2020屆高考化學一輪復習微粒的空間構型與中心原子雜化類型的判斷學案

是 是 O微粒的空間構型與中心原子雜化類型的判斷M增分微課75J0微粒的空間構型與中心原子雜化類型的判斷考情剖析考查物質結構與性質”的試題中關于微粒的空間構型與中心原子雜化類型的判斷是必考問題。如果是考生熟悉的微粒還問題不大，如2018全國卷皿，判斷ZnCO3中陰離子的空間構型和中心原子的雜化類型。還有一類是給出結構或知道結構的物質中的某微粒的雜化類型判斷，難度不大。對陌生的微?？忌屯鶡o從下手了，如2017全國卷I，判斷的空間構型和中心原子的雜化類型。本微課就帶同學們年份20182017年份2018201720162015題號全國I35(5);全國II35(5)全國I35(4)(5);全國135(4)全國I37(3)(6);全國I37(4)全國I37(5);全國I37(2)(5)探究突破微粒的空間構型與中心原子雜化類型的判斷。增分典例探究增分點一價層電子對互斥理論判斷法【解題策略】遇到陌生微粒的空間構型與中心原子雜化類型的判斷的問題，首先看能否直接用VSEPR進行判斷。如果不能就借用等電子體的途徑進行判斷。例1WA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表現(xiàn)出多種氧化態(tài),含WA族元素的化合物在研究和生產中有許多重要用途。請回答下列問題：圖Z15-1

S單質的常見形式為S8,其環(huán)狀結構如圖Z15-1所示,S原子采用的TOC\o"1-5"\h\z軌道雜化方式是 。原子的第一電離能是指氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量，0、S、Se原子的第一電離能由大到小的順序為 。Se原子序數(shù)為 ，其核外M層電子的排布式為 。⑷HzSe的酸性比H2S (填強”或弱”。氣態(tài)SeQ分子的立體構型為 ,S-的立體構型為 。變式題氧是地殼中含量最多的元素。氧元素基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)為 。⑵哉0分子內的0—H鍵、分子間的范德華力和氫鍵從強到弱依次為 。心OCH°的沸點比6最高，原因⑶H+可與出0形成出0+,出0+中氧原子采用 雜化。出0+中H—0—H鍵角比出0中H—0—H鍵角大，原因是 。增分點二利用結構結合VSEPR判斷例2[2018安徽皖北協(xié)作區(qū)高三年級聯(lián)考]已知N、S、Cl元素可形成多種物質，在工業(yè)生產上有著廣泛的應用?；卮鹣铝袉栴}已知S4，其中S原子的雜化方式是N、P可分別形成多種三角錐形分子，已知NH3的鍵角大于PHs,原因酮分子中含有。鍵的數(shù)目為 酮分子中含有。鍵的數(shù)目為 變式題氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在 ，其分子的立體構型為形,形,其中共價鍵的類型有種；固體三氧化硫中存在如圖 Z15-2所示的三聚分子，該分子中S原子的雜化軌道類型為增分點三借助等電子體判斷【解題策略】本案例是不能直接用理論判斷的題目，可以借用等電子體進行判斷。例3[2017全國卷I節(jié)選]X射線衍射測定等發(fā)現(xiàn)hAsFe中存在離子。離子的幾何構型為 沖心原子的雜化形式為 。變式題半導體材料磷化硼（BP）可由BB「3和PB「3在高溫下合成。一定溫度下PB「5能形成陰、陽離子個數(shù)比為1:1的導電熔體，陰陽離子均帶一個單位電荷，經測定其中P—Br鍵鍵長均相等。寫出該導電熔體中陽離子的電子式： ，其中P原子的雜化軌道類型提分強化訓練[2017江蘇卷節(jié)選]鐵氮化合物（FexNy）在磁記錄材料領域有著廣泛的應用前景。某FexNy的制備需鐵、氮氣、丙酮和乙醇參與。o丙酮（| |）分子中碳原子軌道的雜化類型是 ,1mol丙[2017全國卷皿節(jié)選]研究發(fā)現(xiàn)，在CO2低壓合成甲醇反應(CO2+3H2—CH3OH+H2O)中,Co氧化物負載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性，顯示出良好的應用前景?