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專(zhuān)題4 分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì) 整理與提升(課件 學(xué)案,共2份) 蘇教版(2019)選擇性必修2

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專(zhuān)題4 分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì) 整理與提升(課件 學(xué)案,共2份) 蘇教版(2019)選擇性必修2

資源簡(jiǎn)介

整理與提升
一、體系構(gòu)建
二、真題導(dǎo)向
考向一 “兩大理論”與微粒空間結(jié)構(gòu)
1.(2023·湖北,9)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可以預(yù)測(cè)某些微粒的空間結(jié)構(gòu)。下列說(shuō)法正確的是 (  )
A.CH4和H2O的價(jià)層電子對(duì)互斥模型均為四面體
B.S和的空間構(gòu)型均為平面三角形
C.CF4和SF4均為非極性分子
D.XeF2與XeO2的鍵角相等
2.(2023·山東,3)下列分子屬于極性分子的是 (  )
A.CS2 B.NF3
C.SO3 D.SiF4
3.(2023·河北,6)下列說(shuō)法正確的是 (  )
A.CH4的價(jià)層電子對(duì)互斥模型和空間構(gòu)型均為正四面體
B.若AB2型分子的空間構(gòu)型相同,其中心原子的雜化方式也相同
C.干冰和冰的結(jié)構(gòu)表明范德華力和氫鍵都具有方向性
D.CO2和CCl4都是既含σ鍵又含π鍵的非極性分子
4.(1)[2022·全國(guó)乙卷,35(2)]①一氯乙烯(C2H3Cl)分子中,C的一個(gè)      雜化軌道與Cl的3px軌道形成C—Cl     鍵,并且Cl的3pz軌道與C的2pz軌道形成3中心4電子的大π鍵()。
②一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中,C—Cl鍵長(zhǎng)的順序是
    ,理由:(ⅰ)C的雜化軌道中s成分越多,形成的C—Cl越強(qiáng);(ⅱ)    。
(2)[2022·全國(guó)甲卷,35(4)改編] CF2CF2和ETFE(乙烯與四氟乙烯的共聚物)分子中C的雜化軌道類(lèi)型分別為     和    ;聚四氟乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性高于聚乙烯,從化學(xué)鍵的角度解釋原因    。
5.[2023·山東,16(2)]鹵素可形成許多結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特殊的化合物。回答下列問(wèn)題:
ClO2中心原子為Cl,Cl2O中心原子為O,二者均為V形結(jié)構(gòu),但ClO2中存在大π鍵()。ClO2中Cl原子的軌道雜化方式為      ;鍵角:O—Cl—O      (填“>”“<”或“=”)Cl—O—Cl。比較ClO2與Cl2O中Cl—O的鍵長(zhǎng)并說(shuō)明原因         。
6.[2022·海南,19(3)(4)節(jié)選]以Cu2O、ZnO等半導(dǎo)體材料制作的傳感器和芯片具有能耗低、效率高的優(yōu)勢(shì)。回答問(wèn)題:
(3)酞菁的銅、鋅配合物在光電傳感器方面有著重要的應(yīng)用價(jià)值。酞菁分子結(jié)構(gòu)如下圖,分子中所有原子共平面,所有N原子的雜化軌道類(lèi)型相同,均采取     雜化。
(4)金屬Zn能溶于氨水,生成以氨為配體,配位數(shù)為4的配離子,Zn與氨水反應(yīng)的離子方程式為        。
7.[2022·湖南,18(3)]科學(xué)家近期合成了一種固氮酶模型配合物,該物質(zhì)可以在溫和條件下直接活化H2,將N3-轉(zhuǎn)化為,反應(yīng)過(guò)程如圖所示:
①產(chǎn)物中N原子的雜化軌道類(lèi)型為     。
②與互為等電子體的一種分子為     (填化學(xué)式)。
考向二 配合物理論
