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第五章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)元素周期律第4講化學(xué)鍵分子的空間結(jié)構(gòu)目
錄Contents01考點(diǎn)1化學(xué)鍵及物質(zhì)構(gòu)成02考點(diǎn)2分子的空間結(jié)構(gòu)03熱點(diǎn)幫關(guān)注熱點(diǎn)專項(xiàng)突破04練習(xí)幫練透好題精準(zhǔn)分層
課標(biāo)要求核心考點(diǎn)五年考情1.認(rèn)識(shí)離子鍵、共價(jià)鍵的本質(zhì)。結(jié)合常見(jiàn)的離子化合物和共價(jià)分子的實(shí)例,認(rèn)識(shí)物質(zhì)的構(gòu)成微粒、微粒間相互作用與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系。知道金屬鍵的特點(diǎn)與金屬某些性質(zhì)的關(guān)系。2.認(rèn)識(shí)原子間通過(guò)原子軌道重疊形成共價(jià)鍵,了解共價(jià)鍵具有飽和性和方向性。知道根據(jù)原子軌道的重疊方式,共價(jià)鍵可分為σ鍵和π鍵等類型。共價(jià)鍵的鍵能、鍵長(zhǎng)和鍵角可以用來(lái)描述鍵的強(qiáng)弱和分子的空間結(jié)構(gòu)。3.結(jié)合實(shí)例了解共價(jià)分子具有特定的空間結(jié)構(gòu),并可運(yùn)用相關(guān)理論和模型進(jìn)行解釋和預(yù)測(cè)化學(xué)鍵及
物質(zhì)構(gòu)成2023江蘇,T5;2023湖北,T5;2022全國(guó)甲,T35;2022天津,T4;2022湖南,T18;2022廣東,T20;2021福建,T14;2020山東,T7;2020江蘇,T21;2019上海,T3課標(biāo)要求核心考點(diǎn)五年考情1.認(rèn)識(shí)離子鍵、共價(jià)鍵的本質(zhì)。結(jié)合常見(jiàn)的離子化合物和共價(jià)分子的實(shí)例,認(rèn)識(shí)物質(zhì)的構(gòu)成微粒、微粒間相互作用與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系。知道金屬鍵的特點(diǎn)與金屬某些性質(zhì)的關(guān)系。2.認(rèn)識(shí)原子間通過(guò)原子軌道重疊形成共價(jià)鍵,了解共價(jià)鍵具有飽和性和方向性。知道根據(jù)原子軌道的重疊方式,共價(jià)鍵可分為σ鍵和π鍵等類型。共價(jià)鍵的鍵能、鍵長(zhǎng)和鍵角可以用來(lái)描述鍵的強(qiáng)弱和分子的空間結(jié)構(gòu)。3.結(jié)合實(shí)例了解共價(jià)分子具有特定的空間結(jié)構(gòu),并可運(yùn)用相關(guān)理論和模型進(jìn)行解釋和預(yù)測(cè)分子的空
間結(jié)構(gòu)2023遼寧,T2;
2023年1月浙江,
T3;2022湖南,
T18;2022廣東,
T20;2022湖北,T11;
2021天津,T16;
2021山東,T16;
2021重慶,T18;
2020江蘇,T21;
2019江蘇,T21;
2019全國(guó)Ⅲ,T35核心素養(yǎng)對(duì)接1.宏觀辨識(shí)與微觀探析:能聯(lián)系物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)解釋宏觀現(xiàn)象;能從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)說(shuō)明同類物質(zhì)的共性和不同類物質(zhì)性質(zhì)的差異及原因。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知:能根據(jù)化學(xué)鍵的特點(diǎn),解釋和預(yù)測(cè)化合物的性質(zhì);能理解、描述VSEPR模型和雜化軌道理論模
型,并運(yùn)用VSEPR模型和雜化軌道理論模型解釋或推測(cè)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與變化
命題分析預(yù)測(cè)1.高考??疾榛瘜W(xué)鍵類型的判斷、復(fù)雜離子或分子的空間結(jié)構(gòu)、等電子體的判斷等,其中氫鍵、大π鍵是近兩年的考查熱點(diǎn),考查考生對(duì)微觀粒子結(jié)構(gòu)的認(rèn)知能力。2.2025年高考可能會(huì)選擇有社會(huì)價(jià)值或研究?jī)r(jià)值的新穎素材創(chuàng)設(shè)命題情境,考查化學(xué)鍵類型的判斷、復(fù)雜離子或分子的空間結(jié)構(gòu)等
1.
宏觀與微觀結(jié)合視角2.
模型化視角(1)用電子式、結(jié)構(gòu)式表征化學(xué)鍵。(2)利用價(jià)層電子對(duì)互斥模型預(yù)測(cè)分子的空間結(jié)構(gòu)。(3)利用雜化軌道理論解釋分子的空間結(jié)構(gòu)。
σπ極性非極性飽和方向穩(wěn)定空間結(jié)構(gòu)考點(diǎn)1化學(xué)鍵及物質(zhì)構(gòu)成
1.
化學(xué)鍵2.
共價(jià)鍵
共價(jià)鍵是原子間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的相互作用,具有飽和性和方向性。(1)共價(jià)鍵的分類分類依據(jù)類型形成共價(jià)鍵的
原子軌道的重
疊方式σ鍵原子軌道[1]
重疊(s-sσ鍵、s-pσ鍵、p-
pσ鍵)π鍵原子軌道[2]
重疊(p-pπ鍵)形成共價(jià)鍵的
共用電子對(duì)是
否偏移極性鍵(A—B型)共用電子對(duì)[3]
偏移,一個(gè)原子呈正電性(δ
+),一個(gè)原子呈負(fù)電性(δ-)非極性鍵(A—A型)共用電子對(duì)[4]
?偏移,成鍵原子呈電中性頭碰頭肩并肩發(fā)生不發(fā)生分類依據(jù)類型原子間共用電
子對(duì)的數(shù)目單鍵:原子間有[5]
對(duì)共用電子對(duì)。雙鍵:原子間有[6]
?
