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文檔簡(jiǎn)介
1、第2講分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)考綱要求1.了解共價(jià)鍵的形成,能用鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角等說(shuō)明簡(jiǎn)單分子的某些性質(zhì)。2.了解雜化軌道理論及常見的雜化軌道類型(sp,sp2,sp3)。3.能用價(jià)層電子對(duì)互斥理論或者雜化軌道理論推測(cè)常見的簡(jiǎn)單分子或離子的立體構(gòu)型。4.了解化學(xué)鍵和分子間作用力的區(qū)別。5.了解氫鍵的存在對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響,能列舉含有氫鍵的物質(zhì)??键c(diǎn)一共價(jià)鍵1本質(zhì)在原子之間形成共用電子對(duì)(電子云的重疊)。2特征具有飽和性和方向性。3分類分類依據(jù)類型形成共價(jià)鍵的原子軌道重疊方式鍵電子云“頭碰頭”重疊鍵電子云“肩并肩”重疊形成共價(jià)鍵的電子對(duì)是否偏移極性鍵共用電子對(duì)發(fā)生偏移非極性鍵共用電子對(duì)不發(fā)生偏移原子間共用電
2、子對(duì)的數(shù)目單鍵原子間有一對(duì)共用電子對(duì)雙鍵原子間有兩對(duì)共用電子對(duì)三鍵原子間有三對(duì)共用電子對(duì)特別提醒(1)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(大于1.7)時(shí),不會(huì)形成共用電子對(duì),這時(shí)形成離子鍵。(2)同種元素原子間形成的共價(jià)鍵為非極性鍵,不同種元素原子間形成的共價(jià)鍵為極性鍵。4鍵參數(shù)(1)概念1 / 41(2)鍵參數(shù)對(duì)分子性質(zhì)的影響鍵能越大,鍵長(zhǎng)越短,分子越穩(wěn)定。5等電子原理原子總數(shù)相同,價(jià)電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特征,它們的許多性質(zhì)相似,如CO和N2。深度思考1根據(jù)價(jià)鍵理論分析氮?dú)夥肿又械某涉I情況?答案氮原子各自用三個(gè)p軌道分別跟另一
3、個(gè)氮原子形成一個(gè)鍵和兩個(gè)鍵。2試根據(jù)下表回答問(wèn)題。某些共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)數(shù)據(jù)如下所示:共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)(nm)CC0.154C=C0.134CC0.120CO0.143C=O0.122NN0.146N=N0.120NN0.110(1)根據(jù)表中有關(guān)數(shù)據(jù),你能推斷出影響共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)的因素主要有哪些?其影響的結(jié)果怎樣?(2)鍵能是_。通常,鍵能越_,共價(jià)鍵越_,由該鍵構(gòu)成的分子越穩(wěn)定。答案(1)原子半徑、原子間形成共用電子對(duì)數(shù)目。形成相同數(shù)目的共用電子對(duì),原子半徑越小,共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短;原子半徑相同,形成共用電子對(duì)數(shù)目越多,鍵長(zhǎng)越短。(2)氣態(tài)基態(tài)原子形成1 mol化學(xué)鍵釋放的最低能量大穩(wěn)定題組一鍵的極性與分子極
4、性的關(guān)系1在下列物質(zhì)中:HCl、N2、NH3、Na2O2、H2O2、NH4Cl、NaOH、Ar、CO2、C2H4(1)只存在非極性鍵的分子是_;既存在非極性鍵又存在極性鍵的分子是_;只存在極性鍵的分子是_。(2)不存在化學(xué)鍵的是_。(3)既存在離子鍵又存在極性鍵的是_;既存在離子鍵又存在非極性鍵的是_。答案(1)(2)(3)(1)在分子中,有的只存在極性鍵,如HCl、NH3等,有的只存在非極性鍵,如N2、H2等,有的既存在極性鍵又存在非極性鍵,如H2O2、C2H4等;有的不存在化學(xué)鍵, 如稀有氣體分子。(2)在離子化合物中,一定存在離子鍵,有的存在極性共價(jià)鍵,如NaOH、Na2SO4等;有的存
5、在非極性鍵,如Na2O2、CaC2等。題組二鍵、鍵的判斷2下列說(shuō)法中不正確的是()A鍵比鍵的電子云重疊程度大,形成的共價(jià)鍵強(qiáng)Bss 鍵與sp 鍵的電子云形狀對(duì)稱性相同C碳碳雙鍵的鍵能是碳碳單鍵鍵能的2倍DN2分子中有一個(gè)鍵,2個(gè)鍵答案C解析鍵“頭碰頭”重疊,鍵“肩并肩”重疊,“頭碰頭”重疊程度大,形成的共價(jià)鍵強(qiáng);鍵形成的是“軸對(duì)稱”而鍵形成的是“鏡像對(duì)稱”;在雙鍵中一個(gè)鍵,一個(gè)鍵,在三鍵中一個(gè)鍵,兩個(gè)鍵。3下列關(guān)于鍵和鍵的理解不正確的是()A鍵能單獨(dú)形成,而鍵一定不能單獨(dú)形成B鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn),鍵一定不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)C雙鍵中一定有一個(gè)鍵,一個(gè)鍵,三鍵中一定有一個(gè)鍵,兩個(gè)鍵
