資源簡(jiǎn)介

題型突破2　電離能、電負(fù)性、共價(jià)鍵、雜化方式與分子空間結(jié)構(gòu)
1.(2024·山東卷)[BMIM]+B(見圖)是MnOx晶型轉(zhuǎn)變的誘導(dǎo)劑。B的空間構(gòu)型為　　　　　　　　　　　　　　　;
[BMIM]+中咪唑環(huán)存在大π鍵,則N原子采取的軌道雜化方式為　　　　。
2.(2024·全國(guó)甲卷)ⅣA族元素具有豐富的化學(xué)性質(zhì),其化合物有著廣泛的應(yīng)用。回答下列問題:
(1)CaC2俗稱電石,該化合物中不存在的化學(xué)鍵類型為　　　　(填標(biāo)號(hào))。
a.離子鍵 b.極性共價(jià)鍵
c.非極性共價(jià)鍵 d.配位鍵
(2)一種光刻膠薄膜成分為聚甲基硅烷,其中電負(fù)性最大的元素是　　　　,硅原子的雜化軌道類型為　　　　。
3.(2024·北京卷)SnCl2和SnCl4是錫的常見氯化物,SnCl2可被氧化得到。
(1)SnCl2分子的VSEPR模型名稱是　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)SnCl4的Sn—Cl鍵是由錫的　　　　軌道與氯的3p軌道重疊形成σ鍵。
4.(2024·浙江1月選考)(1)下列說法正確的是　　　　。
A.電負(fù)性:B>N>O
B.離子半徑:P3-C.第一電離能:GeD.基態(tài)Cr的簡(jiǎn)化電子排布式:[Ar]3d4
(2)H2N-NH2+H+—→H2N-N,其中-NH2的N原子雜化方式為　　　　。
5.(2022·全國(guó)甲卷)圖a、b、c分別表示C、N、O和F的逐級(jí)電離能I變化趨勢(shì)(縱坐標(biāo)的標(biāo)度不同)。第一電離能的變化圖是　　　　　(填標(biāo)號(hào)),第三電離能的變化圖是　　　　　(填標(biāo)號(hào))。
1.元素第一電離能的周期性變化
隨著原子序數(shù)的遞增,元素的第一電離能呈周期性變化:同周期元素從左到右,第一電離能有逐漸增大的趨勢(shì),稀有氣體的第一電離能最大,氫和堿金屬的第一電離能最小。同族元素從上到下,第一電離能逐漸減小。
說明　同周期元素,從左到右第一電離能呈增大趨勢(shì)。同能級(jí)的軌道為全充滿、半充滿時(shí),元素的第一電離能較相鄰元素要大,即第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一電離能均大于同周期相鄰元素。例如,Be、N、Mg、P。
2.元素電負(fù)性的周期性變化
隨著原子序數(shù)的遞增,元素的電負(fù)性呈周期性變化:同周期元素從左到右,元素的電負(fù)性逐漸增大;同族元素從上到下,元素的電負(fù)性逐漸減小。
3.共價(jià)鍵
(1)σ鍵、π鍵(以碳原子之間成鍵為例)
共價(jià)鍵 舉例 說明
單鍵(σ鍵) ①相同原子之間形成的共價(jià)鍵是非極性鍵,如Cl2;不同原子之間形成的共價(jià)鍵是極性鍵,如HCl; ②分子中的大π鍵可用符號(hào)表示,其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù),n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為),:,N:,SO2:,O3:,C:
雙鍵(1個(gè) σ鍵、1個(gè)π鍵)
三鍵(1個(gè) σ鍵、2個(gè)π鍵) —C≡C—
大π鍵
(2)配位鍵
①配合物的組成:以[Cu(NH3)4]SO4為例,如圖1所示。
②一般來說,配合物內(nèi)界與外界之間為離子鍵,電荷相互抵消。
③配體有多個(gè)配位原子,與中心原子形成螯合物,如銅離子與乙二胺形成配離子(圖2)。
4.中心原子雜化類型和分子空間結(jié)構(gòu)的相互判斷
中心原子的雜化類型和分子的空間結(jié)構(gòu)有關(guān),二者之間可以相互判斷。
分子組成 (A為中心 原子) 中心原子 的孤電子 對(duì)數(shù) 中心原 子的雜 化方式 分子的 空間結(jié)構(gòu) 實(shí)例
AB2 0 sp 直線形 BeCl2
1 sp2 V形 SO2
2 sp3 V形 H2O
AB3 0 sp2 平面三角形 BF3
1 sp3 三角錐形 NH3
AB4 0 sp3 正四面體形 CH4
5.鍵角大小的比較
(1)用價(jià)層電子對(duì)互斥模型判斷分子的空間結(jié)構(gòu),不僅要考慮中心原子的孤電子對(duì)所占據(jù)的空間,還要考慮孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥力大小。排斥力大小順序?yàn)長(zhǎng)P—LP>LP—BP>BP—BP(LP代表孤電子對(duì),BP代表成鍵電子對(duì))。
(2)不同雜化類型
如鍵角:CH4(3)雜化類型相同,中心原子的孤電子對(duì)數(shù)越多,鍵角越小
如鍵角:CH4>NH3>H2O;N>NH3;H3O+>H2O。
(4)雜化類型和孤電子對(duì)數(shù)均相同,中心原子的電負(fù)性越大,鍵角越大
鍵角:NH3>PH3>AsH3。
解釋:N、P、As的電負(fù)性逐漸減小,中心原子的電負(fù)性越大,成鍵電子對(duì)越靠近中心原子,成鍵電子對(duì)排斥力增大,鍵角增大。
(5)雜化類型和孤電子對(duì)數(shù)均相同,配位原子的電負(fù)性越大,鍵角越小
鍵角:NF3解釋:F的電負(fù)性比H大,NF3中成鍵電子對(duì)偏向F,成鍵電子對(duì)排斥力比NH3小,且NF3的孤電子對(duì)偏向N,孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥力較大。
對(duì)于第(4)、(5)種類型,可以歸納為判斷中心原子的電子云密度,中心原子的電子云密度越大,則該分子的成鍵電子對(duì)排斥力越大,則鍵角越大。
1.B、Si和P是組成半導(dǎo)體材料的重要元素。基態(tài)B、Si和P中,單電子數(shù)最多的是　　　　　　,電負(fù)性最大的是　　　　　　。