對(duì)共用電子對(duì)。三鍵:原子間有[7]
?對(duì)共用電子對(duì)提醒只有兩原子的電負(fù)性相差不大時(shí),才能形成共用電子對(duì),形成共價(jià)鍵,當(dāng)兩
原子的電負(fù)性相差很大時(shí),形成離子鍵。1
2
3
(2)鍵參數(shù)說(shuō)明
(1)鍵能越大,鍵長(zhǎng)越短,分子越穩(wěn)定。(2)利用鍵能(
E
)計(jì)算Δ
H
的公式:Δ
H
=
E
(反應(yīng)物)-
E
(生成物)。(3)分子晶體的熔、沸點(diǎn)與共價(jià)鍵的強(qiáng)弱無(wú)關(guān),共價(jià)晶體的熔、沸點(diǎn)與共價(jià)鍵的強(qiáng)弱
有關(guān)。3.
離子鍵概念陰、陽(yáng)離子通過(guò)[8]
?形成的化學(xué)鍵形成過(guò)程
形成條件一般認(rèn)為,當(dāng)成鍵原子所屬元素的電負(fù)性差值大于1.7時(shí),原子間通常形
成離子鍵特征[9]
?方向性和飽和性靜電作用沒(méi)有
概念金屬中[10]
和[11]
?之間存在的強(qiáng)烈的相互作用本質(zhì)金屬陽(yáng)離子和自由電子之間的[12]
?存在金屬單質(zhì)和合金特征[13]
?方向性和飽和性,金屬鍵中的電子在整個(gè)三維空間運(yùn)動(dòng),屬
于整塊金屬金屬陽(yáng)離子自由電子電性作用沒(méi)有5.
化學(xué)鍵與物質(zhì)類別的關(guān)系6.
電子式(1)電子式的書(shū)寫(xiě)類別電子式的表示方法注意事項(xiàng)舉例原子元素符號(hào)周圍標(biāo)明
價(jià)電子,每個(gè)方向
不能超過(guò)2個(gè)電子價(jià)電子數(shù)少于4時(shí)以單
電子分布,多于4時(shí)多
出的部分以電子對(duì)分
布S:[14]
?陽(yáng)
離
子單原子離子符號(hào)右上方標(biāo)明正電荷數(shù)Mg2+多原子元素符號(hào)緊鄰排
列,周圍標(biāo)明電子
分布用“[
]”括起來(lái),右
上方標(biāo)明正電荷數(shù)
類別電子式的表示方法注意事項(xiàng)舉例陰
離
子單原子元素符號(hào)周圍合理
分布價(jià)電子及所獲
電子用“[
]”括起來(lái),右
上方標(biāo)明負(fù)電荷數(shù)Cl-:[16]
?
?多原子元素符號(hào)緊鄰排
列,合理分布價(jià)電
子及所獲電子相同原子不能合并,
用“[
]”括起來(lái),右
上方標(biāo)明負(fù)電荷數(shù)OH-:[17]
?
?
-
類別電子式的表示方法注意事項(xiàng)舉例離子化合物由陽(yáng)離子電子式和
陰離子電子式組成同性不相鄰,離子合
理分布,相同離子不
能合并KF:[18]
?
?共價(jià)化合物把共用電子對(duì)寫(xiě)在
兩成鍵原子之間要標(biāo)明未成鍵電子CH4:[19]
?CO2:[20]
?
?(2)用電子式表示化合物的形成過(guò)程①離子化合物,如NaCl:[21]
?。②共價(jià)化合物,如HCl:[22]
?。
1.
易錯(cuò)辨析。(1)化學(xué)鍵是相鄰離子或原子間的強(qiáng)烈的作用力,既包括靜電吸引力,又包括靜電排
斥力。
(
√
)(2)所有物質(zhì)中都存在化學(xué)鍵。
(
?
)(3)所有的共價(jià)鍵都具有方向性。
(
?
)(4)由金屬元素與非金屬元素形成的化學(xué)鍵都是離子鍵。
(
?
)(5)非金屬元素的兩個(gè)原子之間形成的一定是共價(jià)鍵,但多個(gè)原子間也可能形成離子
鍵。
(
√
)(6)離子化合物中可能含有共價(jià)鍵,共價(jià)化合物中一定不含離子鍵。
(
√
)√???√√(8)某物質(zhì)熔融狀態(tài)能導(dǎo)電,可以證明該物質(zhì)內(nèi)一定存在離子鍵。
(
?
)(9)單質(zhì)分子中一定含有非極性共價(jià)鍵。
(
?
)(10)兩個(gè)s軌道只能形成σ鍵,不能形成π鍵。
(
√
)(11)多原子分子中一定含有σ鍵,可能含有π鍵。
(
√
)(12)共價(jià)單鍵都是σ鍵。
(
√
)(13)共價(jià)三鍵中,一個(gè)是π鍵,另兩個(gè)是σ鍵。
(
?
)(14)C2H4與Cl2的加成反應(yīng)只涉及π鍵斷裂。
(
?
)(15)N2分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比
n
(σ)∶
n
(π)為1∶2。
(
√
)??√√√??√(7)NaOH中含有離子鍵和共價(jià)鍵。
(
√
)√2.
請(qǐng)寫(xiě)出下列物質(zhì)所含共價(jià)鍵的數(shù)目。(1)丙炔的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為
,則丙炔分子中含有
個(gè)σ鍵和
個(gè)π鍵;(2)(CN)2為直線形分子,含有
個(gè)σ鍵和
個(gè)π鍵;(3)乙烷分子中含有
個(gè)σ鍵和
個(gè)π鍵;(4)乙醇分子中含有
個(gè)極性共價(jià)鍵,
個(gè)非極性共價(jià)鍵,
個(gè)σ
鍵,
個(gè)π鍵;(5)乙烯分子中含有
個(gè)σ鍵和
個(gè)π鍵。6
2
3
4
7
0
7
1
8
0
5
1
3.
F—F的鍵長(zhǎng)比Cl—Cl的鍵長(zhǎng)短,但F—F的鍵能卻比Cl—Cl的鍵能小,原因是
?
?