6、D氣體單質(zhì)中一定存在鍵,可能存在鍵答案D解析稀有氣體分子中不存在化學(xué)鍵??焖倥袛噫I、鍵的方法(1)通過(guò)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式,可以快速有效地判斷鍵的種類及數(shù)目;判斷成鍵方式時(shí),需掌握:共價(jià)單鍵全為鍵,雙鍵中有一個(gè)鍵和一個(gè)鍵,三鍵中有一個(gè)鍵和兩個(gè)鍵。(2)鍵比鍵穩(wěn)定。題組三鍵參數(shù)的應(yīng)用4結(jié)合事實(shí)判斷CO和N2相對(duì)更活潑的是_,試用下表中的鍵能數(shù)據(jù)解釋其相對(duì)更活潑的原因:_。COCOC=OCO鍵能(kJ·mol1)357.7798.91 071.9N2NNN=NNN鍵能(kJ·mol1)154.8418.4941.7答案CO斷開CO分子的第一個(gè)化學(xué)鍵所需要的能量(273.0 kJ
7、3;mol1)比斷開N2分子的第一個(gè)化學(xué)鍵所需要的能量(523.3 kJ·mol1)小解析由斷開CO分子的第一個(gè)化學(xué)鍵所需要的能量1 071.9798.9273.0(kJ·mol1)比斷開N2分子的第一個(gè)化學(xué)鍵所需要的能量941.7418.4523.3(kJ·mol1)小,可知CO相對(duì)更活潑。5下列說(shuō)法中正確的是()A分子的鍵長(zhǎng)越長(zhǎng),鍵能越高,分子越穩(wěn)定B元素周期表中的A族(除H外)和A族元素的原子間不能形成共價(jià)鍵C水分子可表示為HOH,分子的鍵角為180°DHO鍵鍵能為462.8 kJ·mol1,即18克H2O分解成H2和O2時(shí),消耗能量為2
8、×462.8 kJ答案B解析鍵長(zhǎng)越長(zhǎng),鍵能越小,分子越不穩(wěn)定,A項(xiàng)錯(cuò)誤;共價(jià)鍵一般是形成于非金屬元素之間,而A族是活潑金屬元素,A族是活潑非金屬元素,二者形成離子鍵,B項(xiàng)正確;水分子中鍵的夾角為104.5°,C項(xiàng)錯(cuò)誤;斷裂2 mol HO鍵吸收2×462.8 kJ能量,而不是分解成H2和O2時(shí)消耗的能量,D項(xiàng)錯(cuò)誤。分子的空間構(gòu)型與鍵參數(shù)鍵長(zhǎng)、鍵能決定了共價(jià)鍵的穩(wěn)定性,鍵長(zhǎng)、鍵角決定了分子的空間構(gòu)型,一般來(lái)說(shuō),知道了多原子分子中的鍵角和鍵長(zhǎng)等數(shù)據(jù),就可確定該分子的空間幾何構(gòu)型。題組四等電子原理應(yīng)用6已知CO2為直線形結(jié)構(gòu),SO3為平面正三角形結(jié)構(gòu),NF3為三角錐形結(jié)
9、構(gòu),請(qǐng)推測(cè)COS、CO、PCl3的空間結(jié)構(gòu)。答案COS為直線形結(jié)構(gòu);CO為平面正三角形結(jié)構(gòu);PCl3為三角錐形結(jié)構(gòu)。解析COS與CO2互為等電子體,其結(jié)構(gòu)與CO2相似,所以其為直線形結(jié)構(gòu)。CO與SO3互為等電子體,結(jié)構(gòu)相似,所以CO為平面正三角形結(jié)構(gòu)。PCl3與NF3互為等電子體,結(jié)構(gòu)相似,所以PCl3為三角錐形結(jié)構(gòu)。71919年,Langmuir提出等電子原理:原子數(shù)相同、電子總數(shù)相同的分子,互稱為等電子體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近。(1)根據(jù)上述原理,僅由第二周期元素組成的共價(jià)分子中,互為等電子體的是_和_;_和_。(2)此后,等電子原理又有所發(fā)展。例如,由短周期元素組成的微粒,只
10、要其原子數(shù)相同,各原子最外層電子數(shù)之和相同,也可互稱為等電子體,它們也具有相似的結(jié)構(gòu)特征。在短周期元素組成的物質(zhì)中,與NO互為等電子體的分子有_、_。答案(1)N2CON2OCO2(2)SO2O3解析(1)僅由第二周期元素組成的共價(jià)分子中,即C、N、O、F組成的共價(jià)分子,如:N2與CO均為14個(gè)電子,N2O與CO2均為22個(gè)電子。(2)依題意,只要原子數(shù)相同,各原子最外層電子數(shù)之和相同,即可互稱為等電子體,NO為三原子,各原子最外層電子數(shù)之和為56×2118,SO2、O3也為三原子,各原子最外層電子數(shù)之和為6×318。記憶等電子體,推測(cè)等電子體的性質(zhì)(1)常見的等電子體匯總
11、微粒通式價(jià)電子總數(shù)立體構(gòu)型CO2、CNS、NO、NAX216e直線形CO、NO、SO3AX324e平面三角形SO2、O3、NOAX218eV形SO、POAX432e正四面體形PO、SO、ClOAX326e三角錐形CO、N2AX10e直線形CH4、NHAX48e正四面體形(2)根據(jù)已知的一些分子結(jié)構(gòu)推測(cè)另一些與它等電子的微粒的立體結(jié)構(gòu),并推測(cè)其物理性質(zhì)。(BN)x與(C2)x,N2O與CO2等也是等電子體;硅和鍺是良好的半導(dǎo)體材料,他們的等電子體磷化鋁(AlP)和砷化鎵(GaAs)也是很好的半導(dǎo)體材料;白錫(Sn2)與銻化銦是等電子體,它們?cè)诘蜏叵露伎赊D(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)體;SiCl4、SiO
12、、SO的原子數(shù)目和價(jià)電子總數(shù)都相等,它們互為等電子體,中心原子都是sp3雜化,都形成正四面體形立體構(gòu)型。特別提醒等電子體結(jié)構(gòu)相同,物理性質(zhì)相近,但化學(xué)性質(zhì)不同。考點(diǎn)二分子的立體結(jié)構(gòu)1價(jià)層電子對(duì)互斥理論(1)價(jià)層電子對(duì)在球面上彼此相距最遠(yuǎn)時(shí),排斥力最小,體系的能量最低。(2)孤電子對(duì)的排斥力較大,孤電子對(duì)越多,排斥力越強(qiáng),鍵角越小。電子對(duì)數(shù)成鍵對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)電子對(duì)立體構(gòu)型分子立體構(gòu)型實(shí)例鍵角220直線形直線形BeCl2180°330三角形平面正三角形BF3120°21V形SnBr2105°440正四面體形正四面體形CH4109°2831三角錐形NH3107