2.(2024·四川成都專題練)羥基磷灰石[Ca5(PO4)3OH]是牙齒中的重要礦物質(zhì),其中羥基(—OH)中氧原子的雜化方式為　　　　　　　,P的空間構(gòu)型為　　　　　　,該化合物所含元素電負(fù)性最大的是　　　　　　。
3.(2024·陜西西安期末)黃鐵礦(主要成分為FeS2)的利用對(duì)資源和環(huán)境具有重要意義,一種酸性條件下催化氧化黃鐵礦的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,回答下列問題:
(1)基態(tài)氮原子的價(jià)層電子排布式為　　　　。
(2)基態(tài)氧原子的核外電子有　　　　種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài),其電子占據(jù)的最高能級(jí)的電子云輪廓圖為　　　　形。
(3)第一電離能:N　　　　 (填“>”“<”或“=”)O。
(4)反應(yīng)Ⅱ的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　,
Fe3+的半徑比Fe2+　　　　 (填“大”或“小”),Fe3+的穩(wěn)定性比Fe2+更　　　　(填“強(qiáng)”或“弱”)。
4.(2024·山東青島專題練)磷化銅與水反應(yīng)產(chǎn)生有毒的磷化氫(PH3)氣體,PH3分子的空間構(gòu)型為　　　　;P、S的第一電離能(I1)的大小為I1(P)　　　　I1(S)(填“>”“<”或“=”);PH3的沸點(diǎn)　　　　(填“高于”或“低于”)NH3的沸點(diǎn),原因是　　　　。
5.(2024·陜西寶雞模擬)鐵是一種常見的金屬,在生產(chǎn)生活中用途廣泛。
(1)鐵在元素周期表中的位置是　　　　, 其基態(tài)原子的電子排布式為　　　　;鐵原子核外電子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光,可以用　　　　攝取鐵元素的原子光譜。
(2)Fe(CO)5與NH3在一定條件下可合成一種具有磁性的氮化鐵(Fe3N),NH3分子的立體構(gòu)型為　　　　;1 mol Fe(CO)5分子中含有σ鍵為　　　　 mol。
(3)把氯氣通入黃血鹽{K4[Fe(CN)6]}溶液中,得到赤血鹽{K3[Fe(CN)6]},該反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　;
CN-中碳原子的雜化軌道類型為　　　　　　。C、N、O元素的第一電離能的大小順序?yàn)椤　　　　　　?
(4)FeCl3可與KSCN溶液發(fā)生顯色反應(yīng)。SCN-與N2O互為等電子體,則SCN-的電子式為　　　　　　　　。
6.(2024·遼寧營(yíng)口期中)在元素周期表中除了同族元素的性質(zhì)相似外,還有一些處于對(duì)角線上的元素的性質(zhì)也呈現(xiàn)相似性。例如Li和Mg、Be和Al、B和Si,這種相似關(guān)系稱為對(duì)角線關(guān)系,也稱對(duì)角線規(guī)則。回答下列問題:
(1)Ge與Si同主族,二者屬于周期表中　　　　區(qū)元素;Ge能與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2GeO3,其中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)基態(tài)Mg原子和基態(tài)Al原子中第一電離能較大的是　　　　　,原因?yàn)椤　　　　　　　　　　　　　　?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)硼氫化鈉(NaBH4)是有機(jī)合成中常用的還原劑。
①硼氫化鈉中存在的化學(xué)鍵為　　　　　　(填標(biāo)號(hào))。
a.離子鍵 b.共價(jià)鍵
c.氫鍵 d.配位鍵
②　　　　　　 g NaBH4的還原能力與標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4 L H2的還原能力相當(dāng)(還原能力即生成H+失去電子的量)。
題型突破2　電離能、電負(fù)性、共價(jià)鍵、雜化方式與分子空間結(jié)構(gòu)
1.(2024·山東卷)[BMIM]+B(見圖)是MnOx晶型轉(zhuǎn)變的誘導(dǎo)劑。B的空間構(gòu)型為　　　　　　　　　　　　　　　;
[BMIM]+中咪唑環(huán)存在大π鍵,則N原子采取的軌道雜化方式為　　　　。
答案　正四面體形　sp2
解析　B中B形成4個(gè)σ鍵(其中有1個(gè)配位鍵),為sp3雜化,空間構(gòu)型為正四面體形;咪唑環(huán)存在大π鍵,N原子形成3個(gè)σ鍵,雜化方式為sp2。
2.(2024·全國(guó)甲卷)ⅣA族元素具有豐富的化學(xué)性質(zhì),其化合物有著廣泛的應(yīng)用。回答下列問題:
(1)CaC2俗稱電石,該化合物中不存在的化學(xué)鍵類型為　　　　(填標(biāo)號(hào))。
a.離子鍵 b.極性共價(jià)鍵
c.非極性共價(jià)鍵 d.配位鍵
(2)一種光刻膠薄膜成分為聚甲基硅烷,其中電負(fù)性最大的元素是　　　　,硅原子的雜化軌道類型為　　　　。
答案　(1)bd　(2)C　sp3
解析　(1)CaC2中Ca2+與之間為離子鍵,中C與C之間為非極性共價(jià)鍵,故不存在極性共價(jià)鍵和配位鍵。(2)該物質(zhì)中含有H、C、Si元素,其中C的電負(fù)性最大;Si形成4個(gè)σ鍵,雜化軌道類型為sp3。
3.(2024·北京卷)SnCl2和SnCl4是錫的常見氯化物,SnCl2可被氧化得到。
(1)SnCl2分子的VSEPR模型名稱是　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)SnCl4的Sn—Cl鍵是由錫的　　　　軌道與氯的3p軌道重疊形成σ鍵。