?。氟
原子的半徑很小,兩個(gè)氟原子在形成共價(jià)鍵時(shí),原子核之間的距離很小,排斥力很
大4.
試從鍵能、鍵長(zhǎng)角度解釋乙烯、乙炔比乙烷活潑的原因
?
?
?。
鍵斷裂(π鍵的鍵能一般小于σ鍵的鍵能)
5.
[全國(guó)Ⅰ高考]Ge與C是同族元素,C原子之間可以形成雙鍵、三鍵,但Ge原子之間
難以形成雙鍵或三鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析,原因是
?
?
?。Ge原子半徑大,原子間形成
的σ鍵較長(zhǎng),p軌道與p軌道“肩并肩”重疊程度很小或幾乎不能重疊,難以形成π
鍵6.
下列物質(zhì)中:①M(fèi)gCl2;②Na2O2;③CS2;④NaOH;⑤H2;⑥Ne(1)只存在極性鍵的是
(填序號(hào),下同)。(2)只存在非極性鍵的是
,只存在離子鍵的是
?。(3)既存在離子鍵又存在極性共價(jià)鍵的是
?,既存在離子鍵又存在非極性共價(jià)鍵
的是
?。(4)不存在化學(xué)鍵的是
?。(5)屬于離子化合物的有
,其中含非極性鍵的離子化合物有
?。③
⑤
①
④
②
⑥
①②④
②
7.
判斷下列電子式書(shū)寫(xiě)的正誤。
(4)用電子式表示MgCl2的形成過(guò)程:
(
?
)??√?
命題點(diǎn)1
化學(xué)鍵與物質(zhì)類別的關(guān)系1.
下列敘述正確的是(
D
)A.
[全國(guó)Ⅰ高考改編]KH為共價(jià)化合物B.
[全國(guó)Ⅱ高考改編]Na與N、O、Cl分別形成的化合物中只含有離子鍵C.
[浙江高考改編]KCl、HCl、KOH的水溶液都能導(dǎo)電,所以它們都屬于離子化合
物D.
[浙江高考改編]N和Cl可形成共價(jià)化合物NCl3D12345[解析]
K+、H-構(gòu)成KH,含離子鍵,屬于離子化合物,A項(xiàng)錯(cuò)誤。Na與N、O、Cl
分別形成的Na3N、Na2O、NaCl中只含離子鍵,形成的NaN3、Na2O2中既含離子鍵又
含共價(jià)鍵,B項(xiàng)錯(cuò)誤。HCl屬于共價(jià)化合物,C項(xiàng)錯(cuò)誤。NCl3中只含共價(jià)鍵,屬于共
價(jià)化合物,D項(xiàng)正確。12345命題拓展(1)下列物質(zhì)中屬于含有共價(jià)鍵的離子化合物的是(
A
)A.
Na2O2B.
H2SO4C.
CH2Cl2D.
SiCA
12345(2)下列分子中都存在極性鍵的一組物質(zhì)是(
A
)A.
H2S、NH3、SO3B.
CO2、NH4Cl、Na2O2C.
N2、CS2、NOD.
CaO、H2O2、CH4A[解析]
H2S、NH3、SO3中都存在極性鍵,A項(xiàng)正確。Na2O2中存在離子鍵和非極性鍵,無(wú)極性鍵,B項(xiàng)錯(cuò)誤。N2中只有非極性鍵,C項(xiàng)錯(cuò)誤。CaO中無(wú)共價(jià)鍵,D項(xiàng)錯(cuò)誤。12345命題點(diǎn)2
共價(jià)鍵類型的判斷及共價(jià)鍵參數(shù)的應(yīng)用2.
[2022北京]由鍵能數(shù)據(jù)大小,不能解釋下列事實(shí)的是(
C
)化學(xué)鍵C—HSi—HC—OSi—OC—CSi—Si鍵能/(kJ·mol-1)411318799358452346222A.
穩(wěn)定性:CH4>SiH4C.
熔點(diǎn):CO2<SiO2D.
硬度:金剛石>晶體硅C123456[解析]鍵能越大越穩(wěn)定,A項(xiàng)不符合題意;鍵長(zhǎng)越短鍵能越大,B項(xiàng)不符合題意;
SiO2為共價(jià)晶體,熔點(diǎn)由共價(jià)鍵決定,CO2為分子晶體,熔點(diǎn)由范德華力決定,C項(xiàng)
符合題意;金剛石、晶體硅均為共價(jià)晶體,鍵能C—C>Si—Si,故硬度金剛石>晶
體硅,D項(xiàng)不符合題意。1234563.
(1)[2022全國(guó)甲]聚四氟乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性高于聚乙烯,從化學(xué)鍵的角度解釋原
因
?。(2)[2022湖南]富馬酸亞鐵(FeC4H2O4)是一種補(bǔ)鐵劑。富馬酸分子的結(jié)構(gòu)模型如圖所
示。富馬酸分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比為
?。氟的電負(fù)性較強(qiáng),C—F鍵的鍵能比C—H鍵的鍵能大11∶3
[解析]
由富馬酸分子的結(jié)構(gòu)模型可確定其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為
,由單鍵均為σ鍵,雙鍵有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵,知該分子中σ鍵和π鍵的數(shù)目比為11∶3。123456(3)[2021河北]已知有關(guān)氮、磷的單鍵和三鍵的鍵能(kJ·mol-1)如下表:N—N
P—P
193946197489從能量角度看,氮以N2、而白磷以P4(結(jié)構(gòu)式可表示為
)形式存在的原因是
?
?
?。1個(gè)
N≡N鍵的鍵能大于3個(gè)N—N鍵的鍵能之和,而6個(gè)P—P鍵的鍵能之和大于2個(gè)P≡P鍵
的鍵能之和[解析]根據(jù)題給鍵能數(shù)據(jù),知1個(gè)N≡N鍵的鍵能大于3個(gè)N—N鍵的鍵能之和,因此氮以N2的形式存在,而6個(gè)P—P鍵的鍵能之和大于2個(gè)P≡P鍵的鍵能之和,因此白磷以P4形式存在。123456命題點(diǎn)3
電子式的書(shū)寫(xiě)4.
