高考化学一轮复习第十一章第2讲分子结构与性质教案新人教版.docx

第2讲分子结构与性质【2020备考】最新考纲：1.理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。2.了解共价键的形成、极性、类型(键和键)，了解配位键的含义。3.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。4.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。5.能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构。6.了解范德华力的含义及对物质性质的影响。7.了解氢键的含义，能列举存在氢键的物质，并能解释氢键对物质性质的影响。核心素养：1.宏观辨识与微观探析：能从不同层次认识分子的构型，并对共价键进行分类，能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。2.证据推理与模型认知：能运用价层电子对互斥模型和杂化轨道理论等，解释分子的立体结构及性质，揭示现象的本质与规律。考点一共价键(频数：难度：)名师课堂导语 本考点主要考查共价键的不同类型，特别是键和键的判断，是高考重点，要重点掌握。1.本质共价键的本质是在原子之间形成共用电子对(电子云的重叠)。2.特征具有饱和性和方向性。3.类型1.通过物质的结构式可以快速有效地判断共价键的种类及数目。共价单键全为键，共价双键中有一个键和一个键，共价三键中有一个键和两个键。2.由成键轨道类型也可判断共价键类型。s轨道形成的共价键全部是键；杂化轨道形成的共价键全部为键。4.键参数(1)概念(2)键参数对分子性质的影响键能越大，键长越短，分子越稳定。5.等电子原理(1)等电子体：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和CO、O3与SO2是等电子体，但N2与C2H2不是等电子体。(2)等电子原理：等电子体具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近，此原理称为等电子原理，例如CO和N2的熔、沸点、溶解性等都非常相近。常见的等电子体：N2与CO，CO2与N2O，O3、NO与SO2，CO、NO与SO3，PO、SO与ClO，与B3N3H6(硼氮苯)等。速查速测1.(易混点排查)正确的打“”，错误的打“”(1)键可以绕键轴旋转，键不能绕键轴旋转()(2)气体单质中一定存在键，可能存在键()(3)键比键的电子云重叠程度大，形成的共价键强()(4)键能单独形成，而键一定不能单独形成()(5)碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍()2.(教材改编题)(RJ选修3P344改编)已知NN、NN和NN键能之比为1.002.174.90，而CC、CC、CC键能之比为1.001.772.34。下列说法正确的是()A.键一定比键稳定B.N2较易发生加成C.乙烯、乙炔较易发生加成D.乙烯、乙炔中的键比键稳定答案C3.(思维探究题)(1)根据价键理论分析氮气分子中的成键情况。_。答案氮原子各自用三个p轨道分别跟另一个氮原子形成一个键和两个键(2)已知CO2为直线形结构，SO3为平面正三角形结构，NF3为三角锥形结构，请推测COS、CO、PCl3的空间结构答案COS为直线形结构；CO为平面正三角形结构；PCl3为三角锥形结构A组基础知识巩固1.(2018河南信阳一高月考)下列事实不能用键能的大小来解释的是()A.氮元素的电负性较大，但N2的化学性质很稳定B.稀有气体一般难发生反应C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱D.F2比O2更容易与H2反应解析由于N2分子中存在氮氮三键，键能很大，破坏共价键需要很大的能量，所以N2的化学性质很稳定，A不符合题意。稀有气体都为单原子分子，分子内部没有化学键，其化学性质稳定与键能无关，B符合题意。卤族元素从上到下原子半径逐渐增大，其氢化物中所含键的键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性逐渐减弱，C不符合题。由于HF键的键能大于HO键的键能，所以HF更容易生成，D不符合题意。答案B2.碳酸亚乙酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂，其结构如图所示。下列有关该物质的说法正确的是()A.分子式为C3H2O3B.分子中含6个键C.分子中只有极性键D.8.6 g该物质完全燃烧得到6.72 L CO2解析A项，观察图形根据碳四键可知分子式正确；B项，根据图示可知分子中含8个键；C项，观察图形可知分子中含有碳碳双键属于非极性键；D项，没有指明条件，无法进行气体体积计算。答案A3.有以下物质：HF，Cl2，H2O，N2，C2H4，C2H6，H2，H2O2，HCN()。只有键的是_(填序号，下同)；既有键，又有键的是_；含有由两个原子的s轨道重叠形成的键的是_；含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的键的是_；含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的键的是_。答案【归纳总结】1.在分子中，有的只存在极性键，如HCl、NH3等，有的只存在非极性键，如N2、H2等，有的既存在极性键又存在非极性键，如H2O2、C2H4等；有的不存在化学键，如稀有气体分子。2.在离子化合物中，一定存在离子键，有的存在极性共价键，如NaOH、Na2SO4等；有的存在非极性键，如Na2O2、CaC2等。3.通过物质的结构式，可以快速有效地判断键的种类及数目；判断成键方式时，需掌握：共价单键全为键，双键中有一个键和一个键，三键中有一个键和两个键。B组考试能力过关4.按要求完成以下试题(1)(2018课标全国)LiAlH4中，存在_(填标号)。