資源簡介

(共39張PPT)
第二單元　配合物的形成和應用
課程目標
1．了解認識配合物結構的歷史。
2．知道簡單配合物的基本組成。
3．理解配合物的結構與性質之間的關系，認識配合物在生產、生活等方面的廣泛應用。
圖說考點
基 礎 知 識
技 能 素 養
形成性自評
基 礎 知 識
[新知預習]
一、配合物的形成
1．實驗探究
藍色沉淀　
溶解　
深藍色溶液
2.配位化合物
(1)概念：由__________的配位體與__________的中心原子以__________結合形成的化合物。
(2)常見的中心原子、配位體
a．常見的能形成配合物的中心原子有Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。
b．常見的能形成配合物的配位體的分子有H2O、NH3、CO等。
c．常見的能形成配合物的配位體的離子有F－、Cl－、CN－、SCN－等。
提供孤電子對　
接受孤電子對　
配位鍵
3．配合物的異構現象
(1)產生異構現象的原因
a．含有________或________配位體。
b．配位體_______________不同。
(3)異構體的性質
順、反異構體在顏色、極性、溶解性、抗癌活性等方面都有差異。
兩種　
兩種以上　
在空間的排列方式　
相鄰　
對角
二、配合物的應用
檢驗金屬離子　
分離物質　
定量測定物質的組成
[即時性自測]
1．下列不能形成配位鍵的組合是(　　)
A．Ag＋、NH3　　　　　　B．BF3、NH3
C．Co3＋、CO D．Ag＋、H＋
解析：根據配位鍵形成的條件，一方要提供空軌道，另一方提供孤電子對。A項，Ag＋有空軌道，NH3中的氮原子上有孤電子對，可以形成配位鍵，故A錯誤；B項，BF3中B原子有空軌道，NH3中的氮原子上有孤電子對，可以形成配位鍵，故B錯誤；C項，Co3＋有空軌道，CO中的氧原子上有孤電子對，可以形成配位鍵，故C錯誤；D項，Ag＋、H＋兩種離子都沒有孤電子對，所以不能形成配位鍵，故D正確。
答案：D
2．關于化學式[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物的下列說法中正確的是(　　)
A．配位體是Cl－和H2O，配位數是9
B．中心離子是Ti3＋，配離子是[TiCl(H2O)5]2＋
C．內界和外界中的Cl－的數目比是1∶2
D．加入足量AgNO3溶液，所有Cl－均被完全沉淀
解析：A項，配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O，配位體是Cl－和H2O，配位數是6，故A錯誤；B項，中心離子是Ti3＋，配離子是Cl－，故B錯誤；C項，配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O，配離子是Cl－為1，外界離子是Cl－為2，內界和外界中的Cl－的數目比是1∶2，故C正確；D項，加入足量AgNO3溶液，外界離子Cl－與Ag＋反應，配位離子Cl－不與Ag＋反應，故D錯誤。
答案：C
3．鐵強化醬油中加有NaFeEDTA，其配離子結構如下圖，
則Fe3＋的配位數為(　　)
A．3　　　　　B．4　　　　　
C．5　　　　　D．6
解析：與鐵相連的原子有N和O，其中N已形成三個鍵，故N與Fe之間為配位鍵；O－也飽和，若與鐵相連，則只能形成配位鍵。
答案：D
4．在[Co(NH3)6]3＋中，與中心原子形成配位鍵的原子是(　　)
A．N原子 B．H原子
C．Co原子 D．N、H兩種原子
解析：在[Co(NH3)6]3＋中，配位體是NH3，用N原子上的孤電子對與Co3＋配位。
答案：A
5．[Zn(NH3)4]SO4中，Zn2＋與NH3以__________相結合，配合物的內界為__________，__________為配合物的外界。Zn2＋接受4個NH3分子中氮原子提供的孤電子對，形成________個配位鍵；Zn2＋提供4個空__________雜化軌道接受孤電子對，是__________；NH3分子中的氮原子提供孤電子對，是配位原子，NH3分子是________________；[Zn(NH3)4]2＋中Zn2＋的配位數是________。
解析：[Zn(NH3)4]2＋是正四面體構型，因此中心原子(Zn2＋)發生sp3雜化。
配位鍵　
[Zn(NH3)4]2＋　
4　
sp3
中心原子
配位體
4
技 能 素 養
提升點　配位化合物的結構與性質
[例]　大環配位體可用于金屬蛋白質化學模擬，合成離子載體等；如圖為冠醚(大環配位體)和某金屬離子(M)形成的一種大環配合物?；卮鹣铝袉栴}：
(1)該大環配合物中含有的化學鍵為________(填字母)。
a．極性鍵　b．非極性鍵
c．配位鍵 d．金屬鍵
(2)該物質中非金屬元素的電負性由小到大的順序為____________。
(3)在冠醚中，C原子的雜化類型為___，O原子的雜化類型為____。
(4)冠醚中的O原子能和M離子形成配位鍵的原因：
_______________________________________________________。
abc　
Hsp3
sp3
O原子成鍵后，含2對孤對電子，金屬離子M有空軌道，所以兩者能形成配位鍵
解析：(1)該化合物的C—C鍵為非極性建；C—H、C—O鍵為極性鍵；O→M鍵為配位鍵；(2)非金屬元素有C、H、O，根據電負性規律，電負性由小到大的順序為H狀元隨筆　配位鍵的形成條件是一方有空軌道，另一方有孤電子對。

[提升]　向黃色的三氯化鐵溶液中加入無色的KSCN溶液，溶液變成血紅色。該反應在有的教材中用方程式FeCl3＋3KSCN===Fe(SCN)3＋3KCl表示。經研究表明，Fe(SCN)3是配合物，Fe3＋與SCN－不僅能以1∶3的個數比配合，還能以其他個數比配合。請按要求填空：
(1)Fe3＋與SCN－反應時，Fe3＋提供________，SCN－提供________，二者通過配位鍵結合。
(2)所得Fe3＋與SCN－的配合物中，主要是Fe3＋與SCN－以個數比1∶1配合所得離子顯血紅色，含該離子的配合物的化學式是___________。
(3)若Fe3＋與SCN－以個數比1∶5配合，則FeCl3與KSCN在水溶液中發生反應的化學方程式可以表示為：
________________________________________________________。
空軌道　
孤電子對　
[Fe(SCN)]Cl2
FeCl3＋5KSCN===K2[Fe(SCN)5]＋3KCl
解析：Fe3＋和SCN－形成配合物時，Fe3＋提供空軌道，SCN－提供孤電子對，Fe3＋和SCN－以1∶1和1∶5形成絡離子時，寫化學式要用Cl－和K＋分別平衡絡離子的電荷，使絡合物呈電中性。
[關鍵能力]
配位化合物的結構與性質
1．配位化合物的結構
(1)定義：由提供孤電子對的配位體與接受孤電子對的中心原子以配位鍵結合形成的化合物稱為配位化合物，簡稱配合物。其中：金屬離子(原子)叫做中心離子(原子)，中性分子或者陰離子叫做配位體。
例如把CuSO4固體溶于足量水中就會生成[CuH2O)4]SO4 (硫酸四水合銅)稱為配位化合物，[CuH2O)4]SO4]2+(四水合銅離子)稱為絡(配)離子。在[Cu(H2O)4]2＋中，Cu2＋是中心離子，H2O是配位體，即H2O是電子給予體。
(2)組成
①中心離子：一般是金屬離子，常見的有Fe2＋、Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋、Ni2＋等，特別是過渡金屬離子很容易形成配合物，這是因為多數過渡金屬的離子含有空軌道。
②配位體：含有孤電子對的分子或離子，如NH3、CO、H2O、Cl－、Br－、I－、SCN－、CN－等。
③配位數：直接同中心離子(或原子)配位的配位體的數目為該中心離子(或原子)的配位數。一般中心離子(或原子)的配位數是2、4、6、8。
(3)結構組成：在配合物[Co(NH3)6]Cl3中，Co3＋為中心離子，6個NH3分子為配位體。中心離子與配位體構成配合物的內界，通常把它們放在括號內，Cl－稱為配合物的外界。內、外界之間以離子鍵結合，在水中全部電離。
2．配合物的形成對物質性質的影響
(1)配合物對物質溶解性的影響
一些難溶于水的金屬氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以依次溶解于含過量的Cl－、Br－、I－、CN－和氨的溶液中，形成可溶性的配合物。
(2)離子顏色的改變
當簡單離子形成配離子時，其性質往往有很大差異，顏色發生變化就是一種常見的現象，我們根據顏色的變化就可以判斷是否有配離子生成。例如，Fe3＋與SCN－在溶液中可生成配位數為1～6的鐵的硫氰酸根配離子，這種配離子的顏色是血紅色的。反應的離子方程式如下：Fe3+ +nSCN- === [Fe(SCN) n] 3-n
(3)穩定性增強——配合物在生命科學中的應用
配合物具有一定的穩定性，配合物中的配位鍵越強，配合物越穩定。當作為中心原子的金屬離子相同時，配合物的穩定性與配位體的性質有關。例如，血紅素中的Fe2＋與CO分子形成的配位鍵比Fe2＋與O2分子形成的配位鍵強，因此血紅素中的Fe2＋與CO分子結合后，就很難再與O2分子結合，血紅素失去輸送氧氣的功能，從而導致人體CO中毒。
狀元隨筆　配位鍵與共價鍵的區別：
(1)形成過程不同：配位鍵實質上是一種特殊的共價鍵，在配位鍵中一方提供孤電子對，另一方具有能夠接受孤電子對的空軌道。普通共價鍵的共用電子對是由成鍵原子雙方共同提供的。
(2)配位鍵與普通共價鍵實質是相同的。它們都被成鍵原子雙方共用，如在N中有三個普通共價鍵、一個配位鍵，但四者是完全相同的。
(3)同普通共價鍵一樣，配位鍵可以存在于分子之中[如Ni(CO)4]，也可以存在于離子之中(如N)。
形成性自評
