- 原子轨道杂化方式及杂化类型判断
- 共55题
元素X 位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p 轨道上有4个电子。元素Z 的原子最外层电子数是其内层的3倍。
(1)X与Y所形成化合物晶体的晶胞如下图所示。
①在1个晶胞中,X离子的数目为 。
②该化合物的化学式为 。
(2)在Y的氢化物(H2Y)分子中,Y原子轨道的杂化类型是 。
(3)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y,其原因是 。
(4)Y 与Z 可形成YZ2-
①YZ2-的空间构型为 (用文字描述)。
②写出一种与YZ42-互为等电子体的分子的化学式: 。
(5)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2,1mol该配合物中含有σ键的数目为 。
正确答案
见解析。
解析
(1)①4 ②ZnS
(2)sp3
(3)水分子与乙醇分子之间形成氢键
(4)① 正四面体 ②CCl4 或SiCl4 等
(5)16 mol 或16伊6. 02×1023个
知识点
原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素,其中X是形成化合物种最多的元素,Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍,Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,W的原子序数为29。
回答下列问题:
(1)Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为________,1mol Y2X2含有σ键的数目为________。
(2)化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高,其主要原因是________。
(3)元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体,元素Z的这种氧化物的分子式是________。
(4)元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示,该氯化物的化学式是________,它可与浓盐酸发生非氧化还原反应,生成配合物HnWCl3,反应的化学方程式为________。
正确答案
(1)sp杂化;3mol或3×6.2×10 个
(2)NH3分子存在氢键
(3)N2O
(4)CuCl;CuCl+2HCl=H2CuCl3 (或CuCl+2HCl=H2[CuCl3])
解析
略。
知识点
(一)下列描述中正确的是
A.CS2为V形的极性分子
B.Cl0— 3 的空间构型为平面三角形
C.SF6中有6对完全相同的成键电子对
D.SiF4和SO2— 3 的中心原子均为sp3杂化
(二)金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题:
(1)Ni原子的核外电子排布式为______________________________;
(2)Ni0、Fe0的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69 pm和78 pm,则熔点NiO ________ FeO(填“<”或“>”);
(3)Ni0晶胞中Ni和O的配位数分别为_______________、_______________;
(4)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料,其晶胞结构示意图如左下图所示。该合金的化学式为_______________;
(5)丁二酮肟常用于检验Ni2+:在稀氨水介质中,丁二酮肟与Ni2+反应可生成鲜红色沉淀,其结构如右上图所示。
①该结构中,碳碳之间的共价键类型是键,碳氮之间的共价键类型是______________,氮镍之间形成的化学键是_______________;
②该结构中,氧氢之间除共价键外还可存在_______________;
③该结构中,碳原子的杂化轨道类型有_______________。
正确答案
(一)CD
(二)(1)1s22s22p63s23p63d 84s2
(2)>
(3)6、6
(4)LaNi5
(5)①一个键、一个∏键;配位键
②氢键
③sp2、sp3
解析
(一)依据价层电子对互斥理论可知CS2为直线形的非极性分子,A错误;由价层电子对互斥理论可知Cl0— 3中中心原子的孤电子对数是1/2×(8-3×2)=1,所以Cl0— 3是三角锥形,B错误;硫原子最外层有6个电子,和氟原子之间有6对完全相同的成键电子对,C正确;SiF4和SO2— 3 的空间构型分别为正四面体和三角锥形,但中心原子均采用的是sp3杂化,D正确。
