分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1.臭氧(。3)在[Fe(H2O)6F,催化下能將煙氣中的SCh、NQ、分別氧化為S0：和NO；，NO,也可在其他條件下被還原為

(l)SOf中心原子軌道的雜化類型為；NO；的立體構(gòu)型為(用文字描述)。

(2)Fe?+基態(tài)核外電子排布式為o

(3)與O3分子互為等電子體的一種陰離子為(填化學(xué)式)。

(4)2分子中。鍵與兀鍵的數(shù)目比n(<7)：〃(兀)=。

⑸[Fe(H2O)6]2+與NO反應(yīng)生成的[Fe(NO)(H2O)5]2+中，NO以N原子與Fe2+形成配位鍵。

請?jiān)赱Fe(NO)(H2O)5]2+結(jié)構(gòu)示意圖的相應(yīng)位置補(bǔ)填缺少的配體。

【詳解】(1)SO:中S原子的價層電子對數(shù)=4—=4,因此S原子為sp3雜

[Fe(NO)(IIO)]2*結(jié)構(gòu)示意圖

化。NO,中N原子的價層電子對數(shù)=3+——5——=3，因此25N原子為sp2雜化，無孤電

子對，因此立體構(gòu)型為平面(正)三角形。(2)Fe原子核外有26個電子，其核外電子排布式為Is22s22P63s23P63d64s2,失去兩個

電子后，F(xiàn)e2+基態(tài)核外電子排布式為Is22s22P63s23P63d6。(3)因?yàn)槭顷庪x子，因此在周期表中可將一個O原子左移一個位置

變?yōu)镹原子，即NO；為03的等電子體。(4)N與N可形成三鍵，因此有1個。鍵和2個兀鍵，即兩者數(shù)目比為1：2。

(5)[Fe(NO)(H2O)5]2+中有5個HzO和1個NO,題給圖示中缺少1個H2O和1個NO,O和N提供孤電子對，根據(jù)題給圖示

結(jié)構(gòu)可補(bǔ)填缺少的H20和NO配體。

【答案】⑴sp3平面(正)三角形⑵[Ar]3d6或Is22s22P63s23P63d6(3)NO2(4)1：2

2.(1)(2020?全國I卷)磷酸根離子的立體構(gòu)型為，其中P的價層電子對數(shù)為、雜化軌道類型為。

⑵(2020?全國H卷)有機(jī)堿CH3NH3中，N原子的雜化軌道類型是。CaTiCh的組成元素的電負(fù)性大小順序是

(3)Q020?全國III卷)NH3BH3分子中，N—B化學(xué)鍵稱為鍵，其電子對由_______提供。氨硼烷在催化劑作用下

水解釋放氫氣：

3NH.?BH3+6H2O=3NH4+B.Q:+9H2t

B3or的結(jié)構(gòu)為v。在該反應(yīng)中，B原子的雜化軌道類型由_______變?yōu)椤?/p>

【詳解】(1)PO7的中心原子P的價層電子對數(shù)為4,孤電子對數(shù)為0,中心原子P為sp3雜化，故PO：的立體構(gòu)型為

正四面體。(2)CH3NH3中N原子與2個H原子、1個C原子形成三個共價鍵，與H+形成一個配位鍵，故N原子的雜化軌

道類型為sp3。O為非金屬元素，其電負(fù)性在三種元素中最大，Ca和Ti同為第四周期元素，金屬性Ca大于Ti,故電負(fù)性大

小順序?yàn)?>Ti>Ca。(3)NH3BH3中N有孤電子對，B有空軌道，N和B形成配位鍵，電子對由N提供。NH3BH3中B形成

四個G鍵，為sp3雜化，BjOg中B形成3個。鍵，為sp2雜化。

【答案】⑴正四面體4sp3(2)sp30>Ti>Ca

(3)配位Nsp3sp2

3.微量元素硼對植物生長及人體健康有著十分重要的作用，也廣泛應(yīng)用于新型材料的制備。

(1)基態(tài)硼原子的價層電子軌道表示式是。

(2)B的簡單氫化物B%不能游離存在，常傾向于形成較穩(wěn)定的B2H6或與其他分子結(jié)合。

①B2H6分子結(jié)構(gòu)如圖，則B原子的雜化方式為。

脛卒常

B2H6分子結(jié)構(gòu)

