新教材宁陕2024届高考化学一轮复习学案第5章物质结构与性质元素周期律热点强化13微粒空间结构大π键的判断鲁科版

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(一)微粒空间结构的判断
1．熟记常见分子(离子)的空间结构
2.等电子原理及应用
(1)基本观点
化学通式相同且价电子总数相等的分子或离子具有相同的空间结构和相同的化学键类型等结构特征。
(2)确定等电子体的方法(举例)
变换过程中注意电荷改变，并伴有元素种类的改变。
eq \x(CO)eq \(―――――――――――→,\s\up7(把O换成前一个原子N),\s\d5(少了1个电子，再得1个电子))
eq \x(CN－)eq \(―――――――――――→,\s\up7(把N换成前一个原子C),\s\d5(少了1个电子，再得1个电子))eq \x(C\\al(2－,2))
eq \x(CO)eq \(―――――――――――――――→,\s\up7(把C换成后一个原子N多1个电子),\s\d5(把O换成前一个原子N少1个电子))eq \x(N2)
(3)熟悉常见的等电子体及空间结构
(二)大π键(离域π键)
1．形成条件
(1)中心原子采取sp或sp2杂化。
(2)参与形成大π键的多个原子应在同一个平面或同一直线上。
2．大π键共用电子数分析方法
(1)大π键中共用电子的数目等于垂直于分子或离子平面的p轨道中的电子数目总和。
(2)判断出中心原子的杂化方式，并画出价电子轨道表示式。未参与成键的杂化轨道，优先填充两个电子，形成孤电子对，杂化轨道中的电子不参与形成大π键。
(3)根据配位原子的价电子轨道表示式，判断配位原子中未参与成键且垂直该分子或离子平面的p轨道中电子数目(单电子优先形成π键)。
示例 推测COeq \\al(2－,3)中的大π键为________。
分析 根据价电子对互斥理论判断COeq \\al(2－,3)为平面三角形结构，中心C原子为sp2杂化，价电子轨道表示式为，每个O原子有两个单电子，三个O分别用一个单电子与中心C原子形成三个C—O σ键，另一个单电子参与形成大π键，形成两个负电荷的电子也参与形成大π键。则大π键的电子总数为1＋3＋2＝6，表示为Πeq \\al(6,4)。
1．下列关于NHeq \\al(＋,4)、NH3、NHeq \\al(－,2)三种粒子的说法不正确的是( )
A．三种粒子所含有的电子数相等
B．三种粒子中氮原子的杂化方式相同
C．三种粒子的空间结构相同
D．键角大小关系：NHeq \\al(＋,4)>NH3>NHeq \\al(－,2)
2．(1)[2020·全国卷Ⅰ，35(3)]磷酸根离子的空间结构为__________，其中P的价电子对数为________，杂化轨道类型为________。
(2)[2018·全国卷Ⅰ，35(3)节选]LiAlH4中的阴离子空间结构是____________，中心原子的杂化形式为________。
3．[2017·全国卷Ⅱ，35(3)②]经X射线衍射测得化合物(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl的晶体结构，其局部结构如图所示。
该化合物中阴离子Neq \\al(－,5)中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号Πeq \\al(n,m)表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为Πeq \\al(6,6))，则Neq \\al(－,5)中的大π键应表示为________。
4．[2022·山东，16(3)节选]吡啶()中含有与苯类似的Πeq \\al(6,6)大π键，则吡啶中N原子的价层孤电子对占据________(填标号)。
A．2s轨道 B．2p轨道
C．sp杂化轨道 D．sp2杂化轨道
5．已知吡咯为平面形结构，如图：
则吡咯环中的大π键应表示为________。
6．已知：多原子分子中，若原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间运动，形成“离域π键”(或大π键)。大π键可用Πeq \\al(m,n)表示，其中m、n分别代表参与形成大π键的电子数和原子个数，如苯分子中大π键表示为Πeq \\al(6,6)。按要求回答下列问题：
(1)下列微粒中存在“离域π键”的是__________(填字母)。
a．O3 b．SOeq \\al(2－,4) c．H2S d．NOeq \\al(－,3)
(2)N2O分子中的大π键表示为__________。
(3)叠氮酸(HN3)是一种弱酸，在水中能微弱电离出H＋和Neq \\al(－,3)，则Neq \\al(－,3)中的大π键应表示为________________________________________________________________________。
7．(1)Cu2＋处于[Cu(NH3)4]2＋的中心，若将配离子[Cu(NH3)4]2＋中的2个NH3换为CN－，则有2种结构，则Cu2＋是否为sp3杂化？__________(填“是”或“否”)，理由为____________
_______________________________________________________________________________。
(2)用价电子对互斥理论推断甲醛中H—C—H的键角________(填“＞”“＜”或“＝”)120°。
(3)SO2Cl2和SO2F2中S==O之间以双键结合，S—Cl、S—F之间以单键结合。请你预测SO2Cl2和SO2F2分子的空间结构为________________。SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl______SO2F2分子中∠F—S—F(填“＜”“＞”或“＝”)。
(4)抗坏血酸的分子结构如图所示，该分子中碳原子的杂化轨道类型为___________________。
微粒组成(A为中心原子)
实例
中心原子的孤电子对数
中心原子的杂化方式
微粒空间结构
AB2
BeCl2、CO2、HCN
AB2
SO2、SnBr2、NOeq \\al(－,2)
H2O、OF2、NHeq \\al(－,2)
AB3
BF3 、SO3、COeq \\al(2－,3)
NH3、PCl3、SOeq \\al(2－,3)
AB4
CH4、CHCl3、NHeq \\al(＋,4)、SOeq \\al(2－,4)
等电子(价电子)类型
常见等电子体
空间结构
2原子10电子
N2、CN－、Ceq \\al(2－,2)、NO＋
2原子14电子
F2、Oeq \\al(2－,2)、Cl2
3原子16电子
CO2、N2O、CNO－、Neq \\al(－,3)、NOeq \\al(＋,2)、SCN－、HgCl2、BeCl2(g)
3原子18电子
O3、SO2、NOeq \\al(－,2)
4原子8电子
NH3、PH3、CHeq \\al(－,3)、H3O＋
4原子24电子
SO3(g)、COeq \\al(2－,3)、NOeq \\al(－,3)、BOeq \\al(3－,3)、BF3
4原子26电子
SOeq \\al(2－,3)、ClOeq \\al(－,3)、BrOeq \\al(－,3)、IOeq \\al(－,3)、XeO3
5原子8电子
CH4、SiH4、NHeq \\al(＋,4)、PHeq \\al(＋,4)、BHeq \\al(－,4)
5原子32电子
CCl4、SiF4、SiOeq \\al(4－,4)、SOeq \\al(2－,4)、ClOeq \\al(－,4)
12原子30电子
C6H6、N3B3H6(俗称无机苯)