- sp、sp2、sp3杂化
- 共209题
回答下列问题：
（1）Mn元素基态原子的价电子排布式为______．
比较锰和铁两元素的电离能I2和I3可知，气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难．对此，你的解释是：______．
（2）铁元素广泛应用，Fe2+与KCN溶液反应得Fe（CN）2沉淀，KCN过量时沉淀溶解，生成黄血盐，其配离子结构如图（离子所带电荷未标出）．
①铁元素在周期表中的位置是______．
②已知CN-与N2结构相似，CN-中C原子的杂化方式是______．
③写出沉淀溶解的化学方程式______．
正确答案
解：（1）锰元素的3d能级和4s能级上的电子都是价电子，Mn元素基态原子的价电子排布式为3d54s2，由Mn2+转化为Mn3+时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转化为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2+转化为Fe3+时，3d能级由不稳定的3d6转化为稳定的3d5半充满较稳定状态，需要的能量相对要少，
故答案为：3d54s2，由Mn2+转化为Mn3+时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转化为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2+转化为Fe3+时，3d能级由不稳定的3d6转化为稳定的3d5半充满较稳定状态，需要的能量相对要少；
（2）①铁元素在周期表中的位置是第四周期Ⅷ族，故答案为：第四周期Ⅷ族；
②CN-中C原子价层电子对个数=1+
③Fe（CN）2沉淀和KCN反应生成络合物，反应方程式为Fe（CN）2+4KCN═K4[Fe（CN）6]，故答案为：Fe（CN）2+4KCN═K4[Fe（CN）6]．
解析
解：（1）锰元素的3d能级和4s能级上的电子都是价电子，Mn元素基态原子的价电子排布式为3d54s2，由Mn2+转化为Mn3+时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转化为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2+转化为Fe3+时，3d能级由不稳定的3d6转化为稳定的3d5半充满较稳定状态，需要的能量相对要少，
故答案为：3d54s2，由Mn2+转化为Mn3+时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转化为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2+转化为Fe3+时，3d能级由不稳定的3d6转化为稳定的3d5半充满较稳定状态，需要的能量相对要少；
（2）①铁元素在周期表中的位置是第四周期Ⅷ族，故答案为：第四周期Ⅷ族；
②CN-中C原子价层电子对个数=1+
③Fe（CN）2沉淀和KCN反应生成络合物，反应方程式为Fe（CN）2+4KCN═K4[Fe（CN）6]，故答案为：Fe（CN）2+4KCN═K4[Fe（CN）6]．
下列分子中心原子是sp2杂化的是（ ）
正确答案
解析
解：A、P原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=3+1=4，所以采取sp3杂化，故错误．
B、C原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=4+0=4，所以采取sp3杂化，故错误．
C、B原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=3+0=3，所以采取sp2杂化，故正确．
D、O原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=2+2=4，所以采取sp3杂化，故错误．
故选C
下列说法中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．乙炔分子的结构式H-C≡C-H，中心原子碳原子价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=2+
B．sp3杂化轨道是指同一电子层内，1个s轨道和3个p轨道杂化，形成能量相等的四个sp3杂化轨道，故B错误；
C．中心原子采取sp2杂化的分子，n=3，sp2杂化，不含孤电子对其分子构型都是平面三角形，否则不是，如二氧化硫分子中，价层电子对数=2+
D．AB2型的共价化合物，其中心原子A价层电子对为2，则中心原子以sp杂化轨道成键，如氯化铍分子中，铍原子含有两个共价单键，不含孤电子对，所以价层电子对数是2，中心原子以sp杂化轨道成键，AB2型的共价化合物，也有不采用sp杂化轨道成键，如二氧化硫分子中，价层电子对数=2+
故选A．
在乙炔分子中有3个σ键、两个π键，它们分别是（ ）
正确答案
解析
解：碳原子形成乙炔时，一个2s轨道和一个2p轨道杂化成两个sp轨道，另外的两个2p轨道保持不变，其中一个sp轨道与氢原子的1s轨道头碰头重叠形成C-H σ键，另一个sp轨道则与另个碳原子的sp轨道头碰头重叠形成C-Cσ键，碳原子剩下的两个p轨道则肩并肩重叠形成两个C-Cπ键，且这两个π键相互垂直，故选A．
下列分子或离子中，不存在sp3杂化类型的是（ ）
正确答案
解析
解：A．硫酸根离子中，价层电子对数=σ 键个数+
B．氨气分子中，价层电子对数=σ 键个数+
C．乙烷分子中，每个碳原子的价层电子对数=4，不含孤电子对，所以采取sp3杂化，故C不选；
D．二氧化硫分子中，价层电子对数=2+
故选D．
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