8.(2024·吉林,11)如下反應(yīng)相關(guān)元素中,W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期元素,基態(tài)X原子的核外電子有5種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài),基態(tài)Y、Z原子有兩個(gè)未成對(duì)電子,Q是ds區(qū)元素,焰色試驗(yàn)呈綠色。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 (  )
QZY4溶液QZX4Y4W12溶液
A.單質(zhì)沸點(diǎn):Z>Y>W
B.簡(jiǎn)單氫化物鍵角:X>Y
C.反應(yīng)過(guò)程中有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生
D.QZX4Y4W12是配合物,配位原子是Y
9.[2021·全國(guó)乙卷,35(2)]三價(jià)鉻離子能形成多種配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+ 中提供電子對(duì)形成配位鍵的原子是         ,中心離子的配位數(shù)為      。
答案精析
二、
1.A [甲烷分子的中心原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)為4,水分子的中心原子價(jià)電子對(duì)數(shù)也為4,所以價(jià)層電子對(duì)互斥模型均為四面體,A正確;S中中心原子的孤電子對(duì)數(shù)為1,C中中心原子的孤電子對(duì)數(shù)為0,所以S的空間構(gòu)型為三角錐形,C的空間構(gòu)型為平面三角形,B錯(cuò)誤;CF4為正四面體結(jié)構(gòu),為非極性分子,SF4中心原子有孤電子對(duì),為極性分子,C錯(cuò)誤;XeF2和XeO2分子中,中心原子孤電子對(duì)數(shù)不相等,所以鍵角不等,D錯(cuò)誤。]
2.B [CS2中C的價(jià)電子對(duì)數(shù)為=2,無(wú)孤電子對(duì),CS2的空間結(jié)構(gòu)為直線形,分子中正、負(fù)電荷重心相重合,CS2屬于非極性分子,A項(xiàng)不符合題意;NF3中N的價(jià)電子對(duì)數(shù)為=4,有1對(duì)孤電子對(duì),NF3的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,分子中正、負(fù)電荷重心不相重合,NF3屬于極性分子,B項(xiàng)符合題意;SO3中S的價(jià)電子對(duì)數(shù)為=3,無(wú)孤電子對(duì),SO3的空間結(jié)構(gòu)為平面正三角形,分子中正、負(fù)電荷重心相重合,SO3屬于非極性分子,C項(xiàng)不符合題意;SiF4中Si的價(jià)電子對(duì)數(shù)為=4,無(wú)孤電子對(duì),SiF4的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形,分子中正、負(fù)電荷重心相重合,SiF4屬于非極性分子,D項(xiàng)不符合題意。]
3.A [CH4分子的價(jià)電子對(duì)數(shù)為=4,無(wú)孤電子對(duì),所以價(jià)層電子對(duì)互斥模型和分子構(gòu)型均為正四面體,A正確;如H2O和SO2均為V形分子,但H2O中的O氧子為sp3雜化,SO2中的S原子為sp2雜化,B錯(cuò)誤;范德華力沒(méi)有方向性,C錯(cuò)誤;CCl4分子中沒(méi)有π鍵,D錯(cuò)誤。]
4.(1)①sp2 σ ②一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔 Cl參與形成的大π鍵越多,形成的C—Cl越強(qiáng)
(2)sp2 sp3 C—F的鍵能大于聚乙烯中C—H的鍵能,鍵能越大,化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定
