2020屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)微粒的空間構(gòu)型與中心原子雜化類型的判斷學(xué)案

是 是 O微粒的空間構(gòu)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(gòu)型與中心原子雜化類型的判斷考情剖析考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”的試題中關(guān)于微粒的空間構(gòu)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(gòu)型和中心原子的雜化類型。還有一類是給出結(jié)構(gòu)或知道結(jié)構(gòu)的物質(zhì)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(gòu)型和中心原子的雜化類型。本微課就帶同學(xué)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(gòu)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(gòu)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(chǎn)中有許多重要用途。請回答下列問題：圖Z15-1

S單質(zhì)的常見形式為S8,其環(huán)狀結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(gòu)型為 ,S-的立體構(gòu)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(nèi)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(jié)構(gòu)結(jié)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(zhì)，在工業(yè)生產(chǎn)上有著廣泛的應(yīng)用。回答下列問題已知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(gòu)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(gòu)型為 沖心原子的雜化形式為 。變式題半導(dǎo)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(dǎo)電熔體，陰陽離子均帶一個單位電荷，經(jīng)測定其中P—Br鍵鍵長均相等。寫出該導(dǎo)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(xùn)練[2017江蘇卷節(jié)選]鐵氮化合物（FexNy）在磁記錄材料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)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(yīng)(CO2+3H2—CH3OH+H2O)中,Co氧化物負(fù)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(yīng)用前景。回答下列問題：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(nèi)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(nèi)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(xué)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(gòu)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(xué)式： 。氮化硼(BN)晶體有多種相結(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)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(nèi)一個硼原子與相鄰氮原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為 ，其結(jié)構(gòu)與石墨相似卻不導(dǎo)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(zhì)量檢測]科學(xué)的進步離不開技術(shù)的突破。原子光譜、核磁共振、X射線衍射、量子計算等技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用都推進了結(jié)構(gòu)的研究。如過渡元素原子結(jié)構(gòu)、超分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)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(chǎn)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(wèi)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(jié)構(gòu)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(xué)計算預(yù)測并合成了化合物 NazHe,經(jīng)X射線衍射分析其晶胞結(jié)構(gòu)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(dǎo)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(jié)構(gòu)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(jīng)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(nèi)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，排斥力較小［解析］(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(nèi),鄰羥基苯甲醛在分子內(nèi)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(fù)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，都有一對孤電子對的斥力影響，由于電負(fù)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(gòu)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(jié)構(gòu)，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(gòu)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(dǎo)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(jié)構(gòu)應(yīng)該與N相似?！咎岱謴娀?xùn)練】sp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(jié)構(gòu)中沒有自由移動的電子(2)sp3［解析］(1)六方相氮化硼層內(nèi)一個硼原子與相鄰N原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為平面三角形，結(jié)構(gòu)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(dǎo)電。(2)立方相氮化硼結(jié)構(gòu)中，硼原子形成四個單鍵，所以硼是sp3雜化。sp3>