1．向盛有硫酸銅溶液的試管中滴加濃氨水，先生成難溶物，繼續滴加濃氨水，難溶物溶解，得到深藍色透明溶液。下列對此現象說法正確的是(　　)
A．反應后溶液中不存在任何沉淀，所以反應前后Cu2＋的濃度不變
B．沉淀溶解后，生成深藍色的配離子[Cu(NH3)4]2＋
C．配位化合物中只有配位鍵
D．在配離子[Cu(NH3)4]2＋中，Cu2＋提供孤電子對，NH3提供空軌道
解析：發生的反應為，Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－，Cu2＋轉化為配離子，濃度減小，A錯誤；[Cu(NH3)4]2＋是深藍色的，B正確；配位化合物中一定含有配位鍵，但也含有其他化學鍵，C錯誤；Cu2＋具有空軌道，而NH3具有孤電子對，所以Cu2＋提供空軌道，NH3提供孤電子對，D錯誤。
答案：B
2．下列不屬于配位化合物的是(　　)
A．[Cu(H2O)4]SO4·H2O B．[Ag(NH3)2]OH
C．KAl(SO4)2·12H2O D．Na[Al(OH)4]
解析：C中KAl(SO4)2·12H2O屬于復鹽，不是配合物。
答案：C
3．下列關于配位化合物的敘述中正確的是(　　)
①過渡金屬配合物遠比主族金屬配合物多
②[Cu(H2O)4]2＋中的Cu2＋提供空軌道，H2O中的氧原子提供孤電子對，兩者結合形成配位鍵
③配位化合物中必定存在配位鍵
④配位鍵僅存在于配位化合物中
A．①②④ B．①④ C．①③ D．①②③
解析：①許多過渡金屬離子(或原子)都有接受孤電子對的空軌道，對多種配位體具有較強的結合力，因而過渡金屬配合物遠比主族金屬配合物多，①正確；②配離子中中心原子提供空軌道，配位體提供孤電子對，所以[Cu(H2O)4]2＋中的Cu2＋提供空軌道，H2O中的O原子提供孤電子對，兩者結合形成配位鍵，②正確；③配合物中一定含有配位鍵，③正確；④配位鍵不僅存在于配位化合物中，其他化合物中也可能有配位鍵，例如銨根離子中，④錯誤。
答案：D
4．配位化合物的數量巨大，組成和結構形形色色，豐富多彩。請指出配合物[Cu(NH3)4](OH)2的中心離子、配位體、中心離子的電荷數和配位數(　　)
A．Cu2＋、NH3、＋2、4 B．Cu＋、NH3、＋1、4
C．Cu2＋、OH、＋2、2 D．Cu2＋、NH3、＋2、2
解析：配合物[Cu(NH3)4](OH)2中，Cu2＋為中心離子，NH3為配位體，電荷數為＋2，配位數為4。
答案：A
5．氣態氯化鋁(Al2Cl6)是具有配位鍵的化合物，分子中原子間成鍵關系如圖所示。請將圖中你認為是配位鍵的斜線加上箭頭。
解析：本題考查配位鍵的形成條件。配位鍵的箭頭指向提供空軌道的一方。Cl原子最外層有7個電子，通過1對共用電子對就可以形成1個單鍵，另有3對孤電子對，所以氣態氯化鋁(Al2Cl6)中，與2個鋁形成共價鍵的氯原子中，有1個鍵是配位鍵，并由氯原子提供電子，鋁原子提供空軌道。Cl原子最外層有7個電子，Al原子最外層有3個電子，圖中每個鍵代表1對共用電子對，據此可從左(或右)上(或下)角的1個Cl原子開始，嘗試寫出Al2Cl6的電子式，如下(“·”為Cl原子提供的電子，“×”為Al原子提供的電子)： 。
6．回答下列問題：
(1)配合物[Ag(NH3)2]OH的中心離子是___，配位原子是______，配位數是_____，它的電離方程式是____________________________。
(2)向盛有少量NaCl溶液的試管中滴入少量AgNO3溶液，再加入氨水，觀察到的現象是_________________________________。
(3)[Ag(NH3)2]OH含有的化學鍵種類有________。
A．離子鍵　　　　B．σ鍵　　　　C．π鍵
D．氫鍵　　　　　E．配位鍵
(4)1 mol[Ag(NH3)2]OH含有的σ鍵數目為：________個。
Ag＋
N　
2
＋OH－
先有白色沉淀，后來白色沉淀溶解
A、B、E
9NA
7．氨硼烷是一種有效、安全固體儲氫材料，氨硼烷的結構和乙烷相似，如下圖。
(1)氨硼烷的晶體類型為________。
(2)氨硼烷分子中氮原子、硼原子的雜化軌道類型分別為____，____。
(3)氨硼烷晶體中存在的作用力有________ (填標號)
A．離子鍵 B．極性鍵 C．非極性鍵 D．配位鍵
E．金屬鍵 F．氫鍵 G．范德華力
分子晶體
sp3　
sp3　
BDG　
(4)以NaBH4為硼源、某配合物為氨源可用于制備氨硼烷。為測定該配合物的結構，取2.32 g配合物進行如下實驗：用重量法分析金屬元素，測得鎳元素的質量為0.59 g；在堿性條件下加熱蒸出NH3，用滴定法測出其物質的量為0.06 mol；滴加過量硝酸銀溶液，有白色沉淀生成，加熱，沉淀沒有增加；用摩爾法分析含量，測得氯元素質量為0.71 g。
①該配合物中鎳離子的基態電子排布式為_________________。
②該配合物的結構簡式為______________________。
1s22s22p63s23p63d8
[Ni(NH3)6]Cl2
解析：(1)根據球棍模型可知，氨硼烷的結構簡式為BH3NH3，氨硼烷的分子結構和乙烷相似，是四面體結構，屬于分子晶體；(2)氨硼烷分子中N原子、B原子有三個單電子，均形成單鍵，由球棍模型可知，是四面體結構，因此它們的雜化軌道類型都是sp3雜化；(3)氨硼烷中，B與H、N與H之間為極性共價鍵，B與N之間存在配位鍵，氨硼烷分子之間為范德華力，故選BDG；(4)用重量法分析金屬元素，測得鎳元素的質量為0.59 g，物質的量為＝0.01 mol，在堿性條件下加熱蒸出NH3，用滴定法測出其物質的量為0.06 mol，質量為17 g·mol－1×0.06 mol＝1.02 g，用摩爾法分析含量，測得氯元素質量為0.71 g，物質的量為＝0.02 mol，所以分子中Ni、Cl、NH3的比例為1∶2∶6，總質量為0.59 g＋1.02 g＋0.71 g＝2.32 g，故該分子為[Ni(NH3)6]Cl2；①根據上述分析，鎳離子為Ni2＋，Ni是28號元素，離子的基態電子排布式為1s22s22p63s23p63d8；②根據上述分析，該配合物的結構簡式為[Ni(NH3)6]Cl2。
8．回答下列問題：
(1)向CuSO4溶液中滴加氨水會生成藍色沉淀，再滴加氨水到沉淀剛好全部溶解可得到深藍色溶液，繼續向其中加入極性較小的乙醇可以生成深藍色的[Cu(NH3)4]SO4·H2O沉淀。下列說法不正確的是________(填字母)。
a．[Cu(NH3)4]SO4組成元素中電負性最大的是N元素
b．CuSO4晶體及[Cu(NH3)4]SO4·H2O中S原子的雜化方式均為sp3
c．[Cu(NH3)4]SO4·H2O所含有的化學鍵有離子鍵、共價鍵和配位鍵
d．NH3分子內的H—N—H鍵角大于H2O分子內的H—O—H 鍵角
e. S的立體構型為正四面體形
f．[Cu(NH3)4]2＋中，N原子是配位原子
g．NH3分子中氮原子的軌道雜化方式為sp2雜化
(2)配離子[Cu(NH3)2(H2O)2]2＋的中心離子是________，配位體是________，配位數為________，其含有微粒間的作用力類型有__________________。
ag
Cu2＋　
NH3、H2O
4
配位鍵、極性共價鍵
解析：(1)電負性：O>N，a不正確；S原子與4個O原子形成共價鍵，所以S原子采取sp3雜化，b正確；[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶體中與以離子鍵結合，NH3、、H2O中含有共價鍵，[Cu(NH3)4]2＋含有配位鍵，c正確；NH3分子內N原子有1對孤電子對，H2O分子中O原子有2對孤電子對，H2O分子中孤電子對對共用電子排斥作用大，所以H2O分子中H—O—H鍵角小于NH3分子中H—N—H鍵角，d正確；中S原子以4個σ鍵與4個O原子結合，S采取sp3雜化，故為正四面體形，e正確。
(2)由書寫形式可以看出其中心離子是Cu2＋，配位體是H2O、NH3兩種，配位數為4，[Cu(NH3)2(H2O)2]2＋中含有微粒間作用力有配位鍵以及極性共價鍵。(共52張PPT)
第1課時　分子的空間結構模型
課程目標
1．能用雜化軌道理論判斷分子的空間構型。
2．理解價層電子對互斥理論的含義。
3．知道一些常見簡單分子的空間構型。
圖說考點
基 礎 知 識
技 能 素 養
形成性自評
基 礎 知 識
[新知預習]
一、雜化軌道理論
1．雜化軌道
在形成多原子分子的過程中，中心原子的若干____________的原子軌道重新組合，形成的一組能量相等、成分相同的新軌道。
能量相近
2．用雜化軌道理論解釋甲烷分子的空間構型
雜化軌道 的形成 碳原子2s軌道上的1個電子進入2p空軌道，________2s軌道和________2p軌道“混合”，形成_________________________的4個sp3雜化軌道
共價鍵的形成 碳原子的4個____________軌道分別與氫原子的________軌道重疊，
形成4個相同的σ鍵
CH4分子的空間構型 CH4分子為____________結構，分子中C—H鍵之間的夾角都是________
1個
3個
能量相等、成分相同
sp3雜化
1s　
正四面體　
109°28′
3.用雜化軌道理論分析C2H6、C2H4、C2H2的成鍵情況
烷烴中C原子均采取sp3雜化；烯烴中碳碳雙鍵兩端的碳原子采取sp2雜化；炔烴中碳碳三鍵兩端的碳原子采取sp雜化。
sp3
sp2
π
2p
sp
π
2p
二、價層電子對互斥理論
1．價層電子對互斥理論
分子的____________是“價層電子對”相互________的結果。
2．價層電子對互斥模型與分子的立體結構
(1)中心原子價電子全部參與形成共價鍵的分子
ABm n＝2 n＝3 n＝4
價電子對數 2 3 4
成鍵電子對數 2 3 4
電子對立體構型 ________ ____________ ____________