解析 (1)①一氯乙烯的結(jié)構(gòu)式為,碳原子采取sp2雜化,因此C的一個(gè)sp2雜化軌道與Cl的3px軌道形成C—Cl σ鍵。②C的雜化軌道中s成分越多,形成的C—Cl越強(qiáng),C—Cl的鍵長(zhǎng)越短,一氯乙烷中碳采取sp3雜化,一氯乙烯中碳采取sp2雜化,一氯乙炔中碳采取sp雜化,sp雜化時(shí)s成分多,sp3雜化時(shí)s成分少,同時(shí)Cl參與形成的大π鍵越多,形成的C—Cl的鍵長(zhǎng)越短,一氯乙烯中Cl的3p軌道與C的2p軌道形成3中心4電子的大π鍵(),一氯乙炔中Cl的3p軌道與C的2p軌道形成2個(gè)3中心4電子的大π鍵(),因此三種物質(zhì)中C—Cl鍵長(zhǎng)的順序?yàn)橐宦纫彝?一氯乙烯>一氯乙炔。(2)由于F元素的電負(fù)性較大,因此在與C原子的結(jié)合過(guò)程中形成的C—F的鍵能大于聚乙烯中C—H的鍵能,鍵能的強(qiáng)弱決定物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),鍵能越大,化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定,因此聚四氟乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性高于聚乙烯。
5.sp2 > ClO2分子中Cl—O的鍵長(zhǎng)小于Cl2O中Cl—O的鍵長(zhǎng),其原因是ClO2分子中既存在σ鍵,又存在大π鍵,原子軌道重疊的程度較大,因此其中Cl—O的鍵長(zhǎng)較小,而Cl2O只存在普通的σ鍵
解析 ClO2中心原子為Cl,Cl2O中心原子為O,二者均為V形結(jié)構(gòu),但ClO2中存在大π鍵(),則Cl原子的軌道雜化方式為sp2。
6.(3)sp2 (4)Zn+4NH3+2H2O[Zn(NH3)4]2++2OH-+H2↑
解析 (3)根據(jù)結(jié)構(gòu)式可知,N原子的雜化方式均為sp2。(4)金屬Zn與氨水反應(yīng)可生成[Zn(NH3)4](OH)2和H2,反應(yīng)的離子方程式為Zn+4NH3+2H2O[Zn(NH3)4]2++2OH-+H2↑。
7.①sp3雜化 ②H2O
解析 ①由結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,產(chǎn)物中氮原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)為4,原子的雜化方式為sp3雜化。②水分子和氨基陰離子的原子個(gè)數(shù)都為3、價(jià)電子數(shù)都為8,互為等電子體。
8.D [Q是ds區(qū)元素,焰色試驗(yàn)呈綠色,則Q為Cu元素;基態(tài)X原子的核外電子有5種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài),則X可能為N(1s22s22p3)、O(1s22s22p4)、F(1s22s22p5);X、Y、Z原子序數(shù)依次增大,基態(tài)Y、Z原子有兩個(gè)未成對(duì)電子,若Y、Z為第2周期元素,可能為C(1s22s22p2)或O(1s22s22p4),C原子序數(shù)小于N,所以Y不可能為C,若Y、Z為第3周期元素,可能為Si(1s22s22p63s23p2)或S(1s22s22p63s23p4),Y、Z可與Cu形成CuZY4,所以Y、Z分別為O、S元素,則X只能為N元素;W原子序數(shù)小于N且能與X形成XW3,所以W為H元素。S單質(zhì)常溫下呈固態(tài),O2和H2均為分子晶體,O2的相對(duì)分子質(zhì)量大于H2,所以沸點(diǎn):S>O2>H2,故A正確;Y、X的簡(jiǎn)單氫化物分別為H2O和NH3,H2O的鍵角約為105°,NH3的鍵角為107°,所以鍵角:X>Y,故B正確;硫酸銅溶液中滴加氨水,氨水不足時(shí)生成藍(lán)色沉淀氫氧化銅,氨水過(guò)量時(shí)氫氧化銅溶解,生成[Cu(NH3)4]SO4,即反應(yīng)過(guò)程中有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生,故C正確;[Cu(NH3)4]SO4中銅離子提供空軌道、NH3的N原子提供孤電子對(duì),兩者形成配位鍵,配位原子為N,故D錯(cuò)誤。]
9.N、O、Cl 6