；卮鹣铝袉栴}：Co基態(tài)原子核外電子排布式為 。元素Mn與O中,第一電離能較大的是 ,基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)較多的CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為 和 。元素X位于第四周期，其基態(tài)原子的內層軌道全部排滿電子，且最外層電子數(shù)為2。元素丫基態(tài)原子的3p軌道上有4個電子。元素Z的原子最外層電子數(shù)是其內層的3倍。圖Z15-3X與丫所形成化合物晶體的晶胞如圖Z15-3所示。TOC\o"1-5"\h\z在1個晶胞中,X離子的數(shù)目為 。該化合物的化學式為 。在Y的氫化物(H2Y)分子中，丫原子軌道的雜化類型是 Z的氫化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y,其原因是 。⑷丫與Z可形成Y-丫-的空間構型為 (用文字描述)。寫出一種與Y「互為等電子體的分子的化學式： 。氮化硼(BN)晶體有多種相結構。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相與石墨相似，具有層狀結構，可作高溫潤滑劑。立方相氮化硼是超硬材料，有優(yōu)異的耐磨性。它們的晶體結構如圖Z15-4所示六片相扼化屢。姮原子?硼涼子圖Z15-4六方相氮化硼晶體層內一個硼原子與相鄰氮原子構成的空間構型為 ，其結構與石墨相似卻不導電，原因是_。立方相氮化硼晶體中，硼原子的雜化軌道類型為 。5新制的Cu(0H)2可將乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸，而自身還原成CU2O。乙醛中碳原子的雜化軌道類型為,1mol乙醛分子中含有的。鍵的數(shù)目為 。6.[2018寧德普通高中畢業(yè)班質量檢測]科學的進步離不開技術的突破。原子光譜、核磁共振、X射線衍射、量子計算等技術的發(fā)展與應用都推進了結構的研究。如過渡元素原子結構、超分子結構、晶體結構研究等。過渡元素Ni原子的基態(tài)電子排布式為 ,Ni的核外電子由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)時產生的光譜是 (填吸收”或發(fā)射”光譜。H-l/1丿…％丿倔I—圖Z15-5肌宇爲離子［C(NH2)］可以與甲基磺酸根離子(CH3S-)形成超分子晶體，其局部結構如圖Z15-5所示。組成該晶體的元素中第一電離能最大的是 ，其中C的雜化類型有 。元素C、N、S的簡單氫化物在水中的溶解度從大到小的順序為 ，原因是 圖Z15-6近年研究人員通過量子化學計算預測并合成了化合物 NazHe,經X射線衍射分析其晶胞結構如圖Z15-6所示。①晶胞中Na堆積形成 (填形狀)空隙,He占據(jù)一半空隙，另一半由e占據(jù)。已知Na2He晶體不能導電，理由②已知晶胞邊長為anm,晶胞中Na的半徑為bnm,則He的半徑為nm(列出計算式即可)。增分典例探究】例1(1)sp3O>S>Se343s23p63d10強平面三角形三角錐形［解析］(1)硫原子最外層有6個電子，由S8結構可知一個硫原子與另外兩個硫原子形成2個。鍵，硫原子還余4個電子形成2對孤電子對，所以為sp3雜化。(2)同一主族元素從上至下第一電離能逐漸減小。(3)Se屬于第四周期第WA族元素，原子序數(shù)比S大18,M層電子已經排滿，排布式為3$3p63d10。(4)H與Se形成的共價鍵鍵能小于H與S形成的共價鍵鍵能，所以在水溶液中,H2Se比H2S容易電離,H2Se的酸性更強;SeO3中,Se原子孤電子對數(shù)為0,□鍵電子對數(shù)為3,所以Se原子為sp2雜化,SeO3為平面三角形;S「中S原子孤電子數(shù)為1,(鍵電子對數(shù)為3,所以S原子為sp3雜化,S-為三角錐形。變式題(1)2O—H鍵、氫鍵、范德華力鄰羥基苯甲醛形成分子內氫鍵,而對羥基苯甲醛形成分子間氫鍵,分子間氫鍵使分子間作用力增大sp3H2O中氧原子有2對孤電子對，出0+只有1對孤電子對，排斥力較?。