答案　(1)平面三角形　(2)sp3雜化
解析　(1)SnCl2中Sn的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2+×(4-2×1)=3,故SnCl2分子的VSEPR模型名稱是平面三角形;(2)SnCl4中Sn的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4+×(4-4×1)=4,有4個(gè)σ鍵、無孤電子對(duì),故Sn采取sp3雜化,則SnCl4的Sn—Cl鍵是由錫的sp3雜化軌道與氯的3p軌道重疊形成σ鍵。
4.(2024·浙江1月選考)(1)下列說法正確的是　　　　。
A.電負(fù)性:B>N>O
B.離子半徑:P3-C.第一電離能:GeD.基態(tài)Cr的簡(jiǎn)化電子排布式:[Ar]3d4
(2)H2N-NH2+H+—→H2N-N,其中-NH2的N原子雜化方式為　　　　。
答案　(1)C　(2)sp3
解析　(1)同一周期,從左到右,電負(fù)性依次增強(qiáng),故電負(fù)性為O>N>B,A錯(cuò)誤;核外電子排布相同,核電荷數(shù)越大,半徑越小,故順序?yàn)镻3->S2->Cl-,B錯(cuò)誤;同一周期,從左到右,電離能增大的趨勢(shì),第ⅤA族和第ⅥA族相反,故順序?yàn)镚e5.(2022·全國(guó)甲卷)圖a、b、c分別表示C、N、O和F的逐級(jí)電離能I變化趨勢(shì)(縱坐標(biāo)的標(biāo)度不同)。第一電離能的變化圖是　　　　　(填標(biāo)號(hào)),第三電離能的變化圖是　　　　　(填標(biāo)號(hào))。
答案　圖a　圖b
解析　C、N、O、F四種元素在同一周期,同一周期隨原子序數(shù)的增大第一電離能有增大的趨勢(shì),但由于N元素的2p能級(jí)為半充滿狀態(tài),因此N元素的第一電離能較C、O兩種元素高,因此C、N、O、F四種元素的第一電離能從小到大的順序?yàn)镃1.元素第一電離能的周期性變化
隨著原子序數(shù)的遞增,元素的第一電離能呈周期性變化:同周期元素從左到右,第一電離能有逐漸增大的趨勢(shì),稀有氣體的第一電離能最大,氫和堿金屬的第一電離能最小。同族元素從上到下,第一電離能逐漸減小。
說明　同周期元素,從左到右第一電離能呈增大趨勢(shì)。同能級(jí)的軌道為全充滿、半充滿時(shí),元素的第一電離能較相鄰元素要大,即第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一電離能均大于同周期相鄰元素。例如,Be、N、Mg、P。
2.元素電負(fù)性的周期性變化
隨著原子序數(shù)的遞增,元素的電負(fù)性呈周期性變化:同周期元素從左到右,元素的電負(fù)性逐漸增大;同族元素從上到下,元素的電負(fù)性逐漸減小。
3.共價(jià)鍵
(1)σ鍵、π鍵(以碳原子之間成鍵為例)
共價(jià)鍵 舉例 說明
單鍵(σ鍵) ①相同原子之間形成的共價(jià)鍵是非極性鍵,如Cl2;不同原子之間形成的共價(jià)鍵是極性鍵,如HCl; ②分子中的大π鍵可用符號(hào)表示,其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù),n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為),:,N:,SO2:,O3:,C:
雙鍵(1個(gè) σ鍵、1個(gè)π鍵)
三鍵(1個(gè) σ鍵、2個(gè)π鍵) —C≡C—
大π鍵
(2)配位鍵
①配合物的組成:以[Cu(NH3)4]SO4為例,如圖1所示。
②一般來說,配合物內(nèi)界與外界之間為離子鍵,電荷相互抵消。
③配體有多個(gè)配位原子,與中心原子形成螯合物,如銅離子與乙二胺形成配離子(圖2)。
4.中心原子雜化類型和分子空間結(jié)構(gòu)的相互判斷
中心原子的雜化類型和分子的空間結(jié)構(gòu)有關(guān),二者之間可以相互判斷。
分子組成 (A為中心 原子) 中心原子 的孤電子 對(duì)數(shù) 中心原 子的雜 化方式 分子的 空間結(jié)構(gòu) 實(shí)例
AB2 0 sp 直線形 BeCl2
1 sp2 V形 SO2
2 sp3 V形 H2O
AB3 0 sp2 平面三角形 BF3
1 sp3 三角錐形 NH3
AB4 0 sp3 正四面體形 CH4
5.鍵角大小的比較
(1)用價(jià)層電子對(duì)互斥模型判斷分子的空間結(jié)構(gòu),不僅要考慮中心原子的孤電子對(duì)所占據(jù)的空間,還要考慮孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥力大小。排斥力大小順序?yàn)長(zhǎng)P—LP>LP—BP>BP—BP(LP代表孤電子對(duì),BP代表成鍵電子對(duì))。
(2)不同雜化類型
如鍵角:CH4(3)雜化類型相同,中心原子的孤電子對(duì)數(shù)越多,鍵角越小
如鍵角:CH4>NH3>H2O;N>NH3;H3O+>H2O。
(4)雜化類型和孤電子對(duì)數(shù)均相同,中心原子的電負(fù)性越大,鍵角越大
鍵角:NH3>PH3>AsH3。
解釋:N、P、As的電負(fù)性逐漸減小,中心原子的電負(fù)性越大,成鍵電子對(duì)越靠近中心原子,成鍵電子對(duì)排斥力增大,鍵角增大。
(5)雜化類型和孤電子對(duì)數(shù)均相同,配位原子的電負(fù)性越大,鍵角越小
鍵角:NF3解釋:F的電負(fù)性比H大,NF3中成鍵電子對(duì)偏向F,成鍵電子對(duì)排斥力比NH3小,且NF3的孤電子對(duì)偏向N,孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥力較大。
對(duì)于第(4)、(5)種類型,可以歸納為判斷中心原子的電子云密度,中心原子的電子云密度越大,則該分子的成鍵電子對(duì)排斥力越大,則鍵角越大。