13、°22V形H2O105°特別提醒(1)價(jià)層電子對(duì)互斥理論說(shuō)明的是價(jià)層電子對(duì)的立體構(gòu)型,而分子的立體構(gòu)型指的是成鍵電子對(duì)的立體構(gòu)型,不包括孤電子對(duì)。當(dāng)中心原子無(wú)孤電子對(duì)時(shí),兩者的構(gòu)型一致;當(dāng)中心原子有孤電子對(duì)時(shí),兩者的構(gòu)型不一致。(2)價(jià)層電子對(duì)互斥理論能預(yù)測(cè)分子的幾何構(gòu)型,但不能解釋分子的成鍵情況,雜化軌道理論能解釋分子的成鍵情況,但不能預(yù)測(cè)分子的幾何構(gòu)型。兩者相結(jié)合,具有一定的互補(bǔ)性,可達(dá)到處理問(wèn)題簡(jiǎn)便、迅速、全面的效果。2雜化軌道理論當(dāng)原子成鍵時(shí),原子的價(jià)電子軌道相互混雜,形成與原軌道數(shù)相等且能量相同的雜化軌道。雜化軌道數(shù)不同,軌道間的夾角不同,形成分子的空間結(jié)構(gòu)不同。
14、3配位鍵(1)孤電子對(duì)分子或離子中沒(méi)有跟其他原子共用的電子對(duì)稱孤電子對(duì)。(2)配位鍵配位鍵的形成:成鍵原子一方提供孤電子對(duì),另一方提供空軌道形成共價(jià)鍵。配位鍵的表示:常用“”來(lái)表示配位鍵,箭頭指向接受孤電子對(duì)的原子,如NH可表示為,在NH中,雖然有一個(gè)NH鍵形成過(guò)程與其他3個(gè)NH鍵形成過(guò)程不同,但是一旦形成之后,4個(gè)共價(jià)鍵就完全相同。(3)配合物如Cu(NH3)4SO4配位體有孤電子對(duì),如H2O、NH3、CO、F、Cl、CN等。中心原子有空軌道,如Fe3、Cu2、Zn2、Ag等。深度思考填表,VSEPR模型和分子(離子)立體模型的確定化學(xué)式孤電子對(duì)數(shù)(axb)/2鍵電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEP
15、R模型名稱分子或離子的立體模型名稱中心原子雜化類型CO2022直線形直線形spClO314四面體形直線形sp3HCN022直線形直線形spCHCH直線形spH2O224四面體形V形sp3H2S224四面體形V形sp3SO2123平面三角形V形sp2BF3033平面三角形平面三角形sp2SO3033平面三角形平面三角形sp2CO033平面三角形平面三角形sp2NO033平面三角形平面三角形sp2HCHO033平面三角形平面三角形sp2NH3134四面體形三角錐形sp3NCl3134四面體形三角錐形sp3H3O134四面體形三角錐形sp3SO134四面體形三角錐形sp3ClO134四面體形三角錐形
16、sp3CH4044正四面體形正四面體形sp3NH044正四面體形正四面體形sp3SO044正四面體形正四面體形sp3PO044正四面體形正四面體形sp3金剛石立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)sp3石墨層狀結(jié)構(gòu)sp2CH2=CH2平面形sp2C6H6平面六邊形sp2CH3COOHsp3,sp2題組一價(jià)層電子對(duì)互斥理論、雜化軌道理論的考查1下列關(guān)于雜化軌道的敘述中,不正確的是()A分子中中心原子通過(guò)sp3雜化軌道成鍵時(shí),該分子不一定為正四面體結(jié)構(gòu)B雜化軌道只用于形成鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子CH2SO4分子中三種原子均以雜化軌道成鍵DN2分子中N原子沒(méi)有雜化,分子中有1個(gè)鍵、2個(gè)鍵答案C解析H2O分子中的中心原子
17、O為sp3雜化,H2O的空間構(gòu)型為V形;H2SO4分子中氫原子沒(méi)有發(fā)生軌道雜化。2用價(jià)層電子對(duì)互斥理論預(yù)測(cè)H2S和BF3的空間構(gòu)型,結(jié)論正確的是()A直線形;三角錐形 BV形;三角錐形C直線形;平面三角形 DV形;平面三角形答案D解析H2S分子中的硫原子上含有兩個(gè)孤電子對(duì),故H2S空間構(gòu)型為V形;BF3中B原子的價(jià)電子全部用于成鍵,故為平面三角形。3原子形成化合物時(shí),電子云間的相互作用對(duì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)會(huì)產(chǎn)生影響。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)BF3分子的立體結(jié)構(gòu)為_,NF3分子的立體結(jié)構(gòu)為_。(2)碳原子有4個(gè)價(jià)電子,在形成化合物時(shí)價(jià)電子均參與成鍵,但雜化方式不一定相同。在乙烷、乙烯、乙炔和苯四種分
18、子中,碳原子采取sp雜化的分子是_(寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,下同),采取sp2雜化的分子是_,采取sp3雜化的分子是_。試寫出一種有機(jī)物分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,要求同時(shí)含有三種不同雜化方式的碳原子:_。(3)已知H2O、NH3、CH4三種分子中,鍵角由大到小的順序是CH4>NH3>H2O,請(qǐng)分析可能的原因是_。(4)由于電荷的作用,陰、陽(yáng)離子形成化合物時(shí)離子的電子云會(huì)發(fā)生變化,使離子鍵逐漸向共價(jià)鍵過(guò)渡。陽(yáng)離子電荷數(shù)越多,陰離子半徑越大時(shí),電子云變化越大,導(dǎo)致所形成的化合物在水中的溶解度越小。由此可知,四種鹵化銀(AgF、AgCl、AgBr和AgI)在水中的溶解度由大到小的順序?yàn)開。答案(1)平面三角形
