第二章第二节第2课时杂化轨道理论与配合物理论简介知识点一杂化轨道理论的考查1.下列关于杂化轨道的说法错误的是()A.并不是所有的原子轨道都参与杂化B.同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化C.杂化轨道能量集中,有利于牢固成键D.杂化轨道中一定有电子2.下列描述正确的是()A.CS2为V形极性分子B.SiF4与S的中心原子均为sp3杂化C.C2H2中σ键与π键的数目比为1∶1D.水加热到很高温度都难分解是因水分子间存在氢键3.下列分子中画横线的原子采取的杂化方式为sp杂化的是()A.CH4B.C2H4C.C2H2D.NH3知识点二配合物理论的考查4.以下微粒含配位键的是()①N2②CH4③OH-④N⑤Fe(CO)5⑥Fe(SCN)3⑦H3O+⑧[Ag(NH3)2]OHA.①②④⑦⑧B.③④⑤⑥⑦C.①④⑤⑥⑦⑧D.全部5.化合物NH3与BF3可以通过配位键形成NH3·BF3。
(1)配位键的形成条件是。
(2)在NH3·BF3中,原子提供孤电子对,原子提供空轨道。
(3)写出NH3·BF3的结构式并用“→”标出配位键:。
6.[2019·福建华安一中开学考试]下列说法中正确的是()A.SO2、CO2、SiO2中的S、C、Si均为sp3杂化B.H3O+、N、[Cu(NH3)4]2+均含有配位键C.S、C、Si均为平面三角形D.NH3、CH4中的N、C分别为sp2、sp3杂化,因此分子空间构型不同7.下列描述中正确的是()A.Cl的空间构型为平面三角形B.SiF4和S的中心原子均为sp3杂化C.在所有的元素中,氟的第一电离能最大D.C2H5OH分子中共含有8个极性键,1个π键8.分析原子的杂化方式,并根据等电子体原理判断下列各组分子中的所有原子处于同一平面,或者在一条直线上的是()A.C2H2、HClO、C2H6B.CO2、N2O、HC≡C—NH2C.C6H5CH3、C3H4、CH4D.C6H6、C2H4、HCN9.甲醛分子的结构式为,下列描述正确的是()A.甲醛分子中有4个σ键B.甲醛分子中的C原子为sp3杂化C.甲醛分子中的O原子为sp杂化D.甲醛分子为平面三角形,有一个π键垂直于三角形平面10.已知[Co(NH3)6]3+呈正八面体结构,若其中有两个NH3分子分别被H2O取代,所形成的[Co(NH3)4(H2O)2]3+的同分异构体种数有几种(不考虑光学异构)()图L2-2-2A.2种B.3种C.4种D.6种11.下列说法中错误的是()A.当中心原子的配位数为6时,配合物常呈八面体空间结构B.[Ag(NH3)2]+中Ag+空的5s轨道和5p轨道以sp杂化成键C.配位数为4的配合物均为正四面体结构D.已知[Cu(NH3)2]2+的中心原子采用sp杂化,则它的空间构型为直线形12.三草酸合铁酸钾可用氯化铁与草酸钾混合直接合成:FeCl3+3K2C2O4 K3[Fe(C2O4)3]+3KCl。
(1)FeCl3中铁离子基态核外电子排布式为。
(2)上述反应涉及的主族元素中,第一电离能最小的是(填元素符号)。
(3)K3[Fe(C2O4)3]中化学键的类型有。
(4)草酸(H2C2O4)中C原子的杂化类型为,1 mol草酸(H2C2O4)中含有σ键的数目为(用N A表示)。
(5)与C2互为等电子体的一种分子为(填化学式)。
13.胆矾晶体是配制波尔多液的主要原料,波尔多液是一种保护性杀菌剂,广泛应用于树木、果树和花卉上。
(1)写出铜原子价电子排布式:。
与铜同一周期的副族元素原子中最外层电子数与铜原子的相同的元素有(填元素符号)。
(2)向盛有CuSO4溶液的试管里逐滴加入氨水至过量,现象是,相关的离子方程式为、。
(3)实验时形成的深蓝色溶液中的阳离子内存在的全部化学键类型有。
(4)向该深蓝色溶液中加入乙醇后可观察到的现象是析出深蓝色晶体,析出晶体的化学式为,实验中所加乙醇的作用是。
14.Cu2+能与NH3、H2O、Cl-等形成配位数为4的配合物。
(1)[Cu(NH3)4]2+中存在的化学键类型有(填序号)。
A.配位键B.金属键C.极性共价键D.非极性共价键E.离子键(2)[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间构型,[Cu(NH3)4]2+中的2个NH3被2个Cl-取代,能得到2种不同结构的产物,则[Cu(NH3)4]2+的空间构型为。
(3)某种含Cu 2+的化合物可催化丙烯醇制备丙醛:HOCH2CH CH2→CH3CH2CHO。
在丙烯醇分子中发生某种方式杂化的碳原子数,是丙醛分子中发生同样方式杂化的碳原子数的2倍,则这类碳原子的杂化方式为。
15.K2Cr2O7是一种常见的强氧化剂,酸性条件下会被还原剂还原成Cr3+。
(1)Cr3+能与OH-、CN-形成配合物[Cr(OH)4]-、[Cr(CN)6]3-。
①Cr3+的电子排布式可表示为。
②不考虑空间构型,[Cr(OH)4]-的结构可用示意图表示为(若有配位键,用箭头表示)。
③CN-与N2互为等电子体,写出CN-的电子式:。
(2)K2Cr2O7能将乙醇氧化为乙醛,直至乙酸。
①乙醛中碳原子的杂化方式有、。
②乙酸的沸点是117.9 ℃,甲酸甲酯的沸点是31.5 ℃,乙酸的沸点高于甲酸甲酯的沸点的主要原因是。
16.[2019·云南昭通模拟]配位化学创始人维尔纳发现,取CoCl3·6NH3(黄色)、CoCl3·5NH3(紫红色)、CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)四种化合物各1 mol,分别溶于水,加入足量硝酸银溶液,立即产生氯化银,沉淀的物质的量分别为3 mol、2 mol、1 mol和1 mol。
(1)请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。
CoCl3·6NH3:,CoCl3·5NH3:,CoCl3·4NH3(绿色和紫色):。
(2)CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)的组成相同而颜色不同的原因是。
(3)上述配合物中,中心离子的配位数都是。
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.D9.D10.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)sp27N A(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,故C原子采用sp2杂化,分子中含有7个σ键和2个π键。
(5)C2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N2O4。
13.(1)3d104s1Cr(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·H2O Cu(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·H2O Cu(OH)2↓+2N、Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-。