解析 [Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中三價(jià)鉻離子提供空軌道,N、O、Cl提供孤電子對(duì)與三價(jià)鉻離子形成配位鍵,中心離子的配位數(shù)為N、O、Cl三種原子的個(gè)數(shù)和,即3+2+1=6。(共29張PPT)
整理與提升
專(zhuān)題4 分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)
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考向一 “兩大理論”與微粒空間結(jié)構(gòu)
1.(2023·湖北,9)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可以預(yù)測(cè)某些微粒的空間結(jié)構(gòu)。下列說(shuō)法正確的是
A.CH4和H2O的價(jià)層電子對(duì)互斥模型均為四面體
B.S和的空間構(gòu)型均為平面三角形
C.CF4和SF4均為非極性分子
D.XeF2與XeO2的鍵角相等
二、真題導(dǎo)向

甲烷分子的中心原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)為4,水分子的中心原子價(jià)電子對(duì)數(shù)也為4,所以價(jià)層電子對(duì)互斥模型均為四面體,A正確;
S中中心原子的孤電子對(duì)數(shù)為1,C中中心原子的孤電子對(duì)數(shù)為0,所以S的空間構(gòu)型為三角錐形,C的空間構(gòu)型為平面三角形,B錯(cuò)誤;
CF4為正四面體結(jié)構(gòu),為非極性分子,SF4中心原子有孤電子對(duì),為極性分子,C錯(cuò)誤;
XeF2和XeO2分子中,中心原子孤電子對(duì)數(shù)不相等,所以鍵角不等,D錯(cuò)誤。
2.(2023·山東,3)下列分子屬于極性分子的是
A.CS2 B.NF3
C.SO3 D.SiF4

CS2中C的價(jià)電子對(duì)數(shù)為=2,無(wú)孤電子對(duì),CS2的空間結(jié)構(gòu)為直線形,
分子中正、負(fù)電荷重心相重合,CS2屬于非極性分子,A項(xiàng)不符合題意;
NF3中N的價(jià)電子對(duì)數(shù)為=4,有1對(duì)孤電子對(duì),NF3的空間結(jié)構(gòu)為
三角錐形,分子中正、負(fù)電荷重心不相重合,NF3屬于極性分子,B項(xiàng)符合題意;
SO3中S的價(jià)電子對(duì)數(shù)為=3,無(wú)孤電子對(duì),SO3的空間結(jié)構(gòu)為平面正
三角形,分子中正、負(fù)電荷重心相重合,SO3屬于非極性分子,C項(xiàng)不符合題意;
SiF4中Si的價(jià)電子對(duì)數(shù)為=4,無(wú)孤電子對(duì),SiF4的空間結(jié)構(gòu)為正
四面體形,分子中正、負(fù)電荷重心相重合,SiF4屬于非極性分子,D項(xiàng)不符合題意。
3.(2023·河北,6)下列說(shuō)法正確的是
A.CH4的價(jià)層電子對(duì)互斥模型和空間構(gòu)型均為正四面體
B.若AB2型分子的空間構(gòu)型相同,其中心原子的雜化方式也相同
C.干冰和冰的結(jié)構(gòu)表明范德華力和氫鍵都具有方向性
D.CO2和CCl4都是既含σ鍵又含π鍵的非極性分子

CH4分子的價(jià)電子對(duì)數(shù)為=4,無(wú)孤電子對(duì),所以價(jià)層電子對(duì)互斥
模型和分子構(gòu)型均為正四面體,A正確;
如H2O和SO2均為V形分子,但H2O中的O氧子為sp3雜化,SO2中的S原子為sp2雜化,B錯(cuò)誤;
范德華力沒(méi)有方向性,C錯(cuò)誤;
CCl4分子中沒(méi)有π鍵,D錯(cuò)誤。
4.(1)[2022·全國(guó)乙卷,35(2)]①一氯乙烯(C2H3Cl)分子中,C的一個(gè)  雜化軌道與Cl的3px軌道形成C—Cl  鍵,并且Cl的3pz軌道與C的2pz軌道形成3中心4電子的大π鍵()。
sp2
σ
一氯乙烯的結(jié)構(gòu)式為 ,碳原子采取sp2雜化,因此C的一個(gè)
sp2雜化軌道與Cl的3px軌道形成C—Cl σ鍵。
②一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中,C—Cl