19、三角錐形(2)CHCHCH2=CH2、C6H6CH3CH3 (其他合理答案均可)(3)CH4分子中的C原子沒(méi)有孤電子對(duì),NH3分子中N原子上有1對(duì)孤電子對(duì),H2O分子中O原子上有2對(duì)孤電子對(duì),對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用增大,故鍵角減小(4)AgF>AgCl>AgBr>AgI解析(1)BF3分子中的B原子采取sp2雜化,所以其分子的立體結(jié)構(gòu)為平面三角形;NF3分子中的N原子采取sp3雜化,其中一個(gè)雜化軌道中存在一對(duì)孤電子對(duì),所以其分子的立體結(jié)構(gòu)為三角錐形。(2)乙烷分子中的碳原子采取sp3雜化,乙烯、苯分子中的碳原子均采取sp2雜化,乙炔分子中的碳原子采取sp雜化,同時(shí)含有三種不同
20、雜化方式的碳原子的有機(jī)物分子中應(yīng)該同時(shí)含有烷基(或環(huán)烷基)、碳碳雙鍵(或苯環(huán))和碳碳三鍵。(3)H2O、NH3、CH4分子中的O、N、C均采取sp3雜化,而在O原子上有2對(duì)孤電子對(duì),對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用最大,鍵角最小;N原子上有1對(duì)孤電子對(duì),對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用使鍵角縮小,但比水分子的要大;C原子上無(wú)孤電子對(duì),鍵角最大。(4)陽(yáng)離子電荷數(shù)越多、陰離子半徑越大時(shí),電子云變化越大,化學(xué)鍵中離子鍵的成分減少、共價(jià)鍵的成分增加,極性減小,故在水中的溶解性減小。 1.“三種”方法判斷分子中心原子的雜化類型(1)根據(jù)雜化軌道的空間分布構(gòu)型判斷若雜化軌道在空間的分布為正四面體形或三角錐形,則分子的中心原
21、子發(fā)生sp3雜化。若雜化軌道在空間的分布呈平面三角形,則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化。若雜化軌道在空間的分布呈直線形,則分子的中心原子發(fā)生sp雜化。(2)根據(jù)雜化軌道之間的夾角判斷若雜化軌道之間的夾角為109°28,則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化;若雜化軌道之間的夾角為120°,則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化;若雜化軌道之間的夾角為180°,則分子的中心原子發(fā)生sp雜化。(3)根據(jù)等電子原理結(jié)構(gòu)相似進(jìn)行推斷,如CO2是直線形分子,CNS、NO、N與CO2是等電子體,所以分子構(gòu)型均為直線形,中心原子均采用sp雜化。2用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推測(cè)分子或離子的思維程序用價(jià)層
22、電子對(duì)互斥理論推測(cè)簡(jiǎn)單分子(ABn型)、離子(AB型)空間構(gòu)型的方法解題思路 (1)鍵的電子對(duì)數(shù)的確定由分子式確定鍵電子對(duì)數(shù)。例如,H2O中的中心原子為O,O有2對(duì)鍵電子對(duì);NH3中的中心原子為N,N有3對(duì)鍵電子對(duì)。(2)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)的確定中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)(axb)。式中a為中心原子的價(jià)電子數(shù),對(duì)于主族元素來(lái)說(shuō),價(jià)電子數(shù)等于原子的最外層電子數(shù);x為與中心原子結(jié)合的原子數(shù);b為與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù),氫為1,其他原子等于“8該原子的價(jià)電子數(shù)”。例如,SO2的中心原子為S,S的價(jià)電子數(shù)為6(即S的最外層電子數(shù)為6),則a6;與中心原子S結(jié)合的O的個(gè)數(shù)為2,則x2;與
23、中心原子結(jié)合的O最多能接受的電子數(shù)為2,則b2。所以,SO2中的中心原子S上的孤電子對(duì)數(shù)×(62×2)1。題組二配合物理論的考查4下列物質(zhì)中存在配位鍵的是()H3OB(OH)4CH3COONH3CH4A B C D答案A解析水分子中各原子已達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu),H3O是H和H2O中的O形成配位鍵,B(OH)4是3個(gè)OH與B原子形成3個(gè)共價(jià)鍵,還有1個(gè)OH的O與B形成配位鍵,而其他項(xiàng)均不能形成配位鍵。5銅單質(zhì)及其化合物在很多領(lǐng)域有重要的用途,如金屬銅用來(lái)制造電線電纜,五水硫酸銅可用作殺菌劑。(1)Cu位于元素周期表第B族,Cu2的核外電子排布式為_。(2)往硫酸銅溶液中加入過(guò)量氨水,
24、可生成Cu(NH3)42配離子。已知NF3與NH3的空間構(gòu)型都是三角錐形,但NF3不易與Cu2形成配離子,其原因是_。答案(1)Ar3d9或1s22s22p63s23p63d9(2)N、F、H三種元素的電負(fù)性:F>N>H,在NF3中,共用電子對(duì)偏向F,偏離N原子,使得氮原子上的孤電子對(duì)難與Cu2形成配位鍵解析(1)Cu(電子排布式為Ar3d104s1)Cu2的過(guò)程中,參與反應(yīng)的電子是最外層4s及3d上的各一個(gè)電子,故Cu2的電子排布式為Ar3d9或1s22s22p63s23p63d9。(2)N、F、H三種元素的電負(fù)性:F>N>H,所以NH3中共用電子對(duì)偏向N,而在NF3