(1)[2021上海]斜方硫和單斜硫都是常見(jiàn)單質(zhì),它們互為
,CS2的電
子式為
?。(2)[浙江高考]CaC2是離子化合物,各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。寫(xiě)出CaC2的電子
式
?。同素異形體
Ca2+[∶C??C∶]2-
[解析]
CaC2是離子化合物,CaC2的電子式為Ca2+[∶C??C∶]2-。123456(3)[浙江高考]CaCN2是離子化合物,各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),CaCN2的電子式
是
?。
123456命題點(diǎn)4
離子鍵
金屬鍵5.
(1)[2022海南]Cu、Zn等金屬具有良好的導(dǎo)電性,從金屬鍵的理論看,原因
是
?
?。(2)[2022浙江]金屬氫化物是應(yīng)用廣泛的還原劑。KH的還原性比NaH的強(qiáng),原因
是
??。Cu、Zn等金屬中金屬鍵由金屬陽(yáng)離子和自由電子形成,自由電子在外電場(chǎng)作用
下可以定向移動(dòng)Na+半徑小于K+,Na+與H-的離子鍵作用強(qiáng),H-更難失電子,還原性更弱
123456命題點(diǎn)5
大π鍵
②一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中,C—Cl鍵長(zhǎng)的順
序是
,理由:C的
雜化軌道中s成分越多,形成的C—Cl鍵越強(qiáng);
?
。
sp2
σ
一氯乙烷(C2H5Cl)>一氯乙烯(C2H3Cl)>一氯乙炔(C2HCl)
Cl參與形成的大π鍵越多,形成
的C—Cl鍵越強(qiáng)123456[解析]
①雜化軌道形成共價(jià)鍵時(shí)只形成σ鍵。②因?yàn)橐宦纫彝?C2H5Cl)、一氯乙
烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中的碳原子的雜化方式分別是sp3、sp2、sp,由
“C的雜化軌道中s成分越多,形成的C—Cl鍵越強(qiáng)”,說(shuō)明一氯乙烷(C2H5Cl)、
一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中,C—Cl鍵長(zhǎng)依次變短;一氯乙烯中Cl
的3p
z
軌道與C的2p
z
軌道形成3中心4電子的大π鍵,分析可知一氯乙炔中Cl的2個(gè)3p
軌道分別與C的2個(gè)2p軌道形成2個(gè)3中心4電子的大π鍵,一氯乙烷中不含大π鍵,因
此可推知Cl參與形成的大π鍵越多,形成的C—Cl鍵越強(qiáng),對(duì)應(yīng)的C—Cl鍵長(zhǎng)越短。
123456
A.
2s軌道B.
2p軌道C.
sp雜化軌道D.
sp2雜化軌道D
123456考點(diǎn)2分子的空間結(jié)構(gòu)
1.
分子的空間結(jié)構(gòu)(1)價(jià)層電子對(duì)互斥模型(VSEPR模型)①價(jià)層電子對(duì)互斥模型認(rèn)為,分子的空間結(jié)構(gòu)是中心原子周圍的“價(jià)層電子對(duì)”(分
子中的中心原子與結(jié)合原子間的[1]
和中心原子上的[2]
?)
相互排斥的結(jié)果。②中心原子的價(jià)層電子對(duì)之間盡可能遠(yuǎn)離,以使斥力最小,能量最低。
σ鍵電子對(duì)孤電子對(duì)③孤電子對(duì)斥力較大,孤電子對(duì)越多,斥力越強(qiáng),鍵角越小。價(jià)層電子對(duì)之間的斥
力大小順序:孤電子對(duì)-孤電子對(duì)>孤電子對(duì)-成鍵電子對(duì)>成鍵電子對(duì)-成鍵電
子對(duì)。④價(jià)層電子對(duì)數(shù)的計(jì)算公式其中:
a
是中心原子的[3]
[陽(yáng)離子要減去所帶的電荷數(shù)、陰離子要加上
所帶的電荷數(shù)(絕對(duì)值)];
x
為與中心原子結(jié)合的[4]
;
b
是與中心原子結(jié)
合的原子最多能接受的[5]
(氫為[6]
;其他原子為“[7]
?
”,如O、S、Se等氧族元素均為2;鹵族元素均為1)。價(jià)電子數(shù)原子數(shù)電子數(shù)1
8減去該原
子的價(jià)電子數(shù)⑤利用價(jià)層電子對(duì)互斥模型判斷分子或離子的空間結(jié)構(gòu)
(2)雜化軌道理論雜化軌道理論是一種價(jià)鍵理論,可以解釋分子的空間結(jié)構(gòu)?;疽c(diǎn)①能量相近(同一能級(jí)組或相近能級(jí)組)的原子軌道才能參與雜化;②雜
化軌道形成σ鍵,形成的共價(jià)鍵比原有原子軌道形成的共價(jià)鍵更穩(wěn)定;
③雜化后各軌道能量相同、方向不同;④雜化軌道總數(shù)等于參與雜化的
原子軌道數(shù)目之和,但改變了原子軌道的形狀、方向,在成鍵時(shí)更有利
于軌道間重疊使用范圍只用于形成σ鍵或用來(lái)容納未參與成鍵的孤電子對(duì)類型
個(gè)
四面體形1個(gè)s軌道1個(gè)p軌道180°直線形1個(gè)s軌道2個(gè)p軌道120°平面三角形1個(gè)
s軌道3個(gè)p軌道109°28′正四面體形判斷方法①AB
n
型分子或離子:雜化軌道數(shù)[20]
?中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)
[21]
σ鍵電子對(duì)數(shù)[22]
?中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)。
=
=
+
spsp2sp3判斷方
法②非AB
n
型分子或離子,根據(jù)雜化軌道的空間結(jié)構(gòu)判斷:雜化軌道的空
間結(jié)構(gòu)為正四面體形,中心原子采用[26]
?雜化;雜化軌道的空間
結(jié)構(gòu)為平面三角形,中心原子采用[27]
?雜化;雜化軌道的空間結(jié)
構(gòu)為直線形,中心原子采用[28]
?雜化。sp3
sp2
sp
判斷方
法③根據(jù)中心原子有沒(méi)有形成雙鍵或三鍵判斷:
sp3sp2sp(3)分子、離子的空間結(jié)構(gòu)分析實(shí)例價(jià)層電子對(duì)數(shù)σ鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)中心原子雜化軌道類型VSEP
R模型分子(離
子)空間結(jié)
構(gòu)CO2、BeCl2(AB2型)[32]
?
