(共49张PPT)
微专题3 原子杂化类型和分子空间结构的判断
判断分子或离子的空间结构时,要能够正确计算价层电子对数:一是运用计算式确定价层电子对数;二是看配位原子数,如表所示。
中心原子的
价层电子
对数 中心原子的
杂化轨道
类型 中心原子的
配位原子数
(σ键电子对数) 中心原子的
孤电子对数 VSEPR
模型 分子或离子
的空间结构 实例
2 sp 2 0 直线形 直线形 BeCl2
3 sp2 3 0 平面
三角形 平面三角形 BF3
2 1 V形 SO2
4 sp3 4 0 四面体形 正四面体形 CH4
3 1 三角锥形 NH3
2 2 V形 H2O
[典例] 按要求回答下列问题。
三角锥形
sp3
正四面体形
>
【解析】(3)①三氧化硒分子中硒原子的价层电子对数为3,孤电子对数为0,分子的空间结构为平面三角形,键角为120°,亚硒酸根离子中硒原子的价层电子对数为4,孤电子对数为1,离子的空间结构为三角锥形,键角小于120°。
产物中氮原子的杂化轨道类型为 。
sp3
【解析】 ②由结构简式可知,产物中氮原子的价层电子对数为4,原子的杂化方式为sp3杂化。
(4)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。SiCl4是生产高纯硅的前驱
体,其中Si采取的杂化类型为 。SiCl4可发生水解反应,机理如下:
含s、p、d轨道的杂化类型有①dsp2、②sp3d、③sp3d2,中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为 (填序号)。
sp3
②
[思路点拨]
[训练] (1)用价层电子对互斥模型推断甲醛中H—C—H的键角 (填“>”“<”或“=”)120°。
<
【解析】 (1)甲醛中碳氧之间为双键,根据价层电子对互斥模型可知双键与单键之间的斥力大于单键与单键之间的斥力,所以H—C—H的键角小于120°。
(2)SO2Cl2和SO2F2都属于AX4E0型分子,S与O之间以双键结合,S与Cl、S与F之间以单键结合。请你预测SO2Cl2和SO2F2分子的空间结构为 。SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl (填“>”“<”或“=”)SO2F2分子中∠F—S—F。
四面体形
>
【解析】(2)SO2Cl2和SO2F2的中心原子S的价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体形,无孤电子对,所以空间结构为四面体形;因为X原子得电子能力越弱,A—X形成的共用电子对之间的斥力越强,氟原子的得电子能力大于氯原子的,所以SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl>SO2F2分子中∠F—S—F。
(3)抗坏血酸的分子结构如图所示,该分子中碳原子的杂化轨道类型为
。
sp2、sp3
【解析】 (3)由图可知,该分子中碳原子的杂化轨道类型为sp2和sp3。
(时间:30分钟 满分:71分)
(选择题1~13题,每小题3分,共39分)
1.下列有机物分子中的碳原子既有sp3杂化又有sp杂化的是( )
B
2.下列关于水合氢离子(H3O+)的说法错误的是( )
[A] 含有极性键
[B] 空间结构为三角锥形
[C] 键角:H3O+[D] H3O+和H2O中氧原子均为sp3杂化
C
【解析】 水合氢离子中含有氢氧极性键,A正确;水合氢离子中的氧原子为sp3杂化,含有一个孤电子对,空间结构为三角锥形,B正确;水分子中含有两个孤电子对,孤电子对数越多,键角越小,故H3O+的键角大于H2O的,C错误;
H3O+和H2O中氧原子均为sp3杂化,D正确。
3.下列描述正确的是( )
D
C
5.下列说法正确的是( )