25、中,共用電子對(duì)偏向F,偏離N原子。6向黃色的FeCl3溶液中加入無(wú)色的KSCN溶液,溶液變成血紅色。該反應(yīng)在有的教材中用方程式FeCl33KSCN=Fe(SCN)33KCl表示。(1)該反應(yīng)生成物中KCl既不是難溶物、難電離物質(zhì),也不是易揮發(fā)物質(zhì),則該反應(yīng)之所以能夠進(jìn)行是由于生成了_的Fe(SCN)3。(2)經(jīng)研究表明,F(xiàn)e(SCN)3是配合物,F(xiàn)e3與SCN不僅能以13的個(gè)數(shù)比配合,還可以其他個(gè)數(shù)比配合。請(qǐng)按要求填空:若所得Fe3和SCN的配合物中,主要是Fe3與SCN以個(gè)數(shù)比11配合所得離子顯血紅色。該離子的離子符號(hào)是_。若Fe3與SCN以個(gè)數(shù)比15配合,則FeCl3與KSCN在水溶液中發(fā)
26、生反應(yīng)的化學(xué)方程式可以表示為_。答案(1)難電離(2)Fe(SCN)2FeCl35KSCN=K2Fe(SCN)53KCl考點(diǎn)三分子間作用力與分子的性質(zhì)1分子間作用力(1)概念物質(zhì)分子之間普遍存在的相互作用力,稱為分子間作用力。(2)分類分子間作用力最常見的是范德華力和氫鍵。(3)強(qiáng)弱范德華力<氫鍵<化學(xué)鍵。(4)范德華力范德華力主要影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、硬度等物理性質(zhì)。范德華力越強(qiáng),物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)越高,硬度越大。一般來(lái)說(shuō),組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增加,范德華力逐漸增大。(5)氫鍵形成已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子形成共價(jià)鍵的氫原子(該氫原子幾乎為裸露的質(zhì)子)與另一個(gè)分子中
27、電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間的作用力,稱為氫鍵。表示方法AHB特別提醒a(bǔ)A、B是電負(fù)性很強(qiáng)的原子,一般為N、O、F三種元素。bA、B可以相同,也可以不同。特征具有一定的方向性和飽和性。分類氫鍵包括分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵兩種。分子間氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響主要表現(xiàn)為使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高,對(duì)電離和溶解度等產(chǎn)生影響。2分子的性質(zhì)(1)分子的極性類型非極性分子極性分子形成原因正電中心和負(fù)電中心重合的分子正電中心和負(fù)電中心不重合的分子存在的共價(jià)鍵非極性鍵或極性鍵非極性鍵或極性鍵分子內(nèi)原子排列對(duì)稱不對(duì)稱(2)分子的溶解性“相似相溶”的規(guī)律:非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑,極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。若溶劑和溶質(zhì)分子之
28、間可以形成氫鍵,則溶質(zhì)的溶解度增大。隨著溶質(zhì)分子中憎水基的增大,溶質(zhì)在水中的溶解度減小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶,而戊醇在水中的溶解度明顯減小。(3)分子的手性手性異構(gòu):具有完全相同的組成和原子排列的一對(duì)分子,如同左手和右手一樣互為鏡像,在三維空間里不能重疊的現(xiàn)象。手性分子:具有手性異構(gòu)體的分子。手性碳原子:在有機(jī)物分子中,連有四個(gè)不同基團(tuán)或原子的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子,如。(4)無(wú)機(jī)含氧酸分子的酸性無(wú)機(jī)含氧酸的通式可寫成(HO)mROn,如果成酸元素R相同,則n值越大,R的正電性越高,使ROH中O的電子向R偏移,在水分子的作用下越易電離出H,酸性越強(qiáng),如酸性:HClO&l
29、t;HClO2<HClO3<HClO4。深度思考1分析下面兩圖,總結(jié)鹵素單質(zhì)和鹵素碳化物的范德華力變化規(guī)律。思考點(diǎn)撥范德華力越大,熔、沸點(diǎn)越高。組成結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越大。同分異構(gòu)體中,支鏈越多,范德華力越小。相對(duì)分子質(zhì)量相近的分子極性越大,范德華力越大。答案鹵素單質(zhì)和四鹵化碳的范德華力隨其相對(duì)分子質(zhì)量增加而變大。2判斷下列說(shuō)法是否正確,正確的劃“”,錯(cuò)誤的劃“×”(1)氫鍵是氫元素與其他元素形成的化學(xué)鍵 ()(2)可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子與水分子間形成了氫鍵 ()(3)乙醇分子和水分子間只存在范德華力 ()(4)碘化氫的沸點(diǎn)
