- sp、sp2、sp3杂化
- 共209题
用化学用语填空
（1）判断以下常见分子的中心原子的杂化轨道类型（用序号填空）．
①[NH4]+ ②CH2O ③NH3 ④SO2 ⑤BeCl2 ⑥H2O ⑦CO2
sp3杂化的是______，sp2杂化的是______，sp杂化的是______．
（2）下列物质中，只含有极性键的分子是______，既含离子键又含共价键的化合物是______；只存在σ键的分子是______，同时存在σ键和π键的分子是______．
A．N2 B．CO2 C．CH2Cl2 D．C2H4 E．C2H6 F．CaCl2 G．NH4Cl．
正确答案
①③⑥
②④
⑤⑦
BC
G
CE
ABD
解析
解：（1）①NH4+中N原子杂化轨道数为
②HCHO中碳原子成2个C-Hσ键，1个碳氧双键，双键中含有1个σ键、1个π键，杂化轨道数为2+1=3，所以碳原子采取sp2杂化；
③NH3中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+
④SO2中S原子形成2个σ键，孤电子对个数=
⑤BeCl2中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=2+
⑥H2O中O原子的价层电子对个数=2+
⑦二氧化碳分子中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=2+
故答案为：①③⑥；②④；⑤⑦；
（2）A．N2分子含有非极性共价键，属于单质，氮气分子结构简式为N≡N，所以氮气分子中含有σ键和π键；
B．CO2分子中碳原子和氧原子之间存在极性键，属于共价化合物，二氧化碳分子结构简式为O=C=O，所以二氧化碳分子中含有σ键和π键；
C．CH2Cl2分子中碳原子和氢原子或氯原子之间存在极性键，属于共价化合物，CH2Cl2分子结构式为：
D．C2H4分子中碳原子和氢原子之间存在极性键，碳原子和碳原子之间存在非极性共价键，属于共价化合物，乙烯的结构式为
E．C2H6分子中碳原子和氢原子之间存在极性键，碳原子和碳原子之间存在非极性共价键，属于共价化合物，乙烷的结构式为
F．CaCl2中只含离子键，属于离子化合物；
G．NH4Cl中铵根离子和氯离子之间存在离子键，氮原子和氢原子之间存在共价键，属于离子化合物，铵根离子中氮原子和氢原子之间存在σ键；
故答案为：BC；G；CE；ABD．
下列分子中中心原子的杂化方式和分子的空间构型均正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．乙炔的结构式为H-C≡C-H，每个碳原子价层电子对个数是2且不含孤电子对，所以C原子采用sp杂化，为直线形结构，故A错误；
B．SO42-中，价层电子对数=σ 键个数+
C．H3O+离子中价层电子对=3+1=4，所以中心原子原子轨道为sp3杂化，其VSEPR模型为正四面体，该离子中含有一个孤电子对，所以其空间构型为三角锥型，故C错误；
D．BF3分子中硼原子价层电子对=3+0=3，杂化轨道数为3，所以采取sp2杂化，含孤电子对数为0，所以其空间构型为平面三角形，故D正确；
故选D．
[化学--物质结构与性质]科技日报报道：辉钼（MoS2）在纳米 电子设备制造领域比硅或富勒烯 （如C60）更有优势．从不同角度观察MoS2的晶体结构见右图．已知：Mo位于第五周期ⅥB族．
（1）晶体硅中硅原子的轨道杂化类型为______
（2）电负性：C______S（填“＞”或“＜”）．
（3）晶体硅和MoS2比较，焙点较高的是______
（4）Mo元素基态原子的价电子排布式为______．
（5）根据MoS2的晶体结构回答：
①每个Mo原子周围距离最近的S原子数目为______．
②Mo-S之间的化学键为______（填序号）．
A．极性键 B．非极性键 C．配位键 D．金属键 E．范德华力
③MoS2纳米粒子具有优异的润滑性能，其原因是______．
正确答案
解：（1）晶体硅中每个硅原子和4个硅原子能形成4个共价键，所以每个硅原子含有4个σ键且不含孤电子对，含有4个共价键的原子采用sp3杂化，故答案为：sp3；
（2）元素的非金属性越强其电负性越大，S元素的非极性大于C元素，所以电负性：C＜S，故答案为：＜；
（3）硅晶体属于原子晶体，MoS2晶体中层与层之间存在分子间作用力，Mo和S原子之间以共价键相连接，所以硅晶体熔点高于MoS2，故答案为：硅晶体；
（4）Mo是42号元素，其原子核外有42个电子，4d和5s电子为其价电子，所以其价电子排布式为4d55s1，
故答案为：4d55s1；
（5）①根据右边图知，每个Mo原子周围距离最近的S原子数目是6，故答案为：6；
②提供空轨道和提供孤电子对的原子间易形成配位键，配位键属于共价键，不同元素之间易形成的配位键属于极性共价键，故选AC；
③MoS2结构和石墨相似，根据图片知，MoS2具有层状结构，Mo和S同层间以共价键结合，层与层之间通过范德华力结合，外力作用层与层易发生相对滑动，
故答案为：MoS2具有层状结构，Mo和S同层间以共价键结合，层与层之间通过范德华力结合，外力作用层与层易发生相对滑动．
解析
解：（1）晶体硅中每个硅原子和4个硅原子能形成4个共价键，所以每个硅原子含有4个σ键且不含孤电子对，含有4个共价键的原子采用sp3杂化，故答案为：sp3；
（2）元素的非金属性越强其电负性越大，S元素的非极性大于C元素，所以电负性：C＜S，故答案为：＜；