?[33]
?
?[34]
?[35]
?
[36]
?
?[37]
?
?[38]
?[39]
?
PbCl2、SnBr2(AB2型)[40]
?
?[41]
?
?[42]
?[43]
?
2
2
0
sp
3
3
0
sp2
3
2
1
sp2
實(shí)例價(jià)層電子對(duì)數(shù)σ鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)中心原子雜化軌道類型VSEP
R模型分子(離
子)空間結(jié)
構(gòu)[44]
?
?[45]
?
?[46]
?[47]
?
[48]
?
?[49]
?
?[50]
?[51]
?
H2O(B2A型)[52]
?
?[53]
?
?[54]
?[55]
?
4
4
0
sp3
4
3
1
sp3
4
2
2
sp3
實(shí)例價(jià)層電子對(duì)數(shù)σ鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)中心原子雜化軌道類型VSEP
R模型分子(離
子)空間結(jié)
構(gòu)PCl5(AB5型)[56]
?
?[57]
?
?[58]
?sp3d
SF6(AB6型)[59]
?
?[60]
?
?[61]
?sp3d2
5
5
0
6
6
0
2.
等電子體(1)等電子體:原子總數(shù)相等、價(jià)電子總數(shù)相等的粒子互稱為等電子體。如N2與
CO、O3與SO2分別互為等電子體。等電子體具有相似的化學(xué)鍵特征,它們的許多性
質(zhì)相近,例如CO和N2的熔、沸點(diǎn)等都非常相近。(2)等電子原理的應(yīng)用
1.
易錯(cuò)辨析。(1)價(jià)層電子對(duì)互斥模型中,π鍵電子對(duì)數(shù)不計(jì)入中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)。
(
√
)(2)價(jià)層電子對(duì)互斥模型能用來(lái)預(yù)測(cè)分子的空間結(jié)構(gòu)。
(
√
)(3)雜化軌道理論能解釋分子的空間結(jié)構(gòu)。
(
√
)(4)雜化軌道只能用于形成σ鍵或容納未參與成鍵的孤電子對(duì)。
(
√
)(5)sp3雜化軌道是由任意的1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道雜化而成。
(
?
)(6)分子的中心原子若通過(guò)sp3雜化軌道成鍵,則該分子一定為正四面體形。
(
?
)√√√√??(8)凡中心原子采取sp3雜化的分子,其VSEPR模型都是四面體形。
(
√
)(9)AB3型分子的空間結(jié)構(gòu)必為平面三角形。
(
?
)(10)H2O、CH4、CO2的鍵角依次減小。
(
?
)(11)XeF2的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為5。
(
√
)(12)PhB(OH)2和
中B原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)相等(—Ph代表苯基,—Pr代表異丙
基)。
(
?
)(13)
為四角錐形結(jié)構(gòu),
中心原子I上沒(méi)有孤電子對(duì)。
(
?
)√??√??(7)中心原子為sp2雜化的分子,其空間結(jié)構(gòu)一定為平面三角形。
(
?
)?2.
(1)PCl3分子中P原子的雜化軌道類型為
?。(2)HOCH2CN分子中碳原子的雜化軌道類型為
?。(3)丙烯腈分子(
)中碳原子的雜化軌道類型為
?。(4)乙醛分子中碳原子的雜化軌道類型為
?。sp3
sp3、sp
sp2、sp
sp3、sp2
3.
下列離子的VSEPR模型與離子的空間結(jié)構(gòu)一致的是(
A
)
A4.
下列分子或離子的VSEPR模型為正四面體形而分子或離子的空間結(jié)構(gòu)為角形的是
(
D
)B.
PH3C.
H3O+D.
OF2D5.
下列分子與O3分子的空間結(jié)構(gòu)最相似的是(
C
)A.
H2OB.
CO2C.
SO2D.
BeCl2C6.
氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在,其分子的空間結(jié)構(gòu)為
?形。[解析]氣態(tài)SO3為單分子,分子中S原子上無(wú)孤電子對(duì),價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3,其分子
的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形。平面三角7.
AsCl3分子的空間結(jié)構(gòu)為
,As的雜化軌道類型為
?。
三角錐形sp3
8.
已知SCN-與CO2互為等電子體,則SCN-的空間結(jié)構(gòu)是
,中心原子C
的雜化軌道類型是
?。直線形sp
9.
Cl2O分子的空間結(jié)構(gòu)為
,中心原子O的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為
?。
V形4
10.
用雜化軌道理論解釋乙烯分子中的雙鍵是不能旋轉(zhuǎn)的,因而四個(gè)氫原子在一個(gè)
平面上:
?
?
?
?
?
?。乙烯分子中的碳原子采取sp2雜化,雜化后的三個(gè)sp2雜化軌道呈平面三角
形,而剩下的未雜化的2p軌道垂直于由三個(gè)sp2雜化軌道構(gòu)成的平面;每個(gè)碳原子用
兩個(gè)sp2雜化軌道分別與兩個(gè)氫原子的1s軌道重疊形成σ鍵,而每個(gè)碳原子又通過(guò)剩
下的一個(gè)sp2雜化軌道重疊形成σ鍵,未參與雜化的2p軌道互相重疊形成一個(gè)π鍵,這
種成鍵方式導(dǎo)致碳碳雙鍵不能旋轉(zhuǎn),因?yàn)樾D(zhuǎn)會(huì)使碳原子間的p電子云不能有效重
疊,即π鍵被破壞,所以乙烯分子是平面形結(jié)構(gòu)
命題點(diǎn)1
價(jià)層電子對(duì)互斥模型的應(yīng)用1.
[2023湖北]價(jià)層電子對(duì)互斥理論可以預(yù)測(cè)某些微粒的空間結(jié)構(gòu)。下列說(shuō)法正確的
是(
A
)A.