鍵長(zhǎng)的順序是     ,理由:(ⅰ)C的雜化軌道中s成分越多,形成的C—Cl越強(qiáng);(ⅱ)_____________________________
     。
一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔
Cl參與形成的大π鍵越多,形成
的C—Cl越強(qiáng)
C的雜化軌道中s成分越多,形成的C—Cl越強(qiáng),C—Cl的鍵長(zhǎng)越短,一氯乙烷中碳采取sp3雜化,一氯乙烯中碳采取sp2雜化,一氯乙炔中碳采取sp雜化,sp雜化時(shí)s成分多,sp3雜化時(shí)s成分少,同時(shí)Cl參與形成的大π鍵越多,形成的C—Cl的鍵長(zhǎng)越短,一氯乙烯中Cl的3p軌道與C的2p軌道形成3中心4電子的大π鍵(),一氯乙炔中Cl的3p軌道與C的2p軌道形成2個(gè)3中心4電子的大π鍵(),因此三種物質(zhì)中C—Cl鍵長(zhǎng)的順序?yàn)橐宦纫彝?一氯乙烯>一氯乙炔。
(2)[2022·全國(guó)甲卷,35(4)改編] CF2==CF2和ETFE(乙烯與四氟乙烯的共聚物)分子中C的雜化軌道類(lèi)型分別為  和  ;聚四氟乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性高于聚乙烯,從化學(xué)鍵的角度解釋原因____________________________
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sp3
C—F的鍵能大于聚乙烯中C—H的鍵能,鍵能越大,化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定
由于F元素的電負(fù)性較大,因此在與C原子的結(jié)合過(guò)程中形成的C—F的鍵能大于聚乙烯中C—H的鍵能,鍵能的強(qiáng)弱決定物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),鍵能越大,化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定,因此聚四氟乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性高于聚乙烯。
5.[2023·山東,16(2)]鹵素可形成許多結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特殊的化合物。回答下列問(wèn)題:
ClO2中心原子為Cl,Cl2O中心原子為O,二者均為V形結(jié)構(gòu),但ClO2中存在大π鍵()。ClO2中Cl原子的軌道雜化方式為  ;鍵角:O—Cl—O  (填“>”
“<”或“=”)Cl—O—Cl。比較ClO2與Cl2O中Cl—O的鍵長(zhǎng)并說(shuō)明原因______
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ClO2分子中Cl—O的鍵長(zhǎng)小于Cl2O中Cl—O的鍵長(zhǎng),其原因是ClO2分子中既存在σ鍵,又存在大π鍵,原子軌道重疊的程度較大,因此其中Cl—O的鍵長(zhǎng)較小,而Cl2O只存在普通的σ鍵
ClO2中心原子為Cl,Cl2O中心原子為O,二者均為V形結(jié)構(gòu),但ClO2中存在大π鍵(),則Cl原子的軌道雜化方式為sp2。
6.[2022·海南,19(3)(4)節(jié)選]以Cu2O、ZnO等半導(dǎo)體材料制作的傳感器和芯片具有能耗低、效率高的優(yōu)勢(shì)。回答問(wèn)題:
(3)酞菁的銅、鋅配合物在光電傳感器方面有著重要的應(yīng)用價(jià)值。酞菁分子結(jié)構(gòu)如圖,分子中所有原子共平面,所有N原子的雜化軌道類(lèi)型相同,均采取  雜化。
sp2
根據(jù)結(jié)構(gòu)式可知,N原子的雜化方式均為sp2。
(4)金屬Zn能溶于氨水,生成以氨為配體,配位數(shù)為4的配離子,Zn與氨水反應(yīng)的離子方程式為         。
Zn+4NH3+2H2O===[Zn(NH3)4]2++2OH-+H2↑
金屬Zn與氨水反應(yīng)可生成[Zn(NH3)4](OH)2和H2,反應(yīng)的離子方程式為Zn+4NH3+2H2O===[Zn(NH3)4]2++2OH-+H2↑。