1.B、Si和P是組成半導(dǎo)體材料的重要元素。基態(tài)B、Si和P中,單電子數(shù)最多的是　　　　　　,電負(fù)性最大的是　　　　　　。
答案　P　P
2.(2024·四川成都專題練)羥基磷灰石[Ca5(PO4)3OH]是牙齒中的重要礦物質(zhì),其中羥基(—OH)中氧原子的雜化方式為　　　　　　　,P的空間構(gòu)型為　　　　　　,該化合物所含元素電負(fù)性最大的是　　　　　　。
答案　sp3　正四面體形　O(或氧元素)
解析　羥基(—OH)中氧原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4,根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷O原子的雜化方式為sp3;P中P原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=4+ =4且不含孤電子對(duì),根據(jù)價(jià)層電子對(duì)判斷該微粒空間構(gòu)型為正四面體形;元素的非金屬性越強(qiáng),其電負(fù)性越大,非金屬性最強(qiáng)的是O元素,則電負(fù)性最大的是O(或氧元素)。
3.(2024·陜西西安期末)黃鐵礦(主要成分為FeS2)的利用對(duì)資源和環(huán)境具有重要意義,一種酸性條件下催化氧化黃鐵礦的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,回答下列問題:
(1)基態(tài)氮原子的價(jià)層電子排布式為　　　　。
(2)基態(tài)氧原子的核外電子有　　　　種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài),其電子占據(jù)的最高能級(jí)的電子云輪廓圖為　　　　形。
(3)第一電離能:N　　　　 (填“>”“<”或“=”)O。
(4)反應(yīng)Ⅱ的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　,
Fe3+的半徑比Fe2+　　　　 (填“大”或“小”),Fe3+的穩(wěn)定性比Fe2+更　　　　(填“強(qiáng)”或“弱”)。
答案　(1)2s22p3　(2)5　啞鈴　(3)>　(4)8H2O+14Fe3++FeS2===15Fe2++2S+16H+　小　強(qiáng)
解析　(1)氮元素的原子序數(shù)為7,基態(tài)N原子的價(jià)層電子排布式為2s22p3;(2)氧元素的原子序數(shù)為8,基態(tài)O原子的電子排布式為1s22s22p4,原子軌道數(shù)目為5,則原子的核外電子有5種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài),占據(jù)的最高能級(jí)是電子云輪廓圖為啞鈴形的2p能級(jí);(3)同周期元素,從左到右第一電離能呈增大趨勢(shì),氮原子的2p軌道為穩(wěn)定的半充滿結(jié)構(gòu),元素的第一電離能大于相鄰元素,則氮元素的第一電離能大于氧元素;(4)由圖可知,反應(yīng)Ⅱ?yàn)槿芤褐需F離子與二硫化亞鐵反應(yīng)生成亞鐵離子、硫酸根離子和氫離子,反應(yīng)的離子方程式為8H2O+14Fe3++FeS2===15Fe2++2S+16H+;同種元素的不同種離子的電荷數(shù)越大,離子半徑越小,則鐵離子的離子半徑小于亞鐵離子;鐵元素的原子序數(shù)為26,鐵離子的價(jià)電子排布式為結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的3d5,而亞鐵離子的價(jià)電子排布式為結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的3d6,所以鐵離子的穩(wěn)定性強(qiáng)于亞鐵離子。
4.(2024·山東青島專題練)磷化銅與水反應(yīng)產(chǎn)生有毒的磷化氫(PH3)氣體,PH3分子的空間構(gòu)型為　　　　;P、S的第一電離能(I1)的大小為I1(P)　　　　I1(S)(填“>”“<”或“=”);PH3的沸點(diǎn)　　　　(填“高于”或“低于”)NH3的沸點(diǎn),原因是　　　　。
答案　三角錐形　>　低于　NH3分子間能形成氫鍵,而PH3不能
解析　N、P為同主族元素,PH3和NH3的分子構(gòu)型相同,NH3為三角錐形,則PH3為三角錐形;在同一周期元素中,元素的第一電離能隨原子序數(shù)的遞增,呈增大的趨勢(shì),但核外電子排布滿足全充滿或半充滿狀態(tài)時(shí),第一電離能大于其后面相鄰的元素的第一電離能,故I1 (P)>I1(S);NH3、PH3都是由分子通過分子間作用力構(gòu)成的分子晶體,NH3分子間存在氫鍵,PH3分子之間無氫鍵,使NH3分子之間的吸引力增強(qiáng)。氫鍵為分子間的作用力,對(duì)物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)影響較大,則PH3的沸點(diǎn)低于NH3。
5.(2024·陜西寶雞模擬)鐵是一種常見的金屬,在生產(chǎn)生活中用途廣泛。
(1)鐵在元素周期表中的位置是　　　　, 其基態(tài)原子的電子排布式為　　　　;鐵原子核外電子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光,可以用　　　　攝取鐵元素的原子光譜。
(2)Fe(CO)5與NH3在一定條件下可合成一種具有磁性的氮化鐵(Fe3N),NH3分子的立體構(gòu)型為　　　　;1 mol Fe(CO)5分子中含有σ鍵為　　　　 mol。
(3)把氯氣通入黃血鹽{K4[Fe(CN)6]}溶液中,得到赤血鹽{K3[Fe(CN)6]},該反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　;
CN-中碳原子的雜化軌道類型為　　　　　　。C、N、O元素的第一電離能的大小順序?yàn)椤　　　　　　?