分子立體構型 ________ ____________ ____________
實例 CO2、BeCl2 BF3、BCl3、BBr3 CH4、CCl4、SiF4
立體構型　
排斥
直線形　
平面三角形　
正四面體形　
直線形　
平面三角形　
正四面體形　
(2)中心原子有孤電子對的分子
ABm n＝3 n＝4 n＝4
孤電子對數 1 2 1
價層電子對數 3 4 4
成鍵電子對數 2 2 3
電子對立體構型 ____________ ____________ ____________
分子立體構型 ________ ________ ____________
實例 SO2 H2O NH3
平面三角形　
正四面體形　
正四面體形　
V形
V形
三角錐形
[即時性自測]
1．下列關于雜化軌道的敘述中，不正確的是(　　)
A．分子的中心原子通過sp3雜化軌道成鍵時，該分子不一定為正四面體結構
B．雜化軌道可用于形成σ鍵、π鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對
C．雜化前后的軌道數不變，但軌道的形狀發生了改變
D．sp3、sp2、sp雜化軌道的夾角分別為109° 28′、120°、180°
解析：分子的中心原子通過sp3雜化軌道成鍵時，該分子不一定為正四面體結構，可能是三角錐形或V形，如NH3是三角錐形、H2O是V形，故A正確。雜化軌道用來形成σ鍵或容納孤電子對，未雜化的軌道可用來形成π鍵，故B錯誤。雜化前后原子軌道數目不變，但雜化后軌道形狀發生改變，各個軌道盡可能分散、對稱分布，故C正確。sp3、sp2、sp雜化軌道分別是正四面體形、平面三角形、直線形結構，其夾角分別為109°28′、120°、180°，故D正確。
答案：B
2．下列分子的立體構型，可以用sp雜化方式解釋的是(　　)
A．HCl B．BeCl2
C．BCl3 D．CCl4
解析：HCl為雙原子分子，雙原子分子中不存在雜化過程；CCl4分子的立體構型呈正四面體形，碳原子以4個sp3雜化軌道分別與4個氯原子的各1個3p軌道重疊形成4個σ鍵；BeCl2是直線形分子，鈹原子以2個sp雜化軌道分別與2個氯原子的各1個3p軌道重疊形成2個σ鍵；BCl3為平面三角形結構，硼原子以3個sp2雜化軌道分別與3個氯原子的各1個3p軌道重疊形成3個σ鍵。
答案：B
3．下列對sp3、sp2、sp雜化軌道的夾角的比較，得出結論正確的是(　　)
A．sp雜化軌道的夾角最大
B．sp2雜化軌道的夾角最大
C．sp3雜化軌道的夾角最大
D．sp3、sp2、sp雜化軌道的夾角相等
解析：sp雜化軌道的夾角為180°，sp2雜化軌道的夾角為120°，sp3雜化軌道的夾角為109°28′。
答案：A
4．用價層電子對互斥理論預測下列粒子的立體結構是三角錐形的是(　　)
A．PCl3 B．BeCl2
C. N D．SO3
解析：根據中心原子孤電子對的計算公式(a－xb)可知，PCl3的孤電子對數是1，是三角錐形，A項正確；BeCl2、、SO3均無孤電子對，分別為直線形、正四面體形和平面三角形。
答案：A
5．下列分子或離子中心原子形成4對σ鍵電子對的是(　　)
A．CO2 B．SO2
C. C D．CH4
答案：D
6．回答下列問題：
(1)計算下列分子或離子中點“·”原子的價電子對數。
①CCl4________；②BeCl2________；
③BCl3________；④PCl3________。
(2)計算下列微粒中點“·”原子的孤電子對數。
①H2S·________；②P·Cl5________；
③B·F3________；④N·H3________。
4
2
3
4
2
0　
0　
1
7．SO2分子中一個中心原子有________對價層電子對，其中σ鍵電子對有________對，孤電子對有________對。
解析：SO2中σ鍵數為2，σ鍵電子對有2對，孤電子對數＝(6－2×2)＝1。
3
2
1
技 能 素 養
提升點一　雜化軌道類型與分子空間構型的關系
[例1]　如圖是乙烯分子的模型，對乙烯分子中的化學鍵分析正確的是(　　)
A．sp2雜化軌道形成σ鍵、未雜化的2p軌道形成π鍵
B．sp2雜化軌道形成π鍵、未雜化的2p軌道形成σ鍵
C．C、H之間是sp2雜化軌道形成的σ鍵，C、C之間是未能參加雜化的2p軌道形成的π鍵
D．C、C之間是sp2雜化軌道形成的σ鍵，C、H之間是未能參加雜化的2p軌道形成的π鍵
解析：乙烯分子中存在4個C—H鍵和1個C===C鍵，C原子上孤電子對數為0，σ鍵電子對數為3，則C原子采取sp2雜化，C、H之間是sp2雜化軌道形成的σ鍵，C、C之間有1個是sp2雜化軌道形成的σ鍵，還有1個是未參加雜化的2p軌道形成的π鍵。
答案：A
[提升1]　下列分子的空間構型可用sp2雜化軌道來解釋的是(　　)
①BF3?、贑H2===CH2?、邸、蹸H≡CH?、軳H3?、轈H4
A．①②③ B．①⑤⑥
C．②③④ D．③⑤⑥

解析：①BF3是平面三角形分子，且B—F鍵夾角為120°；②CH2===CH2是平面形分子，其中碳原子以sp2雜化，未雜化的2p軌道形成π鍵，③中碳原子以sp2雜化，未雜化的2p軌道形成特殊的π鍵；④CH≡CH為直線形分子，其中碳原子為sp雜化；⑤NH3是三角錐形分子，中心原子氮原子為sp3雜化；⑥CH4是正四面體形分子，中心碳原子為sp3雜化。
答案：A
狀元隨筆　判斷雜化軌道類型的兩種方法
(1)根據雜化軌道的空間構型判斷。
①若雜化軌道在空間的分布為正四面體形或三角錐形則中心原子發生sp3雜化。
②若雜化軌道在空間的分布呈平面三角形，則中心原子發生sp2雜化。
③若雜化軌道在空間的分布呈直線形，則中心原子發生sp雜化。
(2)根據雜化軌道之間的夾角判斷。
①若雜化軌道之間的夾角為109 °28 ′，則中心原子發生sp3雜化。
②若雜化軌道之間的夾角為120 °，則中心原子發生sp2雜化。
③若雜化軌道之間的夾角為180 °，則中心原子發生sp雜化。
[關鍵能力]
雜化軌道類型與分子的立體構型的關系
1．雜化軌道只用于形成σ鍵或容納孤電子對，當沒有孤電子對時，能量相同的雜化軌道在空間彼此遠離，形成的分子為對稱結構；當有孤電子對時，孤電子對占據一定空間且對成鍵電子對產生排斥，形成的分子立體構型也發生變化。
2．雜化軌道與分子立體構型的關系
(1)當雜化軌道全部用于形成σ鍵時
雜化類型 sp sp2 sp3
軌道組成 一個ns和一個np 一個ns和兩個np 一個ns和三個np
軌道夾角 180° 120° 109°28′
雜化軌道示意圖
實例 BeCl2 BF3 CH4
分子結構示意圖
分子立體構型 直線形 平面三角形 正四面體形
(2)當雜化軌道中有未參與成鍵的孤電子對時
由于孤電子對參與互相排斥，會使分子的空間構型與雜化軌道的形態有所區別。如水分子中氧原子的sp3雜化軌道有2個由孤電子對占據，其分子不呈正四面體形，而呈V形；氨分子中氮原子的sp3雜化軌道有1個由孤電子對占據，氨分子不呈正四面體形，而呈三角錐形。
狀元隨筆　雜化軌道理論的要點
(1)原子形成分子時，通常存在激發、雜化和軌道重疊等過程。發生軌道雜化的原子一定是中心原子。
(2)原子軌道的雜化只有在形成分子的過程中才會發生，孤立的原子是不可能發生雜化的。
(3)只有能量相近的軌道才能雜化(如2s、2p)。
(4)雜化前后原子軌道數目不變(參加雜化的軌道數目等于形成的雜化軌道數目)，且雜化軌道的能量相同。
(5)雜化軌道數＝中心原子上的孤電子對數＋中心原子結合的原子數。
提升點二　價層電子對互斥理論及應用
[例2]　填寫下表，并列出中心原子孤電子對數的表達式：
分子或離子 σ鍵電 子對數 中心原子孤 電子對數 價層電 子對數 分子或離子
的空間結構
SO2
CO2
OF2

PCl3
SO3


SiCl4

解析：ABn型分子或離子中，σ鍵電子對數＝n(配位原子數)，中心原子的孤電子對數按表達式進行計算。由價層電子對數和分子(或離子)類型判斷空間構型，即價層電子數為2，AB2型分子為直線形；價層電子對數為3，AB2型分子為V形，AB3型分子為平面三角形；價層電子對數為4，AB2型分子為V形，AB3型分子為三角錐形，AB4型分子為正四面體形。
分子 或離子 σ鍵電 子對數 中心原子孤電子對數 價電 子對數 分子或離子
的空間結構
SO2 2 3 V形
CO2 2 2 直線形
OF2 2 4 V形
2 4 V形
PCl3 3 4 三角錐形
SO3 3 3 平面三角形
4 4 正四面體形
3 3 平面三角形
SiCl4 4 4 正四面體形
4 4 正四面體形
狀元隨筆　中心原子價層電子對數→σ鍵電子對數＋(a－xb)
[提升2]　已知：①CS2?、赑Cl3　③H2S?、蹸H2O?、軭3O＋　⑥N?、連F3?、郤O2。請回答下列問題：
(1)中心原子沒有孤電子對的是________(填序號，下同)。
(2)立體構型為直線形的分子或離子有________；立體構型為平面三角形的分子或離子有________。
(3)立體構型為V形的分子或離子有________。
(4)立體構型為三角錐形的分子或離子有________；立體構型為正四面體形的分子或離子有________。
①④⑥⑦　
①　
④⑦　
③⑧　
②⑤　
⑥
解析：(2)CS2的中心原子的價層電子對數＝2＋＝2，不含孤電子對，故為直線形；CH2O的中心原子的價層電子對數為3，不含孤電子對，故為平面三角形；BF3的中心原子的價層電子對數＝3＋＝3，不含孤電子對，故為平面三角形。(3)H2S的中心原子的價層電子對數＝2＋＝4，孤電子對數為2，故為V形結構；SO2的中心原子的價層電子對數＝2＋＝3，孤電子對數為1，故為V形結構。(4)PCl3的中心原子的價層電子對數＝3＋＝4，孤電子對數為1，故為三角錐形；H3O＋的中心原子的價層電子對數＝3＋＝4，孤電子對數為1，故為三角錐形；的中心原子的價層電子對數＝4＋＝4，不含孤電子對，故為正四面體形。
