高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題二十七 物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 考點二 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)教學(xué)案

《高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題二十七 物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 考點二 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)教學(xué)案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題二十七 物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 考點二 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)教學(xué)案（15頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1　共價健 (1)共價鍵的定義 原子間通過共用電子對(電子云的重疊)所形成的相互作用。 (2)本質(zhì)：高概率地出現(xiàn)在兩個原子核之間的電子與兩個原子核之間的電性作用，包括引力和斥力，當(dāng)引力和斥力達到平衡時即形成了穩(wěn)定的共價鍵。 (3)特征 ①飽和性：一個原子有幾個未成對電子，就會和幾個自旋方向相反的未成對電子成鍵，這就是共價鍵的飽和性。共價鍵的飽和性決定了分子內(nèi)部原子間的數(shù)量關(guān)系。 ②方向性：共價鍵形成時，兩個參與成鍵的原子軌道總是盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向重疊，這樣原子軌道重疊越多，形成的鍵就越牢固，這就是共價鍵的方向性。共價鍵的方向性決定了分子的立體構(gòu)型。 (4)共價鍵的分類 依據(jù) 類別 特點 成鍵原子軌道的重疊方式 σ鍵 原子軌道“頭碰頭”重疊 π鍵 原子軌道“肩并肩”重疊 成鍵電子對是 否偏移 極性鍵 共用電子對偏移 非極性鍵 共用電子對不偏移 原子間共用電子對的數(shù)目 單鍵 原子間有1個共用電子對 雙鍵 原子間有兩個共用電子對 三鍵 原子間有3個共用電子對 學(xué)霸巧學(xué)卡　σ鍵、π鍵的區(qū)別 共價鍵 σ鍵 π鍵 電子云重疊方式 頭碰頭 肩并肩 類型 ss σ鍵、sp σ鍵、pp σ鍵 pp π鍵 電子云對稱特征 軸對稱 鏡像對稱 存在規(guī)律 共價單鍵是σ鍵；共價雙鍵中有一個是σ鍵，另一個是π鍵；共價三鍵由一個σ鍵和兩個π鍵組成 要注意以下問題： (1)s軌道與s軌道重疊形成σ鍵時，電子不是只在兩核間運動，而是在兩核間出現(xiàn)的概率較大。 (2)因s軌道是球形的，故s軌道和s軌道形成σ鍵時，無方向性。兩個s軌道只能形成σ鍵，不能形成π鍵。 (3)兩個原子間可以只形成σ鍵，但不能只形成π鍵。 (5)鍵參數(shù) ①鍵能：氣態(tài)基態(tài)原子形成1 mol化學(xué)鍵釋放的最低能量，鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定。 ②鍵長：形成共價鍵的兩個原子之間的核間距，鍵長越短，共價鍵越穩(wěn)定。 ③鍵角：在原子數(shù)超過2的分子中，兩個共價鍵之間的夾角。 ④ (6)配位鍵 ①孤電子對 分子或離子中沒有跟其他原子共用的電子對稱孤電子對。 ②配位鍵 a．配位鍵的形成：成鍵原子一方提供孤電子對，另一方提供空軌道形成共價鍵。 b．配位鍵的表示方法 如A→B，其中A表示提供孤電子對的原子，B表示提供空軌道的原子。如NH可表示為，在NH中，雖然有一個N—H鍵形成過程與其他3個N—H鍵形成過程不同，但是一旦形成之后，4個共價鍵就完全相同。 ③配位化合物 a．組成：以[Cu(NH3)4]SO4為例 b．形成條件 中心原子有空軌道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。 配位體有孤電子對，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。 