30、高于氯化氫的沸點(diǎn)是因?yàn)榈饣瘹浞肿娱g存在氫鍵 ()(5)水分子間既存在范德華力,又存在氫鍵 ()(6)氫鍵具有方向性和飽和性 ()(7)H2和O2之間存在氫鍵 ()(8)H2O2分子間存在氫鍵 ()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)(6) (7)×(8)解析(1)氫鍵與氫有關(guān)但不屬于化學(xué)鍵;(2)可燃冰中水分子間存在氫鍵,但CH4與H2O之間不存在氫鍵;(3)乙醇分子、水分子中都有OH,符合形成氫鍵的條件;(4)HI分子間只存在范德華力的作用;(5)和(6)正確;(7)H2與O2分子中的共價(jià)鍵均為非極性鍵,分子間只存在范德華力;(8)H2
31、O2分子中的H幾乎成為“裸露”的質(zhì)子,與水分子一樣,H2O2分子間也存在氫鍵。特別提醒(1)有氫鍵的分子間也有范德華力,但有范德華力的分子不一定有氫鍵。(2)一個(gè)氫原子只能形成一個(gè)氫鍵,這就是氫鍵的飽和性。(3)分子內(nèi)氫鍵基本上不影響物質(zhì)的性質(zhì)。3下列事實(shí)均與氫鍵的形成有關(guān),試分析其中氫鍵的類型。(1)冰的硬度比一般的分子晶體的大;(2)甘油的粘度大;(3)鄰硝基苯酚20 時(shí)在水中的溶解度是對(duì)硝基苯酚的0.39 倍;(4)鄰羥基苯甲酸的電離常數(shù)是苯甲酸的15.9倍,對(duì)羥基苯甲酸的電離常數(shù)是苯甲酸的0.44倍;(5)氨氣極易溶于水;(6)氟化氫的熔點(diǎn)高于氯化氫。答案(1)、(2)、(5)是分子間
32、氫鍵;(3)、(4)中鄰硝基苯酚、鄰羥基苯甲酸存在分子內(nèi)氫鍵,對(duì)硝基苯酚、對(duì)羥基苯甲酸存在分子間氫鍵;(6)中氟化氫存在分子間氫鍵,氯化氫無(wú)氫鍵。解析分子內(nèi)氫鍵除必須具備形成氫鍵的條件外,還必須具備特定的條件:形成平面環(huán)(五元或六元環(huán)最為穩(wěn)定)、形成的環(huán)中沒(méi)有任何扭曲等。氫鍵的形成使物質(zhì)在熔、沸點(diǎn)、電離度、溶解度等方面表現(xiàn)出一些特殊性質(zhì)。由于分子間氫鍵的作用,形成了“締合分子”增大了分子間作用力,使得物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高(如水)、溶解度增大(如氨)、電離度降低(如氫氟酸為弱酸)等;由于分子內(nèi)的氫鍵作用,形成具有“環(huán)狀結(jié)構(gòu)”的物質(zhì),減小了分子間的作用力,使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)降低,溶解度減小等。4氫鍵的
33、存在一定能使物質(zhì)的熔沸點(diǎn)升高嗎?答案不一定,如果形成的氫鍵是分子內(nèi)氫鍵,則對(duì)物質(zhì)的熔沸點(diǎn)影響較小。5極性分子中可能含有非極性鍵嗎?答案可能。如H2O2的分子結(jié)構(gòu)并不是直線形的,其中兩個(gè)氫原子就像在展開的書本的兩頁(yè)紙上,氧原子在書的夾縫上,如圖所示,H2O2為極性分子,但含有非極性共價(jià)鍵OO鍵。題組一分子極性的判斷1NH3分子的空間構(gòu)型是三角錐形,而不是正三角形的平面結(jié)構(gòu),能充分說(shuō)明此種現(xiàn)象的理由是()NH3是極性分子分子內(nèi)3個(gè)NH鍵的鍵長(zhǎng)相等,3個(gè)鍵角都等于107°分子內(nèi)3個(gè)NH鍵的鍵長(zhǎng)相等、鍵角相等NH3分子內(nèi)3個(gè)NH鍵的鍵長(zhǎng)相等,3個(gè)鍵角都等于120°A B C D答案
34、A解析NH3分子中的NH鍵屬于極性共價(jià)鍵,所以其分子的極性完全由分子的空間構(gòu)型確定,反過(guò)來(lái)分子的極性驗(yàn)證分子的空間構(gòu)型。中NH3分子為極性分子,說(shuō)明分子的空間構(gòu)型不對(duì)稱、不均勻,三角錐形符合這種構(gòu)型;中3個(gè)NH鍵的鍵長(zhǎng)相等,3個(gè)鍵角都等于107°,正好也屬于三角錐形的特征;中3個(gè)NH鍵的鍵長(zhǎng)相等、鍵角相等并不反映出分子的極性(可能是極性分子,也可能是非極性分子);中恰恰說(shuō)明NH3分子為非極性分子,不符合事實(shí)。2判斷PCl3、CCl4、CS2、SO2分子的極性。答案PCl3、SO2是極性分子;CCl4、CS2是非極性分子。解析判斷分子的極性一要注意常見分子的極性和空間結(jié)構(gòu),如SO2中的
35、硫原子為sp2不等性雜化,分子中SO共價(jià)鍵受硫原子1對(duì)孤電子對(duì)的排斥作用,整個(gè)分子正、負(fù)電荷中心不重合,為極性分子;二要注意利用等電子原理進(jìn)行類推,如由CO2、O3分子可以分別類推CS2、SO2的極性。題組二分子極性和化學(xué)鍵極性的關(guān)系3下列敘述中正確的是()A以非極性鍵結(jié)合起來(lái)的雙原子分子一定是非極性分子B以極性鍵結(jié)合起來(lái)的分子一定是極性分子C非極性分子只能是雙原子單質(zhì)分子D非極性分子中,一定含有非極性共價(jià)鍵答案A解析對(duì)于抽象的選擇題可用反例法,以具體的物質(zhì)判斷正誤。A項(xiàng)是正確的,如O2、H2、N2等;B項(xiàng)錯(cuò)誤,以極性鍵結(jié)合起來(lái)的分子不一定是極性分子,若分子構(gòu)型對(duì)稱,正負(fù)電荷重心重合,就是非極
36、性分子,如CH4、CO2、CCl4、CS2等;C項(xiàng)錯(cuò)誤,某些共價(jià)化合物如H2O2、C2H4等也是非極性分子;D項(xiàng)錯(cuò)誤,非極性分子中不一定含有非極性鍵,如CH4、CO2。4下列各組分子中,都屬于含極性鍵的非極性分子的是()ACO2、H2S BC2H4、CH4CCl2、C2H2 DNH3、HCl答案B解析H2S和NH3、HCl都是含有極性鍵的極性分子;Cl2是含有非極性鍵的非極性分子;CO2、CH4是含有極性鍵的非極性分子;C2H4和C2H2是含有極性鍵和非極性鍵的非極性分子。5已知H和O可以形成H2O和H2O2兩種化合物,試根據(jù)有關(guān)信息完成下列問(wèn)題:(1)水是維持生命活動(dòng)所必需的一種物質(zhì)。1 m
