原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道。 个2s轨道和 个2p轨道发生杂化,形成 相等、 相同的 个sp2杂化轨道。
硼原子的3个sp2杂化轨道呈 ,3个sp2杂化轨道间的夹角为 。
(2)共价键的形成
硼原子的3个 轨道分别与3个氟原子的1个 轨道重叠,形成3个相同的 键。
(3)BF3分子的空间构型
BF3分子的空间构型为 ,键角为 。
4.sp杂化与BeCl2分子的空间构型
(1)杂化轨道的形成
Be原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道, 个2s轨道和 个2p轨道发生杂化,形成 相等、 相同的 个sp杂化轨道。
Be原子的sp杂化轨道呈 ,其夹角为 。
(2)共价键的形成
Be原子的2个 轨道分别与2个Cl原子的1个 轨道重叠形成2个相同的 键。
(3)BeCl2分子的空间构型
BeCl2分子为空间构型为 ,分子中Be—Cl键之间的夹角为 。
二、几种典型分子的杂化轨道和空间结构
1.乙烷分子的成键情况
(1)碳原子的杂化方式:
碳原子为 杂化,形成4个 杂化轨道。
(2)成键情况及空间结构
每个碳原子的 杂化轨道分别与3个氢原子的 轨道形成3个C-H 键(sp3—s),与另一个碳原子 轨道形成1个C-C 键(sp3—sp3)。
每个C原子与3个H原子和1个C原子形成 结构。
2.乙烯分子的成键情况
(1) 碳原子的杂化方式:
碳原子为 杂化,形成3个 杂化轨道。
(2)成键方式和空间构型:
每个碳原子的 杂化轨道分别与2个氢原子的 轨道形成2个C-Hσ键(sp2—s),与另一个碳原子的 杂化轨道形成C-C 键(sp2—sp2)。
2个碳原子未杂化的2p轨道形成1个 键。
乙烯分子的空间构型为 结构。
(3)C=C、C=O、石墨、苯环中的碳原子,都是sp2杂化。
3.乙炔分子的成键情况
(1) 碳原子的杂化方式:
碳原子为 杂化,形成2个 杂化轨道。
(2)成键方式和空间构型:
每个碳原子的 杂化轨道分别与1个氢原子的 轨道形成2个C-H 键(sp—s),与另一个碳原子的 杂化轨道形成C-C 键(sp—sp)。
碳原子未杂化的2p轨道两两形成2个 键。
乙炔分子的空间构型为 形。
(3) C≡C、C≡N、CO2中的碳原子,都是sp杂化。
4.H2O分子的空间构型
(1)杂化轨道类型:
O原子上的1个2s轨道与3个2p轨道混合,形成4个 化轨道,杂化轨道的空间构型是 。
(2)成键情况:
O原子的2个 杂化轨道分别与H原子的 轨道重叠,形成2个 键, 对孤电子对没有参加成键。
(3)空间构型:
由于孤电子对—成键电子对的排斥作用>成键电子对—成键电子对作用,使键角小于109°28'。
H2O分子的空间构型为 ,键角为104°30'。
5.NH3的空间构型
(1)杂化轨道类型:
N原子上的1个2s轨道与3个2p轨道混合,形成4个 杂化轨道,该杂化轨道的空间构型是 。
(2)成键情况:
N原子的3个 杂化轨道分别与H原子的 轨道重叠,形成3个 键,1对孤电子对没有参加成键。
(3)空间构型:
NH3分子的空间构型为 ,键角为107°18'。
6.CH4、NH3、H2O的杂化方式和空间结构比较
CH4
NH3
H2O
中心原子的杂化方式
分子空间构型
中心原子孤电子对数
键角
109°28'
107°18'
104°30'
当中心原子的杂化轨道数上存在 时,分子的空间构型与杂化轨道的空间构型不同。
三个分子的中心原子的杂化方式 ,中心原子上的孤电子对数越多,键角 。
三、分子空间构型与杂化轨道的关系
1.全部为σ键的分子空间构型与杂化类型
中心原子的
杂化类型
杂化
轨道数
杂化轨道
空间构型
成键电
子对数
孤电子
对数
分子的空
间构型
实 例
分子式
结构式
sp
2
BeCl2
Cl—Be—Cl
sp2
3
BF3
—
—
sp3
4
CH4
NH3
H2O
2.含σ键和π键的分子空间构型与杂化类型
物质
结构式
杂化轨道类型
分子中共价键数
键角
分子的空间构型
甲醛
乙烯
苯
氢化氰
乙炔
3.判断中心原子杂化轨道类型的方法
(1)根据杂化轨道数目判断
杂化轨道只能用于形成 键或者用来容纳未参与成键的 对,而两个原子之间只能形成一个σ键,故有下列关系:杂化轨道数目=σ键电子对数目+中心原子的孤电子对数目,再由杂化轨道数目确定杂化类型。
杂化轨道数目
2
3
4
杂化类型
(2)根据杂化轨道的空间分布判断