（3）硅晶体属于原子晶体，MoS2晶体中层与层之间存在分子间作用力，Mo和S原子之间以共价键相连接，所以硅晶体熔点高于MoS2，故答案为：硅晶体；
（4）Mo是42号元素，其原子核外有42个电子，4d和5s电子为其价电子，所以其价电子排布式为4d55s1，
故答案为：4d55s1；
（5）①根据右边图知，每个Mo原子周围距离最近的S原子数目是6，故答案为：6；
②提供空轨道和提供孤电子对的原子间易形成配位键，配位键属于共价键，不同元素之间易形成的配位键属于极性共价键，故选AC；
③MoS2结构和石墨相似，根据图片知，MoS2具有层状结构，Mo和S同层间以共价键结合，层与层之间通过范德华力结合，外力作用层与层易发生相对滑动，
故答案为：MoS2具有层状结构，Mo和S同层间以共价键结合，层与层之间通过范德华力结合，外力作用层与层易发生相对滑动．
随着石油资源的日趋紧张，天然气资源的开发利用受到越来越多的关注．以天然气（主要成分是CH4）为原料经合成气（主要成分为CO、H2）制化学品，是目前天然气转化利用的主要技术路线．而采用渣油、煤、焦炭为原料制合成气，常因含羰基铁[Fe（CO）5]等而导致以合成气为原料合成甲醇和合成氨等生产过程中的催化剂产生中毒．请回答下列问题：
（1）[Fe（CO）5]中铁的化合价为0，写出铁原子的基态电子排布式：______；
（2）与CO互为等电子体的分子和离子分别为______和______（各举一种即可，填化学式），CO分子的电子式为______，CO分子的结构式可表示成______．
（3）在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3杂化的分子有______，CH3OH的熔、沸点比CH4高，其主要原因是______．
（4）CH3CHO分子中，-CH3中的碳原子采用______杂化方式，-CHO中的碳原子采取______杂化方式．
正确答案
解：（1）Fe的原子序数为26，则基态电子排布式为[Ar]3d64s2，故答案为：[Ar]3d64s2；
（2）CO分子中C原子上有一对孤对电子，C、O原子都符合8电子稳定结构，则CO的结构式为C≡O，孤对电子数为1，σ键数为1，则碳原子采取sp杂化，又等电子体中原子数和价电子数都相同，则 N2、CN-、CO的原子数都是2，价电子数都是10，则互为等电子体，CO分子的电子式为
故答案为：N2；CN-；
（3）判断原子采取杂化方式时，先根据价层电子对互斥理论判断价层电子对，然后再确定采取的杂化方式，价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数，σ键电子对数=σ键个数=中心原子结合的原子个数，中心原子上的孤电子对数=
故答案为：CH4、CH3OH；CH3OH分子之间有极性，同时分子之间还存在着氢键的作用；
（4）价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数，-CH3中价层电子对数=σ键电子对数（4）+中心原子上的孤电子对数（0）所以碳原子采用sp3，-CHO价层电子对数=σ键电子对数（3）+中心原子上的孤电子对数（0），所以碳原子采用sp3，故答案为：sp3；sp2．
解析
解：（1）Fe的原子序数为26，则基态电子排布式为[Ar]3d64s2，故答案为：[Ar]3d64s2；
（2）CO分子中C原子上有一对孤对电子，C、O原子都符合8电子稳定结构，则CO的结构式为C≡O，孤对电子数为1，σ键数为1，则碳原子采取sp杂化，又等电子体中原子数和价电子数都相同，则 N2、CN-、CO的原子数都是2，价电子数都是10，则互为等电子体，CO分子的电子式为
故答案为：N2；CN-；
（3）判断原子采取杂化方式时，先根据价层电子对互斥理论判断价层电子对，然后再确定采取的杂化方式，价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数，σ键电子对数=σ键个数=中心原子结合的原子个数，中心原子上的孤电子对数=
故答案为：CH4、CH3OH；CH3OH分子之间有极性，同时分子之间还存在着氢键的作用；
（4）价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数，-CH3中价层电子对数=σ键电子对数（4）+中心原子上的孤电子对数（0）所以碳原子采用sp3，-CHO价层电子对数=σ键电子对数（3）+中心原子上的孤电子对数（0），所以碳原子采用sp3，故答案为：sp3；sp2．
甲醛（H2C=O）在Ni催化作用下加氢可得甲醇（CH3OH），以下说法中不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、甲醇分子内C原子价层电子对个数=0+4=4，所以C原子的杂化方式为sp3杂化，故A正确；
B、甲醇分子内C原子的杂化方式为sp3杂化，所以O-C-H键角约为109°28′，甲醛分子内的C原子的杂化方式为sp2杂化，O-C-H键角约为120°，所以甲醇分子内的O-C-H键角小于甲醛分子内的O-C-H键角，故B错误；
C、醛分子内C原子上无孤对电子，故C正确；
D、甲醛中C是sp2杂化，C-H与C-H键夹角理论上是120度，但由于有羰基氧的孤对电子的排斥，实际键角应该略小于120度，故D正确；
故选B．
扫码查看完整答案与解析