c．配位數(shù) 直接同中心離子(或原子)配位的分子(或離子)數(shù)目叫中心離子(或原子)的配位數(shù)，如[Cu(NH3)4]SO4中Cu2＋的配位數(shù)為4。 2　分子的立體結(jié)構(gòu) (1)雜化軌道理論 ①含義 當(dāng)原子成鍵時，原子內(nèi)部能量相近的原子軌道相互混雜，形成與原軌道數(shù)相等且能量相同的雜化軌道。 ②雜化過程 學(xué)霸巧學(xué)卡 (1)在形成分子時，只有能級相近的原子軌道才能形成雜化軌道。 (2)雜化過程中，原子軌道總數(shù)不變，即雜化軌道的數(shù)目與參與雜化的原子軌道數(shù)目相等，但原子軌道的形狀發(fā)生變化。 (3)同種雜化軌道的形狀相同，能量相等。雜化軌道之間要滿足最小排斥原理。 (4)雜化軌道只用于形成σ鍵或容納未參與成鍵的孤電子對。 (5)雜化軌道數(shù)目不同，軌道間的夾角不同，形成分子的空間形狀不同。如CH4分子成鍵的四個軌道是由一個s軌道和三個p軌道雜化形成的，稱為sp3雜化，呈正四面體形。 (2)用雜化軌道理論推測分子的立體構(gòu)型 雜化類型 雜化軌道數(shù)目 雜化軌道間夾角 空間構(gòu)型 實例 sp 2 180 直線形 BeCl2 sp2 3 120 三角形 BF3 sp3 4 10928′ 正四面體形 CH4 (3)價層電子對互斥理論 ①理論要點 a．價層電子對在空間上彼此相距最遠時，排斥力最小，體系的能量最低。 b．孤電子對的排斥力較大，孤電子對越多，排斥力越強，鍵角越小。 ②價層電子對數(shù)的確定方法 價層電子對是指分子中的中心原子上的電子對，包括σ鍵電子對和中心原子上的孤電子對。 a．σ鍵電子對數(shù)的確定 由分子式確定σ鍵電子對數(shù)。例如，H2O中的中心原子為O，O有2對σ鍵電子對；NH3中的中心原子為N，N有3對σ鍵電子對。 b．中心原子上的孤電子對數(shù)的確定 中心原子上的孤電子對數(shù)＝(a－xb)。 ⅰ.分子：a為中心原子的價電子數(shù)，對于主族元素來說，價電子數(shù)等于原子的最外層電子數(shù)； 陽離子：a為中心原子的價電子數(shù)減去離子的電荷數(shù)； 陰離子：a為中心原子的價電子數(shù)加上離子的電荷數(shù)(絕對值)。 ⅱ.x為與中心原子結(jié)合的原子數(shù)； ⅲ.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－該原子的價電子數(shù)”。 ③價層電子對互斥模型與分子立體構(gòu)型的關(guān)系 電子對數(shù) 成鍵 對數(shù) 孤電子對數(shù) 電子對空間構(gòu)型 分子空間構(gòu)型 實例 2 2 0 直線形 直線形 BeCl2 3 3 0 三角形 三角形 BF3 2 1 V形 SnBr2 4 4 0 四面體形 正四面體形 CH4 3 1 三角錐形 NH3 2 2 V形 H2O 學(xué)霸巧學(xué)卡 價層電子對互斥模型說明的是價層電子對的立體構(gòu)型，而分子的立體構(gòu)型指的是成鍵電子對的立體構(gòu)型，不包括孤電子對。 (1)當(dāng)中心原子上無孤電子對時，二者的構(gòu)型一致； (2)當(dāng)中心原子上有孤電子對時，二者的構(gòu)型不一致。 如中心原子采取sp3雜化的，其價層電子對模型為四面體形，其分子構(gòu)型可以為四面體形(如CH4)，也可以為三角錐形(如NH3)，也可以為V形(如H2O)。 (4)等電子原理 原子總數(shù)相同，價電子總數(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。 等電子體的微粒有著相同的分子構(gòu)型，中心原子也有相同的雜化方式。 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。 3　分子間的作用力和分子的性質(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、沸點、硬度等物理性質(zhì)。范德華力越強，物質(zhì)的熔點、沸點越高，硬度越大。一般來說，組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，隨著相對分子質(zhì)量的增加，范德華力逐漸增大，分子的極性越大，范德華力也越大。 