- 分子的立体结构
- 共1308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]．
下列分子的空间构型可用sp2杂化轨道来解释的是______（填序号）①CH4 ②CH2=CH2③C6H6 ④CH≡CH ⑤NH3 ⑥BF3．
正确答案
②③⑥
解析
解：①CH4 分子中碳原子杂化轨道数为4，所以采取sp3杂化，故错误；
②CH2=CH2分子中每个碳原子杂化轨道数为3，所以采取sp2杂化，故正确；
③C6H6分子中碳原子杂化轨道数为3，所以采取sp2杂化，故正确；
④CH≡CH分子中每个碳原子杂化轨道数为2，所以采取sp杂化，故错误；
⑤NH3分子中氮原子杂化轨道数为4，所以采取sp3杂化，故错误；
⑥BF3分子中硼原子杂化轨道数为3，所以采取sp2杂化，故正确．
甲醇（CH3OH）是一种洁净、可再生能源．生物质气（主要成分为CO、CO2、H2等），在含有Zn、Cu等元素的催化剂条件下能合成甲醇（CH3OH）．下列说法不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、N2与CO原子数相等，电子总数相等，互为等电子体，故A正确；
B、二氧化碳分子是直线型分子，碳原子的杂化类型是sp杂化，甲醇中碳原子与三个氢原子和一个氧原子形成四个σ键，所以碳原子的杂化类型是sp3杂化，故B正确；
C、锌单质晶体是六方最密堆积，原子按“ABABAB”方式堆积，晶体中Zn原子的配位数为12，故C错误；
D、Cu原子的激发态简化电子排布式为[Ar]3d94s2，所以铜的外围电子排布式：3d104s1，故D正确；
故选C．
下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤对电子，没有杂化的P轨道形成π键，故A正确；
B．多原子单质分子不都是非极性分子，如O3分子的结构如图
C．共价键形成与电子云重叠方向及数目有关，则共价键一般有方向性和饱和性，但s-sδ键没有方向性，故C错误；
D．只含共价键的化合物是共价化合物，所以共价化合物中不可能含有离子键，故D错误；
故选A．
下列关于分子或晶体中心原子的杂化类型的说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．CH3CH3分子中C原子价层电子对个数=4+
B．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，石英晶体成分为二氧化硅，是原子晶体，硅原子通过Si-O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，硅原子采取sp3杂化，故B正确；
C．BeCl2中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=2+
D．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+
故选B．
关于杂化轨道类型，下列判断错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A．C6H6中的C含有3个σ 键且不含孤电子对，所以碳原子采用sp2杂化，石墨中的碳原子与相邻的三个碳原子以σ键结合，形成平面正六边形结构，碳原子的杂化类型为sp2杂化，故A正确；
B．N2H4分子中氮原子价层电子对个数=3+
C．葡萄糖是五羟基醛结构简式为CH2OH（CHOH）4CHO，前五个碳原子上各有一个羟基，羟基的碳以sp3杂化，最后一个碳原子上有一个醛基，醛基里的碳以sp2杂化，故C错误；
D．CS2中的C含有2个σ 键和2个π键且不含孤电子对，C2H2中的C含有2个σ 键和2个π键且不含孤电子对，它们的C都采取的是sp杂化类型，故D正确；
故选C．
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．
（2015秋•南充期末）下列说法不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．价层电子对=σ 键电子对+中心原子上的孤电子对，微粒中立体构型是平面三角形，说明中心原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，中心原子是以sp2杂化，如BCl3中价层电子对个数=3+
B．对于ABn型，若中心原子A的价电子全部成键，n=2为直线形，n=3为平面三角形，n=4为正四面体；n=4若中心原子A有孤电子对，空间构型为V形，说明该微粒中含有2个孤电子对，如H2O中心原子O原子价层电子对为2+2=4，VSEPR模型为四面体，由于含有2对孤电子对，故为V型，故B正确；
C．微粒中立体构型是三角锥型，说明中心原子A的价电子n=4且含有一个孤电子对，分子结构不对称，为极性分子，如PH3分子中价层电子对数=3+
D．分子的空间构型是正四面体，所含中心原子应能形成4个δ键，且结构对称，中心原子所形成的共价键键长相等，但键角不一定是109°28’，如白磷是正四面体结构，且四个顶点上分别含有一个原子，所以其键角为60°，故D错误；
故选D．
2010年诺贝尔物理奖授予发现石墨烯的开创性研究者，金刚石、石墨、C60和石墨烯的结构示意图分别如下图所示，下列说法不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．金刚石中每个碳原子和4个碳原子以σ键相结合，且没有孤对电子，所以每个 碳原子的价层电子对是4，则碳原子采取sp3杂化，石墨烯中每个C原子价层电子对个数是3，根据价层电子对互斥理论知C原子杂化类型为sp2，故A正确；
B．金刚石、石墨、C60 和石墨烯都是碳元素组成的单质，属于同素异形体，故B正确；
C．金刚石、石墨、C60 和石墨烯都是碳元素组成的单质，碳和氧气反应生成二氧化碳，故C正确；
D．石墨为原子晶体结构和分子晶体结构兼有的混合晶体，C60为分子晶体，故D错误；
故选D．
扫码查看完整答案与解析