[A] CH2Cl2的空间结构为正四面体形
[B] H2O中氧原子的杂化轨道类型为sp2杂化,分子的空间结构为V形
[C] CO2中碳原子的杂化轨道类型为sp杂化,分子的空间结构为直线形
C
D
其单体、二聚体和多聚体中Be的杂化轨道类型依次为( )
[A] sp3、sp2、sp [B] sp2、sp、sp3
[C] sp2、sp3、sp [D] sp、sp2、sp3
7.(2024·江西南昌十中月考)二氯化二硫(S2Cl2)是广泛用于橡胶工业的硫化剂,其分子结构如图所示。制备方法:在120 ℃时,向硫黄粉(用CCl4浸润)中通入Cl2。已知:常温下S2Cl2遇水易水解,并产生能使品红溶液褪色的气体。下列说法错误的是( )
[A] S2Cl2中所有原子均满足8电子结构
[B] S2Cl2中硫原子的杂化类型为sp2杂化
[C] S2Br2与S2Cl2的结构相似
B
8.下表中各粒子、粒子对应的空间结构及解释均正确的是( )
D
9.下列分子或离子中键角由大到小的排列顺序是( )
[A] ⑤④①②③ [B] ⑤①④②③
[C] ④①②⑤③ [D] ③②④①⑤
B
10.(2024·河北邢台五岳联盟月考)用价层电子对互斥(VSEPR)模型可以预测许多分子或离子的空间结构,也可推测键角大小。下列判断错误的是( )
[A] OF2是V形分子
[B] H2S的键角大于H2O的
[C] BeCl2是直线形分子
B
11.(2024·福建厦门一中月考)多位化学家用简单的偶联反应合成了右图这个有趣的“纳米小人”分子。有关该分子结构的说法不正确的是( )
[A] 该分子中的C采取的杂化方式有:sp、sp2、sp3
[B] 该分子中的O采取sp3杂化
[C] “纳米小人”头部的所有原子不能在同一平面内
[D] “纳米小人”手、脚部位的碳原子不参与杂化
D
【解析】 题给分子中碳碳三键上的碳原子采取sp杂化,苯环上的碳原子采取sp2杂化,其他碳原子采取sp3杂化,A正确;该分子中的氧原子有2对σ键电子对,孤电子对数为2,故其采取sp3杂化,B正确;“纳米小人”头部的碳原子均为sp3杂化,所有原子不在同一平面内,C正确;“纳米小人”手、脚部位的碳原子都属于饱和碳原子,均采取sp3杂化,D错误。
12.(2025·广东大联考)X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中W和R位于同一主族,由这五种元素组成的一种化合物的结构如图所示。下列说法正确的是( )
[A] 原子半径:R>Z>W
A
[C] 简单氢化物的沸点:Y>Z>W
[D] 第一电离能:Y>Z>W
【解析】 根据化合物的结构,结合X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期主族元素,W和R同主族,Y形成4个共价键推知,Y是C;Z的原子序数大于Y的且形成三个共价键,则Z是N;W和R位于同一主族且W和R均形成两个共价键,则W是O,R是S;X只能形成1个共价键,则X是H。电子层数越多,半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小,R是S,W是O,Z是N,则三种原子半径:S>N>O,A正确;
[A] 所有原子均满足8电子结构
[B] N的杂化方式有2种
[C] 空间结构为四面体形
[D] 常温下不稳定
B
14.(20分)(1)利用VSEPR模型推断分子或离子的空间结构。
正四面体形
直线形
平面三角形
(2)四硫氰基二氨络铬酸铵的结构如图所示。
①阳离子的空间结构为 ;NH3的空间结构为 。
正四面体形
三角锥形
②SCN-中碳原子的杂化方式为 。
sp
(3)BF3和NF3都是四原子分子,BF3的中心原子是 (填元素符号,下同),NF3的中心原子是 ;BF3分子的空间结构是平面三角形而NF3分子的空间结构是三角锥形,其原因是
(4分)。