學(xué)霸巧學(xué)卡 范德華力很弱，約比化學(xué)鍵的鍵能小1～2個數(shù)量級，分子間作用力的實質(zhì)是電性引力，其主要特征有以下幾個方面： (1)廣泛存在于分子之間； (2)只有分子間充分接近時才有分子間的相互作用力，如固體和液體物質(zhì)中； (3)范德華力主要影響物質(zhì)的熔點、沸點、溶解度等物理性質(zhì)。 ⑤氫鍵 a．形成：已經(jīng)與電負性很強的原子形成共價鍵的氫原子(該氫原子幾乎為裸露的質(zhì)子)與另一個分子中電負性很強的原子之間的作用力，稱為氫鍵。 b．表示方法：A—H…B 說明：a.A、B為電負性很強的原子，一般為N、O、F三種元素的原子。 b．A、B可以相同，也可以不同。 c．特征：具有一定的方向性和飽和性。 d．分類：氫鍵包括分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵兩種。 e．分子間氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響：主要表現(xiàn)為使物質(zhì)的熔、沸點升高，對電離和溶解度等產(chǎn)生影響。 (2)分子的性質(zhì) ①分子的極性 a．非極性分子與極性分子的判斷 非極性分子　　　　　 ↑　　　　　 單質(zhì)―→正負電荷中心重合結(jié)構(gòu)對稱 　　 ↑　　　　　　　　　　　　　　↑ 　雙原子分子　　　　　　　　　多原子分子 　 　↓　　　　　　　　　　　　　　↓ 　 化合物―→正負電荷中心不重合結(jié)構(gòu)不對稱 ↓　　　　　 極性分子　　　　　 b．鍵的極性與分子極性的關(guān)系 分子的極性是分子中化學(xué)鍵的極性的向量和。 只含有非極性鍵的分子一定是非極性分子；含極性鍵的分子，如果分子的空間結(jié)構(gòu)是對稱的，則鍵的極性相互抵消，各個鍵的極性的向量和為零，分子就是非極性分子，反之，則是極性分子。其關(guān)系可總結(jié)如下： ②溶解性 a．“相似相溶”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。若存在氫鍵，則溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大，溶解性越好。 b．“相似相溶”還適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性，如乙醇和水互溶(C2H5OH和H2O中的羥基相近)，而戊醇在水中的溶解度明顯減小。 ③手性 具有完全相同的組成和原子排列的一對分子，如同左手與右手一樣，鏡面對稱，卻在三維空間里不能重疊，互稱手性異構(gòu)體，具有手性異構(gòu)體的分子叫手性分子。 ④無機含氧酸分子的酸性 無機含氧酸可寫成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，則n值越大，酸性越強，如HClO”“<”或“＝”)圖(a)中1號C與相鄰C形成的鍵角。 (2)乙醛中碳原子的雜化軌道類型為________。 (3)NH3分子中心原子的雜化方式為________。 [解析]　(1)圖(b)中1號C與3個碳原子、1個氧原子共形成4個σ鍵，其價層電子對數(shù)為4，C的雜化方式為sp3；該C與相鄰C的鍵角約為10928′，圖(a)中1號C采取sp2雜化，碳原子間夾角為120。 (2)乙醛的結(jié)構(gòu)式為，甲基碳原子形成4個σ鍵，C的雜化方式為sp3；中碳原子形成3個σ鍵，C的雜化方式為sp2。 [答案]　(1)sp3　< (2)sp3、sp2 (3)sp3 【解題法】　中心原子雜化方式的判斷 (1)根據(jù)雜化軌道數(shù)進行推斷 ①公式 雜化軌道數(shù)＝中心原子孤電子對數(shù)(未參與成鍵)＋中心原子形成的σ鍵個數(shù) 代表物 雜化軌道數(shù) 中心原子雜化軌道類型 CO2 0＋2＝2 sp CH2O 0＋3＝3 sp2 CH4 0＋4＝4 sp3 SO2 1＋2＝3 sp2 NH3 1＋3＝4 sp3 H2O 2＋2＝4 sp3 ②中心原子形成σ鍵個數(shù)的判斷方法 因為兩原子之間只能形成一個σ鍵，所以中心原子形成的σ鍵個數(shù)＝中心原子結(jié)合的原子數(shù)。 ③中心原子孤電子對數(shù)的判斷方法 a．