A.离子键 B.键C.键 D.氢键答案AB(2)(2018课标全国)气态三氧化硫以单分子形式存在，其中共价键的类型有_种。解析气态SO3为单分子，分子中S无孤电子对，其分子的立体构型为平面三角形，S和O之间形成双键，故共价键有键和键两种。答案2(3)(2018课标全国)ZnF2具有较高的熔点(872 )，其化学键类型是_。答案离子键(4)(2017全国卷)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示，R(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl中阴离子N中的键总数为_个。分子中的大键可用符号表示，其中m代表参与形成大键的原子数，n代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大键可表示为)，则N中的大键应表示为_。答案5(5)(2017全国卷)硝酸锰中的化学键除了键外，还存在_。答案离子键和键(键)(6)(2017江苏卷)1 mol丙酮()分子中含有键的数目为_。答案9NA(7)(2016全国卷)Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是_。Ge单晶具有金刚石型结构，微粒之间存在的作用力是_。答案Ge的原子半径大，原子间形成的单键较长，pp轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成键共价键(8)(2016全国卷)GaAs 晶体中Ga与As以_键键合。答案共价考点二分子的立体结构(频数：难度：)名师课堂导语 本考点主要考查分子的空间构型以及分子的杂化类型，特别是杂化类型的判断是高考重点，复习时加以关注。1.价层电子对互斥理论(1)理论要点价层电子对在空间上彼此相距越远时，排斥力越小，体系的能量越低。孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。(2)价层电子对互斥理论与分子构型。价电子对数成键数孤电子对数电子对空间构型分子空间构型实例220直线形直线形CO2330三角形三角形BF321V形SO2440四面体形正四面体形CH431三角锥形NH322V形H2O价层电子对互斥理论说明的是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对。2.杂化轨道理论(1)当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间结构不同。(2)杂化轨道的三种类型与分子空间结构杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角空间构型实例sp2180直线形BeCl2sp23120平面三角形BF3sp34109.5正四面体形CH4中心原子采取sp3杂化的，其价层电子对模型为四面体形，其分子构型可以为四面体形(如CH4)，也可以为三角锥形(NH3)，也可以为形(H2O)。3.配位键和配合物(1)配位键：由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的共价键。(2)配位键的表示方法：如AB：A表示提供孤对电子的原子，B表示接受孤对电子的原子。(3)配位化合物组成。形成条件。速查速测1.(易混点排查)正确的打“”，错误的打“”(1)杂化轨道只用于形成键或用于容纳未参与成键的孤电子对()(2)分子中中心原子若通过sp3杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体结构()(3)NH3分子为三角锥形，N原子发生sp2杂化()(4)只要分子构型为平面三角形，中心原子均为sp2杂化()(5)中心原子是sp杂化的，其分子构型不一定为直线形()2.(教材改编题)(RJ选修3P576改编)填表孤电子对数杂化类型分子构型CCl4NH3H2O答案0sp3正四面体1sp3三角锥形2sp3角形或V形3.(思维探究题)已知H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是CH4NH3H2O，请分析可能的原因是_。答案CH4分子中的C原子没有孤电子对，NH3分子中N原子上有1对孤电子对，H2O分子中O原子上有2对孤电子对，随着孤电子对的增多，对成键电子对的排斥作用增大，故键角减小A组基础知识巩固1.下列中心原子的杂化轨道类型和分子几何构型不正确的是()A.PCl3中P原子sp3杂化，为三角锥形B.BCl3中B原子sp2杂化，为平面三角形C.CS2中C原子sp杂化，为直线形D.H2S分子中，S为sp杂化，为直线形解析PCl3分子中P原子形成3个键，孤对电子数为31，为sp3杂化，三角锥形，A正确；BCl3分子中B原子形成3个键，孤对电子数为30，为sp2杂化，平面三角形，B正确；CS2分子中C原子形成2个键，孤对电子数为20，为sp杂化，直线形，C正确；H2S分子中，S原子形成2个键，孤对电子数为22，为sp3杂化，V形，D错误。答案D2.(2018甘肃兰州模拟)关于原子轨道的说法正确的是()A.凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其几何构型都是正四面体B.CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s 轨道和C原子的2p轨道混合形成C.sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s 轨道和p轨道混合起来形成的一组新轨道D.凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键解析A.中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其几何构型不都是正四面体，例如氨气是三角锥形的。B.