②氨硼烷(NH3BH3)被認(rèn)為是最具潛力的新型儲氫材料之一，分子中存在配位鍵，提供孤電子對的成鍵原子是,

寫出一種與氨硼烷互為等電子體的分子：(填化學(xué)式)。

(3)以硼酸(H3BO3)為原料可制得硼氫化鈉(NaBH4),它是有機(jī)合成中的重要還原劑。BH4的鍵角是,立體構(gòu)型

為o

(4)Cu2+處于［Cu(NH3)4］2+的中心，若將配離子［Cu(NH3)F+中的2個NH3換為CN\則有2種結(jié)構(gòu)，則CM+是否為sp3

雜化(填“是”或“否”)，理由為。

2s2P

【詳解】(1)硼為第5號元素，其價層電子軌道表示式為包??L(2)①由題圖可以看出，每個B結(jié)合4個H,B

上不存在孤電子對，所以B的價層電子對數(shù)為4,采用sp3雜化。②NH3BH3中N提供孤電子對，B提供空軌道，從而形成

配位鍵;利用價電子轉(zhuǎn)移的方法，將N上的價電子轉(zhuǎn)移給B原子，可以得出與NH3BH3互為等電子體的分子有C2H6等。(3)BH4

的成鍵電子對數(shù)為4,孤電子對數(shù)為0,故其立體構(gòu)型為正四面體形，鍵角為109。28二(4)CM+處于［CU(NH3)F+的中心，若

將配離子［Cu(NH3)4］2+中的2個N%換為CN,則有2種結(jié)構(gòu)，說明遇u(NH3)4p+應(yīng)為平面正方形,由此判斷CM+不為sp3

雜化，理由：若是sp3雜化，［Cu(NH3)4］2+的立體構(gòu)型為正四面體形，將配離子［Cu(NH3)4］2+中的2個NH3換為CN,則只有

1種結(jié)構(gòu)。

2s2P

【答案】⑴bl臼__(2)①sp3雜化②NC2H6(其他合理答案也可)(3)109。28，正四面體形⑷否若是sp3

雜化，［Cu(NH3)4］2+的立體構(gòu)型為正四面體形，將配離子［Cu(NH3)4］2+中的2個NH3換為CN,則只有1種結(jié)構(gòu)

4.⑴乙二胺(H2NCH2cH2NH2)是一種有機(jī)化合物，分子中氮、碳的雜化類型分別是、。乙二胺能與

Mg?+、CM+等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子，其原因是

其中與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對較高的是(填“Mg2+”或“CM+”)?

(2)元素As與N同族。預(yù)測As的氫化物分子的立體構(gòu)型為,其沸點(diǎn)比NH3的(填“高”或“低”)，

其判斷理由是。

(3)①SO：的立體構(gòu)型為_________(用文字描述)；CiP+與OH一反應(yīng)能生成［Cu(OH)4］2,［Cu(OH)F-中的配位原子為

(填元素符號)。

②抗壞血酸的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，分子中碳原子的軌道雜化類型為oo911；推測抗壞血酸在水中