B
N
BF3分子中B的3个价电子都与F形成共价键,无孤电子对,呈平面三角形,而NF3分子中N的3个价电子分别与3个F形成共价键,还有一个未成键的孤电子对,占据了N周围的空间,参与相互排斥,形成三角锥形结构
【解析】(3)BF3分子的中心原子为B,B的3个价电子都与氟原子形成共价键,无孤电子对,呈平面三角形;而NF3分子的中心原子N的3个价电子分别与3个氟原子形成共价键,还有一个未成键的孤电子对,占据了氮原子周围的空间,参与相互排斥,形成三角锥形结构。
15.(12分)(1)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间结构是 ,中心原子的杂化方式为 。
正四面体形
sp3
(2)《中华本草》等中医著作中,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,阴离子空间结构为 ,碳原子的杂化方式为 。
平面三角形
sp2
V形
sp3微专题3 原子杂化类型和分子空间结构的判断
判断分子或离子的空间结构时,要能够正确计算价层电子对数:一是运用计算式确定价层电子对数;二是看配位原子数,如表所示。
中心原子的 价层电子对数 中心原子的 杂化轨道类型 中心原子的 配位原子数 (σ键电子对数) 中心原子的 孤电子对数 VSEPR 模型 分子或离子 的空间结构 实例
2 sp 2 0 直线形 直线形 BeCl2
3 sp2 3 0 平面 三角形 平面三角形 BF3
2 1 V形 SO2
4 sp3 4 0 四面体形 正四面体形 CH4
3 1 三角锥形 NH3
2 2 V形 H2O
[典例] 按要求回答下列问题。
(1)SnC的空间结构为 ,其中心离子的杂化方式为 。
(2)研究发现,给小鼠喂食适量硒酸钠(Na2SeO4)可减轻重金属铊引起的中毒。Se的空间结构为 。
(3)①比较键角大小:气态SeO3分子 (填“>”“<”或“=”)Se,原因是 。
②科学家合成了一种固氮酶模型配合物,该物质可以在温和条件下直接活化H2,将N3-转化为N,反应过程如图所示:
产物中氮原子的杂化轨道类型为 。
(4)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。SiCl4是生产高纯硅的前驱体,其中Si采取的杂化类型为 。SiCl4可发生水解反应,机理如下:
含s、p、d轨道的杂化类型有①dsp2、②sp3d、③sp3d2,中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为 (填序号)。
[思路点拨]
【答案】 (1)三角锥形 sp3 (2)正四面体形
(3)①> SeO3的空间结构为平面三角形,Se的空间结构为三角锥形 ②sp3
(4)sp3 ②
【解析】 (1)Sn是第ⅣA族元素,SnC的中心离子Sn2+的价层电子对数为3+=4,有1个孤电子对,中心离子是sp3杂化,SnC的空间结构是三角锥形。
(2)Se的中心离子的价层电子对数为4+=4,无孤电子对,则Se的VSEPR模型和空间结构均为正四面体形。
(3)①三氧化硒分子中硒原子的价层电子对数为3,孤电子对数为0,分子的空间结构为平面三角形,键角为120°,亚硒酸根离子中硒原子的价层电子对数为4,孤电子对数为1,离子的空间结构为三角锥形,键角小于120°。②由结构简式可知,产物中氮原子的价层电子对数为4,原子的杂化方式为sp3杂化。
(4)SiCl4中硅原子的价层电子对数为4+=4,因此硅原子采取sp3杂化;由图可知,SiCl4(H2O)中硅原子的σ键数为5,说明硅原子的杂化轨道数为5。由此可知硅原子的杂化类型为sp3d。
[训练] (1)用价层电子对互斥模型推断甲醛中H—C—H的键角 (填“>”“<”或“=”)120°。