狀元隨筆　使用價層電子對互斥理論判斷分子空間構型時需注意：價層電子對互斥構型是價層電子對的空間構型，而分子的空間構型指的是成鍵電子對的空間構型，不包括孤電子對。兩者是否一致取決于中心原子上有無孤電子對(未用于形成共價鍵的電子對)，當中心原子上無孤電子對時，兩者的構型一致；當中心原子上有孤電子對時，兩者的構型不一致。
[關鍵能力]
價層電子對互斥理論及應用
1．價層電子對互斥理論的要點
價層電子對互斥理論認為，分子中的價層電子對之間總是盡可能地互相排斥，均勻地分布在分子中。分子的立體構型是“價層電子對”互相排斥的結果。
2．中心原子上的價電子對的計算
(1)公式：中心原子的價層電子對數＝中心原子的σ鍵電子對數＋中心原子上孤電子對數
(2)σ鍵電子對數的計算
由分子式確定，即中心原子形成幾個σ鍵，就有幾對σ鍵電子對。如H2O的中心原子為O，形成兩個H—Oσ鍵，即O有兩對σ鍵電子對。
(3)中心原子上的孤電子對數的計算
中心原子上的孤電子對數＝ (a－xb)
上式中a表示中心原子的價電子數；對于主族元素，a＝最外層電子數；對于陽離子，a＝價電子數－離子電荷數；對于陰離子，a＝價電子數＋|離子電荷數|。
x表示與中心原子結合的原子數
b表示與中心原子結合的原子最多能接受的電子數，氫為1，其他原子＝8－該原子的價電子數。
3．ABn型分子或離子價層電子對數目和價層電子對立體構型的關系
ABn 價層電 子對數 孤電子 對數 成鍵電 子對數 VSEPR 模型名稱 分子或離子
立體構型
n＝2 2 0 2 直線形 直線形
n＝3 3 0 3 平面 三角形 平面
三角形
3 1 2 平面 三角形 V形
n＝4 4 0 4 四面體形 四面體形
4 1 3 四面體形 三角錐形
4 2 2 四面體形 V形
根據分子中成σ鍵電子對數和孤電子對數，可以依據下面的方法確定相應的較穩定的分子空間構型：
σ鍵電子對數＋孤電子對數＝價層電子對數
分子立體構型。

狀元隨筆　當計算出的孤電子對數不是整數時，就進1而不能忽略；如NO2的中心原子孤電子對數＝ (5－2×2)＝0.5，這時應當作1來對待，因為單電子也要占據一個原子軌道。
形成性自評
1．下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是(　　)
A．C2H2與C2H4　　　　　　　B．CO2與SO2
C．CH4與NH3 D．BeCl2與BF3
解析：C2H2分子中的C采用sp雜化，C2H4分子中的C采用sp雜化，故A不正確；CO2分子中的C采用sp雜化，SO2分子中的S采用sp2雜化，故B不正確；CH4分子中的C采用sp3雜化，NH3分子中的N也采用sp3雜化，故C正確；BeCl2分子中的Be采用sp雜化，BF3分子中的B采用sp2雜化，故D不正確。
答案：C
2．下列關于苯乙炔的說法錯誤的是（　?。?br/>A．該分子有8個σ鍵和5個π鍵
B．該分子中碳原子有sp和sp2雜化
C．該分子中存在非極性鍵
D．該分子中有8個碳原子在同一平面上
解析：苯乙炔分子中含有14個σ鍵，苯環中有1個大π鍵，C≡C鍵中有2個π鍵，故共含有3個π鍵，故A錯誤；苯環中碳原子都采取sp2雜化，碳碳三鍵碳原子采取sp雜化，故該分子中碳原子有sp和sp2雜化，故B正確；同種原子間形成的共價鍵為非極性鍵，該分子中碳原子間形成非極性鍵，故C正確；苯環是平面形結構，碳碳三鍵是直線形結構，因此該分子中有8個碳原子在同一平面上，故D正確；故選A。
答案：A
3．在BrCH===CHBr分子中，C—Br鍵采用的成鍵軌道是(　　)
A．sp p B．sp2 s
C．sp2 p D．sp3 p
解析：BrCH===CHBr 分子中的兩個碳原子都是采取sp2雜化，溴原子的價電子排布式為4s24p5，4p軌道上有一個單電子，與碳原子的一個sp2雜化軌道成鍵，故C—Br鍵采用的成鍵軌道是sp2 p，C項正確。
答案：C
4．下列說法正確的是(　　)
A．凡是中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子其幾何構型都是四面體形
B．CH4分子中的sp3雜化軌道是由4個H原子的1s軌道和C原子的2p軌道混合而形成的
C．乙炔分子中，兩個碳原子均采用sp2雜化
D．sp3雜化軌道是由同一個原子中能量相近的1個s軌道和3個p軌道混合起來形成的一組能量相等的新軌道
答案：D
解析：中心原子采取sp3雜化的分子，VSEPR模型是四面體形，但其立體構型不一定是四面體形，如水和氨氣分子中的中心原子均采取sp3雜化，但H2O是V形分子，NH3是三角錐形分子，A項錯誤；甲烷分子中碳原子形成4個σ鍵且不含孤電子對，碳原子采取sp3雜化，這4個sp3雜化軌道分別與4個氫原子的1s軌道重疊，形成4個C—Hσ鍵，B項錯誤；乙炔分子中每個C原子形成2個σ鍵和2個π鍵，價電子對數是2，且不含孤電子對，故C原子均為sp雜化，C項錯誤；同一個原子中能量相近的s軌道和p軌道通過雜化可形成一組能量相等的新軌道，D項正確。
5．下列分子或離子中，其中心原子的雜化方式和分子或離子的空間構型均正確的是(　　)
A．C2H2：sp2、直線形 B. S：sp3、三角錐形
C．H3O＋：sp3、V形 D．BF3：sp2、平面三角形
解析：乙炔的結構式為H—C≡C—H，每個碳原子的價電子對數是2，且不含孤電子對，所以C原子均采取sp雜化，C2H2為直線形結構，A項錯誤；S的中心原子的價電子對數＝4＋×(6＋2－4×2)＝4，所含孤電子對數為0，雜化軌道數為4，S原子采取sp3雜化，分子的空間構型為正四面體形，B項錯誤；H3O＋的中心原子的價層電子對數＝3＋×(6－1－3×1)＝4，所以中心原子采取sp3雜化，因該離子中含有一對孤電子對，所以其空間構型為三角錐形，C項錯誤；BF3的中心原子的價電子對數＝3＋0＝3，雜化軌道數為3，所以B原子采取sp2雜化，所含孤電子對數為0，所以其空間構型為平面三角形，D項正確。
答案：D
6．在SO2分子中，分子的立體構型為V形，S原子采用sp2雜化，那么SO2的鍵角(　　)
A．等于120° B．大于120°
C．小于120° D．等于180°
解析：SO2分子的VSEPR模型為平面三角形，從理論上看其鍵角應為120°，但由于SO2分子中的S原子有一對孤電子對，對其他的兩個化學鍵存在排斥作用，因此SO2分子中的鍵角應小于120°。
答案：C
7．下列分子或離子中，中心原子含有2對孤電子對的是(　　)
A. B.C
C.H2S D. N
答案：C
8．下列分子和離子中，中心原子價電子對的幾何構型為四面體且分子或離子的空間構型為V形的是(　　)
A. N B．PH3
C．H3O＋ D．OF2
答案：D
9．下列離子的VSEPR模型與其立體構型一致的是(　　)
A.S B.Cl
C.NO D．Cl
答案：B
10．用價層電子對互斥理論預測H2S和BF3的空間結構，兩個結論都正確的是(　　)
A．直線形　三角錐形
B．角形　三角錐形
C．直線形　平面三角形
D．角形　平面三角形
解析：S原子最外層尚有孤電子對，會對成鍵電子對產生排斥作用，故H2S為角形結構；BF3中B原子最外層電子全部參與成鍵，三條B—F鍵等效排斥，故分子的空間結構為平面三角形。
答案：D
11．利用雜化軌道理論填寫下表。
分子或離子 中心原子雜化類型 立體構型

SiF4


AsBr3
H2F＋
BeF2
SCl2
分子或離子 中心原子雜化類型 立體構型
sp2雜化 平面三角形
SiF4 sp3雜化 正四面體
sp3雜化 正四面體
sp2雜化 平面三角形
AsBr3 sp3雜化 三角錐形
H2F＋ sp3雜化 V形
BeF2 sp雜化 直線形
SCl2 sp3雜化 V形
12.用價層電子對互斥理論完成下列問題(點“·”的原子為中心原子)。(共65張PPT)
第2課時　分子的極性
課程目標
1．知道分子可以分為極性分子和非極性分子。
2．知道分子的極性與鍵的極性、分子空間構型的關系。
3．能夠判斷簡單的手性分子。
4．了解“相似相溶”規律。
圖說考點
基 礎 知 識
技 能 素 養
形成性自評
基 礎 知 識
[新知預習]
一、分子的極性
1．極性分子和非極性分子
正、負電荷重心　
正、負電荷重心
2．分子極性的判斷方法
非極性　
極性　
非極性　
非極性　
極性
二、手性分子
1．手性異構體和手性分子
如果一對分子，它們的_____和______________完全相同，但如同左手和右手一樣互為鏡像，在三維空間里不能________，這對分子互稱手性異構體。含有手性異構體的分子稱為手性分子。
2．手性碳原子
當四個不同的原子或基團連接在同一碳原子上時，形成的化合物存在________。其中，連接四個不同的原子或基團的________稱為手性碳原子。
三、等電子體
1．等電子原理：________相同、________相同的分子具有相似的________，它們的許多性質是相近的。
2．等電子體：滿足等電子原理的________稱為等電子體。如CO和N2具有相同的原子總數和相同的價電子總數，屬于等電子體，它們的許多性質相似。
組成　
原子的排列方式　
重疊
手性異構體　
碳原子
原子總數　
價電子總數　
結構
微粒
[即時性自測]
1．下列敘述正確的是(　　)
A．含有非極性鍵的分子一定是非極性分子
B．非極性分子中一定含有非極性鍵
C．由極性鍵形成的雙原子分子一定是極性分子
D．鍵的極性只與分子的極性有關
解析：含有非極性鍵的分子不一定是非極性分子，如H2O2，A錯誤；非極性分子中不一定含有非極性鍵，如CH4、CO2均是非極性分子，卻都只含有極性鍵，B錯誤；鍵的極性只與成鍵原子是否相同有關，與分子的極性無關，分子的極性除與鍵的極性有關外，還與分子的立體構型有關，D錯誤。
答案：C
2．下列各組物質中，都是由極性鍵構成的極性分子的一組是(　　)
A．CH4和H2O B．CO2和HCl
C．NH3和H2S D．HCN和BF3