(4)FeCl3可與KSCN溶液發(fā)生顯色反應(yīng)。SCN-與N2O互為等電子體,則SCN-的電子式為　　　　　　　　。
答案　(1)第四周期第Ⅷ族　1s22s22p63s23p63d64s2　光譜儀　(2)三角錐形　10　(3)Cl2+2K4[Fe(CN)6]===2KCl+2K3[Fe(CN)6]　sp　N>O>C　(4)[︰︰C N︰]-
解析　(1)鐵原子核外電子數(shù)為26,各電子層電子數(shù)為2、8、14、2,原子基態(tài)時(shí)的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,所以位于第四周期第Ⅷ族。鐵原子核外電子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光,可以用光譜儀攝取鐵元素的原子光譜;(2)Fe(CO)5的結(jié)構(gòu)式為,其中三鍵中有一個(gè)σ鍵,配位鍵全部為σ鍵,所以1 mol Fe(CO)5分子中含有σ鍵為10 mol;(3)把氯氣通入黃血鹽{K4[Fe(CN)6]}溶液中,得到赤血鹽{K3[Fe(CN)6]},同時(shí)生成氯化鉀,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl2+2K4[Fe(CN)6]===2KCl+2K3[Fe(CN)6];CN-中C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=1+=2,所以采取sp雜化;C、N、O屬于同一周期元素且原子序數(shù)依次增大,同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而增大,但第ⅤA族的大于第ⅥA族的,所以其第一電離能大小順序是N>O>C;(3)SCN-與N2O互為等電子體,等電子體的結(jié)構(gòu)相似,SCN-的電子式為[︰︰C N︰]-。
6.(2024·遼寧營(yíng)口期中)在元素周期表中除了同族元素的性質(zhì)相似外,還有一些處于對(duì)角線上的元素的性質(zhì)也呈現(xiàn)相似性。例如Li和Mg、Be和Al、B和Si,這種相似關(guān)系稱為對(duì)角線關(guān)系,也稱對(duì)角線規(guī)則。回答下列問題:
(1)Ge與Si同主族,二者屬于周期表中　　　　區(qū)元素;Ge能與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2GeO3,其中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)基態(tài)Mg原子和基態(tài)Al原子中第一電離能較大的是　　　　　,原因?yàn)椤　　　　　　　　　　　　　　?　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)硼氫化鈉(NaBH4)是有機(jī)合成中常用的還原劑。
①硼氫化鈉中存在的化學(xué)鍵為　　　　　　(填標(biāo)號(hào))。
a.離子鍵 b.共價(jià)鍵
c.氫鍵 d.配位鍵
②　　　　　　 g NaBH4的還原能力與標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4 L H2的還原能力相當(dāng)(還原能力即生成H+失去電子的量)。
答案　(1)p　Ge+2NaOH+H2O===Na2GeO3+2H2↑　(2)Mg　Mg的電子排布式為[Ne]3s2,Al的電子排布式為[Ne]3s23p1,鎂的3s處于全滿狀態(tài),較穩(wěn)定,不易失去一個(gè)電子,鋁的最外層為3p1,易失去一個(gè)電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以Mg的第一電離能較大　(3)abd　9.5
解析　(1)Ge與Si同主族,均位于第ⅣA族,Ge與Si均屬于周期表中p區(qū)元素;Ge能與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2GeO3,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ge+2NaOH+H2O===Na2GeO3+2H2↑;(2)Mg的電子排布式為[Ne]3s2,Al的電子排布式為[Ne]3s23p1,鎂的3s處于全滿狀態(tài),較穩(wěn)定,不易失去一個(gè)電子,鋁的最外層為3p1,易失去一個(gè)電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以Mg的第一電離能較大;(3)①Na+與B之間形成的是離子鍵,B中硼、氫之間形成的是共價(jià)鍵,其中存在一個(gè)配位鍵,所以選擇abd;②NaBH4與H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaBH4+4H2O===Na[B(OH)4]+4H2↑,標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4 L H2的還原能力為×2×(1-0)=2 mol,設(shè)x g NaBH4的還原能力與其相當(dāng),則有×4×2=2 mol,解得x=9.5。(共29張PPT)
第一篇　新高考題型突破
題型突破主觀題　題型突破2　電離能、電負(fù)性、共價(jià)鍵、
真題導(dǎo)航
核心整合
模擬預(yù)測(cè)
板塊Ⅲ　物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
雜化方式與分子空間結(jié)構(gòu)
1.(2024·山東卷)[BMIM]+B(見圖)是MnOx晶型轉(zhuǎn)變的誘導(dǎo)劑。B的空間構(gòu)型為　　　　　　　　　　　　　　　;
[BMIM]+中咪唑環(huán)存在大π鍵,則N原子采取的軌道雜化方式為　　　　。
正四面體形
sp2