(2)SO2Cl2和SO2F2都属于AX4E0型分子,S与O之间以双键结合,S与Cl、S与F之间以单键结合。请你预测SO2Cl2和SO2F2分子的空间结构为 。SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl (填“>”“<”或“=”)SO2F2分子中∠F—S—F。
(3)抗坏血酸的分子结构如图所示,该分子中碳原子的杂化轨道类型为 。
【答案】 (1)< (2)四面体形 > (3)sp2、sp3
【解析】 (1)甲醛中碳氧之间为双键,根据价层电子对互斥模型可知双键与单键之间的斥力大于单键与单键之间的斥力,所以H—C—H的键角小于120°。
(2)SO2Cl2和SO2F2的中心原子S的价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体形,无孤电子对,所以空间结构为四面体形;因为X原子得电子能力越弱,A—X形成的共用电子对之间的斥力越强,氟原子的得电子能力大于氯原子的,所以SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl>SO2F2分子中∠F—S—F。
(3)由图可知,该分子中碳原子的杂化轨道类型为sp2和sp3。
(时间:30分钟 满分:71分)
(选择题1~13题,每小题3分,共39分)
1.下列有机物分子中的碳原子既有sp3杂化又有sp杂化的是( )
[A] CH3CHCH2 [B] CH3—C≡CH
[C] CH3CH2OH [D] CH≡CH
【答案】 B
【解析】 CH3CHCH2中双键碳原子为sp2杂化、单键碳原子为sp3杂化,故A不符合题意;CH3—C≡CH中三键碳原子为sp杂化、单键碳原子为sp3杂化,故B符合题意;CH3CH2OH中碳原子均为sp3杂化,故C不符合题意;CH≡CH中碳原子只有sp杂化,故D不符合题意。
2.下列关于水合氢离子(H3O+)的说法错误的是( )
[A] 含有极性键
[B] 空间结构为三角锥形
[C] 键角:H3O+[D] H3O+和H2O中氧原子均为sp3杂化
【答案】 C
【解析】 水合氢离子中含有氢氧极性键,A正确;水合氢离子中的氧原子为sp3杂化,含有一个孤电子对,空间结构为三角锥形,B正确;水分子中含有两个孤电子对,孤电子对数越多,键角越小,故H3O+的键角大于H2O的,C错误;H3O+和H2O中氧原子均为sp3杂化,D正确。
3.下列描述正确的是( )
[A] CS2分子的空间结构为V形
[B] Cl的空间结构为平面三角形
[C] NH3、CO、CO2的中心原子都有孤电子对
[D] SiF4和S的中心原子均采取sp3杂化
【答案】 D
【解析】 CS2中碳原子的孤电子对数为=0、价层电子对数为2+0=2,是直线形结构,A不正确;Cl中中心原子的价层电子对数为3+=4,孤电子对数是1,所以是三角锥形结构,B不正确;NH3中氮原子的孤电子对数为=1、CO中碳原子的孤电子对数为=1、CO2中碳原子的孤电子对数为=0,C不正确;SiF4的中心原子的孤电子对数为=0、价层电子对数为4+0=4,故中心原子为sp3杂化,S的中心原子的孤电子对数为=1、价层电子对数为3+1=4,故中心原子为sp3杂化,D正确。
4.(2024·江苏宿迁三模)反应CO+2[Cu(NH3)4]2++4NH3·H2O2[Cu(NH3)4]++4N+C+2H2O可用于吸收有毒气体CO。下列说法正确的是( )
[A] NH3的电子式为H
[B] [Cu(NH3)4]2+中基态Cu2+的价层电子排布式为3d94s2
[C] C的空间结构为平面正三角形
[D] 键角:NH3>N
【答案】 C