①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形,则中心原子发生 杂化。
②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形,则中心原子发生 杂化。
③若杂化轨道在空间的分布呈直线形,则中心原子发生 杂化。
(3)根据杂化轨道之间的夹角判断
①若杂化轨道之间的夹角为109°28',则中心原子发生 杂化。
②若杂化轨道之间的夹角为120°,则中心原子发生 杂化。
③若杂化轨道之间的夹角为180°,则中心原子发生 杂化。
(4)有机物中碳原子杂化类型的判断:
饱和碳原子采取sp3杂化,连接双键的碳原子采取sp2杂化,连接三键的碳原子采取 杂化。
四、价层电子对互斥模型
1.价层电子对互斥模型的基本内容
1
价电子对
1 包括孤电子对和成键电子对,即价电子对数= + 。
②在价层电子对互斥模型中,成键电子对数等于成键数目,不用区别单键还是双键。
2
价电子对的几何构型
1 分子中的价电子对由于相互排斥作用,而趋向于尽可能 以减小斥力,分子尽可能采取 的空间构型。
2 价电子对数分别为2、3、4时,价电子对的几何分布分别为 、 、 。
2.ABm型分子的价电子对数的计算方法
对于ABm型分子(A是中心原子,B是配位原子),分子的价电子对数可以通过下式确定:
价电子对数目(n)=
(1)中心原子的价电子数= ;
(2)配位原子提供的价电子数:
①卤素原子、氢原子按提供1个价电子数计算。如PCl5中n= 。
②O、S作为配位原子时按不提供价电子计算。
(3)对于复杂离子,在计算价电子对数时,还应加上或减去离子所带的电荷数。如NH中n= ,SO中n= 。
(4)若剩余1个电子,即出现奇数电子,也把这个单电子当作1对电子处理。如NO2中n= 。
3.价电子对数与中心原子的杂化轨道类型
(1)价电子对数相同,中心原子的杂化轨道类型 ,价电子对分布的几何构型 。即价电子对数= 。
(2)CH4、NH3、H2O分子的价电子对数都是 ,中心原子的杂化轨道数目为 ,杂化类型为 杂化,价电子对分布的几何构型为 。
五、用价层电子对互斥模型推测分子空间构型
1.价电子对数与配位原子数目相等的ABm型分子的几何构型
对于价层电子对全是成键电子对的分子,价电子对的几何构型与分子的空间构型是一致的。
价电子对数
价电子对的几何构型
分子的空间构型
实例
2
CO2、BeCl2、CS2
3
BF3、SO3
4
CH4、CCl4
2.孤电子对数≠0的分子空间构型
(1)孤电子对、成键电子对之间斥力大小的顺序为:
之间的斥力> 之间的斥力> 之间的斥力。
(2)填写下表:
分子
价电子对数
成键电子对数
孤电子对数
分子的空间构型
键角
同类型分子
CH4
109.5°
NH3
107.3°
H2O
104.5°
六、分子的极性
1.极性分子和非极性分子
(1)
极性分子
正电荷重心和负电荷重心 的分子。
(2)
非极性分子
正电荷重心和负电荷重心 的分子。
2.分子的极性对物质性质的影响
(1)分子的极性对物质的 、 、 等物理性质有显著的影响。一般情况下,极性分子的熔、沸点比非极性分子的熔、沸点 。
(2)相似相溶规则:
一般情况下,由极性分子构成的物质易溶于 溶剂,如NH3易溶于水;由非极性分子构成的物质易溶于
溶剂,如I2易溶于CCl4。
3.分子极性的判断方法
(1)双原子分子
双原子分子的极性取决于成键原子之间的共价键是否有极性。
2 单质分子由同种元素组成,原子之间以 键结合,是 分子。
3 化合物由不同种元素组成,原子之间以 键结合,是 分子。
(2)多原子分子
多原子分子的极性取决于分子的 ,与键的 无关。
1 若分子的空间构型是对称的,则是 分子,例:CH4、CO2、BF3;
2 若分子的空间构型是不对称的,则是 分子,例:NH3、H2O、CCl3F、CH2Cl2。
3 只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多数是 分子。如O2、H2、P4、C60。
(3)ABm型分子
①空间构型为直线形、平面三角形、正四面体型,为 分子;空间构型为V形、三角锥型,
为 分子。
②中心原子的价电子对有不参与成键,即存在孤电子对,分子的空间构型不对称的,为 分子。
(4)不是ABm型分子
一般是 分子。
4.分子的极性、键的极性和分子空间结构的关系
分子类型
键的极性
分子空间结构
分子极性
代表分子
双原子分子
A2
非极性键
直线(对称)
非极性
N2等
AB
极性键
直线
极性
CO、HF等