(二)(1)镍属于28号元素,根据构造原理可以写出该原子的核外电子排布式,Ni的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d 84s2
(2)Ni0、Fe0的晶体结构类型均与氯化钠的相同,说明二者都是离子晶体,离子晶体的熔点与离子键的强弱有关,离子所带电荷数越多,离子半径越小,离子键越强,熔点越高。由于Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径,属于熔点是NiO>FeO。
(3)因为Ni0、Fe0的晶体结构类型均与氯化钠的相同,而氯化钠中阴阳离子的配位数均为6,所以Ni0晶胞中Ni和O的配位数也均为6。
(4)晶胞中镧原子数=8×1/8=1;镍原子数=1+8×1/2=5,所以化学式为LaNi5
(5)①双键是由一个键和一个∏键构成;镍原子有空轨道,氮原子有孤电子对,因此二者形成配位键。②氧原子与氢原子之间可以形成氢键。③在该结构中碳原子既有单键又有双键,因此杂化类型是sp2和sp3杂化。
知识点
X、Y、Z、R为前四周期元素且原子序数依次增大。X的单质与氢气可以化合生成气体G,其水溶液pH>7;Y单质是一种黄色晶体;R基态原子3d轨道的电子数是4s轨道电子数的3倍。Y、Z分别与钠元素可以形成化合物Q和J,J的水溶液与AgNO3溶液反应可生成不溶于稀硝酸的白色沉淀L;Z与氢元素形成的化合物与G反应生成M。
请回答下列问题:
(1)M固体的晶体类型是 。
(2)Y基态原子的核外电子排布式是 ;G分子中X原子的杂化轨道的类型是 。
(3)L的悬浊液加入Q的溶液,白色沉淀转化为黑色沉淀,其原因是 。
(4)R的一种含氧酸根RO42-具有强氧化性,在其钠盐中加入稀硫酸,溶液变为黄色,并有无色气体产生,该反应的离子方程式是 。
正确答案
见解析。
解析
(1)M的晶体类型,M为NH4Cl,属离子晶体;
(2)Y基态原子的电子排布:1s2 2s2 2p6 3s2 3p4,G分子中X原子的杂化轨道类型为sp3杂化;
(3)AgCl悬浊液中加入Ag2S,Ksp(AgCl)<Ksp(Ag2S),则溶液中的AgCl转化为Ag2S,由白色沉淀变为黑色沉淀;
(4)R的含氧酸跟RO42-为FeO42-,向其钠盐溶液中加入硫酸,溶液变黄,说明生成Fe3+,并有无色气体生成,反应中Fe的化合价降低,只能是O元素的化合价升高,则无色气体比为O2,反应的离子方程式为:4FeO42-+20H+==4Fe3++3O2↑+10H2O
①气体G可溶于水且水溶液呈碱性,知气体G为NH3,气体G由X的单质与H2化合得到,则X为N元素。
②Y的单质为黄色晶体,知Y为S元素。
③R的3d轨道电子数为为4s轨道的三倍,则R为第四周期元素,4s轨道电子数为2,3d轨道为6,R原子的电子排布为1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2,则R为Fe元素。
④Z的原子序数大于Y,且能与Na化合,则X为Cl元素。
⑤则Q为Na2S,J为NaCl,I为AgCl,M为NH4Cl
知识点
氧是地壳中含量最多的元素。
(1)氧元素基态原子核外未成对电子数为_______个。
(2)H2O分子内的O-H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为_______。的沸点比高,原因是_______。
(3)H+可与H2O形成H3O+,H3O+原子采用_______杂化。H3O+中H-O-H键角比H2O中H-O-H键角大,原因为_______。
(4)CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构,已知CaO晶体密度为a g·cm-3, NA表示阿伏伽德罗常数,则CaO晶胞体积为_______cm3
正确答案
(1) 2
(2)O—H键、氢键、范德华力;形成的是分子内的氢键,而可形成分子间的氢键,分子间氢键使分子间的作用力增大。
(3)sp3;H2O中O原子有两对孤对电子,H3O+中O原子只有一对故对电子,排斥力较小
(4)
解析
(1)氧元素的基态核外电子排布式为:1s22s22p4,4个电子在三个轨道中排布,故未成对的电子个数是两个。
(2)化学键是强烈的相互作用;氢键的作用力比化学键弱,但比范德华力的作用力要强。可形成分子间的氢键,而形成的是分子内的氢键,故前者比后者的沸点要高。
(3) H3O+的空间构型为三角锥型,故O原子的杂化方式为sp3;H3O+中O原子只有一对故对电子,排斥力较小,使得键角变大。
(4)根据NaCl的晶胞可知,一个晶胞含有4个CaO,设晶胞的体积为V,则:×NA×a=56,则V=。
知识点
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