37、ol冰中有_mol氫鍵。用球棍模型表示的水分子結(jié)構(gòu)是_。(2)已知H2O2分子的結(jié)構(gòu)如圖所示:H2O2分子不是直線形的,兩個(gè)氫原子猶如在半展開的書的兩面上,兩個(gè)氧原子在書脊位置上,書頁(yè)夾角為93°52,而兩個(gè)OH鍵與OO鍵的夾角均為96°52。試回答:H2O2分子的電子式是_,結(jié)構(gòu)式是_。H2O2分子是含有_鍵和_鍵的_(填“極性”或“非極性”)分子。H2O2難溶于CS2,簡(jiǎn)要說(shuō)明理由:_。H2O2中氧元素的化合價(jià)是_,簡(jiǎn)要說(shuō)明原因_。答案(1)2B(2)HOOH極性非極性極性因H2O2為極性分子,而CS2為非極性溶劑,根據(jù)“相似相溶”規(guī)律,H2O2難溶于CS21價(jià)因OO鍵
38、為非極性鍵,而OH鍵為極性鍵,共用電子對(duì)偏向氧,故氧為1價(jià)解析(1)在冰中,每個(gè)水分子與周圍的4個(gè)水分子形成4個(gè)氫鍵,按“均攤法”計(jì)算,相當(dāng)于每個(gè)水分子有2個(gè)氫鍵;水分子為V形結(jié)構(gòu)。(2)由H2O2的空間構(gòu)型圖可知,H2O2是極性分子,分子內(nèi)既有極性鍵,又有非極性鍵,根據(jù)“相似相溶”規(guī)律,H2O2難溶于CS2。分子極性判斷的思維程序和兩種思維模型(1)思維程序(2)思維模型根據(jù)鍵的類型及分子的空間構(gòu)型判斷非極性分子、極性分子的判斷,首先看鍵是否有極性,然后再看各鍵的空間排列狀況。鍵無(wú)極性,分子必?zé)o極性;鍵有極性,各鍵空間排列均勻,使鍵的極性相互抵消,分子無(wú)極性;鍵有極性,各鍵空間排列不均勻,不
39、能使鍵的極性相互抵消,分子有極性。共價(jià)鍵的極性與分子極性的關(guān)系可總結(jié)如下:根據(jù)中心原子最外層電子是否全部成鍵判斷分子中的中心原子最外層電子若全部成鍵,此分子一般為非極性分子;分子中的中心原子最外層電子若未全部成鍵,此分子一般為極性分子。CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外層電子均全部成鍵,它們都是非極性分子。而H2O、NH3、NF3等分子中的中心原子的最外層電子均未全部成鍵,它們都是極性分子。題組三分子間作用力及其影響6若不斷地升高溫度,實(shí)現(xiàn)“雪花水水蒸氣氧氣和氫氣”的變化。在變化的各階段被破壞的粒子間的主要相互作用依次是()A氫鍵;分子間作用力;極性鍵B氫鍵;氫鍵;非極性鍵C氫鍵;
40、極性鍵;分子間作用力D分子間作用力;氫鍵;非極性鍵答案A7氨氣溶于水時(shí),大部分NH3與H2O以氫鍵(用“”表示)結(jié)合形成NH3·H2O分子。根據(jù)氨水的性質(zhì)可推知NH3·H2O的結(jié)構(gòu)式為()答案B解析從氫鍵的成鍵原理上講,A、B都成立;但從空間構(gòu)型上講,由于氨分子是三角錐形,易于提供孤對(duì)電子,所以,以B方式結(jié)合空間阻礙最小,結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定;從事實(shí)上講,依據(jù)NH3·H2ONHOH,可知答案是B。范德華力、氫鍵、共價(jià)鍵的比較范德華力氫鍵共價(jià)鍵概念物質(zhì)分子之間普遍存在的一種相互作用力,又稱分子間作用力由已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子形成共價(jià)鍵的氫原子與另一個(gè)分子中電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間
41、的作用力原子間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的相互作用分類分子內(nèi)氫鍵、分子間氫鍵極性共價(jià)鍵、非極性共價(jià)鍵存在范圍分子間某些含強(qiáng)極性鍵氫化物的分子間(如HF、H2O、NH3)或含F(xiàn)、N、O及H的化合物中或其分子間雙原子或多原子的分子或共價(jià)化合物和某些離子化合物特征(有、無(wú)方向性和飽和性)無(wú)方向性、無(wú)飽和性有方向性、有飽和性有方向性、有飽和性強(qiáng)度比較共價(jià)鍵>氫鍵>范德華力影響強(qiáng)度的因素隨著分子極性和相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增大;組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大對(duì)于AHB,A、B的電負(fù)性越大,B原子的半徑越小,鍵能越大成鍵原子半徑越小,鍵長(zhǎng)越短,鍵能越大,共價(jià)鍵越穩(wěn)定對(duì)物質(zhì)性質(zhì)
42、的影響影響物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大,物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高。如熔、沸點(diǎn)F2<Cl2<Br2<I2,CF4<CCl4<CBr4分子間氫鍵的存在,使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高,在水中的溶解度增大,如熔、沸點(diǎn):H2O>H2S,HF>HCl,NH3>PH3影響分子的穩(wěn)定性;共價(jià)鍵鍵能越大,分子穩(wěn)定性越強(qiáng)題組四無(wú)機(jī)含氧酸分子的酸性8下列無(wú)機(jī)含氧酸分子中酸性最強(qiáng)的是()AHNO2 BH2SO3 CHClO3 DHClO4答案D解析對(duì)于同一種元素的含氧酸,該元素的化合價(jià)越高,其含氧酸的酸性越強(qiáng),如HO2<HO3;H2