【解析】 NH3中N与H形成共价键,其电子式为 H,A错误;基态Cu的价层电子排布式是3d104s1,因此基态Cu2+的价层电子排布式为3d9,B错误;中碳原子的价层电子对数为3+×(4+2-3×2)=3,故碳原子为sp2杂化,空间结构为平面正三角形,C正确;N的价层电子对数为4+×(5-1-4×1)=4,无孤电子对,NH3的价层电子对数为3+×(5-3×1)=4,孤电子对数为1,存在的孤电子对数越多,键角越小,故N的键角大于NH3的,D错误。
5.下列说法正确的是( )
[A] CH2Cl2的空间结构为正四面体形
[B] H2O中氧原子的杂化轨道类型为sp2杂化,分子的空间结构为V形
[C] CO2中碳原子的杂化轨道类型为sp杂化,分子的空间结构为直线形
[D] S的空间结构为平面三角形
【答案】 C
【解析】 CH4的4个共价键完全相同,空间结构为正四面体形,CH2Cl2的4个共价键不完全相同,所以分子的空间结构不是正四面体形,A错误;H2O中氧原子的价层电子对数为2+×(6-2×1)=4,为sp3杂化,含有2个孤电子对,分子的空间结构为V形,B错误;CO2中碳原子的价层电子对数为2+×(4-2×2)=2,为sp杂化,分子的空间结构为直线形,C正确;S中硫原子的价层电子对数为3+×(6+2-3×2)=4,为sp3杂化,孤电子对数为1,分子的空间结构为三角锥形,D错误。
6.BeCl2是共价分子,可以单体、二聚体和多聚体形式存在,三者结构简式依次为Cl—Be—Cl、、。
其单体、二聚体和多聚体中Be的杂化轨道类型依次为( )
[A] sp3、sp2、sp [B] sp2、sp、sp3
[C] sp2、sp3、sp [D] sp、sp2、sp3
【答案】 D
【解析】 Cl—Be—Cl中Be形成2个Be—Cl,没有孤电子对,杂化轨道数目为2,杂化轨道类型为sp杂化;中Be形成3个Be—Cl,没有孤电子对,杂化轨道数目为3,杂化轨道类型为sp2杂化;中Be形成4个Be—Cl,没有孤电子对,杂化轨道数目为4,杂化轨道类型为sp3杂化。故选D。
7.(2024·江西南昌十中月考)二氯化二硫(S2Cl2)是广泛用于橡胶工业的硫化剂,其分子结构如图所示。制备方法:在120 ℃时,向硫黄粉(用CCl4浸润)中通入Cl2。已知:常温下S2Cl2遇水易水解,并产生能使品红溶液褪色的气体。下列说法错误的是( )
[A] S2Cl2中所有原子均满足8电子结构
[B] S2Cl2中硫原子的杂化类型为sp2杂化
[C] S2Br2与S2Cl2的结构相似
[D] S2Cl2与H2O反应的化学方程式可能为2S2Cl2+2H2OSO2↑+3S↓+4HCl
【答案】 B
【解析】 S2Cl2中硫原子连接2个共价键,氯原子连接1个共价键,S2Cl2中所有原子均满足8电子结构,故A正确;S2Cl2中每个硫原子的价层电子对数都为2+2=4,所以采取sp3杂化,故B错误;溴元素与氯元素位于同主族,所以S2Br2与S2Cl2的结构相似,故C正确;常温下,S2Cl2遇水易水解,并产生能使品红溶液褪色的气体,该气体为二氧化硫,在反应过程中一部分硫元素由+1价升高到+4价(生成SO2),S2Cl2中氯元素化合价为 -1价,不能再得电子,只能是一部分硫元素化合价降低到0价(生成S),所以反应的化学方程式可能为2S2Cl2+2H2OSO2↑+3S↓+4HCl,故D正确。
8.下表中各粒子、粒子对应的空间结构及解释均正确的是( )
选项 粒子 空间结构 解释
[A] 氨基负离 子(N) 直线形 N采取sp杂化
[B] 二氧化硫 V形 S采取sp3杂化
[C] 碳酸根离 子(C) 三角锥形 C采取sp3杂化
[D] 乙炔 (C2H2) 直线形 C采取sp杂化且C的价层电子均参与成键
【答案】 D
【解析】 N中N的价层电子对数为2+=4,孤电子对数为2,采取sp3杂化,N的空间结构为V形,故A错误;SO2中S的价层电子对数为2+=3,孤电子对数为1,采取sp2杂化,SO2的空间结构为V形,故B错误;C中C的价层电子对数为3+=3,孤电子对数为0,采取sp2杂化,C的空间结构为平面三角形,故C错误。
