10.(2015年全国Ⅰ卷,37节选)写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子: 。
答案 CO2、SCN- 命题五 杂化轨道及空间构型
11.(1)(2018年全国Ⅰ卷,35节选)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间构型是 、中心原子的杂化形式为 。
(2)(2018年全国Ⅱ卷,35节选)根据价层电子对互斥理论,H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是 ,气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的立体构型为 形;固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为 。
(3)(2018年全国Ⅲ卷,35节选)《中华本草》等中医典籍中,记载了炉甘石(ZnCO3)入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中,阴离子空间构型为 ,C原子的杂化形式为 。
(4)(2018年江苏,21节选)S 中心原子轨道的杂化类型为 ;N 的空间构型为 (用文字描述)。
解析 (1)根据价电子对互斥理论,LiAlH4中阴离子Al 的空间构型是正四面体,中心原子Al采用sp3杂化。(2)根据价层电子对互斥理论,H2S分子中S原子有2对成键电子和2对孤电子对,价层电子对数为4;SO2分子中S原子有2对成键电子和1对孤电子对,价层电子对数为3;SO3分子中S原子有3对成键电子,不含孤电子对,价层电子对数为3。气态SO3分子中S原子周围有3对成键电子,不含孤电子对,则S原子采取sp2杂化,分子的立体构型为平面三角形。由固体三氧化硫的三聚分子结构可知,每个S原子形成4个σ键,则S原子采取
- --
sp3杂化。(3)C 中C的孤电子对数为0,价层电子对数为0+3=3,则C原子的杂化形式为sp2杂化,C 的空间构型为平面三角形。(4)S 中S原子与周围的氧原子形成4个σ键,且无孤电子对,由此判断S 中S原子采用sp3杂化;N 中N原子与周围氧原子形成3个σ键,无孤电子对,N原子采用sp2杂化,未杂化的p轨道与氧原子的p轨道形成离域大π键,故N 的空间构型为平面三角形。
答案 (1)正四面体;sp3 (2)H2S;平面三角;sp3 (3)平面三角形;sp2 (4)sp3;平面(正)三角形
12.(1)(2017年全国Ⅰ卷,35节选)X-射线衍射测定等发现,I3AsF6中存在 离子。 离子的几- -- - -
-
何构型为 ,中心原子的杂化形式为 。
(2)(2017年全国Ⅲ卷,35节选)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为 和 。
(3)(2017年江苏,21节选)丙酮(是 。
)分子中碳原子轨道的杂化类型
(4)(2016年全国Ⅲ卷,37节选)AsCl3分子的立体构型为 ,其中As的杂化轨道类型为 。
(5)(2016年江苏,21节选)HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型为 。
解析 (1) 中I原子为中心原子,则其孤电子对数为 ×(7-1-2)=2,且其形成了2个σ键,
中心原子采取sp3杂化,空间构型为V形。
(2)CO2中C原子的价层电子对数为2,故为sp杂化,CH3OH分子中C的价层电子对数为4,故为sp3杂化。
(3)甲基上的碳原子形成4个σ键,故采用sp3杂化,羰基上的碳原子形成3个σ键,故采用sp2杂化。
(4)AsCl3分子中As原子价层电子对数为×(5+3)=4,σ键数目为3,孤电子对数为1,故
As的杂化方式为sp3,AsCl3分子的空间构型为三角锥形。
(5)HOCH2CN的结构式为采用sp3杂化;
,—CH2—中碳原子形成4个σ键,则碳原子
中碳原子形成2个π键,故碳原子采用sp杂化。
答案 (1)V形;sp3 (2)sp;sp3 (3)sp2、sp3 (4)三角锥形;sp3 (5)sp、sp3
13.(2016年全国Ⅱ卷,37节选)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。 (1)[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是 。 (2)在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为 ,提供孤电子对的成键原子是 。
(3)氨是 分子(填“极性”或“非极性”),中心原子的轨道杂化类型为 。
解析 (1)S 中,S原子的价层电子对数为为正四面体形。
(2)[Ni(NH3)6]2+中,由于Ni2+具有空轨道,而NH3中N原子含有孤电子对,两者可通过配位键形成配离子。
-
=4,成键电子对数为4,故S 的立体构型
-
(3)NH3分子中,N原子形成3个σ键,且有1个孤电子对,N原子的轨道杂化类型为sp3,立体构型为三角锥形。由于空间结构不对称,NH3属于极性分子。
答案 (1)正四面体 (2)配位键;N (3)极性;sp3
14.(2016年江苏,21节选)[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键。不考虑空间构型,[Zn(CN)4]2-的结构可用示意图表示为 。
解析 Zn2+提供空轨道,CN-中C原子提供孤电子对,两者形成配位键,结构可表示为
或。
答案 或。
全国卷对本章内容考查的主要知识点有:配位键、σ键判断、分子的极性判断、氢键命题角对物质性质的影响、等电子体、杂化轨道和分子的空间构型等,其中杂化轨道和空间度 构型的判断是必考内容 复习备考时要针对高考常考的知识点进行针对训练,对于高考重点考查的杂化轨道备考启和空间构型判断,要建立思维模型,不仅要会分析分子中中心原子的杂化轨道类型,还示 要会分析离子中中心原子的杂化轨道类型
见《自学听讲》P228
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