劢馕觯?1)氧元素原子核外有8個電子,其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p4,所以氧元素基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)為 2。(2)O—H鍵屬于共價鍵,鍵能大;分子間的范德華力和氫鍵均屬于分子間作用力的范疇,但氫鍵要強于分子間的范德華力,所以它們從強到弱的順序依次為O—H鍵、氫鍵、范德華力;氫鍵不僅存在于分子之間,有時也存在于分子內,鄰羥基苯甲醛在分子內形成氫鍵,對羥基苯甲醛在分子間形成氫鍵,分子間氫鍵使分子間作用力增強,所以對羥基苯甲醛的沸點比鄰羥基苯甲醛的高。⑶出0+中0上的孤電子對數(shù)為1,由于中心0的價層電子對數(shù)共有3+1=4對，因此出0+中氧原子采用的是sp3雜化;出0中氧原子上的孤電子對數(shù)為2,因此排斥力較大,H20中H—0—H鍵角較小。例2sp3由于電負性N>P>H,且N原子半徑小于P原子半徑,NH3中成鍵電子對彼此相距更近,斥力更大,所以鍵角NH3>PH3［解析］S4-的結構中兩邊的S原子均形成4個。鍵且無孤電子對，所以均為sp3雜化;中間的兩個S原子均形成兩個單鍵，且均有兩對孤電子對，所以均為sp3雜化。NH3和PH3均是三角錐形結構，都有一對孤電子對的斥力影響，由于電負性N>P>H,且N原子半徑小于P原子半徑,NH3中成鍵電子對彼此相離更近，斥力更大，所以鍵角NH3>PH3。變式題平面三角2sp3［解析］氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在,中心原子的成鍵電子對數(shù)是3,且不存在孤電子對,所以其分子的立體構型為平面三角形。分子中存在氧硫雙鍵，因此其中共價鍵的類型有2種，即。鍵、n鍵;固體三氧化硫中存在題圖所示的三聚分子結構，該分子中S原子形成4個。鍵，因此其雜化軌道類型為sp3。例3V形sp3［解析］在中中心原子I的價層電子對數(shù)為4(其中2個。鍵、2個孤電子對)，因此其軌道雜化類型為sp3雜化,但離子的空間幾何構型同水分子一樣為V形。:Br*［:Br：P:Br：］+變式題 sp3［解析］PBr5能形成陰、陽離子個數(shù)比為1:1的導電熔體，陰陽離子均帶一個單位電荷，說明分別形成PB和PB-。PB的結構應該與N相似?！咎岱謴娀柧殹縮p和sp39mol［解析］一個丙酮分子中有兩個甲基和一個羰基，甲基中碳原子為sp3雜化，羰基中碳原子為sp2雜化;一個丙酮分子中有6個碳氫鍵、2個碳碳單鍵和1個碳氧雙鍵(1個。鍵和一個n鍵)，所以1mol丙酮分子中含有9mol鍵。7 2 3(1)［Ar］3d"4s2OMn(2)spsp3［解析］(1)Co為27號元素，基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2或［Ar］3d74s2。Mn是活潑金屬，第一電離能較小，而O是非金屬性較強的非金屬元素，第一電離能較大，故第一電離能大小Mn<O;Mn的基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2,3d軌道中有5個未成對電子，而O的基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p4,2p軌道中有2個未成對電子，Mn和O的基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)較多的是Mn。⑵CO2中C原子的雜化形式為sp雜化CH3OH中C原子的雜化方式為sp3雜化。(1)①4②ZnS(2)sp3水分子與乙醇分子之間形成氫鍵①正四面體②CC14或SiCl4等(1)平面三角形層狀結構中沒有自由移動的電子(2)sp3［解析］(1)六方相氮化硼層內一個硼原子與相鄰N原子構成的空間構型為平面三角形，結構與石墨相似，但B原子最外層只有3個電子，沒有自由移動的電子，故不能導電。(2)立方相氮化硼結構中，硼原子形成四個單鍵，所以硼是sp3雜化。sp3>