9.下列分子或离子中键角由大到小的排列顺序是( )
①BCl3 ②NH3 ③H2O ④PC ⑤HgCl2
[A] ⑤④①②③ [B] ⑤①④②③
[C] ④①②⑤③ [D] ③②④①⑤
【答案】 B
【解析】 ①BCl3的中心原子B的价层电子对数为3+=3,为sp2杂化,键角为120°;②NH3的中心原子N的价层电子对数为3+=4,为sp3杂化,由于NH3中有孤电子对存在,其键角小于109°28′;③H2O的中心原子O的价层电子对数为2+=4,为sp3杂化,由于H2O的中心原子的孤电子对数为2,使得其键角比NH3的键角还小;④PC的中心原子P的价层电子对数为4+=4,为sp3杂化,键角为 109°28′;⑤HgCl2的中心原子Hg的价层电子对数为2+=2,为sp杂化,键角为180°。综上所述,键角由大到小的排列顺序为⑤①④②③,故选B。
10.(2024·河北邢台五岳联盟月考)用价层电子对互斥(VSEPR)模型可以预测许多分子或离子的空间结构,也可推测键角大小。下列判断错误的是( )
[A] OF2是V形分子
[B] H2S的键角大于H2O的
[C] BeCl2是直线形分子
[D] S和CH4的空间结构相同
【答案】 B
【解析】 OF2的中心原子O的孤电子对数为×(6-2×1)=2,σ键电子对数为2,价层电子对数为2+2=4,OF2是V形分子,A项正确;H2S、H2O的中心原子均为sp3杂化,由于O的电负性更大,对成键电子对的吸引能力更强,成键电子对离中心原子更近,成键电子对之间距离更小、斥力更大,导致键角更大,故H2S的键角小于H2O的,B项错误;BeCl2的中心原子Be的孤电子对数为×(2-2×1)=0,σ键电子对数为2,价层电子对数为0+2=2,VSEPR模型为直线形,C项正确;S的中心原子S的孤电子对数为×(6+2-4×2)=0,σ键电子对数为4,价层电子对数为0+4=4,S没有孤电子对,S为正四面体形,CH4的中心原子C的孤电子对数为×(4-4×1)=0,σ键电子对数为4,价层电子对数为0+4=4,C没有孤电子对,CH4为正四面体形,D项正确。
11.(2024·福建厦门一中月考)多位化学家用简单的偶联反应合成了右图这个有趣的“纳米小人”分子。有关该分子结构的说法不正确的是( )
[A] 该分子中的C采取的杂化方式有:sp、sp2、sp3
[B] 该分子中的O采取sp3杂化
[C] “纳米小人”头部的所有原子不能在同一平面内
[D] “纳米小人”手、脚部位的碳原子不参与杂化
【答案】 D
【解析】 题给分子中碳碳三键上的碳原子采取sp杂化,苯环上的碳原子采取sp2杂化,其他碳原子采取sp3杂化,A正确;该分子中的氧原子有2对σ键电子对,孤电子对数为2,故其采取sp3杂化,B正确;“纳米小人”头部的碳原子均为sp3杂化,所有原子不在同一平面内,C正确;“纳米小人”手、脚部位的碳原子都属于饱和碳原子,均采取sp3杂化,D错误。
12.(2025·广东大联考)X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中W和R位于同一主族,由这五种元素组成的一种化合物的结构如图所示。下列说法正确的是( )
[A] 原子半径:R>Z>W
[B] Y和R的空间结构相同
[C] 简单氢化物的沸点:Y>Z>W
[D] 第一电离能:Y>Z>W
【答案】 A
【解析】 根据化合物的结构,结合X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期主族元素,W和R同主族,Y形成4个共价键推知,Y是C;Z的原子序数大于Y的且形成三个共价键,则Z是N;W和R位于同一主族且W和R均形成两个共价键,则W是O,R是S;X只能形成1个共价键,则X是H。电子层数越多,半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小,R是S,W是O,Z是N,则三种原子半径:S>N>O,A正确;Y是C,C为sp2杂化,C的空间结构是平面三角形,R是S,S为sp3杂化且孤电子对数为1,S的空间结构是三角锥形,空间结构不相同,B错误;Y、Z、W分别是C、N、O三种元素,H2O、NH3分子间可形成氢键,且水在常温下是液态,沸点最高,甲烷沸点最低,则简单氢化物的沸点:CH4O>C,D错误。