三原子分子
AB2
直线(对称)
非极性
CO2、CS2、BeCl2等
V形(不对称)
极性
H2O、H2S、SO2等
四原子分子
AB3
平面三角形(对称)
非极性
BF3、BCl3、SO3等
三角锥形
极性
NH3、PCl3、NF3等
五原子分子
AB4
正四面体形(对称)
非极性
CH4、SiF4等
ABnC4-n
四面体形(不对称)
极性
CH2Cl2等
七、手性分子
1.手性异构体和手性分子
和 完全相同,但如同左手和右手一样互为镜像,在三维空间里不能重叠,这对分子互称手性异构体。含有手性异构体的分子称为 。
2.手性碳原子
当四个不同的原子或基团连接在 上时,形成的化合物存在手性异构体。其中,连接四个不同的原子或基团的 称为手性碳原子。
一对手性异构体的物理性质基本相同,但它们的 和 往往不同。
3.手性分子的确定
(1)观察实物与其镜像能否重合,如果不能重合,说明是 分子。如图:
(2)有机物分子中如果有一个手性碳原子,则该有机物分子就是 分子,具有 。
4.手性碳原子的确定
(1)判断一种有机物是否具有手性碳原子,就看该有机物含有的碳原子是否连有四个 的原子或基团。如:,R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团,中心碳原子即为 。
如其中*C即为手性碳原子。具有手性异构的分子都具有特殊的光学性质。
(2)不饱和碳原子(如碳碳双键、—C≡C—等中的碳原子)一定 手性碳原子。
第二单元 配合物的形成与应用
一、配合物的形成
1.【实验探究】铜氨配合物的形成过程
(1)操作步骤:
(2)实验现象:
三支试管中先生成 ,随浓氨水的滴入, ,最后变为 。
(3)反应方程式:
;
2.配合物
(1)概念
由 的分子或离子(称为配位体)与 的原子或离子(称为中心原子)以 结合形成的化合物。
(2)组成
1 内界和外界
中心原子与配位体以 结合,形成配合物的 。配合物的内界可以是离子,也可以是分子。
与配合物内界结合的离子,称为配合物的 。
②中心原子(离子)和配位体
中心原子是指提供 的原子或离子,配位体是指提供 的分子或离子。
2 配位原子和配位数
配位原子是指配位体中提供 的原子,配位数是指形成 的个数。
(3)形成条件
①中心原子(或离子)必须有接受孤电子对的空轨道
像Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等离子,都有 ,在形成配位键时,先形成杂化轨道,再与配位体中的配位原子形成配位键(σ键)。
3 配位体具有孤电子对
像H2O、NH3、CO、F-、Cl-、CN-、SCN-等分子或离子,都有 ,含有孤电子对的原子通过孤电子对与中心原子形成配位键。
提供孤电子对的原子才能称为 ,有的配位体中有两个及以上的原子都能提供孤电子对,要根据配合物的具体成键情况确定哪一个原子是配位原子。
3.配合物的结构特点
(1)
配合物整体(包括内界和外界)显 ,外界离子所带电荷总数 配离子的电荷数。如K3[Fe(CN)6],外界总电荷数为+3,内界为-3,又知CN-为-1价,中心原子Fe为+3价。
(2)
一个中心原子(离子)可同时结合多种配位体。如,配位体是H2O和Cl-,配位数为6。
(3)
配合物的内界不仅可为阳离子、阴离子,还可以是中性分子。如K3[Fe(CN)6],内界为[Fe(CN)6]3-,Fe(CO)5为电中性,没有外界。
(4)
对于具有内外界的配合物,中心原子和配位体通过配位键结合,一般很难发生 ;内、外界之间以离子键结合,在水溶液中 电离。
可以通过实验方法确定有些配合物的内界和外界,如[Co(NH3)5Cl]Cl2,由于外界的Cl-易电离,可以通过实验测定外界含有的Cl-个数,从而确定配合物的化学式。
(5)
配位键是一种特殊的共价键,具有 性和 性。
4.配合物的性质
(1)由内界和外界构成的配合物在水中是 的。
(2)配合物的内界具有一定的 性,配位键越强,配合物越 。
(3)当作为中心原子的离子相同时,配合物的稳定性与配体的 有关。
二、配合物的异构现象和空间结构
1.配合物的异构现象
含有 配位体的配合物,若配位体在空间的 不同,就能形成几种不同几何构型的配合物。
(1)顺反异构
顺式异构体:同种配位体处于 位置。
反式异构体:同种配位体处于 位置。
(2)顺反异构体的性质
顺、反异构体在颜色、极性、溶解性、活性等方面都有差异。
2.配合物的空间结构
配合物的空间结构指的是配位体围绕着中心原子排布的几何构型。配合物的中心原子、配位体的种类和数目的不同,可以形成不同空间结构的配合物。
