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第2课时 杂化轨道理论与配合物理论简介 课时训练9 杂化轨道理论与配合物理论简介
基础夯实
一、杂化轨道理论
1.下列关于杂化轨道的叙述正确的是( )
A.杂化轨道可用于形成σ键,也可用于形成π键 B.杂化轨道可用来容纳未参与成键的孤电子对
C.NH3中N原子的sp杂化轨道是由N原子的3个p轨道与H原子的s轨道杂化而成的 D.在乙烯分子中,1个碳原子的3个sp杂化轨道与3个氢原子的s轨道重叠形成3个C—H σ键
解析:杂化轨道只用于形成σ键,或用来容纳未参与成键的孤电子对,不能用来形成π键,故B项正确,A项不正确;NH3中N原子的sp杂化轨道是由N原子的1个s轨道和3个p轨道杂化而成的,C项不正确;乙烯分子中的C原子采用sp杂化,1个碳原子中的2个sp杂化轨道与2个氢原子的s轨道重叠形成2个C—H σ键,剩下的1个sp杂化轨道与另一个碳原子的sp杂化轨道重叠形成1个C—C σ键,D项不正确。 答案:B 2.对H3O的说法正确的是( ) A.O原子采取sp杂化 C.离子中无配位键
+
2
+2
2
2
2
3
2
3
B.O原子采取sp杂化 D.离子中配体为O原子
3
+
3
解析:H3O的中心原子的价层电子对数是4,采取的是sp杂化,H2O和H之间形成配位键。 答案:B 3.下列烃分子中,每个碳原子的杂化轨道数最多的是( ) A.C6H6
3
B.C2H6 C.C2H4 D.C2H2
2
解析:苯分子和乙烯分子中的C原子都是采取sp杂化,生成3个杂化轨道;乙烷分子中的C原子采取sp杂化,生成4个杂化轨道;乙炔分子的C原子采取sp杂化,生成2个杂化轨道。 答案:B 4.鲍林被认为是20世纪对化学科学影响最大的人之一,他也是两位获得诺贝尔奖不同奖项的人之一。杂化轨道是鲍林为了解释分子的立体构型提出的,下列对sp、sp、sp杂化轨道的夹角的比较,得出结论正确的是( ) A.sp杂化轨道的夹角最大 B.sp杂化轨道的夹角最大 C.sp杂化轨道的夹角最大
D.sp、sp、sp杂化轨道的夹角相等
解析:sp、sp、sp杂化轨道的夹角分别为109°28'、120°、180°。 答案:A 5.了解有机物分子中化学键的特征以及成键方式是研究有机物性质的基础。下列关于有机物
3
2
3
2
32
3
2
分子的成键方式的描述不正确的是( ) A.烷烃分子中碳原子均采用sp杂化
B.炔烃分子中的碳碳三键由1个σ键、2个π键组成 C.苯分子中所有碳原子均采用sp杂化成键 D.甲苯分子中所有碳原子均采用sp杂化
解析:甲苯分子中,苯环上的碳原子都采用sp杂化,但甲基上的碳原子采用sp杂化,D项错。 答案:D 6.指出下列原子的杂化轨道类型及分子的结构式、立体构型。(导学号52700090) (1)CS2分子中的C原子采取 杂化,分子的结构式为 ,立体构型为 ; (2)CH2O中的C原子采取 杂化,分子的结构式为 ,立体构型为 ; (3)CCl4分子中的C原子采取 杂化,分子的结构式为 ,立体构型为 ;
(4)H2S分子中的S原子采取 杂化,分子的结构式为 ,立体构型为 。 解析:杂化轨道所用原子轨道的能量相近,且杂化轨道只能用于形成σ键,剩余的p轨道可以形成π键。杂化轨道类型决定了分子(或离子)的立体构型,如sp杂化轨道的夹角为120°,立体构型为平面三角形。因此,也可根据分子的立体构型确定分子(或离子)中杂化轨道的类型,如CO2为直线形分子,因此分子中杂化轨道类型为sp杂化。 答案:(1)sp S
C
S 直线形
2
2
3
223
(2)sp
2
平面三角形