解析　B中B形成4個(gè)σ鍵(其中有1個(gè)配位鍵),為sp3雜化,空間構(gòu)型為正四面體形;咪唑環(huán)存在大π鍵,N原子形成3個(gè)σ鍵,雜化方式為sp2。
2.(2024·全國(guó)甲卷)ⅣA族元素具有豐富的化學(xué)性質(zhì),其化合物有著廣泛的應(yīng)用。回答下列問題:
(1)CaC2俗稱電石,該化合物中不存在的化學(xué)鍵類型為　　　　(填標(biāo)號(hào))。
a.離子鍵 b.極性共價(jià)鍵 c.非極性共價(jià)鍵 d.配位鍵
bd
C
sp3
解析　(1)CaC2中Ca2+與之間為離子鍵,中C與C之間為非極性共價(jià)鍵,故不存在極性共價(jià)鍵和配位鍵。(2)該物質(zhì)中含有H、C、Si元素,其中C的電負(fù)性最大;Si形成4個(gè)σ鍵,雜化軌道類型為sp3。
3.(2024·北京卷)SnCl2和SnCl4是錫的常見氯化物,SnCl2可被氧化得到。
(1)SnCl2分子的VSEPR模型名稱是　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)SnCl4的Sn—Cl鍵是由錫的　　　　軌道與氯的3p軌道重疊形成σ鍵。
平面三角形
sp3雜化
解析　(1)SnCl2中Sn的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2+×(4-2×1)=3,故SnCl2分子的VSEPR模型名稱是平面三角形;(2)SnCl4中Sn的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4+×(4-4×1)=4,有4個(gè)σ鍵、無孤電子對(duì),故Sn采取sp3雜化,則SnCl4的Sn—Cl鍵是由錫的sp3雜化軌道與氯的3p軌道重疊形成σ鍵。
4.(2024·浙江1月選考)(1)下列說法正確的是　　　　。
A.電負(fù)性:B>N>O
B.離子半徑:P3-C.第一電離能:GeD.基態(tài)Cr的簡(jiǎn)化電子排布式:[Ar]3d4
(2)H2N-NH2+H+—→H2N-N,其中-NH2的N原子雜化方式為　　　　。
C
sp3
解析　(1)同一周期,從左到右,電負(fù)性依次增強(qiáng),故電負(fù)性為O>N>B,A錯(cuò)誤;核外電子排布相同,核電荷數(shù)越大,半徑越小,故順序?yàn)镻3->S2->Cl-,B錯(cuò)誤;同一周期,從左到右,電離能增大的趨勢(shì),第ⅤA族和第ⅥA族相反,故順序?yàn)镚e5.(2022·全國(guó)甲卷)圖a、b、c分別表示C、N、O和F的逐級(jí)電離能I變化趨勢(shì)(縱坐標(biāo)的標(biāo)度不同)。第一電離能的變化圖是　　　　　(填標(biāo)號(hào)),第三電離能的變化圖是　　　　　(填標(biāo)號(hào))。
圖a
圖b
解析　C、N、O、F四種元素在同一周期,同一周期隨原子序數(shù)的增大第一電離能有增大的趨勢(shì),但由于N元素的2p能級(jí)為半充滿狀態(tài),因此N元素的第一電離能較C、O兩種元素高,因此C、N、O、F四種元素的第一電離能從小到大的順序?yàn)镃1.元素第一電離能的周期性變化
隨著原子序數(shù)的遞增,元素的第一電離能呈周期性變化:同周期元素從左到右,第一電離能有逐漸______的趨勢(shì),稀有氣體的第一電離能______,氫和堿金屬的第一電離能最____。同族元素從上到下,第一電離能逐漸______。
說明　同周期元素,從左到右第一電離能呈增大趨勢(shì)。同能級(jí)的軌道為全充滿、半充滿時(shí),元素的第一電離能較相鄰元素要大,即第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一電離能均大于同周期相鄰元素。例如,Be、N、Mg、P。
增大
最大
小
減小
2.元素電負(fù)性的周期性變化
隨著原子序數(shù)的遞增,元素的電負(fù)性呈周期性變化:同周期元素從左到右,元素的電負(fù)性逐漸______;同族元素從上到下,元素的電負(fù)性逐漸______。
增大
減小
3.共價(jià)鍵
(1)σ鍵、π鍵(以碳原子之間成鍵為例)
共價(jià)鍵 舉例 說明
單鍵(σ鍵) ①相同原子之間形成的共價(jià)鍵是非極性鍵,如Cl2;不同原子之間形成的共價(jià)鍵是極性鍵,如HCl;
②分子中的大π鍵可用符號(hào)表示,其中m代表參與形成大π鍵的______數(shù),n代表參與形成大π鍵的______數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為___),:___,N:,SO2:,O3:,C:
雙鍵(____個(gè) σ鍵、__個(gè)π鍵)
三鍵(____個(gè) σ鍵、__個(gè)π鍵) —C≡C—
大π鍵
1
1
1
2
原子
電子
(2)配位鍵
①配合物的組成:以[Cu(NH3)4]SO4為例,如圖1所示。
②一般來說,配合物內(nèi)界與外界之間為離子鍵,電荷相互抵消。
③配體有多個(gè)配位原子,與中心原子形成螯合物,如銅離子與乙二胺形成配離子(圖2)。
4.中心原子雜化類型和分子空間結(jié)構(gòu)的相互判斷
中心原子的雜化類型和分子的空間結(jié)構(gòu)有關(guān),二者之間可以相互判斷。
分子組成(A為中心原子) 中心原子的孤電子對(duì)數(shù) 中心原子的雜化方式 分子的空間結(jié)構(gòu) 實(shí)例
AB2 0 sp 直線形 BeCl2
1 sp2 V形 SO2
2 sp3 V形 H2O
AB3 0 sp2 平面三角形 BF3
1 sp3 三角錐形 NH3
AB4 0 sp3 正四面體形 CH4
5.鍵角大小的比較
(1)用價(jià)層電子對(duì)互斥模型判斷分子的空間結(jié)構(gòu),不僅要考慮中心原子的孤電子對(duì)所占據(jù)的空間,還要考慮孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥力大小。排斥力大小順序?yàn)長(zhǎng)P—LP>LP—BP>BP—BP(LP代表孤電子對(duì),BP代表成鍵電子對(duì))。