CH4和H2O的VSEPR模型均為四面體C.
CF4和SF4均為非極性分子D.
XeF2與XeO2的鍵角相等A1234
1234命題點(diǎn)2
雜化軌道類型及微??臻g結(jié)構(gòu)的判斷
sp2
sp3
1234(2)[2021全國(guó)甲]SiCl4是生產(chǎn)高純硅的前驅(qū)體,其中Si采取的雜化類型為
?。
SiCl4可發(fā)生水解反應(yīng),機(jī)理如圖所示。sp3
[解析]
SiCl4中Si形成4個(gè)σ鍵,不含孤電子對(duì),采取sp3雜化;由題圖知,中間體SiCl4(H2O)中Si共形成5個(gè)σ鍵,所以Si采取的雜化類型為sp3d。含s、p、d軌道的雜化類型有:①dsp2、②sp3d、③sp3d2,中間體SiCl4(H2O)中Si采取
的雜化類型為
(填標(biāo)號(hào))。②
1234(3)[2021河北]已知KH2PO2是次磷酸的正鹽,H3PO2的結(jié)構(gòu)式為
,其中P采
取
?雜化方式。sp3
[解析]
KH2PO2是次磷酸的正鹽,則H3PO2為一元酸,H3PO2中含有1個(gè)羥基,其結(jié)構(gòu)式為
或
,P形成4個(gè)σ鍵,無(wú)孤電子對(duì),雜化軌道數(shù)為4,故雜化類型為sp3。1234(4)[全國(guó)Ⅲ高考]氨硼烷在催化劑作用下水解釋放氫氣:
sp3
sp2
12343.
[微??臻g結(jié)構(gòu)的判斷](1)[2023全國(guó)乙]SiCl4的空間結(jié)構(gòu)為
?。
正四面體形正四面體形[解析]
SiCl4分子中,1個(gè)Si與周圍的4個(gè)Cl形成正四面體形結(jié)構(gòu)。
1234(4)[山東高考]Sn為ⅣA族元素,單質(zhì)Sn與干燥Cl2反應(yīng)生成SnCl4。常溫常壓下SnCl4
為無(wú)色液體,SnCl4空間結(jié)構(gòu)為
?。
正四面體形
(3)[全國(guó)Ⅰ高考]磷酸根離子的空間結(jié)構(gòu)為
,其中P的價(jià)層電子對(duì)數(shù)
為
、雜化軌道類型為
?。正四面體形4
sp3
1234命題點(diǎn)3
等電子體的判斷及應(yīng)用4.
(1)[全國(guó)Ⅲ高考]與NH3BH3原子總數(shù)相等的等電子體是
(寫(xiě)分子式)。
[解析]原子總數(shù)相同、價(jià)層電子總數(shù)相同的微?;シQ為等電子體,與NH3BH3互
為等電子體的分子為C2H6。C2H6
CH4(或SiH4)
1234
(4)CS2分子中C原子的雜化軌道類型是
,分別寫(xiě)出1個(gè)與CS2具有相同空間結(jié)構(gòu)
的分子和離子:
?。
SiF4(或POF3)
sp
CO2、SCN-(或COS等合理答案均可)
1234技巧點(diǎn)撥尋找等電子體的方法方法具體闡釋示例豎換
法把分子(或離子)中的某個(gè)原子換成與該原子同主族的其他元素原子
1234方法具體闡釋示例橫換法①把分子(或離子)中的某兩個(gè)原子分別向前、向后換成相
鄰主族元素原子;②把分子(或離子)中的某個(gè)原子換成相鄰主族元素原子,
然后通過(guò)添加1個(gè)單位的正、負(fù)電荷使價(jià)電子總數(shù)相同
1234方法具體闡釋示例綜合
法把分子(或離子)中的某個(gè)原子換成其他主族元素原子,然
后通過(guò)添加正、負(fù)電荷使價(jià)電子總數(shù)相同;把電荷平均分
配給其他原子,相當(dāng)于得到新的原子
1234
熱點(diǎn)8大π鍵命題特點(diǎn):大π鍵是π鍵概念的拓展,常以信息形式給出。大π鍵對(duì)應(yīng)原子的雜化方
式→sp、sp2等;含大π鍵物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)→共面、共線。
3.
計(jì)算步驟(1)確定分子中價(jià)電子總數(shù)。(2)找出分子中的σ鍵以及不與π鍵p軌道平行的孤電子對(duì)的軌道。(3)用價(jià)電子總數(shù)減去這些σ鍵中的電子數(shù)和孤電子對(duì)中的電子數(shù),剩余的就是填入
大π鍵的電子數(shù)。4.
示例
1.
寫(xiě)出下列物質(zhì)含有的大π鍵類型。(1)C6H6(苯):
?;
(4)O3:
?;
123452.
吡啶(
)中含有與苯類似的大π鍵,可表示為
?。
12345
12345
5
12345
sp2
sp2、sp3
12345
12345熱點(diǎn)9鍵角大小比較命題特點(diǎn):中心原子雜化類型為主,孤電子對(duì)排斥作用為輔。雜化方式→孤電子對(duì)
→結(jié)合電負(fù)性分析成鍵電子離中心原子的遠(yuǎn)近→不飽和鍵的排斥力。
1.
鍵角大小比較的思維模型(1)中心原子雜化方式不相同時(shí),優(yōu)先看雜化方式,鍵角:sp>sp2>sp3。答題模板:×××中心原子采取×××雜化,鍵角為×××,而×××中心原子采取×××
雜化,鍵角為×××。(2)中心原子雜化方式相同時(shí),看電子對(duì)間的斥力。答題模板:
×××分子中無(wú)孤電子對(duì),×××分子中含有
n
個(gè)孤電子對(duì),孤電子對(duì)對(duì)
成鍵電子對(duì)的排斥作用較大,因而鍵角較小。2.