(3)sp (4)sp 二、配合物理论
3
3
正四面体形 V形
7.下列不能形成配位键的组合是( ) A.Ag NH3 C.Co CO
3++
B.H2O H D.Ag H
+
+
3+
+
+
+
+
+
解析:在A、B、C三项中,Ag、H、Co都能提供空轨道,而NH3、H2O、CO都能提供孤电子对,所以能形成配位键,在D项中Ag和H都只能提供空轨道,而无法提供孤电子对,所以不能形成配位键。 答案:D 8.向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液,不能生成AgCl沉淀的是( ) A.[Co(NH3)3Cl3] B.[Co(NH3)6]Cl3 C.[Co(NH3)4Cl2]Cl
D.[Co(NH3)5Cl]Cl2
-
解析:B、C、D三项物质中都能电离出氯离子,加入AgNO3溶液后生成沉淀,而A项[Co(NH3)3Cl3]分子中的所有的氯原子与Co原子均形成了配位键,在水溶液中不能电离出Cl,故加入AgNO3
溶液后也不会生成沉淀。 答案:A 9.向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物,继续滴加氨水并振荡,难溶物质溶解得到深蓝色的透明溶液;继续加乙醇,析出深蓝色晶体。下列对此现象的说法正确的是( )
A.反应后溶液中不存在任何沉淀,所以反应前后的Cu浓度不变 B.难溶物溶解得到的溶液中含有深蓝色的配离子[Cu(NH3)4] C.加乙醇后析出的深蓝色晶体是Cu(OH)2
D.在[Cu(NH3)4]中,Cu给出孤电子对,NH3提供空轨道
解析:反应后的溶液中存在[Cu(NH3)4],故Cu浓度减小,A项错;加入乙醇后析出的晶体为[Cu(NH3)4]SO4,C项错;在[Cu(NH3)4]中Cu给出空轨道,而NH3提供孤电子对,D项错。 答案:B 10.将灼热的铜丝伸入盛氯气的集气瓶中,剧烈反应,燃烧产生棕黄色烟,向集气瓶中加入少量水,观察到溶液呈黄绿色,主要原因是CuCl2溶液中存在黄绿色的[CuCl4]。现向蓝色的硫酸铜溶液中,加入少量稀氨水,得到蓝色絮状沉淀,继续加入氨水后,蓝色沉淀溶解,得到深蓝色溶液,再向其中加入少量浓盐酸,得到绿色溶液,则该绿色溶液中主要存在的离子是( ) A.Cu、[Cu(H2O)4]、S B.[CuCl4]、[Cu(H2O)4]、N、S C.[CuCl4]、N、S
D.[Cu(NH3)4]、[Cu(H2O)4]、S
解析:在硫酸铜溶液中加入氨水再加入浓盐酸后发生反应依次为:Cu+2OHCu(OH)2+4NH3答案:B 11.(1)以下微粒:①N2 ②CH4 ③OH ④N
⑤Fe(CO)3 ⑥Fe(SCN)3 ⑦H3O ⑧[Ag(NH3)2]OH,含配位键的是: 。(导学号52700091)
(2)在配合物[Fe(SCN)]中,提供空轨道接受孤电子对的微粒是 ,画出配合物离子[Cu(NH3)4]中的配位键: 。
解析:(1)形成配位键的条件是一个原子(或离子)有孤电子对,另一个原子(或离子)有空轨道。②CH4、③OH中的中心原子碳和氧的价电子已完全成键,没有孤电子对。 答案:(1)①④⑤⑥⑦⑧
(2)Fe
3+
-2+
2+
+
-2+
-2+
2+
2-2-2+
2+
2+
2-2+
2+2+
2+
2+
2+
2+
2+
Cu(OH)2↓、
[Cu(NH3)4]+2OH、[Cu(NH3)4]+4H+4Cl
2+
2+-2++-
[CuCl4]+4N,在整个过程中,
2+
2—
硫酸根未参与反应,另外水分子也易与Cu结合生成天蓝色的[Cu(H2O)4]。
能力提升
1.能正确表示CH4中碳原子成键方式的示意图为( )