配位数
空间结构
结构示意图
实例
2
[Ag(NH3)2]+、[Ag(CN)2]-
4
[ZnCl4]2-、[Cd(CN)4]2-、[CoCl4]2-、[Cd(NH3)4]2+
[PtCl4]2-、[Ni(CN)4]2-、[Cu(NH3)4]2+
6
[AlF6]3-、[SiF6]2-、[Fe(CN)6]3-
三、配合物对物质性质的影响
1.对溶解性的影响
某些难溶物形成配合物时可使溶解度 。如AgOH可溶于氨水中,I2在浓KI溶液中比在水中的溶解度大的多。
2.颜色的改变
当简单离子形成配离子时其性质往往有很大差异。我们根据颜色的变化就可以判断是否有配离子形成。
如Fe3+与SCN-在溶液中可生成 色的铁的硫氰酸根配离子。
无水CuSO4为白色,溶于水得 色溶液,就是因为Cu2+与H2O形成了天蓝色的[Cu(H2O)4]2+。
3.稳定性
配合物具有一定的稳定性,配合物中的配位键越强,配合物越 。例如,血红蛋白中的Fe2+与CO形成的配位键比Fe2+与O2形成的配位键强,因此血红蛋白中的Fe2+与CO结合后,就很难再与O2结合,血红蛋白失去输送氧气的功能,从而导致人体CO中毒。
四、配合物的应用
1.检验金属离子、分离物质、定量测定物质的组成
(1)银氨溶液——用于检验醛基
①银氨溶液的配制:
AgNO3溶液
实验现象: 。
反应方程式: ,
②银镜反应:将银氨溶液置于试管中,加入葡萄糖溶液,将试管放在 中缓慢加热。
实验现象: 。
(2)检验Fe3+:
实验步骤:向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液。
实验现象: 。
反应方程式:
(3)分离Cu2+和Fe3+
①实验步骤:在两支只管中分别加入2mL0.01mol·L-1的硫酸铜和0.01mol·L-1硫酸铁溶液,向一支试管中滴加10%NaOH溶液,向另一支试管中滴加浓氨水。
实验现象:滴加NaOH溶液, ;滴加浓氨水, 。
2.在生产中的应用:
配合物用于染色、电镀、硬水软化、金属冶炼等领域。
3.在尖端研究领域中的应用:
激光材料、超导材料、抗癌药物的研究、催化剂的研制等。
03 素养提升
◆判断正误
考点一 分子的立体构型
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)CH4、CH2===CH2、CH≡CH 分子中的碳原子均采用sp3杂化。( )
(2)分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时,该分子一定为正四面体结构。( )
(3)杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对。( )
(4)N2分子中N原子没有杂化,分子中有1个σ键、2个π键。( )
(5)NH3分子为三角锥形,N原子发生sp2杂化。( )
(6)HCHO分子中碳原子为sp2杂化,分子为平面三角形。( )
(7)SO中中心原子孤电子对数为0,中心原子为sp3杂化。( )
(8)中心原子杂化类型相同时,孤电子对数越多,键角越小。( )
(9)中心原子是sp杂化的,其分子构型不一定为直线形。( )
(10)价层电子对互斥理论中,π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数。( )
(11)只要分子构型为平面三角形,中心原子均为sp2杂化。( )
考点二 分子的极性与手性分子
2.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)以极性键结合起来的分子一定是极性分子。( )
(2)非极性分子中,一定含有非极性共价键。( )
(3)极性分子中一定不含有非极性共价键。( )
(4)BCl3与NCl3均为三角锥形,为极性分子。( )
(5)为手性分子。( )
考点三 配合物
3.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)形成配位键的条件是一方有空轨道,另一方有孤电子对。 ( )
(2)配位键是一种特殊的共价键。 ( )
(3)配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子。 ( )
(4)普鲁士蓝{Fe4[Fe(CN)6]3}中含有离子键和配位键。 ( )
◆易错点辨析
1.碳原子的2s电子的能量与2p电子的能量是否有很大的差别?