依據(jù)經(jīng)驗公式進行計算，對于通式AX中心原子(A)未用于成鍵的孤電子對數(shù)＝ ； 如SO中的孤電子對數(shù)＝＝0、NH中的孤電子對數(shù)＝＝0、HCN中的孤電子對數(shù)＝＝0。 b．根據(jù)分子結(jié)構(gòu)式推斷出中心原子的孤電子對數(shù)。如HCN：結(jié)構(gòu)簡式(H—C≡N)，中心原子C形成兩個σ鍵，C原子的四個價電子全部參與成鍵無孤電子對；H2O：結(jié)構(gòu)式(H—O—H)，中心原子O形成兩個σ鍵，O只有兩個價電子參與成鍵，還余四個電子形成兩對孤電子對。 (2)根據(jù)分子的空間構(gòu)型推斷雜化方式 多原子(3個或3個以上)分子的立體結(jié)構(gòu)與中心雜化方式的對照： 分子的立體結(jié)構(gòu) 正四面體形 三角錐形 V形 平面三角形 V形 直線形 雜化類型 sp3 sp2 sp ①只要分子構(gòu)型為直線形的，中心原子均為sp雜化，同理，只要中心原子是sp雜化的，分子構(gòu)型均為直線形。 ②只要分子構(gòu)型為平面三角形的，中心原子均為sp2雜化。 ③只要分子中的原子不在同一平面內(nèi)的，中心原子均是sp3雜化。 ④V形分子的判斷需要借助孤電子對數(shù)，孤電子對數(shù)是1的中心原子是sp2雜化，孤電子對數(shù)是2的中心原子是sp3雜化。 (3)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10928′，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。 (4)根據(jù)等電子體原理結(jié)構(gòu)相似推斷 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。 命題法3　分子的性質(zhì) 典例3　　A、B、C、D、E為5種短周期非金屬元素，其中A、B、C的原子價電子排布可表示為A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，D與B同主族，E位于C的下一周期，且E是同周期元素中電負性最大的元素。 回答下列問題： (1)由A、B、C、E四種元素中的兩種元素可形成多種分子，下列分子①BC2、②BA4、③A2C2、④BE4中，屬于極性分子的是________(填序號)。 (2)C的氣態(tài)氫化物的沸點比C的下一周期同族元素的氣態(tài)氫化物的高，原因是__________________________________。 (3)B、C分別能和A形成兩種常見的溶劑，其分子式分別為________、________。BE4在前者中的溶解度________(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解度。 (4)A、C、E三種元素可形成多種含氧酸，如AEC、AEC2、AEC3、AEC4等，以上四種酸的酸性由強到弱的順序為________(填化學(xué)式)。 [解析]　由五種元素均為短周期非金屬元素，以及s軌道最多可容納2個電子可得：a＝1，b＝c＝2，即A為H，B為C，C為O。進一步可推得D為Si，E為Cl。 (1)題中的四種分子分別是CO2、CH4、H2O2和CCl4，其中，H2O2為極性分子，其余三種為非極性分子。 (2)C的氣態(tài)氫化物為H2O，C的下一周期同族元素的氣態(tài)氫化物為H2S，H2O的沸點高于H2S的，是因為H2O分子間可形成氫鍵。 (3)B、C分別可以和A形成多種物質(zhì)，其中常作溶劑的為C6H6和H2O。根據(jù)“相似相溶”原理可知，CCl4在C6H6中的溶解度較大。 (4)四種酸分別為HClO、HClO2、HClO3、HClO4，含氧酸的通式可寫為(HO)mROn(m≥1，n≥0)，n值越大，酸性越強，故其酸性由強到弱的順序為HClO4>HClO3>HClO2>HClO。 [答案]　(1)③　(2)H2O分子間可形成氫鍵　(3)C6H6　H2O　大于　(4)HClO4>HClO3>HClO2>HClO 【解題法】　分子極性的判斷方法 (1)根據(jù)組成和結(jié)構(gòu)判斷 ①雙原子分子A2型分子(以非極性鍵結(jié)合形成的單質(zhì)分子)一般是非極性分子；AB型分子一定是極性分子。 ②ABn型分子 a．