讨论下列各对分子和离子中心的杂化方式、几何构型。
【正确答案】BF3和BF4-,中心均为B原子,其电子构型为2s22p1,有3个价电子。BF3中心价层电子对数为3,B采取sp2等性杂化,分子为正三角形;BF4-中心价层电子对数为4,B采取sp3等性杂化(可以将BF4-的负电荷看成是中心得到1个电子),离子构型为正四面体。
【答案解析】
【正确答案】NH3和NH4+中心原子均为N,其电子构型为2s22p3,有5个价电子。NH3中心价层电子对数为4,N采取sp3不等性杂化,分子为三角锥形。NH4+中心价层电子对数为4,N采取sp3等性杂化(可以将NH4+的正电荷看成是中心失去1个电子),分子构型为正四面体。
【答案解析】
【正确答案】H2O和H3O+,中心原子均为O,其电子构型为2s22p4,有6个价电子。H2O和H3O+中心价层电子对数均为4,均采取sp3不等性杂化。H2O分子为V字形,而H3O+构型为三角锥形。由以上讨论可知,中心原子杂化类型由价层电子对数决定,而不是由配体数决定。
【答案解析】
问答题
借助VSEPR模型、杂化轨道模型、π键与σ键、大π键以及等电子体等概念,讨论OF
2、ClF
3、SOCl
2、XeF
2、SF
6、PCl
5的分子结构。
【正确答案】(1)OF2:OF2属于AY4型分子,由VSEPR理想模型为正四面体,由杂化轨道模型可知,四个键的键角应为109°28′;由斥力顺序可知,∠l-O-L>∠l-O-F>∠F-O-F,故OF2的分子立体构型为V型分子,键角小于109°28′。 (2)ClF3:由VSEPR模型知,ClF3分子属于AY5型分子,其理想模型为三角双锥体,有3种空间结构: 比较三种构型的斥力,可得(a)的斥力最小,故CClF3的空间构型为(a)型。 (3)SOCl2:具有AY3型通式,总价电子数为26,斥力顺序可知∠O=S-Cl>∠Cl-S-Cl,故∠O=S-Cl>109°28′,∠Cl-S-Cl<109°28′,所以,SOCl2的空间构型为四面体型。 (4)XeF2:由VSEPR模型知,XeF2分子属于AY5型分子,AY5的理想构型为三角双锥体,为保证两个Xe不能垂直。略去电子后,XeF2分子应为角形分子,但夹角一定不为90°,其夹角为120°>∠Xe-F-Xe>90°范围内。 (5)SF6:由VSEPR模型知,SF6属AY6型分子,空间构型为正八面体,即其键角为90°。 (6)PCl5:由VSEPR模型知,PCl5属AY5型分子,空间构型为三角双锥体,即其键角为120°和90°两种。
【答案解析】
问答题
分析Na
2O、CaO、Y
2O
3、ThO
2中哪种氧化物的熔点最高。
【正确答案】由原子性质和在周期表中位置推知,Na+、Ca2+、Y3+、Th4+的半径相差不大,而电荷的影响很强烈。所以氧化物晶格能从左到右越来越大,故ThO2熔点最高。
【答案解析】
问答题
白色固体是下列化合物中的一种:NH
4NO
3、NaBr、NH
4I、NaI、NH
4HCO
3,该固体易溶于水,形成无色呈微酸性的溶液,将此溶液分成两份,一份加过量的NaOH固体,产生一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体;另一份滴加氯水,溶液呈现黄色,向黄色溶液中加入CCl
4并摇动时,CCl
4层变红,试判断固体是哪一种物质,并简要说明推断过程。
【正确答案】固体是NH4I。固体溶于水的溶液呈微酸性,可能是铵盐;溶液与NaOH作用放出碱性气体,进一步确认是铵盐: NH4++OH-=NH3+H2O 固体溶于水的溶液加入氯水,溶液呈现黄色,可能是I3-,说明原固体为碘化物。 Cl2+3I-=I3-+2Cl- 黄色溶液中加入CCl4,CCl4层变红,进一步确认原固体为碘化物。所以,固体是NH4I。
【答案解析】