13.理论化学模拟得到一种,结构如图所示。下列关于该离子的说法错误的是( )
[A] 所有原子均满足8电子结构
[B] N的杂化方式有2种
[C] 空间结构为四面体形
[D] 常温下不稳定
【答案】 B
【解析】 由的结构可知,所有N均满足8电子稳定结构,A正确;中心原子N为sp3杂化,与中心原子N直接相连的N为sp2杂化,与端位N直接相连的N为sp杂化,端位N为sp2杂化,则N的杂化方式有3种,B错误;中心原子N为sp3杂化,则的空间结构为四面体形,C正确;中含叠氮结构(),常温下不稳定,D正确。
14.(20分)(1)利用VSEPR模型推断分子或离子的空间结构。
P ;CS2 ;BCl3 。
(2)四硫氰基二氨络铬酸铵的结构如图所示。
①阳离子的空间结构为 ;NH3的空间结构为 。
②SCN-中碳原子的杂化方式为 。
(3)BF3和NF3都是四原子分子,BF3的中心原子是 (填元素符号,下同),NF3的中心原子是 ;BF3分子的空间结构是平面三角形而NF3分子的空间结构是三角锥形,其原因是 (4分)。
【答案】 (1)正四面体形 直线形 平面三角形
(2)①正四面体形 三角锥形 ②sp (3)B N
BF3分子中B的3个价电子都与F形成共价键,无孤电子对,呈平面三角形,而NF3分子中N的3个价电子分别与3个F形成共价键,还有一个未成键的孤电子对,占据了N周围的空间,参与相互排斥,形成三角锥形结构
【解析】 (1)P属于AB4型,σ键电子对数为4,孤电子对数为0,其空间结构为正四面体形;CS2属于AB2型,σ键电子对数为2,孤电子对数为0,其空间结构为直线形;BCl3属于AB3型,σ键电子对数为3,孤电子对数为0,其空间结构为平面三角形。
(2)①由题图可知,阳离子为N,中心原子N的价层电子对数为4+×(5-1-4×1)=4,没有孤电子对,空间结构为正四面体形;NH3的中心原子N的价层电子对数为3+×(5-3×1)=4,有1个孤电子对,空间结构为三角锥形。②SCN-中碳原子的价层电子对数为2+×(4+1-3-2)=2,杂化方式为sp。
(3)BF3分子的中心原子为B,B的3个价电子都与氟原子形成共价键,无孤电子对,呈平面三角形;而NF3分子的中心原子N的3个价电子分别与3个氟原子形成共价键,还有一个未成键的孤电子对,占据了氮原子周围的空间,参与相互排斥,形成三角锥形结构。
15.(12分)(1)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间结构是 ,中心原子的杂化方式为 。
(2)《中华本草》等中医著作中,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,阴离子空间结构为 ,碳原子的杂化方式为 。
(3)X射线衍射测定等发现,I3AsF6中存在。的空间结构为 ,中心原子的杂化方式为 。
【答案】 (1)正四面体形 sp3 (2)平面三角形 sp2 (3)V形 sp3
【解析】 (1)LiAlH4的阴离子为Al,Al中铝原子上的价层电子对数为4+=4,因此Al采取sp3杂化,为正四面体形。
(2)C中碳原子的价层电子对数为3+=3,因此为sp2杂化,结合碳原子没有孤电子对,则C为平面三角形。
(3)中心原子I上的价层电子对数为2+=4,杂化方式为sp3,其空间结构为V形。
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