(2)不同雜化類型
如鍵角:CH4(3)雜化類型相同,中心原子的孤電子對(duì)數(shù)越多,鍵角越小
如鍵角:CH4>NH3>H2O;N>NH3;H3O+>H2O。
(4)雜化類型和孤電子對(duì)數(shù)均相同,中心原子的電負(fù)性越大,鍵角越大
鍵角:NH3>PH3>AsH3。
解釋:N、P、As的電負(fù)性逐漸減小,中心原子的電負(fù)性越大,成鍵電子對(duì)越靠近中心原子,成鍵電子對(duì)排斥力增大,鍵角增大。
(5)雜化類型和孤電子對(duì)數(shù)均相同,配位原子的電負(fù)性越大,鍵角越小
鍵角:NF3解釋:F的電負(fù)性比H大,NF3中成鍵電子對(duì)偏向F,成鍵電子對(duì)排斥力比NH3小,且NF3的孤電子對(duì)偏向N,孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥力較大。
對(duì)于第(4)、(5)種類型,可以歸納為判斷中心原子的電子云密度,中心原子的電子云密度越大,則該分子的成鍵電子對(duì)排斥力越大,則鍵角越大。
1.B、Si和P是組成半導(dǎo)體材料的重要元素。基態(tài)B、Si和P中,單電子數(shù)最多的是　　　　　　,電負(fù)性最大的是　　　　　　。
P
P
2.(2024·四川成都專題練)羥基磷灰石[Ca5(PO4)3OH]是牙齒中的重要礦物質(zhì),其中羥基(—OH)中氧原子的雜化方式為　　　　　　　,P的空間構(gòu)型為　　　　　　,該化合物所含元素電負(fù)性最大的是　　　　　　。
sp3
正四面體形
O(或氧元素)
解析　羥基(—OH)中氧原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4,根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷O原子的雜化方式為sp3;P中P原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=4+ =4且不含孤電子對(duì),根據(jù)價(jià)層電子對(duì)判斷該微粒空間構(gòu)型為正四面體形;元素的非金屬性越強(qiáng),其電負(fù)性越大,非金屬性最強(qiáng)的是O元素,則電負(fù)性最大的是O(或氧元素)。
3.(2024·陜西西安期末)黃鐵礦(主要成分為FeS2)的利用對(duì)資源和環(huán)境具有重要意義,一種酸性條件下催化氧化黃鐵礦的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,回答下列問題:
(1)基態(tài)氮原子的價(jià)層電子排布式為　　　　。
(2)基態(tài)氧原子的核外電子有　　　　種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài),
其電子占據(jù)的最高能級(jí)的電子云輪廓圖為　　　　形。
(3)第一電離能:N　　　　 (填“>”“<”或“=”)O。
(4)反應(yīng)Ⅱ的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　, Fe3+的半徑比Fe2+　　　　 (填“大”或“小”),Fe3+的穩(wěn)定性比Fe2+更　　　　(填“強(qiáng)”或“弱”)。
2s22p3
5
啞鈴
>
8H2O+14Fe3++FeS2===15Fe2++
2S+16H+
小
強(qiáng)
解析　(1)氮元素的原子序數(shù)為7,基態(tài)N原子的價(jià)層電子排布式為2s22p3;(2)氧元素的原子序數(shù)為8,基態(tài)O原子的電子排布式為1s22s22p4,原子軌道數(shù)目為5,則原子的核外電子有5種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài),占據(jù)的最高能級(jí)是電子云輪廓圖為啞鈴形的2p能級(jí);(3)同周期元素,從左到右第一電離能呈增大趨勢(shì),氮原子的2p軌道為穩(wěn)定的半充滿結(jié)構(gòu),元素的第一電離能大于相鄰元素,則氮元素的第一電離能大于氧元素;(4)由圖可知,反應(yīng)Ⅱ?yàn)槿芤褐需F離子與二硫化亞鐵反應(yīng)生成亞鐵離子、硫酸根離子和氫離子,反應(yīng)的離子方程式為8H2O+14Fe3++FeS2===15Fe2++2S+16H+;同種元素的不同種離子的電荷數(shù)越大,離子半徑越小,則鐵離子的離子半徑小于亞鐵離子;鐵元素的原子序數(shù)為26,鐵離子的價(jià)電子排布式為結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的3d5,而亞鐵離子的價(jià)電子排布式為結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的3d6,所以鐵離子的穩(wěn)定性強(qiáng)于亞鐵離子。
4.(2024·山東青島專題練)磷化銅與水反應(yīng)產(chǎn)生有毒的磷化氫(PH3)氣體,PH3分子的空間構(gòu)型為　　　　;P、S的第一電離能(I1)的大小為I1(P)　　　　I1(S)(填“>”“<”或“=”);PH3的沸點(diǎn)　　　　(填“高于”或“低于”)NH3的沸點(diǎn),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
三角錐形
>
低于
NH3分子間能形成氫鍵,而PH3不能
解析　N、P為同主族元素,PH3和NH3的分子構(gòu)型相同,NH3為三角錐形,則PH3為三角錐形;在同一周期元素中,元素的第一電離能隨原子序數(shù)的遞增,呈增大的趨勢(shì),但核外電子排布滿足全充滿或半充滿狀態(tài)時(shí),第一電離能大于其后面相鄰的元素的第一電離能,故I1 (P)>I1(S);NH3、PH3都是由分子通過分子間作用力構(gòu)成的分子晶體,NH3分子間存在氫鍵,PH3分子之間無氫鍵,使NH3分子之間的吸引力增強(qiáng)。氫鍵為分子間的作用力,對(duì)物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)影響較大,則PH3的沸點(diǎn)低于NH3。
