- sp、sp2、sp3杂化
- 共209题
下列分子或离子的中心原子没有采取sp3杂化的是( )
正确答案
解析
解:A.BF3中B形成3个σ键,无孤电子对,B原子杂化轨道数=σ键数+孤对电子对数=3+0=3,所以采取sp2杂化,故A选;
B.NH4+中N原子杂化轨道数为×(5+4-1)=4,采取sp3杂化方式,故B不选;
C.CCl4中C形成4个σ键,无孤电子对,为sp3杂化,故C不选;
D.晶体硅中的硅原子平均每个硅原子与四个邻近硅原子生成四个共价键,形成4个σ键,无孤电子对,硅原子杂化轨道数=σ键数+孤对电子对数=4+0=4,所以采取sp3杂化,故D不选;
故选A.
“问题胶囊”事件引发了各方关注和热议,国际食品包装协会秘书长董金狮教授说:“工业明胶中重金属铬的毒性远高于三聚氰胺”.铬是严重的致癌物质,绝不允许含铬废水随意排放.请回答下列问题:
(1)三聚氰胺中N原子的杂化方式是______.
(2)酸性溶液中过氧化氢能使Cr2072-生成蓝色的过氧化铬(CrO5,分子结构为 ,该反应可用来检验Cr2072-的存在.过氧化铬中铬元素的化合价为______,请写出反应的离子方程式:______.
(3)一种治理含Cr2072-酸性工业废水的方法是向废水中加入适量的食盐,用铁作电极进行电解,Cr2072-被还原为Cr3+,然后生成Cr(OH)3沉淀除去,以达到排放标准.
①加适量食盐的目的是______,与Cr(OH)3沉淀同时生成的沉淀还可能有______.
②已知电解后溶液中c(Fe3+)为4.0×10-13mol•L-1,则溶液中c(Cr3+)浓度为______.
(已知KsP[Fe(OH)3]=4.0×10-38; Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-31)
正确答案
解:(1)三聚氰胺分子中,氨基上的N原子含有3个 σ 键和一个孤电子对,所以采取sp3杂化,环上的N原子含有2个 σ 键和一个孤电子对,所以采取sp2杂化,
故答案为:sp2、sp3;
(2)根据过氧化铬的结构简式可知一个铬与五个氧形成形成六个铬氧极性共价键,共用电子对偏向都偏向氧,所以呈+6,结构式中存在过氧键、Cr-O键、Cr=O,在4个Cr-O键中O为-1价,在Cr=O键注重O为-2价;
过氧化氢与K2Cr2O7在酸性溶液中发生反应生成CrO5和水,离子反应为4H2O2+Cr2O72-+2H+═2CrO5+5H2O;
故答案为:+6;4H2O2+Cr2O72-+2H+═2CrO5+5H2O;
(3)①因NaCl为电解质,加入适量的NaCl可增强溶液的导电能力,亚铁离子与Cr2O72-发生氧化还原反应Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,亚铁离子被氧化为铁离子,与氢氧根离子结合生成Fe(OH)3沉淀,
故答案为:增大离子浓度,增强导电能力;Fe(OH)3;
②Fe(OH)3(s)⇌Fe3+(aq)+3OH-(aq),溶液中c(OH-)==
mol/L=
mol/L,
则溶液中c(Cr3+)==
=6.0×10ˉ6mol/L,
故答案为:6.0×10-6 mol•L-1;
解析
解:(1)三聚氰胺分子中,氨基上的N原子含有3个 σ 键和一个孤电子对,所以采取sp3杂化,环上的N原子含有2个 σ 键和一个孤电子对,所以采取sp2杂化,
故答案为:sp2、sp3;
(2)根据过氧化铬的结构简式可知一个铬与五个氧形成形成六个铬氧极性共价键,共用电子对偏向都偏向氧,所以呈+6,结构式中存在过氧键、Cr-O键、Cr=O,在4个Cr-O键中O为-1价,在Cr=O键注重O为-2价;
过氧化氢与K2Cr2O7在酸性溶液中发生反应生成CrO5和水,离子反应为4H2O2+Cr2O72-+2H+═2CrO5+5H2O;
故答案为:+6;4H2O2+Cr2O72-+2H+═2CrO5+5H2O;
(3)①因NaCl为电解质,加入适量的NaCl可增强溶液的导电能力,亚铁离子与Cr2O72-发生氧化还原反应Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,亚铁离子被氧化为铁离子,与氢氧根离子结合生成Fe(OH)3沉淀,
故答案为:增大离子浓度,增强导电能力;Fe(OH)3;
②Fe(OH)3(s)⇌Fe3+(aq)+3OH-(aq),溶液中c(OH-)==
mol/L=
mol/L,
则溶液中c(Cr3+)==
=6.0×10ˉ6mol/L,
故答案为:6.0×10-6 mol•L-1;
氨气分子空间构型是三角锥形,而甲烷是正四面体形,这是因为( )
正确答案
解析
解:NH3中N原子成3个σ键,有一对未成键的孤对电子,杂化轨道数为4,采取sp3型杂化杂化,孤对电子对成键电子的排斥作用较强,N-H之间的键角小于109°28′,所以氨气分子空间构型是三角锥形;CH4分子中C原子采取sp3型杂化杂化,杂化轨道全部用于成键,碳原子连接4个相同的原子,C-H之间的键角相等为109°28′,故CH4为正四面体构型,故ABD错误,C正确.
故选:C.
K2[Na(CN)4]的名称为______,中心原子采取______杂化,配离子的空间构型为______.
正确答案
四氰合镍(Ⅱ)酸钾
dsp2
平面正方形
解析
解:K2[Ni(CN)4]中中心原子Ni,配位体为CN-,外界离子为K+,每个K++1价,每个CN-为-1价,根据呈电中性,Ni的化合价为+2价,所以K2[Ni(CN)4]的名称为:四氰合镍(Ⅱ)酸钾,
中心原子Ni外层电子排布为3d84s2,镍(Ⅱ)外层为3d8,3d轨道上8个电子,配位体为CN-,外界离子为K+,所以Ni2+是6配位,需要6个杂化轨道,K+外层没有电子,分别需两个电子和两个K+成键,CN-的C有一对孤对电子,6个杂化轨道需要4个电子,三个3d轨道上有4个电子,其余2个3d轨道全充满4个电子,未参与杂化,还有三个轨道即空的4s、两个4p轨道,所以Ni2+为d3sp2杂化,Ni2+位于正方形中心,4个CN-离子分别占据4个角顶,因此配离子的空间构型为平面正方形,
故答案为:四氰合镍(Ⅱ)酸钾;dsp2;平面正方形.
下列分子中,中心原子以sp3杂化且属于极性分子的是( )
正确答案
解析
解:A、CCl4分子中价层电子对个数=4+×(4-4×1)=4且不含孤电子对,为正四面体结构,为非极性分子,中心原子sp3采用杂化,故A错误;
B、BF3分子中价层电子对个数=3+×(5-3×1)=3且不含孤电子对,为平面三角形结构,为非极性分子,中心原子sp2采用杂化,故B错误;
C、CO中C原子形成1个δ键,有1对孤电子对,为sp杂化,故C错误;
D、NH3中N原子形成3个δ键,有1个孤电子对,为sp3杂化,分子构型为三角锥形,空间结构不对称为极性分子,故D正确;
故选D.
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