解析：CH4、CO2、BF3都是非極性分子。
答案：C
3．根據“相似相溶”規律，你認為下列物質在水中溶解度較大的是(　　)
A．乙烯 B．二氧化碳
C．二氧化硫 D．氫氣
解析：水分子為極性分子，水是極性溶劑，C2H4、CO2、H2三種分子均為非極性分子，SO2是極性分子，根據“相似相溶”規律可知C正確。
答案：C
4．下列說法中不正確的是(　　)
A．互為手性異構體的分子互為鏡像
B．利用手性催化劑合成可主要得到一種手性分子
C．手性異構體分子組成相同
D．手性異構體性質完全相同
解析：具有完全相同的組成和原子排列的一對分子，如同左手與右手一樣互為鏡像，卻在三維空間里不能重疊，互為手性異構體，但手性異構體的分子結構不同，其性質也不完全相同，故A、C項正確，D項不正確；手性催化劑只催化或主要催化一種手性分子的合成，故可以只得到或主要得到一種手性分子，B項正確。
答案：D
5．下列分子中，不含手性碳原子的是(　　)
答案：B
解析：B項，該分子的中心碳原子連接3個不同的基團，手性碳原子應連接四個不同的基團。將有機物分子寫成 的形式，若R1、R2、R3、R4各不相同，則該碳原子就屬于手性碳原子。
6．根據等電子原理：由短周期元素組成的微粒，只要其原子數相同，各原子最外層電子數之和相同，可互稱為等電子體，它們具有相似的結構特征。以下各組微粒結構不相似的是(　　)
A．CO和N2 B．O3和N
C．CO2和N2O D．N2H4和C2H4
解析：N2H4和C2H4原子數相同，價電子數分別為14、12，二者不是等電子體，故結構不相似。
答案：D
7．科技工作者常用等電子體來預測不同物質的結構與性質，例如N與CH4有相同的價電子總數和空間構型。依此原理在下面的空格中填寫相應的化學式。
解析：由與CH4互為等電子體可得其組成特點：C原子與N原子互換后改變了微粒的價電子總數，若要保持價電子總數不變，只需調整微粒所帶電荷數即可，據此可寫出相應的等電子體。
技 能 素 養
提升點一　鍵的極性與分子的極性
[例1]　(1)①下列物質的分子屬于非極性分子的是________。
A．H2O　　　　　　　　　　B．CO2
C．SO2 D．BeCl2
②O3分子是否為極性分子？________(填“是”或“否”)。
(2)溴化碘(IBr)的化學性質類似于鹵素單質，溴化碘的電子式是____，它是由________(填“極性”或“非極性”，下同)鍵形成的________分子。
BD　
是　
極性(共價)
極性
　解析：(1)①H2O、CO2、SO2、BeCl2，空間結構分別為：V形、直線形、V形、直線形，因此CO2和BeCl2分子結構對稱，屬于非極性分子，故選B、D。②根據價層電子對互斥理論分析SO2分子構型為V形，是極性分子，SO2分子與O3分子的結構相似，故O3也是極性分子。
(2)Ⅰ和Br的電負性相差不大，形成的化學鍵是極性共價鍵，電子式為 ，IBr中正電荷中心與負電荷中心不重合，屬于極性分子。
狀元隨筆　
分子的極性不僅與鍵的極性有關，還與分子的空間結構有關。

[提升1]　在HF、H2O、NH3、CO2、N2、CH4分子中：
(1)以非極性鍵結合的非極性分子是__________。
(2)以極性鍵結合，具有正四面體結構的非極性分子是________。
(3)以極性鍵結合，具有三角錐形結構的極性分子是________。
(4)以極性鍵結合，具有直線形結構的非極性分子是___。
(5)以極性鍵結合，具有V形結構的極性分子是________。
(6)以極性鍵結合，而且分子極性最大的是________。
解析：同種元素的原子間形成的共價鍵為非極性鍵，由不同元素的原子形成的共價鍵為極性鍵；雙原子分子中，共價鍵的極性越大，分子的極性越強；多原子分子的極性由空間構型的對稱性決定。
N2
CH4　
NH3　
CO2　
H2O
HF
狀元隨筆　判斷ABn型分子極性的經驗規律：
(1)若中心原子A的化合價的絕對值等于該元素所在的主族序數，則為非極性分子，若不等則為極性分子。
(2)若中心原子有孤電子對，則為極性分子；若無孤電子對，則為非極性分子。
如CS2、BF3、SO3、CH4為非極性分子；H2S、SO2、NH3、PCl3為極性分子。
[關鍵能力]
鍵的極性和分子的極性
1．極性鍵和非極性鍵的區別
極性鍵 非極性鍵
定義 共用電子對偏移的共價鍵 共用電子對不偏移的共價鍵
成鍵原子 不同 相同
共用 電子對 發生偏移，偏向吸引電子能力強的原子一方 不發生偏移，不偏向任何一個原子
原子電性 一個呈δ＋，另一個呈δ－ 不顯電性
舉例 HCl、H2O、NH3 H2、O2、Cl2
2．分子的極性與鍵的極性和分子立體構型的關系
狀元隨筆　判斷常見分子極性的規律
提升點二　影響物質溶解性的因素
[例2]　雙氧水(H2O2)是一種醫用消毒殺菌劑，已知H2O2分子的結構如圖所示：H2O2分子不是直線形的，兩個H原子猶如在半展開的書的兩面紙上，書面夾角為93°52′，而兩個O—H鍵與O—O鍵的夾角均為96°52′。試回答下列問題：
(1)下列關于H2O2的說法中正確的是________。
a．分子中有極性鍵
b．分子中有非極性鍵
c．氧原子的軌道發生sp2雜化
d．分子是非極性分子
(2)H2O2分子間易形成氫鍵，該氫鍵的表示式是__________________。
(3)H2O2難溶于CS2，主要原因是_________________________。
(4)H2O2易溶于水，主要原因是_____________________________。
ab　
H—O…H　
因為H2O2為極性分子，CS2為非極性分子，根據“相似相溶”規律可知H2O2難溶于CS2
H2O2易與H2O分子間形成氫鍵且H2O和H2O2均為極性分子
解析：(1)在H2O2中H—O鍵為極性鍵，O—O鍵為非極性鍵；根據H2O2的立體構型可知，H2O2為極性分子；O原子價電子對數為＝4，O原子為sp3雜化。
(2)H2O2中含有H—O鍵，故分子間能形成氫鍵，表示為H—O…H。
(3)H2O2為極性分子，CS2為非極性分子，根據相似相溶原理知H2O2難溶于CS2。
(4)H2O2和H2O分子均為極性分子，且H2O2與H2O分子之間易形成氫鍵，因此H2O2易溶于水。
狀元隨筆　影響物質水溶性的因素有氫鍵，極性相似相溶、結構相似相溶以及反應等。
[提升2]　(1)NH3在水中的溶解度很大。下列說法與NH3的水溶性無關的是________(填標號)。
a．NH3和H2O都是極性分子
b．NH3與H2O分子間易形成氫鍵
c．NH3溶于水建立了平衡NH3 +H2O NH3·H2O N＋OH－
d．NH3是一種易液化的氣體
(2)CrO2Cl2常溫下為深紅色液體，能與CCl4、CS2等互溶，據此可判斷CrO2Cl2是________(填“極性”或“非極性”)分子。
d
非極性　
(3)金屬鎳粉在CO氣流中輕微加熱，生成無色揮發性液體Ni( CO) 4，Ni( CO)4呈正四面體形。Ni( CO)4易溶于下列物質中的________(填標號)。
a．水　b．CCl4　c．苯　d．NiSO4溶液
(4)甲醛、甲醇和甲酸等碳原子數較少的醛、醇和羧酸均易溶于水的原因是___________________________________________________。
bc　
它們都是極性分子且都能與H2O分子形成分子間氫鍵
解析：(1)NH3極易溶于水，主要原因有NH3分子與H2O分子間形成氫鍵；NH3和H2O都是極性分子，相似相溶；NH3和H2O能發生化學反應，a、b、c不符合題意；NH3易液化是因為NH3分子之間易形成氫鍵，與其水溶性無關，d符合題意。(2)CCl4、CS2是非極性溶劑，根據“相似相溶”規律可知，CrO2Cl2是非極性分子。(3)由Ni(CO)4易揮發且其空間構型為正四面體形可知，Ni(CO)4為非極性分子，根據“相似相溶”規律可知，Ni(CO)4易溶于CCl4和苯。
狀元隨筆　能形成氫鍵的物質一般具有：—NH2、—OH、—COOH等原子團。
[關鍵能力]
物質的溶解性判斷
1．物質溶解性的判斷與比較
(1)依據“相似相溶”規律
非極性溶質一般易溶于非極性溶劑，難溶于極性溶劑；極性溶質一般易溶于極性溶劑，難溶于非極性溶劑。
(2)依據溶質與溶劑之間是否存在氫鍵
如果溶質與溶劑之間能形成氫鍵，則溶質溶解度增大且氫鍵作用力越大，溶解性越好。如：NH3、HF極易溶于水；甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、甲酸、乙酸、甲醛、乙醛、氨基乙酸、乙胺等易溶于水，就是因為它們與水形成分子間氫鍵。
(3)依據分子結構的相似性
溶質與溶劑分子結構的相似程度越大，其溶解度越大。如烴基越大的醇(羧酸、醛)在水中的溶解度越小。
2．注意的問題
(1)“相似相溶”規律是從分子結構的角度，通過實驗的觀察和研究而得出的關于物質溶解性的經驗規律，也有不符合此規律的例外情況，如CO、NO等極性分子難溶于水。
(2)根據“相似相溶”規律，極性溶質一般能溶于極性溶劑，非極性溶質一般能溶于非極性溶劑。通過溶劑是否有極性，就可判斷出溶質分子是否有極性。如苯易溶于四氯化碳，而難溶于水，水為極性分子，而四氯化碳為非極性分子，則苯為非極性分子。
(3)“相似相溶”規律可以解釋一些物質在某些溶劑中溶解的情況。
狀元隨筆　物質在水溶液中溶解能力大小比較的思路
(1)是否符合“相似相溶”規律；
(2)是否與水形成氫鍵；
(3)是否與水發生反應；
(4)溶質的結構與水分子結構相似程度的大小。
提升點三　手性分子和手性碳原子的確定
[例3]　有機物 具有手性，發生下列反應后，分子仍有手性的是(　　)
①與H2發生加成反應?、谂c乙酸發生酯化反應　
③發生水解反應　 ④發生消去反應
A．①②　　B．②③ C．①④ D．②④