的溶解性：(填“難溶于水”或“易溶于水")。>=<CH2°H

IIOOH

(4)MnCL可與NH3反應(yīng)生成[Mn(NH3)6]C12,新生成的化學(xué)鍵為鍵。NHj分子的立體構(gòu)型為,其中N

原子的雜化軌道類型為。

【詳解】(1)乙二胺分子中，N、C原子價層電子對數(shù)均為4,均采用sp3方式雜化。乙二胺中氮原子有孤電子對，Mg2+、

CM+存在空軌道，兩者易形成配位鍵。由于半徑：Cu2+>Mg2+,CiP+的配位數(shù)比Mg2+大，故乙二胺與C#+形成的配合物

更穩(wěn)定。⑵AsFh和NH3互為等電子體，N%為三角錐形，因此AsH3也為三角錐形。因?yàn)镹E分子間存在氫鍵，所以AsH3

的沸點(diǎn)比NH3低。(3)①SOT中的S原子價層電子對數(shù)=4+g(6+2-4X2)=4,因此為sp3雜化，立體構(gòu)型為正四面體。

CiP+有空軌道，OH-中的O有孤電子對，因此兩者可形成配位鍵，即配位原子為0。②碳碳雙鍵和碳氧雙鍵中的碳原子可

形成3個。鍵，這三個碳原子的軌遒雜化類型為sp2,其他的碳原子形成的是4個。鍵，這些碳原子的軌道雜化類型為sp3。

由抗壞血酸分子的結(jié)構(gòu)簡式可知，該分子中碳原子個數(shù)較少，但含有4個羥基，而羥基為親水基團(tuán)，因此抗壞血酸易溶于

水。(4)MnCb中含有離子鍵，NH3中含有共價鍵，反應(yīng)生成[Mn(NH3)6]CL,含有離子鍵、共價鍵和配位鍵，故新生成的化

學(xué)鍵為配位鍵；NH.3分子中N原子的價層電子對數(shù)=3+2等1=4,有一對孤電子對，其立體構(gòu)型為三角錐形，雜化類

型為Sp3。

2+

【答案】(l)sp3sp3乙二胺的兩個N提供孤電子對給金屬離子形成配位鍵Cu(2)三角錐形低NH3分子間存

在氫鍵(3)①正四面體O②sp3、sp2易溶于水(4)配位三角錐形sp3

5.(2021?濟(jì)南高三模擬)據(jù)《科技H報(bào)》報(bào)道，英國華威大學(xué)和我國中山大學(xué)的一項(xiàng)國際合作研究表明，癌細(xì)胞可以被金

屬鉞靶向破壞。缽(Ir)屬于柏系金屬，伯系金屬包括釘(Ru)、鉞(Os)、錯(Rh)、鉞(Ir)、把(Pd)、伯(Pt)六種金屬。其中錢、鉞、

鉗、鉗在周期表中的相對位置如圖所示。

回答下列問題：

(1)基態(tài)鉞原子的價層電子排布式為o

(2)實(shí)驗(yàn)室常用氯化杷(PdCL)溶液檢驗(yàn)CO,發(fā)生反應(yīng)為PdC12+CO+H2O=PcU+CO2+2HC1?

①在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，YLCO2含兀鍵數(shù)目為(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。

②HCI分子中o鍵類型是(填字母)。

A.s-sB.s-p

C.s-sp2D.s-sp3

(3)實(shí)驗(yàn)證明，PtCb(NH3)2的結(jié)構(gòu)有兩種：A呈棕黃色，有極性，有抗癌活性，在水中的溶解度為0.258g,水解后能與

草酸(HOOC—COOH)反應(yīng)生成Pt(C2O4)(NH3)2；B呈淡黃色，無極性，無抗癌活性，在水中的溶解度為0.037g,水解后不

能與草酸反應(yīng)。

①PlCh（NH3）2的立體構(gòu)型是（填“四面體形”或“平面四邊形”）。

②畫出A的結(jié)構(gòu)圖示：。

③c20r中碳原子的雜化類型是,提供孤電子對的原子是（填元素符號）。

【詳解】⑴根據(jù)鉆原子的價層電子排布式可推出銃原子的價層電子排布式：3d74s2-5d76s2。（3）①如果PtC12（NH3）2是四

面體形結(jié)構(gòu)，類似甲烷的立體構(gòu)型，只有一種結(jié)構(gòu)，與題意不符。②A具有極性，在水中的溶解度比B的大，說明A分子

中2個NH3位于鄰位，B分子中2個NH3位于對位。③C2O「中碳原子形成碳氧雙鍵，碳原子的雜化類型為sp?雜化;C207

中碳原子沒有孤電子對，2個氧原子提供2對孤電子對。

【答案】⑴5d76s2⑵①^②B

1/\：

（3）①平面四邊形②CL----NH3③sp20

6.Fe、C、N、0、H可以組成多種物質(zhì)。回答下列問題。

（1）配合物Fe（C0）5會使合成氨等生產(chǎn)過程中的催化劑中毒。

CO分子中。鍵與n鍵數(shù)目之比為.