位置對稱法 分子有無極性主要看分子中正、負電荷的分布是否對稱，而電荷分布情況又跟分子的形狀有密切的關(guān)系，因此可根據(jù)分子的形狀先分析分子的對稱性。若分子高度對稱，則為非極性分子，反之為極性分子。 如分子的立體構(gòu)型為直線形、平面三角形、正四面體形、三角雙錐形、正八面體形等空間對稱的結(jié)構(gòu)，致使正電中心與負電中心重合，這樣的分子就是非極性分子。若為V形、三角錐形、四面體形(非正四面體形)等非對稱結(jié)構(gòu)，則為極性分子。 b．價、位關(guān)系法 所謂“價、位關(guān)系”是指元素的化合價和該元素在周期表中的位置(主族序數(shù))之間的關(guān)系。對于ABn型的分子來說，若A的化合價的絕對值和A在周期表中的主族序數(shù)相等，則該分子是非極性分子，若不相等，則是極性分子。 c．孤對電子數(shù)法 對于ABn型的分子來說，中心原子無孤對電子→非極性分子；中心原子有孤對電子→極性分子。 (2)根據(jù)實驗現(xiàn)象判斷 將液體放入適宜的滴定管中，打開活塞讓其緩慢流下，將用毛皮摩擦過的橡膠棒靠近液流，流動方向變化(發(fā)生偏移)的是極性分子，流動方向不變的是非極性分子。 1．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，W、X原子的最外層電子數(shù)之比為4∶3，Z原子比X原子的核外電子數(shù)多4。下列說法正確的是(　　) A．W、Y、Z的電負性大小順序一定是Z>Y>W B．W、X、Y、Z的原子半徑大小順序可能是W>X>Y>Z C．Y、Z形成的分子的空間構(gòu)型可能是正四面體 D．WY2分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比是2∶1 答案　C 解析　本題考查了元素推斷、原子半徑、分子空間結(jié)構(gòu)、共價鍵類型等物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律知識。因為原子的最外層電子數(shù)不超過8個，故W、X的最外層電子數(shù)分別為4和3，結(jié)合Z的電子數(shù)比X多4可知，W為C元素，X為Al元素，Z為Cl元素。若Y為Si元素，則電負性Cl>C>Si，A項錯誤；因為C元素在第二周期，其余三種元素在第三周期，故原子半徑X>Y>Z>W，B項錯誤；SiCl4的空間構(gòu)型為正四面體形，C項正確；CS2結(jié)構(gòu)式為S===C===S，分子中含有兩個σ鍵和兩個π鍵，D項錯誤。 2．我國科學(xué)家研制出一種催化劑，能在室溫下高效催化空氣中甲醛的氧化，其反應(yīng)如下：HCHO＋O2CO2＋H2O。下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng) B．CO2分子中的化學(xué)鍵為非極性鍵 C．HCHO分子中既含σ鍵又含π鍵 D．每生成1.8 g H2O消耗2.24 L O2 答案　C 解析　甲醛的氧化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A項錯誤；B項中CO2分子的結(jié)構(gòu)式為O===C===O，只含有極性鍵，錯誤；C項中甲醛的結(jié)構(gòu)簡式為，含有碳氧雙鍵，正確；D項中每生成1.8 g H2O，消耗標(biāo)況下的氧氣2.24 L，錯誤。 3．碳及其化合物廣泛存在于自然界中?；卮鹣铝袉栴}： (1)處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用________形象化描述。在基態(tài)14C原子中，核外存在________對自旋相反的電子。 (2)碳在形成化合物時，其鍵型以共價鍵為主，原因是______________________。 (3)CS2分子中，共價鍵的類型有________，C原子的雜化軌道類型是________，寫出兩個與CS2具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子或離子________________。 (4)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物的熔點為253 K，沸點為376 K，其固體屬于________晶體。 (5)碳有多種同素異形體，其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示： ①在石墨烯晶體中，每個C原子連接________個六元環(huán)，每個六元環(huán)占有________個C原子。 ②在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán)，每個C原子連接________個六元環(huán)，六元環(huán)中最多有________個C原子在同一平面。 答案　(1)電子云　2　(2)C有4個價電子且半徑小，難以通過得或失電子達到穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu)　(3)σ鍵和π鍵　sp　CO2、SCN－(或COS等)　(4)分子　(5)①3　2?、?2　4 解析　(1)處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用“電子云”形象化描述。根據(jù)碳的基態(tài)原子核外電子排布圖可知，自旋相反的電子有2對。 (2)碳原子有4個價電子，且碳原子半徑小，很難通過得或失電子達到穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu)，所以碳在形成化合物時，其鍵型以共價鍵為主。 (3)CS2中C為中心原子，采用sp雜化，與CS2具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子或離子有CO2、SCN－等。 (4)Fe(CO)5的熔、沸點較低，符合分子晶體的特點，故其固體為分子晶體。 (5)①由石墨烯晶體結(jié)構(gòu)圖可知，每個C原子連接3個六元環(huán)，每個六元環(huán)占有的C原子數(shù)為6＝2。②觀察金剛石晶體的空間構(gòu)型，以1個C原子為標(biāo)準(zhǔn)計算，1個C原子和4個C原子相連，則它必然在4個六元環(huán)上，這4個C原子中每個C原子又和另外3個C原子相連，必然又在另外3個六元環(huán)上，34＝12，所以每個C原子連接12個六元環(huán)；六元環(huán)中最多有4個C原子在同一平面。 4．(1)新制備的Cu(OH)2可將乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸，而自身還原為Cu2O。乙醛中碳原子的雜化軌道類型為________，1 mol乙醛分子中含有的σ鍵的數(shù)目為________，乙酸的沸點明顯高于乙醛，其主要原因是______________________________。 (2)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數(shù)依次增大。a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同，b的價電子層中的未成對電子有3個，c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，d與c同族；e的最外層只有1個電子，但次外層有18個電子?；卮鹣铝袉栴}： ①a和其他元素形成的二元共價化合物中，分子呈三角錐形，該分子的中心原子的雜化方式為________；分子中既含有極性共價鍵，又含有非極性共價鍵的化合物是________(填化學(xué)式，寫出兩種)。 ②這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價層電子對數(shù)為3的酸是________；酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是________(填化學(xué)式)。 (3)X、Y、Z、R為前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大。XY2是紅棕色氣體；X與氫元素可形成XH3；Z基態(tài)原子的M層與K層電子數(shù)相等；R2＋離子的3d軌道中有9個電子。 ①XY離子的立體構(gòu)型是________；R2＋的水合離子中，提供孤電子對的原子是________。 ②將R單質(zhì)的粉末加入XH3的濃溶液中，通入Y2，充分反應(yīng)后溶液呈深藍色，該反應(yīng)的離子方程式是________________________。 (4)維生素B1可作為輔酶參與糖的代謝，并有保護神經(jīng)系統(tǒng)的作用。該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式為： ①以下關(guān)于維生素B1的說法正確的是________。 A．只含σ鍵和π鍵 B．既有共價鍵又有離子鍵 C．該物質(zhì)的熔點可能高于NaCl D．該物質(zhì)易溶于鹽酸 ②維生素B1晶體溶于水的過程中要克服的微粒間作用力有________。 A．離子鍵、共價鍵　　　 B．離子鍵、氫鍵、共價鍵 C．氫鍵、范德華力 D．離子鍵、氫鍵、范德華力 答案　(1)sp3、sp2　6NA　CH3COOH存在分子間氫鍵 (2)①sp3　H2O2、N2H4?、贖NO2、HNO3　H2SO3 (3)①V形　O ②2Cu＋8NH3H2O＋O2===2[Cu(NH3)4]2＋＋4OH－＋6H2O (4)①BD?、贒 解析　(1)乙醛的結(jié)構(gòu)式為，由此可知，—CH3、—CHO上的碳原子分別是sp3、sp2雜化。由于1個乙醛分子中含有4個C—H鍵、1個C—C鍵、1個C===O鍵，共6個σ鍵，故1 mol乙醛分子含有6NA個σ鍵。乙酸分子之間能形成氫鍵而乙醛分子之間不能形成氫鍵，故乙酸的沸點明顯高于乙醛。 (2)由題意推出元素a、b、c、d、e依次是H、N、O、S、Cu。 ①氫與其他元素形成的二元共價化合物中，分子呈三角錐形的是NH3，NH3中N原子的雜化方式為sp3，分子中既含有極性共價鍵又含有非極性共價鍵的化合物是H2O2、N2H4。 ②這些元素的含氧酸有HNO2、HNO3、H2SO3、H2SO4，分子的中心原子的價層電子對數(shù)為3的酸是HNO2、HNO3，酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是H2SO3。 (3)根據(jù)提供信息，可以推斷X為N，Y為O，Z為Mg，R為Cu。 ①NO中N有一對孤電子對，NO的立體構(gòu)型為V形。Cu2＋的水合離子中，H2O分子中O原子提供孤電子對。 ②該反應(yīng)生成了[Cu(NH3)4](OH)2配合物。 (4)①根據(jù)維生素B1的結(jié)構(gòu)式可知該物質(zhì)含有離子鍵、共價鍵，故A錯，B項正確；該物質(zhì)中陽離子與陰離子之間的晶格能小于Cl－與Na＋之間的晶格能，熔點應(yīng)低于NaCl，故C項錯誤；該物質(zhì)分子中含有—NH2，易溶于鹽酸，D項正確。 ②維生素B1分子中有—NH2、—OH官能團，可形成氫鍵。 5．乙二胺四乙酸可由乙二胺(H2NCH2CH2NH2)、氰化鈉(NaCN)和甲醛水溶液作用制得，能和Fe3＋形成穩(wěn)定的水溶性配合物乙二胺四乙酸鐵鈉，原理如下： (1)Fe3＋基態(tài)核外電子排布式為________________。 (2)與CN－互為等電子體的一種非極性分子為________(填化學(xué)式)。 (3)乙二胺四乙酸中C原子的軌道雜化類型是________；C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序是______________。 (4)乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均屬于胺，但乙二胺比三甲胺的沸點高得多，原因是______________________。 (5)請在乙二胺四乙酸鐵鈉結(jié)構(gòu)圖中用“箭頭”表示出配位鍵。 答案　(1)[Ar]3d5(或1s22s22p63s23p63d5) (2)N2 (3)sp2、sp3　N>O>C (4)乙二胺分子間可以形成氫鍵，三甲胺分子間不能形成氫鍵 (5) 解析　(1)Fe為26號元素，其原子核外電子排布式為[Ar]3d64s2，F(xiàn)e3＋為Fe原子先失去4s上的2個電子，再失去3d上面的1個電子，則Fe3＋的核外電子排布式為[Ar]3d5。 (2)等電子體的原子數(shù)相等，價電子總數(shù)相等，且為非極性分子，則為N2。 (3)“—CH2—”中的碳原子為sp3雜化，“—COOH”中的碳原子為sp2雜化。N的2p軌道中的電子為半滿的穩(wěn)定狀態(tài)，所以第一電離能比相鄰元素O和C均大。 (4)乙二胺中的氨基可以形成分子間氫鍵，從而使得其沸點高。 (5)與Fe相連的N和O上面均含有孤電子對，而Fe有空軌道，所以它們之間形成配位鍵。