解析：原有機物中與—OH相連的碳原子為手性碳原子，與H2加成后，該碳原子連有兩個乙基，不再具有手性；與乙酸發生酯化反應后，該碳原子所連四個取代基不同，仍具有手性；發生水解反應后，該碳原子所連四個取代基也不同，仍具有手性；當發生消去反應時，原手性碳原子生成雙鍵后不再具有手性。
答案：B
狀元隨筆　 能與H2加成、醇—OH能與乙酸酯化，酯基可水解、醇—OH能消去。
[提升3]　下列物質中不具有手性碳原子的是(　　)
A．乳酸：CH3—CH( OH)—COOH
B．環己醇： (環狀化合物中C原子手性判斷可分析該C原子兩個方向至會合的路徑是否相同)
C．丙醛糖：CH2OH—CH(OH)—CHO
D．α 氨基丙酸：CH3—CH(NH2)—COOH
解析：有機分子中連接四個不同原子或原子團的碳原子稱為手性碳原子。A、C、D選項分子處于中間位置的碳原子均連有一個氫原子和三個不同的其他原子團，具有手性，不符合題意；故選B項。
答案：B
狀元隨筆　判斷某物質是否具有手性，關鍵是看該分子中是否含有手性碳原子。當其中的某個碳原子形成四個單鍵，且與四個不同的取代基相連時，該碳原子即為手性碳原子，該分子具有手性，否則該分子無手性。
[關鍵能力]
手性分子和手性碳原子的確定
1．手性分子的確定
(1)觀察實物與其鏡像能否重合，如果不能重合，說明是手性分子。
如圖：
(2)觀察有機物分子中是否有手性碳原子，如果有一個手性碳原子，則該有機物分子就是手性分子，具有手性異構體。含有兩個手性碳原子的有機物分子不一定是手性分子。
2．手性原子的確定
四個不同的原子或基團連接在A原子上，形成的化合物存在手性異構，則A原子稱為手性原子。
如 其中*C即為手性碳原子。具有手性原子的分子，都存在手性異構，這些物質都具有特殊的光學性質。不飽和碳原子(如 、—C≡C—等中的碳原子)一定不是手性碳原子。

狀元隨筆　
(1)手性異構體雖然分子組成、官能團完全相同，但性質和用途不一定相同。
(2)手性異構體之間的轉化屬于化學變化。
(3)可以通過條件的控制(如催化劑)選擇有利于目標手性異構體的合成。
提升點四　等電子原理與應用
[例4]　根據等電子原理，回答下列問題：
(1)CO分子的結構式為________。
(2)已知反應CaC2 +2H2O―→CH≡CH↑+Ca(OH) 2。CaC2中與互為等電子體，的電子式可表示為___________；1 mol 中含有的π鍵的數目為________。
(3)二氧化鈦(TiO2)是常用的、具有較高催化活性和穩定性的光催化劑，常用于污水處理。O2在其催化作用下，可將CN－氧化成CNO－，進而得到N2。
①寫出一種與CN－互為等電子體的單質分子的結構式________，根據等電子原理寫出CO、HCN分子的結構式________、________。
②與CNO－互為等電子體的分子、離子化學式分別為________、________(各寫一種)。CNO－的空間構型為________，CNO－中σ鍵與π鍵的個數比為________。
C≡O
[∶O O∶]2＋
1.204×1024個
N≡N
C≡O
H—C≡N
CO2
直線形　
1∶1
解析：根據等電子原理、原子總數、價電子總數相同的分子或離子具有相似的結構特征和許多相近的性質來回答問題。(1)CO與N2互為等電子體，故CO結構式為C≡O。(2)由CaC2與H2O反應的產物CH≡CH，可推知CaC2中存在，其電子式為[∶C C∶]2－，結構式為[C≡C]2－，故的等電子體的電子式為，結構式為，1個O≡O鍵中含有1個σ鍵和2個π鍵，所以中含有2NA或1.204×1024個π鍵。(3)①用N原子替換CN－中的C原子，同時減少1個負電荷，得到CN－的等電子體N2。根據等電子體原理可推知CN－的結構式為[C≡N]－，則HCN的結構式為H—C≡N。②用O原子替換CNO－中的N原子同時要去掉1個負電荷可得CNO－的等電子體CO2，用S替換CO2中的O原子得等電子體CS2，CO與N2互為等電子體，用N2替換CNO－中的CO可得等電子體，用N原子替換CNO－中的C原子同時要去掉1個負電荷得其等電子體N2O，CO2的結構式為O===C===O，所以CNO－的結構式為[N===C===O]－，空間構型為直線形，σ鍵與π鍵的數目比為2∶2＝1∶1。
[提升4]　(1)根據等電子原理，僅由第2周期元素組成的共價分子中，互為等電子體的是________和________；________和________。
(2)根據等電子原理，由短周期元素組成的粒子，只要其原子數相同，各原子最外層電子數之和相同，也可互稱等電子體，它們也具有相似的結構特征。在短周期元素組成的物質中，與N互為等電子體的分子有：________。
解析：(1)僅由第2周期元素組成的共價分子中，即C、N、O、F組成的共價分子，如N2與CO價電子總數均為10，CO2與N2O價電子總數均為16個電子。(2)依題意，只要原子數相同，各原子最外層電子數之和也相同，即可互稱等電子體為三原子，各原子最外層電子數之和為(5＋6×2＋1)，SO2、O3也為三原子，各原子最外層電子數之和為6×3＝18。
N2
CO
CO2
N2O
SO2、O3
狀元隨筆　
(1)互為等電子體的物質可以是分子與分子、分子與離子、離子與離子。
(2)等電子體的價電子總數相同，而構成原子的核外電子總數不一定相同。
[關鍵能力]
等電子原理及應用
1．等電子原理
具有相同價電子數和相同原子數的分子或離子具有相同的結構特征，這一原理稱為“等電子原理”。
2．互為等電子體應該滿足的條件
(1)在微粒的組成上，微粒所含原子數目相同；
(2)在微粒的構成上，微粒所含價電子數目相同。
3．常見等電子體
狀元隨筆　等電子原理的應用
(1)等電子原理可以較快地判斷一些分子或離子的立體構型及其成鍵特征，如NH3與H3O＋；S、Si與SiCl4空間構型相似，分別是三角錐形和正四面體形。
(2)應用于尋找和制造新材料。某些等電子體具有相同的結構特征，表現在性質和應用上也有相似之處，這對尋找和制造新材料是有啟發的。如晶體硅、鍺是良好的半導體材料，它們的等電子體磷化鋁(AlP)、砷化鎵(GaAs)也都是良好的半導體材料。
(3)利用等電子原理針對某物質找等電子體。
形成性自評
1．根據物質的“相似相溶”的一般規律，說明溴、碘單質在四氯化碳中比在水中的溶解度大，下列說法正確的是(　　)
A．溴、碘單質和四氯化碳中都含有鹵素
B．溴、碘是單質，四氯化碳是化合物
C．Br2、I2是非極性分子，CCl4也是非極性分子，而水是極性分子
D．以上說法都不對
解析：Br2、I2是非極性分子，它們易溶于非極性溶劑——CCl4，而在極性溶劑——水中的溶解度極小。
答案：C
2．已知O3分子為V形結構，O3在水中的溶解度和O2比較(　　)
A．O3在水中的溶解度和O2一樣
B．O3在水中的溶解度比O2小
C．O3在水中的溶解度比O2要大
D．沒辦法比較
解析：因O3分子為V形結構，為極性分子，O2為非極性分子，根據“相似相溶”規律可知O3在水中的溶解度比O2大，C正確。
答案：C
3．下列分子為手性分子的是(　　)
解析：B項乳酸分子的中間碳原子連—CH3、—H、—OH、—COOH四種不同的原子或原子團，應是手性分子。
答案：B
4．丙氨酸[CH3CH(NH2)COOH]分子為手性分子，它存在對映異構，如圖所示。
下列關于丙氨酸[CH3CH(NH2)COOH]的兩種對映異構(Ⅰ和Ⅱ)的說法正確的是(　　)
A．Ⅰ和Ⅱ結構和性質完全不相同
B．Ⅰ和Ⅱ呈鏡面對稱，具有不同的分子極性
C．Ⅰ和Ⅱ都屬于非極性分子
D．Ⅰ和Ⅱ中化學鍵的種類與數目完全相同
答案：D
解析：當四個不同的原子或者原子團連接在同一個C原子上時，這個C原子稱為手性C原子。但是，這種對稱只對物理性質有很大影響，無論是化學鍵還是分子的極性都是相同的。
5．用一帶靜電的玻璃棒自動靠近甲、乙兩種純液體流，現象如圖所示。其中甲、乙兩物質最有可能的組合是(　　)
選項 A B C D
甲 H2O CCl4 CS2 NCl3
乙 CS2 H2O2 H2O
答案：C
解析：由圖可知，甲、乙分別為非極性分子與極性分子，由于H2O、CS2分別為極性分子和非極性分子，所以A錯誤；由于CCl4和 均為非極性分子，所以B錯誤；CS2和H2O2分別為非極性分子與極性分子，C正確；NCl3和H2O均為極性分子，D錯誤。
6.Q、R、X、Y、Z為前20號元素中的五種，Q的低價氧化物與X單質分子的電子總數相等，R與Q同族，Y和Z的陰離子與Ar原子的電子層結構相同且Y原子序數小于Z。
(1)Q的最高價氧化物，其固態屬于________晶體，俗名叫________。
(2)R的氫化物分子的空間構型是________，屬于________分子(填“極性”或“非極性”)；它與X形成的化合物可作為一種重要的陶瓷材料，其化學式為________。
(3)X的常見氫化物的空間構型是 ________，它的另一氫化物X2H4是
火箭燃料的成分，其電子式是________，X的雜化軌道類型________。
(4)Q分別與Y、Z形成的共價化合物的化學式是________和________；Q與Y形成的化合物的電子式為__________，屬于________分子(填“極性”或“非極性”)。
分子　
干冰　
正四面體　
非極性　
Si3N4
三角錐形　
sp3
CS2
CCl4
非極性
解析：Q、R、X、Y、Z 為前20號元素中的五種，Y和Z的陰離子與Ar原子的電子層結構相同，核外電子數為18，且Y的原子序數小于Z，故Y為S元素，Z為Cl元素；Q的低價氧化物與X單質分子的電子總數相等，Q可能為C(碳)，X為N，R與Q同族，由于這五種元素均是前20號元素，所以R為Si，符合題意，據此進行解答。(1)Q是C元素，C元素最高化合價是＋4價，其最高價氧化物是CO2，二氧化碳為共價化合物，形成的晶體屬于分子晶體，固體二氧化碳俗稱為干冰；
(2)R為Si元素，氫化物為SiH4，空間結構與甲烷相同，為正四面體結構，SiH4為對稱結構，屬于非極性分子；Si與N元素形成的化合物可作為一種重要的陶瓷材料，其化學式為Si3N4；(3)X為N元素，N元素常見氫化物為NH3，氨氣的空間構型為三角錐形，它的另一氫化物X2H4即N2H4是火箭燃料的成分，故其電子式