答題模板(3)空間結(jié)構(gòu)相同時(shí),看中心原子或配位原子的電負(fù)性。①中心原子不同,配位原子相同:如AC3與BC3,若電負(fù)性A>B>C,則鍵角AC3>
BC3。答題模板:電負(fù)性A>B>C,則AC3中成鍵電子對(duì)離中心原子較近,斥力較
大,鍵角也較大。②中心原子相同,配位原子不同:如AB3與AC3,若電負(fù)性:B>A>C,則鍵角AB3
<AC3。答題模板:電負(fù)性B>A>C,則AB3中成鍵電子對(duì)離中心原子較遠(yuǎn),斥力
較小,因而鍵角較小。
1.
下列關(guān)于鍵角大小比較錯(cuò)誤的是(
B
)A.
CH4>NH3>H2OB.
SO2>CO2C.
H2O>H2SB1234[解析]
A項(xiàng),CH4分子中無(wú)孤電子對(duì),NH3分子中含有1個(gè)孤電子對(duì),H2O分子中含
有2個(gè)孤電子對(duì),孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用逐漸增大,故鍵角逐漸減小,
正確。B項(xiàng),SO2中S為sp2雜化,含1個(gè)孤電子對(duì),SO2為V形,CO2中C為sp雜化,
CO2為直線形,故鍵角:SO2<CO2,錯(cuò)誤。C項(xiàng),H2O和H2S的中心原子均為sp3雜
化,孤電子對(duì)數(shù)均為2,但O的電負(fù)性大于S,成鍵電子對(duì)更偏向O,使得H2O中共價(jià)
鍵的鍵角大于H2S,正確。
1234
大于
采取sp3雜化,sp2雜化形成的鍵角大于sp3雜化1234
孤電子對(duì)有較大斥力,使H—O—H鍵角小于
O—S—O鍵角1234
[解析]
ClO2為V形結(jié)構(gòu),且存在3原子5電子的大π鍵,則Cl的雜化類型為sp2。sp2
>
ClO2分子中Cl—O鍵的鍵長(zhǎng)小于Cl2O中Cl—O鍵的鍵長(zhǎng),其原因是
ClO2分子中既存在σ鍵,又存在大π鍵,原子軌道重疊的程度較大,因此其中Cl—O
鍵的鍵長(zhǎng)較小,而Cl2O只存在普通的σ鍵12344.
NF3的鍵角
NH3的鍵角,理由是
?
?。<
F的電負(fù)性比H大,NF3中成鍵電子對(duì)離中
心原子較遠(yuǎn),斥力較小,因而鍵角也較小1234
1.
[2023江蘇]下列說(shuō)法正確的是(
A
)C.
H2O2分子中的化學(xué)鍵均為極性共價(jià)鍵D.
CaH2晶體中存在Ca與H2之間的強(qiáng)烈相互作用A12345
123452.
[2023浙江]下列化學(xué)用語(yǔ)表示正確的是(
C
)B.
碳的基態(tài)原子軌道表示式:
C.
BF3的空間結(jié)構(gòu):
(平面三角形)D.
HCl的形成過(guò)程:
C12345
123453.
[2021湖北]下列有關(guān)N、P及其化合物的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(
A
)A.
N的電負(fù)性比P的大,可推斷NCl3分子的極性比PCl3的大B.
N與N的π鍵比P與P的強(qiáng),可推斷N≡N的穩(wěn)定性比P≡P的高C.
NH3的成鍵電子對(duì)間排斥力較大,可推斷NH3的鍵角比PH3的大D.
HNO3的分子間作用力較小,可推斷HNO3的熔點(diǎn)比H3PO4的低A12345[解析]
P和Cl的電負(fù)性差值比N和Cl的電負(fù)性差值大,因此PCl3分子的極性比NCl3
分子的極性大,A項(xiàng)錯(cuò)誤;N與N的π鍵比P與P的強(qiáng),故N≡N的穩(wěn)定性比P≡P的高,B
項(xiàng)正確;N的電負(fù)性比P大,NH3中成鍵電子對(duì)距離N比PH3中成鍵電子對(duì)距離P近,
NH3中成鍵電子對(duì)間排斥力較大,因此NH3的鍵角比PH3的大,C項(xiàng)正確;相對(duì)分子
質(zhì)量:HNO3<H3PO4,因此HNO3的分子間作用力比H3PO4的分子間作用力小,則
HNO3的熔點(diǎn)比H3PO4的低,D項(xiàng)正確。123454.
[2020山東]B3N3H6(無(wú)機(jī)苯)的結(jié)構(gòu)與苯類似,也有大π鍵。下列關(guān)于B3N3H6的說(shuō)法
錯(cuò)誤的是(
A
)A.
其熔點(diǎn)主要取決于所含化學(xué)鍵的鍵能B.
形成大π鍵的電子全部由N提供C.
分子中B和N的雜化方式相同D.
分子中所有原子共平面A12345[解析]
B3N3H6與苯的結(jié)構(gòu)相似,屬于分子晶體,分子晶體的熔點(diǎn)與分子間作用力
有關(guān),與化學(xué)鍵的鍵能無(wú)關(guān),A項(xiàng)錯(cuò)誤;B3N3H6中每個(gè)N提供2個(gè)電子,B不提供電
子,因此形成大π鍵的電子全部由N提供,B項(xiàng)正確;由于B3N3H6和苯的結(jié)構(gòu)類似,
則該分子中B和N均為sp2雜化,C項(xiàng)正確;由于B3N3H6和苯分子結(jié)構(gòu)相似,則
B3N3H6分子中12個(gè)原子共面,D項(xiàng)正確。123455.
[2022湖南]鐵和硒(Se)都是人體所必需的微量元素,且在醫(yī)藥、催化、材料等領(lǐng)域
有廣泛應(yīng)用?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)乙烷硒啉(Ethaselen)是一種抗癌新藥,其結(jié)構(gòu)式如下:①基態(tài)Se原子的核外電子排布式為[Ar]
?;②該新藥分子中有
種不同化學(xué)環(huán)境的C原子;
3d104s24p4
8
>
前者中Se為sp2雜化、后者中Se為sp3雜化12345
12345
①產(chǎn)物中N原子的雜化軌道類型為
?;
sp3
H2O
[解析]
①產(chǎn)物中N原子形成4個(gè)共價(jià)鍵,則其采取sp3雜化。12345
1.