（2）（CN）2分子中所有原子最外層都滿足8電子，請寫出其結(jié)構(gòu)式：o（CN）2分子為（填“極性”或“非

極性”）分子。

（3）H3O+中H—0—H的鍵角比H2O中H—O—H的鍵角（填“大”或“小”），原因是

（4）血紅素分子結(jié)構(gòu)如圖所示。

①血紅素分子間存在的作用力有..（填名稱）。

②血紅素分子中C原子的雜化方式為,N原子的雜化方式為

③與Fe通過配位鍵結(jié)合的氮原子的編號是

【詳解】⑴由N2的結(jié)構(gòu)式類推CO中C、0之間為三鍵，含有1個6鍵、2個兀鍵。（2）（CN”的結(jié)構(gòu)式為N三C—C三N,

為直線形分子，屬于非極性分子。（3）氏0中0原子有2對孤電子對，而H3O"中O原子只有1對孤電子對，排斥力較小，

故H3O一中H—O—H的鍵角比H2O中H—O—H的鍵角大。（4）①血紅素分子間存在范德華力，血紅素分子中存在竣基，能

形成氫鍵。②血紅素分子中形成4個單鍵的C為sp3雜化，形成2個單鍵和1個雙鍵的C為sp2雜化；形成3個單鍵的N為

sp3雜化，形成2個單鍵和1個雙鍵的N為sp?雜化。③2、4號N原子形成3個單鍵，達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，而1、3號N

形成2個單鍵、1個雙鍵，其中與Fe相連的單鍵為配位鍵。

【答案】⑴1：2(2)N三C—C三N非極性⑶大H?O中0原子有2對孤電子對，而H3O'中。原子只有1對孤電

子對，排斥力較小(4)①范德華力、氫鍵

②Sp2、sp3Sp?、sp3③1和3

7.等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近，稱為等電子原理。如N2和CO為等電子體。下表為部分元素等電子體分類、

立體構(gòu)型表。

等電子體類型代表物質(zhì)立體構(gòu)型

四原子24電子等電子體so3平面三角形

四原子26電子等電子體sof三角錐形

五原子32電子等電子體CC14正四面體形

六原子40電子等電子體PC15三角雙錐形

七原子48電子等電子體正八面體形

SF6

試回答：

(1)寫出下面物質(zhì)分子或離子的立體構(gòu)型：

BrO,,CO3,CIO4?

(2)由第二周期元素組成，與F2互為等電子體的離子為。

(3)SF6的立體構(gòu)型如圖1所示，請?jiān)侔凑請D1的表示方法在圖2中表示OSE?分子中0、S、F原子的空間位置。已知

0SF4分子中0、S間為共價雙鍵，S、F間為共價單鍵。

【詳解】解決本題的關(guān)鍵是互為等電子體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相似。

(l)BrO3為四原子26電子等電子體，所以其結(jié)構(gòu)與SOf一樣為三角錐形；COf為四原子24電子等電子體，與SCh

的結(jié)構(gòu)相同，為平面三角形；同理可知CIO；為正四面體形。

(2)F2為雙原子14電子等電子體，所以由第二周期元素組成，與F2互為等電子體的離子有O歹。

(3)SF6為七原子48電子等電子體，立體構(gòu)型為正八面體形，如圖1；OSF4為六原子40電子等電子體，其立體構(gòu)型為三

角雙錐形。

【答案】(1)三角錐形平面三角形正四面體形

(2)or

8.(2022?濱州模擬)(1)配位化學(xué)創(chuàng)始人維爾納發(fā)現(xiàn)，取CoCb?6NH3(黃色)、CoCb?5NHK紫紅色)、CoCb?4NH.3(綠色)

和CoCb?4NH3(紫色)四種化合物各1mol,分別溶于水，加入足量硝酸銀溶液，立即產(chǎn)生氯化銀，沉淀的量分別為3m。1、

2mol、1mol和1mol。

①請根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)用配合物的形式寫出它們的化學(xué)式。

CoCl3?6NH3(黃色)，CoCl3-4NH3(紫色);

②后兩種物質(zhì)組成相同而顏色不同的原因是;

③上述配合物中，中心離子的配位數(shù)都是,寫出中心離子的電子排布式。

⑵向黃色的三氯化鐵溶液中加入無色的KSCN溶液，溶液變成紅色。該反應(yīng)在有的教材中用方程式FeCl3+

3KSCN-Fe(SCN)3+3KCl表示。經(jīng)研究表明，F(xiàn)e(SCN)3是配合物，F(xiàn)e?+與SCN-不僅能以1：3的個數(shù)比配合，還可以其

他個數(shù)比配合。請按要求填空：①Fe3+與SCN-反應(yīng)時，F(xiàn)e3+提供,SCN「提供,二者通過配位鍵

結(jié)合；

②所得Fe3+與SCN-的配合物中，主