為 ，由該化合物的電子式可知，X原子周圍形成了3個σ鍵和1對孤電子對，故X的雜化軌道類型為：sp3；(4)C分別與S、Cl形成的化合物的化學式分別是CS2、CCl4；CS2分子結構與二氧化碳類似，電子式為 ∶，為直線形對稱結構，屬于非極性分子。
7．PtCl2(NH3)2可以形成兩種固體，一種為淡黃色，在水中的溶解度較小，另一種為黃綠色，在水中的溶解度較大。請回答下列問題：
(1)PtCl2(NH3)2是____________(填“平面正方形”或“四面體形”)結構。
(2)請畫出這兩種固體分子的立體結構圖：
淡黃色固體________，黃綠色固體________。
(3)淡黃色固體物質由__________(填“極性分子”或“非極性分子”，下同)組成，黃綠色固體物質由________組成。
平面正方形　
非極性分子　
極性分子
解析：(1)根據PtCl2(NH3)2可以形成兩種固體，即有兩種同分異構體可知，其應為平面正方形結構，若為四面體形結構，則無同分異構體。(2)水是極性分子，根據相似相溶原理可知，PtCl2(NH3)2的淡黃色固體分子為非極性分子，立體結構為 ，黃綠色固體分子為極性分子，立體結構為 。
8．3－氯－2－氨基丁酸的結構簡式為 一個3－氯－2－氨基丁酸分子中含有________個手性碳原子。其中一對對映異構體用簡單的投影式表示為： 和 ，則另一對對
映異構體的簡單投影式為 和________。
2
解析：根據手性碳原子周圍連接四個不同的原子或基團這一規律可以判斷該物質的手性碳原子個數；參照例子可以知道對映體關系就像我們照鏡子一樣，其另一種就是該種在鏡子中的“鏡像”。
9．等電子體的結構相似、物理性質相近，如N2和CO為等電子體。試回答下列問題：
(1)寫出下列離子的空間結構：
Br________，C________，P________。
(2)由第2周期元素組成，與F2互為等電子體的離子有________。
(3)C2和________是等電子體，C2具有較強的還原性，它能使酸性KMnO4溶液褪色，Mn在元素周期表中的位置是____________，其基態原子價電子排布式為________________。
(4)HN3稱為疊氮酸，常溫下為無色有刺激性氣味的液體。的空間結構是_______，與互為等電子體的分子化學式為____________(寫一種)。的電子式為____________。
(5)已知H3B·NH3在一定條件下可逐步釋放出氫氣，最終轉化為氮化硼，因此可作為儲氫材料。H3B·NH3的等電子體的化學式為________。
三角錐形　
平面三角形　
四面體形　
N2O4
第4周期ⅦB族　
3d54s2
直線形
CO2
C2H6
解析：(1)互為等電子體的物質結構相似。為四原子26電子的離子，所以其結構與相似，為三角錐形；為四原子24電子的離子，與SO3的結構相似，為平面三角形；同理可知為四面體形。(2)F2為雙原子14電子的分子，所以由第2周期元素組成，與F2互為等電子體的離子有。(3)用N原子替換中的C原子可得其等電子體N2O4。Mn的原子序數為25，價電子排布式為3d54s2，位于第4周期ⅦB族。(4)CO與N2互為等電子體，用CO替換中的兩個N，用O替換“N－”，可知與CO2互為等電子體，結構相似，所以是直線形。用S替換CO2中的2個O原子可得等電子體CS2，用N2替換CO2中的“CO”可得等電子體N2O。的電子式為 。(5)BN與“C2”價電子數相同，可得H3B·NH3的等電子體為C2H6。(共23張PPT)
專題4　 章末共享專題
微專題一　分子的立體構型及判斷方法
1．用價層電子對互斥理論判斷
價層電子對互斥模型說明價層電子對的排斥作用對分子立體構型的影響，而分子的立體構型指的是成鍵電子對的立體構型，不包括孤電子對。
(1)當中心原子無孤電子對時，分子的立體構型與VSEPR模型一致。
(2)當中心原子有孤電子對時，分子的立體構型與VSEPR模型不一致。
(3)若中心原子有孤電子對，根據孤電子對與成鍵電子對相互排斥規律：孤電子對—孤電子對 孤電子對—成鍵電子對>成鍵電子對—成鍵電子對。隨著孤電子對數目的增多，成健電子對與成鍵電子對之間的斥力減小，鍵角也減小。如CH4、NH3和H2O分子中的鍵角依次減小。
2．用鍵角判斷
分子的立體構型和鍵角的關系如下表所示：
分子 類型 分子的 立體構型 鍵角 鍵的極性 分子極性 實例
A2 直線形 (對稱) 非極性鍵 非極性 H2、O2、N2等
AB 直線形 (非對稱) 極性鍵 極性 HX、CO、NO等
ABA 直線形 (對稱) 180° 極性鍵 非極性 CO2、CS2等
V形 (不對稱) 極性鍵 極性 H2O、H2S等
AB3 平面三角形 (對稱) 120° 極性鍵 非極性 BF3、SO3等
三角錐形 (不對稱) 極性鍵 極性 NH3、PCl3等
AB4 正四面體形 (對稱) 109°28′ 極性鍵 非極性 CH4、CCl4等
3.用雜化軌道理論判斷
雜化 類型 雜化軌 道數目 雜化軌道 間夾角 分子立 體構型 實例
sp 2 180° 直線形 BeCl2、CH≡CH
sp2 3 120° 平面三角形 BF3、BCl3
sp3 4 109°28′ 正四面體形 CH4、CCl4
[微訓練一]
1．下列物質中，分子的立體結構與水分子相同的是(　　)
A．CO2 B．H2S
C．PCl3 D．SiCl4
解析：水分子的立體構型為V形，根據等電子原理可知，H2S與H2O的結構相似，H2S的立體構型也為V形。
答案：B
2．已知Zn2＋的4s軌道和4p軌道可以形成sp3雜化軌道，那么[ZnCl4]2－的立體構型為(　　)
A．直線形 B．平面正方形
C．正四面體形 D．正八面體形
解析：通過sp3雜化可得到呈正四面體形的4個sp3雜化軌道，與4個Cl－形成4個配位鍵，故[ZnCl4]2－為正四面體形。
答案：C
3．氯化亞砜(SOCl2)是一種很重要的化學試劑，可以作為氯化劑和脫水劑。下列關于氯化亞砜分子的幾何構型和中心原子(S)采取雜化方式的說法正確的是(　　)
A．三角錐形、sp3 B．V形、sp2
C．平面三角形、sp2 D．三角錐形、sp2
解析：SOCl2分子中硫原子的價層電子對數＝σ鍵電子對數＋孤電子對數＝3＋×(6－2×1－2)＝4，故S原子采取sp3雜化，由于孤電子對占據一個雜化軌道，所以分子的立體構型為三角錐形。
答案：A
4．下列關于價層電子對互斥理論及雜化軌道理論的敘述不正確的是(　　)
A．價層電子對互斥理論將分子分成兩類：中心原子有孤電子對的和無孤電子對的
B．價層電子對互斥理論既適用于單質分子，也適用于化合物分子
C．sp3雜化軌道是由同一個原子中能量相近的s軌道和p軌道通過雜化形成的一組能量相近的新軌道
D．AB2型共價化合物的中心原子A采取的雜化方式可能不同
解析：在VSEPR理論中，將分子分成了含孤電子對與不含孤電子對兩種情況，顯然分子的VSEPR模型與立體構型可能相同(不含孤電子對的情況下)，也可能不同(含孤電子對的情況下)，A項正確；VSEPR模型的研究對象僅限于化合物分子，不適用單質分子，B項錯誤；C項明顯正確；AB2型共價化合物由于其中心原子具有的孤電子對數和σ鍵電子對數可能不同，則其采取的雜化方式也可能不同，D項正確。
答案：B
5．20世紀50年代科學家提出價層電子對互斥理論(簡稱VSEPR模型)，用于預測簡單分子立體構型。其要點可以概括為
Ⅰ.用AXnEm表示只含一個中心原子的分子組成，A為中心原子，X為與中心原子相結合的原子，E為中心原子最外層未參與成鍵的電子對(稱為孤電子對)，(n＋m)稱為價層電子對數。分子中的價層電子對總是互相排斥，均勻地分布在中心原子周圍的空間；
Ⅱ.分子的空間構型是指分子中的原子在空間的排布，不包括中心原子未成鍵的孤電子對；
Ⅲ.分子中價層電子對之間的斥力主要順序：
ⅰ.孤電子對之間的斥力>孤電子對與共用電子對之間的斥力>共用電子對之間的斥力；
ⅱ.雙鍵與雙鍵之間的斥力>雙鍵與單鍵之間的斥力>單鍵與單鍵之間的斥力；
ⅲ.X原子得電子能力越弱，A—X形成的共用電子對之間的斥力越強；
ⅳ.其他。
請仔細閱讀上述內容，回答下列問題：
(1)根據要點Ⅰ可以畫出AXnEm的VSEPR理想模型，請填寫下表。
(2)請用VSEPR模型解釋CO2為直線形分子的原因：
_______________________________________________。
(3)H2O分子的立體構型為________，請你預測水分子中∠H—O—H的大小范圍并解釋原因：______________________。
(4)SO2Cl2和SO2F2都屬于AX4E0型分子，S、O之間以雙鍵結合，S—Cl、S—F之間以單鍵結合。請你預測SO2Cl2和SO2F2分子的空間構型：________，SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl________(填“<”“>”或“＝”)SO2F2分子中∠F—S—F。
n＋m 2
VSEPR理想模型 正四面體形
價層電子對之間的理想鍵角 109°28′
4
直線形
180°
CO2屬于AX2E0型分子，n＋m＝2，故為直線形
V形
水分子屬于AX2E2型分子，n＋m＝4，VSEPR理想模型為正四面體形，價層電子對之間的鍵角均為109°28′。根據Ⅲ中的ⅰ，應有∠H—O—H<109°28′
四面體形
>
解析：VSEPR模型的判斷方法：在分子中，當n＋m＝2且不存在孤電子對時為直線形分子；當n＋m＝3時，如果沒有孤電子對時為平面三角形，如果有孤電子對時為V形；當n＋m＝4時，如果沒有孤電子對時為正四面體形，如果有兩對孤電子對時為V形。水分子中n＋m＝4，且有兩對孤電子對，所以是V形結構，又由于孤電子對的作用力強于成鍵的共用電子對，所以其鍵角小于109°28′。SO2Cl2和SO2F2中的硫原子是中心原子，此時n＋m＝4且沒有孤電子對，所以它應為四面體形，但由于原子種類不同，所以不是正四面體形。