5.(2024·陜西寶雞模擬)鐵是一種常見的金屬,在生產(chǎn)生活中用途廣泛。
(1)鐵在元素周期表中的位置是　　　　　　　　, 其基態(tài)原子的電子排布式為　　　　　　　　　;鐵原子核外電子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光,可以用　　　　攝取鐵元素的原子光譜。
(2)Fe(CO)5與NH3在一定條件下可合成一種具有磁性的氮化鐵(Fe3N),NH3分子的立體構(gòu)型為　　　　;1 mol Fe(CO)5分子中含有σ鍵為　　　　 mol。
第四周期第Ⅷ族
1s22s22p63s23p63d64s2
光譜儀
三角錐形
10
(3)把氯氣通入黃血鹽{K4[Fe(CN)6]}溶液中,得到赤血鹽{K3[Fe(CN)6]},該反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　;
CN-中碳原子的雜化軌道類型為　　　　　　。C、N、O元素的第一電離能的大小順序?yàn)椤　　　　　　?
(4)FeCl3可與KSCN溶液發(fā)生顯色反應(yīng)。SCN-與N2O互為等電子體,則SCN-的電子
式為　　　　　　　　。
Cl2+2K4[Fe(CN)6]===2KCl+2K3[Fe(CN)6]
sp
N>O>C
[︰︰C N︰]-
解析　(3)把氯氣通入黃血鹽{K4[Fe(CN)6]}溶液中,得到赤血鹽{K3[Fe(CN)6]},同時(shí)生成氯化鉀,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl2+2K4[Fe(CN)6]===2KCl+2K3[Fe(CN)6];CN-中C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=1+=2,所以采取sp雜化;C、N、O屬于同一周期元素且原子序數(shù)依次增大,同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而增大,但第ⅤA族的大于第ⅥA族的,所以其第一電離能大小順序是N>O>C;(3)SCN-與N2O互為等電子體,等電子體的結(jié)構(gòu)相似,SCN-的電子式為[︰︰C N︰]-。
6.(2024·遼寧營(yíng)口期中)在元素周期表中除了同族元素的性質(zhì)相似外,還有一些處于對(duì)角線上的元素的性質(zhì)也呈現(xiàn)相似性。例如Li和Mg、Be和Al、B和Si,這種相似關(guān)系稱為對(duì)角線關(guān)系,也稱對(duì)角線規(guī)則。回答下列問題:
(1)Ge與Si同主族,二者屬于周期表中　　　　區(qū)元素;Ge能與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2GeO3,其中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)基態(tài)Mg原子和基態(tài)Al原子中第一電離能較大的是　　　　　,原因?yàn)開______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
p
Ge+2NaOH+H2O===Na2GeO3+2H2↑
Mg
Mg的電子排布式為[Ne]3s2,Al的電子排布式為[Ne]3s23p1,鎂的3s處于全滿狀態(tài),較穩(wěn)定,不易失去一個(gè)電子,鋁的最外層為3p1,易失去一個(gè)電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以Mg的第一電離能較大
(3)硼氫化鈉(NaBH4)是有機(jī)合成中常用的還原劑。
①硼氫化鈉中存在的化學(xué)鍵為　　　　　　(填標(biāo)號(hào))。
a.離子鍵 b.共價(jià)鍵 c.氫鍵 d.配位鍵
②　　　　　　 g NaBH4的還原能力與標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4 L H2的還原能力相當(dāng)(還原能力即生成H+失去電子的量)。
abd
9.5
解析　(1)Ge與Si同主族,均位于第ⅣA族,Ge與Si均屬于周期表中p區(qū)元素;Ge能與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2GeO3,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ge+2NaOH+H2O===Na2GeO3+2H2↑;(2)Mg的電子排布式為[Ne]3s2,Al的電子排布式為[Ne]3s23p1,鎂的3s處于全滿狀態(tài),較穩(wěn)定,不易失去一個(gè)電子,鋁的最外層為3p1,易失去一個(gè)電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以Mg的第一電離能較大;(3)①Na+與B之間形成的是離子鍵,B中硼、氫之間形成的是共價(jià)鍵,其中存在一個(gè)配位鍵,所以選擇abd;②NaBH4與H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaBH4+4H2O===Na[B(OH)4]+4H2↑,標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4 L H2的還原能力為×2×(1-0)=2 mol,設(shè)x g NaBH4的還原能力與其相當(dāng),則有×4×2=2 mol,解得x=9.5。

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