[浙江高考]有共價(jià)鍵的離子化合物是(
A
)A.
Na2O2B.
H2SO4C.
CH2Cl2D.
SiC
A123456789101112132.
[2024模擬組合]下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(
B
)A.
[北京豐臺(tái)區(qū)模擬]NH4Cl中含有離子鍵、共價(jià)鍵和配位鍵B.
[北京豐臺(tái)區(qū)模擬]NH3和HCl中的共價(jià)鍵均是s-sσ鍵C.
[湖北宜昌聯(lián)考]CH3COOH分子中σ鍵和π鍵的數(shù)目之比為7∶1D.
[吉林模擬]NaClO中既含有離子鍵又含有共價(jià)鍵B12345678910111213
123456789101112133.
[2024貴陽(yáng)等模擬改編]下列有關(guān)化學(xué)用語(yǔ)表達(dá)正確的是(
C
)A.
氨的電子式:
B.
醛基的電子式:
C.
NH5的電子式:
C12345678910111213
123456789101112134.
[2024模擬組合]下列化學(xué)用語(yǔ)錯(cuò)誤的是(
C
)B.
[貴陽(yáng)摸底]H2O的VSEPR模型:
C.
[浙江名校聯(lián)考]OF2分子的空間結(jié)構(gòu)為直線形C12345678910111213
123456789101112135.
[2024南京六校聯(lián)考]下列說(shuō)法正確的是(
A
)A.
14N、15N都屬于氮元素B.
NH3和H2O的中心原子軌道雜化類型均為sp2C.
N2H4分子中的化學(xué)鍵均為極性共價(jià)鍵D.
CaCl2晶體中存在Ca與Cl2之間強(qiáng)烈的相互作用[解析]
14N和15N是氮元素的不同核素,A正確;NH3和H2O的中心原子軌道雜化類
型均為sp3,B錯(cuò)誤;N2H4分子中存在N—N非極性鍵,C錯(cuò)誤;CaCl2由Ca2+和Cl-組
成,其晶體中存在的是Ca2+與Cl-之間的強(qiáng)烈相互作用,D錯(cuò)誤。A123456789101112136.
[2023廣東六校聯(lián)考改編]由徐光憲院士發(fā)起院士學(xué)子同創(chuàng)的《分子共和國(guó)》科普
讀物生動(dòng)形象地戲說(shuō)了BF3、NH3、O3、SOCl2等眾多“分子共和國(guó)”中的明星。下
列說(shuō)法正確的是(
A
)A.
BF3中心原子為sp2雜化B.
BF3和NH3都屬于非極性分子C.
所有分子都只存在σ鍵,不存在π鍵D.
O3分子的空間結(jié)構(gòu)為直線形A12345678910111213
123456789101112137.
[2023鄂東南省級(jí)示范高中聯(lián)考]下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(
A
)A.
Fe(CO)5中O提供孤電子對(duì)與Fe的空軌道形成配位鍵B.
O的電負(fù)性大于S,可推斷H2O的鍵角大于H2S的鍵角C.
因?yàn)榇嬖诜肿娱g氫鍵,可以形成締合分子(H2O)
n
、(HF)
n
D.
向Fe(SCN)3溶液中滴加NaF溶液,紅色褪去,說(shuō)明F-與Fe3+的結(jié)合能力更強(qiáng)A12345678910111213[解析]
O的電負(fù)性大于C,C對(duì)孤電子對(duì)的吸引力更小,CO中由C提供孤電子對(duì)與
Fe的空軌道形成配位鍵,A項(xiàng)錯(cuò)誤;電負(fù)性O(shè)>S,使得H2O中成鍵電子對(duì)間的斥力
更大,鍵角更大,B項(xiàng)正確;分子間依靠氫鍵結(jié)合,不引起化學(xué)性質(zhì)變化的現(xiàn)象叫
氫鍵締合,H2O、HF分子間均存在氫鍵,可分別形成締合分子(H2O)
n
、(HF)
n
,C項(xiàng)
正確;向Fe(SCN)3溶液中滴加NaF溶液,紅色褪去,說(shuō)明F-與Fe3+的結(jié)合能力更
強(qiáng),D項(xiàng)正確。123456789101112138.
(1)CO2分子中的C原子采取
雜化,分子的結(jié)構(gòu)式為
,空間結(jié)構(gòu)
呈
?。
(2)HCHO中的C原子采取
雜化,分子的結(jié)構(gòu)式為
?,空間結(jié)構(gòu)
呈
?。[解析]
HCHO中C原子與2個(gè)H原子形成2個(gè)σ鍵,與O原子形成1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵,
無(wú)孤電子對(duì),故中心原子的雜化軌道數(shù)為3,采取sp2雜化,分子的空間結(jié)構(gòu)為平面
三角形。sp
直線形sp2
平面三角形12345678910111213(3)H2S分子中的S原子采取
雜化,分子的結(jié)構(gòu)式為
?,空間結(jié)構(gòu)
呈
?。
sp3
V形12345678910111213
Si原子比C原子半徑大,
Si、O原子間距離較大,p-p軌道肩并肩重疊程度較小,不能形成穩(wěn)定的π鍵12345678910111213化學(xué)鍵鍵能/(kJ·mol-1)F—F157Cl—Cl242.7Br—Br193.7請(qǐng)解釋其中Br—Br鍵鍵能介于F—F鍵和Cl—Cl鍵鍵能之間的原因
?
?
?。F—F鍵之間由于
F原子的半徑小,成鍵時(shí)外層電子之間的斥力增加,使其鍵能下降,而Cl—Cl鍵鍵長(zhǎng)
小于Br—Br鍵鍵長(zhǎng),故鍵能更大(2)[2023昆明模擬]鍵長(zhǎng)越短,往往鍵能越大,表明共價(jià)鍵越穩(wěn)定。鹵素單質(zhì)的鍵能
數(shù)據(jù)如表。12345678910111213(3)[2023湖南六校模擬]已知:[Co(CN)6]4-是強(qiáng)還原劑,與水反應(yīng)能生成[Co(CN)6]3
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