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高中三年级化学

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首页 高中三年级化学知识 电子排布式 杂化轨道理论（中心原子杂化方式） 配合物理论 无机分子的立体结构 等电子原理（等电子体） σ键、π键 试题正文
  • 填空题
    一项科学研究成果表明，铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。
    (1)向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液，所得沉淀经高温灼烧，可制得CuMn2O4。
    ①Mn2＋基态的电子排布式可表示为___________________。
    ②NO3-的空间构型是____________(用文字描述)。
    (2)在铜锰氧化物的催化下，CO被氧化为CO2，HCHO被氧化为CO2和H2O。
    ①根据等电子体原理，CO分子的结构式为____________。
    ②H2O分子中O原子轨道的杂化类型为____________。
    ③1molCO2中含有的σ键数目为____________。
    (3)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2-。不考虑空间构型，[Cu(OH)4]2-的结构可用示意图表示为____________。
    本题信息：2012年江苏高考真题化学填空题难度较难 来源:于丽娜
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本试题 “一项科学研究成果表明，铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。(1)向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3...” 主要考查您对

电子排布式

杂化轨道理论（中心原子杂化方式）

配合物理论

无机分子的立体结构

等电子原理（等电子体）

σ键、π键

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  • 电子排布式
  • 杂化轨道理论（中心原子杂化方式）
  • 配合物理论
  • 无机分子的立体结构
  • 等电子原理（等电子体）
  • σ键、π键

电子排布式：

①简化电子排布式
为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的冗素符号外加方括号表示，即为简化电子排布式，如K 的简化电子排布式为
②特殊电子排布式
有个别元素的基态原子的电子排布对于构造原理有1个电子的反常。因为能量相同的原子轨道在全充满()、半充满()和全空()状态时，体系的能量较低，原子较稳定。

(2)电子排布图：用方框表示一个原子轨道，用箭头“↑”或“↓”来区别自旋状态不同的电子。



构造原理:

多电子原子的核外电子排布总是按照能量最低原理，由低能级逐步填充到高能级。绝大多数元素的原子核外电子的排布遵循下图所示的排布顺序，这种排布顺序被称为构造原理。

点拨:构造原理中的排布顺序，其实质是各能级的能量高低顺序，可由下列公式得出ns<(n一2)f< (n一1)d<np(n表示能层序数)。常用的重要的能级交错顺序有：

核外电子排布式一构造原理的应用：

根据构造原理，按照能级顺序，用能级符号右上角的数字表示该能级上电子数的式子，叫做电子排布式。例如，


杂化轨道理论：

是鲍林为了解释分子的立体结构提出的。中心原子杂化轨道、孤电子对数及与之相连的原子数间的关系是：杂化轨道数=孤电子对数+与之相连的原子数。杂化前后轨道总数比变，杂化轨道用来形成σ键或容纳孤对电子，未杂化的轨道与杂化轨道所在平面垂直，可用来形成π键。

常见杂化方式：

(1)sp杂化：直线型 如：CO2、CS2
(2)sp2杂化：平面三角形（等性杂化为平面正三角形） 如：BCl3 C2H4
不等性杂化为V字型 如：H2O H2S OF2
(3)sp3杂化：空间四面体（等性杂化为正四面体） 如：CH4、CCl4
不等性杂化为三角锥 如：NH3 PCl3 H3O+  
sp3d杂化：三角双锥
sp3d2杂化：八面体（等性杂化为正八面体）

分子的构型与杂化类型的关系：


配位键、配合物：

1．配位键配位键是一种特殊的共价键。成键的两个原子间的共用电子对是由一个原子单独提供的。形成配位键的条件是其中一个原子有孤电子对，另一个原子有接受孤电子对的“空轨道”。配位键用A→B表示，A是提供孤电子对的原子，B是接受孤电子对的原子。
2．配合物通常把金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物称为配合物。
3．配位键的形成
(1)中配位键的形成