微專題二　配合物
配合物的形成及對物質性質的影響
(1)形成配合物的條件
①中心原子或離子必須有空軌道；②配位體有孤電子對。
(2)配合物的組成
中心原子(或離子)的配位數一般為2、4、6、8等。
(3)配合物的形成對物質性質的影響
①穩定性增強：配合物具有一定的穩定性，配合物中的配位鍵越強，配合物越穩定。當作為中心原子的金屬元素相同時，配合物的穩定性與配位體的性質有關。
②顏色的改變，如Fe(SCN)3的形成。
③對溶解性的影響，如AgCl可溶于氨水得到[Ag(NH3)2]＋。
[微訓練二]
1．配位化學創始人維爾納發現，將物質的量均為1 mol的CoCl3·6NH3(黃色)、CoCl3·5NH3(紫紅色)、CoCl3·4NH3(綠色)三種配合物溶于水，加入足量AgNO3溶液，生成的沉淀AgCl分別為3 mol、2 mol和1 mol。已知上述配合物中的配離子的配位數均為6。請根據實驗事實用配合物的形式寫出它們的化學式。
CoCl3·6NH3 ____________，　CoCl3·5NH3 ______________，
CoCl3·4NH3 ____________。
解析：根據參與反應的配合物的量與產物的量的關系，推出配合物的化學式。向1 mol CoCl3·6NH3(黃色)溶液中加入足量AgNO3溶液，生成AgCl沉淀3 mol，可推出3個氯離子全在外界，所以CoCl3·6NH3應該是[Co(NH3)6]Cl3；1 mol CoCl3·5NH3與AgNO3反應生成AgCl沉淀2 mol，推出外界有2個氯離子；1 mol CoCl3·4NH3與AgNO3反應生成AgCl沉淀1 mol，推出外界有1個氯離子。
[Co(NH3)6]Cl3
[Co(NH3)5Cl]Cl2
[Co(NH3)4Cl2]Cl
2．(1)[Fe(H2O)6]2＋與NO反應生成的[Fe(NO)(H2O)5]2＋中，NO以N原子與Fe2＋形成配位鍵。
請在[Fe(NO)(H2O)5]2＋結構示意圖(如圖所示)的相應位置補填缺少的配位體。
(2)硫酸鎳溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4藍色溶液。在[Ni(NH3)6]2+中Ni2＋與NH3之間形成的化學鍵稱為________，提供孤電子對的成鍵原子是________。
(3)[Zn(CN)4]2－中Zn2＋與CN－的C原子形成配位鍵。不考慮空間構型，[Zn(CN)4]2－的結構可用示意圖表示為________。
配位鍵　
N
解析：(1)注意[Fe(NO)(H2O)5]2＋中N原子與Fe2＋形成配位鍵即可。(2)[Ni(NH3)6]2＋為配離子，Ni2＋與NH3之間為配位鍵。配位體NH3中提供孤電子對的為N。中，Zn2＋提供空軌道，CN－中的C原子提供孤電子對，構成配位鍵，據此可寫出結構。
3．Cu、Zn、Cr都是過渡金屬元素，都可形成多種配合物。
(1)下列不能作為配合物配位體的是________。
A．H2O　　　B．NH3　　　C．CH4　　　D．Cl－
(2)用氫鍵表示式寫出氨水中NH3分子與水分子間形成的可能存在的氫鍵________________。
(3)Cu元素可形成[Cu(NH3)4]SO4，其中存在的化學鍵類型有________(填序號)。
①配位鍵?、诮饘冁I?、蹣O性共價鍵?、芊菢O性共價鍵
⑤離子鍵　⑥氫鍵
(4)若[Cu(NH3)4]2＋具有對稱的空間構型，且當其中的兩個NH3被兩個Cl－取代時，能得到兩種不同結構的產物，則[Cu(NH3)4]2＋的空間構型為________(填字母)。
a．平面正方形 b．正四面體 c．三角錐型 d．V形
C
N—H…O、O—H…N
①③⑤
a
(5)在硫酸銅溶液中逐滴滴加氨水至過量，先出現藍色沉淀，然后沉淀溶解形成深藍色的溶液，寫出此藍色沉淀溶解的離子方程式：
_____________________________________________________。
(6)在CrCl3的水溶液中，一定條件下存在組成為[CrCln (H2O) 6-n] x+ (n和x均為正整數)的配離子，將其通過氫離子交換樹脂(R—H)，可發生離子交換反應：[CrCln(H2O)6－n]x＋＋xR—H―→Rx[CrCln(H2O)6－n]＋xH＋。交換出來的H＋和已知量的NaOH溶液反應，即可求出x和n，確定配離子的組成。將含0.001 5 mol[CrCln(H2O)6－n]x＋的溶液與R—H完全交換后，中和生成的H＋需濃度為0.120 0 mol·L－1 NaOH溶液25.00 mL，則該配離子的化學式為____________。
Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O
[CrCl(H2O)5]2＋
解析：(1)H2O、NH3、Cl－中均有孤電子對，均可以作配位體；CH4分子中無孤電子對，不能作配位體。(2)N元素與O元素的電負性都很強，氨水中NH3分子與水分子間可能存在的氫鍵為N—H…O、O—H…N。(3)[Cu(NH3)4]SO4中，[Cu(NH3)4]2＋與之間的化學鍵為離子鍵；[Cu(NH3)4]2＋中Cu2＋與NH3之間的化學鍵為配位鍵；N—H鍵、S—O鍵為極性共價鍵。(4)Cu2＋形成4個配位鍵，[Cu(NH3)4]2＋具有對稱的空間構型，則為平面正方形或正四面體，如果為正四面體，[Cu(NH3)4]2＋中的兩個NH3被兩個Cl－取代，只有一種結構，所以應為平面正方形。(5)氫氧化銅沉淀可以溶于過量的氨水中，發生反應：Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。(6)中和生成的H＋需濃度為0.120 0 mol·L－1氫氧化鈉溶液25.00 mL，由H＋＋OH－===H2O可以得出H＋的物質的量為0.120 0 mol·L－1×25.00×10－3 L＝0.003 mol，所以x＝＝2；[CrCln(H2O)6－n]2＋中Cr元素的化合價為＋3價，則有3－n＝2，解得n＝1，即該配離子的化學式為[CrCl(H2O)5]2＋。
4．CdSnAs2是一種高遷移率的新型熱電材料，回答下列問題：
(1)Sn為ⅣA族元素，單質Sn與干燥Cl2反應生成SnCl4。常溫常壓下SnCl4為無色液體，SnCl4空間構型為___________，其固體的晶體類型為________。
(2)NH3、PH3、AsH3的沸點由高到低的順序為________________(填化學式，下同)，還原性由強到弱的順序為________________，
鍵角由大到小的順序為_________________。
(3)含有多個配位原子的配位體與同一中心離子(或原子)通過螯合配位成環而形成的配合物為螯合物。一種Cd2＋配合物的結構如圖所示，1 mol該配合物中通過螯合作用形成的配位鍵有____ mol，該螯合物中N的雜化方式有____種。
正四面體形　
分子晶體
NH3、AsH3、PH3
AsH3、PH3、NH3
NH3、PH3、AsH3
6
1
(4)以晶胞參數為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子的分數坐標。四方晶系CdSnAs2的晶胞結構如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°，晶胞中部分原子的分數坐標如表所示。
一個晶胞中有________個Sn，找出距離Cd(0，0，0)最近的Sn________________________(用分數坐標表示)。CdSnAs2晶體中與單個Sn鍵合的As有________個。
　　坐標 原子　　 x y z
Cd 0 0 0
Sn 0 0 0.5
As 0.25 0.25 0.125
4
(0.5，0，0.25)、(0.5，0.5，0)
4
解析：(1)Sn為元素周期表中ⅣA族元素，最外層有4個電子，故SnCl4的中心原子Sn的價電子對數為4＋＝4，且均為成鍵電子對，故SnCl4的空間構型為正四面體形。由SnCl4常溫常壓下為液體的物理性質可知SnCl4符合分子晶體的特點，故其為分子晶體。(2)NH3中存在分子間氫鍵，導致其沸點比與N元素同主族的P、As元素的氫化物PH3、AsH3的沸點要高，而PH3、AsH3中均不存在分子間氫鍵，影響PH3、AsH3沸點的因素為范德華力，相對分子質量越大，沸點越高，則沸點由高到低的順序為NH3、AsH3、PH3。通常同主族元素隨著原子序數的遞增，氣態氫化物的還原性逐漸增強，則還原性由強到弱的順序是AsH3、PH3、NH3。同主族元素，隨著原子序數的遞增，電負性逐漸減弱，則其氣態氫化物中的成鍵電子對逐漸遠離中心原子，致使成鍵電子對的排斥力降低，鍵角逐漸減小，故鍵角由大到小的順序是NH3、PH3、AsH3。
(3)該螯合物中Cd2＋與5個N原子、2個O原子形成化學鍵，其中與1個O原子形成的為共價鍵，另外的均為配位鍵，故1 mol該配合物中通過螯合作用形成6 mol配位鍵。該螯合物中無論是硝基中的N原子，還是中的N原子，還是六元環中的N原子，N均為sp2雜化，即N只有1種雜化方式。(4)由四方晶系CdSnAs2晶胞及原子的分數坐標可知，有4個Sn位于棱上，6個Sn位于面上，則屬于一個晶胞的Sn的個數為4×＋6×＝4。與Cd(0，0，0)最近的Sn原子為如圖
所示的a、b兩個Sn原子，a位置的Sn的分數坐標為(0.5，0，0.25)，b位置的Sn的分數坐標為(0.5，0.5，0)。CdSnAs2晶體中Sn除與該晶胞中的2個As鍵合外，還與相鄰晶胞中的2個As鍵合，故晶體中單個Sn與4個As鍵合。

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