43、O3<H2O4;HO3<HO4。觀察A、B、C、D四個(gè)選項(xiàng),HNO2、H2SO3、HClO3中的中心元素N、S、Cl都未達(dá)到其最高價(jià),其酸性不夠強(qiáng),只有D選項(xiàng)中的HClO4中的Cl元素為7價(jià),是Cl元素的最高價(jià),使HOClO3中O原子的電子向Cl原子偏移,在水分子作用下,容易電離出H,酸性最強(qiáng)。9判斷含氧酸酸性強(qiáng)弱的一條經(jīng)驗(yàn)規(guī)律是含氧酸分子結(jié)構(gòu)中含非羥基氧原子數(shù)越多,該含氧酸的酸性越強(qiáng)。如下表所示:含氧酸酸性強(qiáng)弱與非羥基氧原子數(shù)的關(guān)系次氯酸磷酸硫酸高氯酸含氧酸ClOH非羥基氧原子數(shù)0123酸性弱酸中強(qiáng)酸強(qiáng)酸最強(qiáng)酸(1)亞磷酸H3PO3和亞砷酸H3AsO3分子式相似,但它們的酸性差別
44、很大,H3PO3是中強(qiáng)酸,H3AsO3既有弱酸性又有弱堿性。由此可推出它們的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為_,_。(2)H3PO3和H3AsO3與過(guò)量的NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是:_,_。(3)在H3PO3和H3AsO3中分別加入濃鹽酸,分析反應(yīng)情況:_,寫出化學(xué)方程式:_。答案(1)(2)H3PO32NaOH=Na2HPO32H2OH3AsO33NaOH=Na3AsO33H2O(3)H3PO3為中強(qiáng)酸,不與鹽酸反應(yīng),H3AsO3可與鹽酸反應(yīng)H3AsO33HCl=AsCl33H2O解析此題屬于無(wú)機(jī)含氧酸的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)推斷題,考查同學(xué)們運(yùn)用題給信息推斷物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的能力。(1)已知H3PO3為中強(qiáng)酸,H
45、3AsO3為弱酸,依據(jù)題給信息可知H3PO3中含1個(gè)非羥基氧原子,H3AsO3中不含非羥基氧原子。(2)與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式的書寫,需得知H3PO3和H3AsO3分別為幾元酸,從題給信息可知,含氧酸分子結(jié)構(gòu)中含幾個(gè)羥基氫,則該酸為幾元酸。故H3PO3為二元酸,H3AsO3為三元酸。(3)H3PO3為中強(qiáng)酸,不與鹽酸反應(yīng);H3AsO3為兩性物質(zhì),可與鹽酸反應(yīng)。無(wú)機(jī)含氧酸分子的酸性判斷及比較的思維方法1無(wú)機(jī)含氧酸分子之所以能顯示酸性,是因?yàn)槠浞肿又泻蠴H,而OH上的H原子在水分子的作用下能夠變成H而顯示一定的酸性。如HNO3、H2SO4的結(jié)構(gòu)式分別是,。2同一種元素的含氧酸酸性規(guī)律
46、及原因H2SO4與HNO3是強(qiáng)酸,其OH上的H原子能夠完全電離成為H。而同樣是含氧酸的H2SO3和HNO2卻是弱酸。即酸性強(qiáng)弱有H2SO3<H2SO4,HNO2<HNO3。其他的有變價(jià)的非金屬元素所形成的含氧酸也有類似的情況。如酸性強(qiáng)弱HClO<HClO2<HClO3<HClO4。不難得出:對(duì)于同一種元素的含氧酸來(lái)說(shuō),該元素的化合價(jià)越高,其含氧酸的酸性越強(qiáng)。如果把含氧酸的通式寫成(HO)mROn的形式,成酸的元素R相同時(shí),則n值越大,R的正電性越高,就會(huì)使ROH中的O原子的電子向R偏移,因而在水分子的作用下,也就越容易電離出H,因此酸性也就越強(qiáng)。如H2SO3可寫成
47、(HO)2SO,n1;H2SO4可寫成(HO)2SO2,n2。所以H2SO4的酸性強(qiáng)于H2SO3。而對(duì)HNO2來(lái)說(shuō),可寫成(HO)NO,n1;HNO3可寫成(HO)NO2,n2。故HNO3的酸性強(qiáng)于HNO2。而對(duì)氯元素所形成的幾種含氧酸,可分別寫成(HO)Cl,n0;(HO)ClO,n1;(HO)ClO2,n2;(HO)ClO3,n3。故其酸性順序?yàn)镠ClO<HClO2<HClO3<HClO4。題組五教材回扣練習(xí)10(選修3P571)下列說(shuō)法中正確的是()A在分子中,兩個(gè)成鍵的原子間的距離叫做鍵長(zhǎng)BHCl的鍵能為431.8 kJ·mol1,HI的鍵能為298.7 k
48、J·mol1,這可以說(shuō)明HCl分子比HI分子穩(wěn)定C含有極性鍵的分子一定是極性分子D鍵能越大,表示該分子越容易受熱分解答案B11(選修3P575)下列能跟氫原子形成最強(qiáng)極性鍵的原子是()AF BCl CBr DI答案A12(選修3P572)下列物質(zhì)中,含離子鍵的物質(zhì)是(),由極性鍵形成的極性分子是(),由極性鍵形成的非極性分子是(),由非極性鍵形成的非極性分子是()。ACO2 BBr2 CCaCl2 DH2O答案CDAB13(選修3P576)運(yùn)用價(jià)層電子對(duì)互斥理論預(yù)測(cè)CCl4、NH3、H2O的立體構(gòu)型。答案CCl4:正四面體形;NH3:三角錐形;H2O:“V”形。12012·福建理綜,30(3)(4)(3)硅烷(SinH2n2)的沸點(diǎn)與其相對(duì)分子質(zhì)量的變化關(guān)系如圖所示,呈現(xiàn)這種變化關(guān)系的原因是_。(4)硼砂是含結(jié)晶水的四硼酸鈉,其陰離子Xm(含B、O、H 三種元素)的球棍模型如右下圖所示:在Xm中,硼原子軌道的雜化類型有_;配位鍵存在于_原子之間(填原子的數(shù)字標(biāo)號(hào));m_(填數(shù)字)。硼砂晶體由Na、Xm和H2O構(gòu)成,它們之間存在的作
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