2.碳原子的2s轨道电子能进入2p轨道吗?
3.BCl3的价层电子对数、价层电子对空间结构、分子空间结构是怎样的?
4.NF3的价层电子对、价层电子对空间结构、分子空间结构是怎样的?
5.硼氮苯,硼与氮形成的类似苯的化合物,分子式为B3N3H6,俗称无机苯,又称环硼氮六烷。无机苯遇水会发生水解反应,水解产物为氨气与硼酸。硼氮苯液体密度0.81 g·cm-3(55 ℃时),固体密度1.00 g·cm-3 (-55 ℃时),熔点-58 ℃,沸点55 ℃,液体折射率1.382 1,临界温度为252 ℃。如图是硼氮苯的结构式。
根据硼氮苯的结构式,回答以下几个问题:
(1)已知硼氮苯的结构与苯的结构相似,均是平面正六边形结构,则硼氮苯中N原子和B原子的轨道杂化方式是什么?
(2)硼氮苯中,主要有哪几种类型的共价键?
6.烷烃分子中碳原子杂化方式是否相同?采用的杂化轨道类型有哪些?
7.甲苯分子中所有碳原子的杂化方式是否相同?采用何种杂化方式?
8.烯烃的碳碳双键和炔烃的碳碳三键上的碳原子的杂化方式是否相同?若不相同,则各是什么杂化方式(若相同,此问不回答)?
9.价层电子对的空间结构与分子的空间结构一定相同吗?二者之间有何规律存在?
10.ICl和BrCl中各元素的化合价有正负吗?为什么?
11.有机物
具有手性,其与H2发生加成反应后,其产物还有手性吗?
12.互为手性分子的物质是同一种物质吗? 二者具有什么关系?
13.互为手性分子的物质化学性质几乎完全相同,分析其原因。
14.成键电子对与孤电子对之间斥力大小顺序是什么?
15.氧原子的价电子排布式为2s22p4,两个2p轨道各有一个未成对电子,可分别与一个H原子的1s电子形成一个σ键,不须杂化。但事实是:氧原子形成了四个sp3杂化轨道,且键角是104.5°,空间结构为角形,怎么解释?
16.NH3、CH4、H2O、CO2四种分子正、负电荷重心重合的是哪些?正、负电荷重心不重合的是哪些?
17.有人说“手性分子和镜像分子完全相同,能重合”,对吗?二者什么关系?
18.构成不对称碳原子(手性碳原子)的条件?
19.PH3分子的中心磷原子的杂化类型是什么?空间结构是什么?
20.PH3分子中的P—H键是何种共价键?该分子是极性分子还是非极性分子?
向AgNO3溶液中滴入氨水,现象:生成白色沉淀,随氨水的增加,沉淀逐渐溶解,生成了[Ag(NH3)2]+。
21.整个过程中发生了哪些反应?
22.利用化学平衡移动原理解释配离子是如何形成的?
23.[Ag(NH3)2]+中哪一个提供孤电子对,哪一个提供空轨道?
24.将白色的无水CuSO4溶解于水中,溶液呈蓝色,是因为生成了一种呈蓝色的配位数是4的配离子。请写出生成此配离子的离子方程式。
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