7.[2022·湖南,18(3)]科學(xué)家近期合成了一種固氮酶模型配合物,該物質(zhì)可以在溫和條件下直接活化H2,將N3-轉(zhuǎn)化為,反應(yīng)過(guò)程如圖所示:
①產(chǎn)物中N原子的雜化軌道類(lèi)型為    。
sp3雜化
由結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,產(chǎn)物中氮原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)為4,原子的雜化方式為sp3雜化。
②與互為等電子體的一種分子為   (填化學(xué)式)。
H2O
水分子和氨基陰離子的原子個(gè)數(shù)都為3、價(jià)電子數(shù)都為8,互為等電子體。
考向二 配合物理論
8.(2024·吉林,11)如下反應(yīng)相關(guān)元素中,W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期元素,基態(tài)X原子的核外電子有5種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài),基態(tài)Y、Z原子有兩個(gè)未成對(duì)電子,Q是ds區(qū)元素,焰色試驗(yàn)呈綠色。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
QZY4溶液 QZX4Y4W12溶液
A.單質(zhì)沸點(diǎn):Z>Y>W
B.簡(jiǎn)單氫化物鍵角:X>Y
C.反應(yīng)過(guò)程中有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生
D.QZX4Y4W12是配合物,配位原子是Y

Q是ds區(qū)元素,焰色試驗(yàn)呈綠色,則Q為Cu元素;基態(tài)X原子的核外電子有5種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài),則X可能為N(1s22s22p3)、O(1s22s22p4)、F(1s22s22p5);X、Y、Z原子序數(shù)依次增大,基態(tài)Y、Z原子有兩個(gè)未成對(duì)電子,若Y、Z為第2周期元素,可能為C(1s22s22p2)或O(1s22s22p4),C原子序數(shù)小于N,所以Y不可能為C,若Y、Z為第3周期元素,可能為Si(1s22s22p63s23p2)或S(1s22s22p63s23p4),Y、Z可與Cu形成CuZY4,所以Y、Z分別為O、S元素,則X只能為N元素;W原子序數(shù)小于N且能與X形成XW3,所以W為H元素。S單質(zhì)常溫下呈固態(tài),O2和H2均為分子晶體,O2的相對(duì)分子質(zhì)量大于H2,所以沸點(diǎn):S>O2>H2,故A正確;
Y、X的簡(jiǎn)單氫化物分別為H2O和NH3,H2O的鍵角約為105°,NH3的鍵角為107°,所以鍵角:X>Y,故B正確;
硫酸銅溶液中滴加氨水,氨水不足時(shí)生成藍(lán)色沉淀氫氧化銅,氨水過(guò)量時(shí)氫氧化銅溶解,生成[Cu(NH3)4]SO4,即反應(yīng)過(guò)程中有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生,故C正確;
[Cu(NH3)4]SO4中銅離子提供空軌道、NH3的N原子提供孤電子對(duì),兩者形成配位鍵,配位原子為N,故D錯(cuò)誤。
9.[2021·全國(guó)乙卷,35(2)]三價(jià)鉻離子能形成多種配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+ 中提供電子對(duì)形成配位鍵的原子是      ,中心離子的配位數(shù)為  。
N、O、Cl
6
[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中三價(jià)鉻離子提供空軌道,N、O、Cl提供孤電子對(duì)與三價(jià)鉻離子形成配位鍵,中心離子的配位數(shù)為N、O、Cl三種原子的個(gè)數(shù)和,即3+2+1=6。
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