注意：结构式中“→”表示配位键及其共用电子对的提供方式。
(2)配离子中配位键的形成
 
在里，NH3分子中的氮原子给出孤电子对，接受电子对，以配位键形成了
(3)配离子的形成

在里，分子中的氮原子给出孤电子对，接受电子对，以配位键形成了

4．配合物的组成
配合物的组成包含中心原子、配体和配位原子、配位数，内界和外界等。以为例说明，如下图所示：

配合物的内界和外界之间多以离子键结合，因而属于离子化合物、强电解质，能完全电离成内界离子和外界离子，内界离子也能电离但程度非常小，可谓“强中有弱”。例如，配合物溶液中加入溶液，外界的能被沉淀，而内界的不能形成沉淀。


分子中原子的空间关系：

分子中原子的空间关系是分子表现出不同的空间构型。


用价层电子对互斥理论确定分子或离子的VSEPR模型和立体构型的方法:

首先计算分子或离子中的中心原子的键电子对数和孤电子对数，相加便得到中心原子的价层电子对数。然后由价层电子对的相互排斥，便得到含有孤电子对的VSEPR模型，再略去VSEPR模型中的中心原子的孤电子对，便可得到分子的立体构型。
1．价层电子对数的确定方法
(1)键电子对数：由分子式确定，中心原子形成的键的数目就是键电子对数。如分子中的中心原子分别有2、3、4对键电子对。
(2)孤电子对数
①分子中的中心原子上的孤电子对数式中a为中心原子的价电子数(主族元素原子的价电子就是最外层电子)；x为与中心原子结合的原子数；b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数 (氢为l，其他原子等于“8一该原子的价电子数”)。
以为例，a均为6，x分别为2和3，b均为2(氧原子最多能接受的电子数为2)，则分别为1和0，即SO2的中心原子上的孤电子对数为l， SO3的中心原子上没有孤电子对。
②对于阳离子，a为中心原子的价电子数减去离子的电荷数；对于阴离子，a为中心原子的价电子数加上离子的电荷数(绝对值)。x和b的计算方法及计算公式[中心原子上的孤电子对数=]均不变。

2．确定分子(或离子)的VSEPR模型
根据价层电子对数和价层电子对的相互排斥，可得出分子或离子的VSEPR模型，其关系如下表。

3．确定分子(或离子)的立体构型略去VSEPR模型中的中心原子上的孤电子对，便可得到分子或离子的立体构型，如上表。
(1)分子或离子中的价层电子对数分别为2、3、4，则其VSEPR模型分别为直线形、平面三角形、正四面体形或四面体形。如果价层电子对数为5，则为三角双锥形；如果为6，则为正八面体形或八面体形。
(2)如果中心原子的孤电子对数为0，则VSEPR模型(及名称)和分子或离子的立体构型(及名称)是一致的；若孤电子对数不为0，则二者不一致。


等电子原理：

1．等电子原理等电子体具有相似的化学键特征，它们的结构相似，物理性质相近，此原理称为等电子原理。例如，CO和N2的熔沸点、溶解性、分子解离能等都非常相近。
2．等电子粒子电子数相同的粒子(原子、分子、离子)称为等电子粒子。
常见的等电子粒子：


⑥核外电子总数及质子数均相等的粒子：

3．等电子体
(1)原子总数相同、价电子总数相同的粒子互称为等电子体。如N2与CO是等电子体，但N2与C2H2不是等电子体；O2与SO2是等电子体。
(2)常见的等电子体
 
4．等电子原理的应用
(1)利用等电子原理可以较快判断一些分子或离子的构型，如的空间构型分别是三角锥形和正四面体形。
(2)在制造新材料方面有重要应用。如晶体硅、锗是良好的半导体材料，它们的等电子体磷化铝(AIP)、砷化镓(GaAs)也都是良好的半导体材料。，


常见分子的立体结构：


σ键：

成键原子的电子云以“头碰头”方式重叠形成的共价键，其特征是轴对称，即以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转，共价键的电子云图形不变。

π键：

成键原子的电子云以“肩并肩”方式形成的共价键，其特征是镜像对称，即：电子云由两块组成，若以包含原子核的平面为镜面，两块电子云互为镜像。

共价键的分类：
 
(1)按成键原子是否相同或共用电子对是否偏移分

(2)按成键方式分


(3)按共用电子对数分


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