原因是 。
(3)上述配合物中,中心离子的配位数都是 。
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第2课时 杂化轨道理论与配合物理论简介
1.D [解析] 参与杂化的原子轨道,其能量不能相差太大,1s与2s、2p的能量相差太大,不能形成杂化轨道,即只有能量相近的原子轨道才能参与杂化,故A、B项正确;杂化轨道的电子云一头大一头小,成键时利用大的一头,可使电子云的重叠程度更大,形成牢固的化学键,故C项正确;并不是所有的杂化轨道中都会有电子,也可以是空轨道,也可以有孤电子对(如NH3、H2O的形成),故D项错误。
2.B [解析] CS2为直线形非极性分子;SiF4与S的中心原子的价层电子对数均为4,因此中心原子均为sp3杂化;C2H2中σ键与π键的数目比为3∶2;水加热到很高温度都难分解是因O—H键的键能较大。 3.C [解析] CH4分子中,碳原子的杂化轨道是由1个2s轨道和3个2p轨道重新组合而成的,属于sp3杂化;C2H4分子中,碳原子采取sp2杂化;C2H2分子中,碳原子采取sp杂化;NH3分子中,氮原子采取sp3杂化。
4.C [解析] ①N2的结构式为[]+;⑦H3O+的结构式为
[]+;Fe(CO)5、Fe(SCN)3、[Ag(NH3)2]OH均为配合物,中心离子(或原子)与配体之间均含配位键。
5.(1)形成配位键的一方能够提供孤电子对,另一方具有能够接受电子对的空轨道 (2)N B
(3)
6.B [解析] CO2中C的价层电子对数为2,为sp杂化,SiO2中Si的价层电子对数为4,为sp3杂化,SO2中S的价层电子对数为2+(6-2×2)=3,为sp2杂化,A项错误;在物质或离子中中心原子含有空轨道,和含有孤电子对的原子或离子能形成配位键,所以H3O+、N、[Cu(NH3)4]2+均含有配位键,B项正确;S中S的价层电子对数为3+(6+2-2×3)=4,含有一个孤电子对,属于三角锥形分子,C中C的价层电子对数为3+(4+2-2×3)=3,没有孤电子对,为平面三角形分子,同理Si也为平面三角形分子,C项错误;NH3、CH4中的N、C均为sp3型杂化,D项错误。 7.B [解析] Cl
中价层电子对数为4,其中含有孤电子对数为2,所以
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其空间构型为V形,故A错误;SiF4中价层电子对数=4+(4-4×1)=4,S中价层电子对数=3+(6+2-3×2)=4,所以SiF4和S的中心原子均为sp3杂化,故B正确;稀有气体的原子结构是稳定结构,同周期稀有气体的第一电离能最大,同族元素自上而下第一电离能逐渐降低,故氦元素的第一电离能最大,故C错误;C2H5OH分子中共含有7个极性键,碳碳之间是非极性键,没有π键,故D错误。 8.D 9.D
10.C [解析] [Co(NH3)6]3+呈正八面体结构,如图:,若1个H2O位于①的位置,则另一个H2O可位于②或③④⑤⑥(等效),共两种结构;若1个H2O位于③,则另一个H2O可位于⑤或④⑥(等效),共两种结构。综上所述[CO(NH3)4(H2O)2]3+的同分异构体共4种。
11.C [解析] 配位数为6时,配合物的空间构型一般是八面体,这样分布可以使电荷分散,A项正确;[Ag(NH3)2]+和[Cu(NH3)2]2+为直线形结构,中心原子sp杂化成键,B、D项正确;配位数为4的配合物,可能是四面体,也可能是正方形,C项错误。 12.(1)1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5) (2)K (3)离子键、共价键、配位键 (4)sp2 7NA (5)N2O4
[解析] (1)Fe是26号元素,原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,故Fe3+的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d5。
(2)上述元素中属于主族元素的有C、O、Cl、K,其中K是活泼的金属元素,其第一电离能最小。
(3)在K3[Fe(C2O4)3] 晶体中,K+与[Fe(C2O4)3]3-之间存在离子键,Fe3+与C2之间存在配位键,C2中存在共价键。 (4)草酸分子的结构式为
含有7个σ键和2个π键。 (5)C2
,故C原子采用sp2杂化,分子中
含有6个原子和34个价电子,故与其互为等电子体的分子为
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N2O4。
13.(1)3d104s1 Cr
(2)先产生蓝色沉淀,继续滴加氨水,沉淀溶解,形成深蓝色溶液 Cu2++2NH3·H2OCu(OH)2↓+2N Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-
(3)共价键、配位键 (4)[Cu(NH3)4]SO4·H2O 降低溶解度,有利于晶体析出
[解析] (2)氨水和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,当氨水过量时,氨水和氢氧化铜反应生成可溶性的铜氨络合物,所以难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液,涉及的离子方程式为Cu2++2NH3·H2OCu(OH)2↓+2N、Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-。(3)胆矾溶液与足量氨水形成的深蓝色溶液中的阳离子为四氨合铜络离子,N、H原子之间以共价键结合,Cu2+提供空轨道,N原子提供孤电子对,则以配位键结合。(4)向深蓝色透明溶液加入乙醇,由于乙醇能降低溶解度,有利于晶体析出,所以[Cu(NH3)4]SO4 在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度,故会析出深蓝色的晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O。 14.(1)AC (2)平面正方形 (3)sp2杂化
[解析] [Cu(NH3)4]2+中铜离子与氨分子之间的化学键是配位键,氨分子内部的化学键是极性键,[Cu(NH3)4]2+是平面正方形结构。HOCH2CHCH2中的C原子,有1个采取sp3杂化,2个采取sp2杂化;CH3CH2CHO中的C原子,有2个采取sp3杂化,1个采取sp2杂化。 15.(1)①1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3 ③[··C??N··]-
(2)①sp2 sp3 ②乙酸分子间存在氢键
[解析] (1)①铬为24号元素,铬原子失去3个电子变成Cr3+,所以Cr3+核外有21个电子,根据构造原理知,该离子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3。②[Cr(OH)4]-中的Cr3+与OH-形成配位键,可表示为。③根据氮气分子的电子式写出CN-的电子式,且CN-是离子,符合离子电子式的书写规则,所以其电子式为[:C??N:]-。
(2)①乙醛中甲基上的碳原子成键类型全部为共价单键,所以甲基上碳原子采用sp3杂化,醛基上碳原子含有碳氧双键,所以醛基上碳原子采
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用sp2杂化。
16.(1)[Co(NH3)6]Cl3 [Co(NH3)5Cl]Cl2 [Co(NH3)4Cl2]Cl (2)它们互为同分异构体 (3)6
[解析] 沉淀的物质的量为3 mol、2 mol、1 mol和1 mol,可知物质的量分别为1 mol的四种配合物,能电离出来的Cl-即外界Cl-的物质的量分别为3 mol、2 mol、1 mol、1 mol,故它们的化学式分别为[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl、[Co(NH3)4Cl2]Cl。
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高中化学选修3练习：第二章第二节第2课时杂化轨道理论与配合物理论简介