甲烷分子碳原子的2s轨道和2p轨道通过sp3杂化，形成4个杂化轨道，和4个氢原子的1s轨道形成4个CH单键。C.sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s 轨道和p轨道混合起来形成的一组新轨道，它们的能量完全相同，是能量等同的轨道，正确。D.AB3型的共价化合物，其中心原子A不都采用sp3杂化轨道成键，例如BF3中的B原子是sp2杂化，是平面三角形结构。答案C3.铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。(1)往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成Cu(NH3)42配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2形成配离子，其原因是_。(2)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成Cu(OH)42。不考虑空间构型，Cu(OH)42的结构可用示意图表示为_。解析(1)N、F、H三种元素的电负性：FNH，所以NH3中共用电子对偏向N原子，而在NF3中，共用电子对偏向F原子，偏离N原子。(2)Cu2中存在空轨道，而OH中O原子有孤对电子，故O与Cu之间以配位键结合。答案(1)N、F、H三种元素的电负性：FNH，在NF3中，共用电子对偏向F原子，偏离N原子，使得氮原子上的孤电子对难与Cu2形成配位键(2)【方法技巧】“五方法”判断分子中心原子的杂化类型1.根据杂化轨道的空间分布构型判断若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子发生sp3杂化。若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化。若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp杂化。2.根据杂化轨道之间的夹角判断若杂化轨道之间的夹角为10928，则分子的中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120，则分子的中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180，则分子的中心原子发生sp杂化。3.根据等电子原理进行判断如CO2是直线形分子，CNS、N与CO2是等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采用sp杂化。4.根据中心原子的电子对数判断如中心原子的电子对数为4，是sp3杂化，为3是sp2杂化，为2是sp杂化。5.根据分子或离子中有无键及键数目判断如没有键为sp3杂化，含一个键为sp2杂化，含两个键为sp杂化。B组考试能力过关4.按要求完成以下试题(1)(2018课标全国)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间构型是_、中心原子的杂化形式为_。答案正四面体sp3(2)(2018课标全国)根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是_。气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为_形，固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为_。答案H2S平面三角sp3(3) (2018课标全国)中华本草等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间构型为_，C原子的杂化形式为_。答案平面三角形sp2(4)(2017全国卷)X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在I离子。I离子的几何构型为_，中心原子的杂化形式为_。答案V形sp3(5)(2017全国卷)经X射线衍射测得化合物R(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl的晶体结构，其局部结构如图所示。从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为_，不同之处为_。(填标号)A.中心原子的杂化轨道类型B.中心原子的价层电子对数C.立体结构D.共价键类型答案ABDC(6)(2017全国卷)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为_和_。答案spsp3(7)(2016全国卷)Ni(NH3)6SO4中阴离子的立体构型是_。在Ni(NH3)62中Ni2与NH3之间形成的化学键称为_，提供孤电子对的成键原子是_。答案正四面体形配位键N(8)(2016全国卷)Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为_。答案sp3(9)(2016全国卷)AsCl3分子的立体构型为_，其中As的杂化轨道类型为_。答案三角锥形sp3(10)(2015课标，37节选)CS2分子中C原子的杂化轨道类型是_，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子_。答案spCO2、SCN等考点三分子间作用力与分子的性质(频数：难度：)名师课堂导语 本考点在高考中考查力度不大，主要涉及：(1)分子间作用力对物质物理性质的影响。(2)通过氢键解释一些有关的反常物理性质。1.分子间作用力(1)概念：物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。(2)分类：分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。(3)强弱：范德华力氢键CH3OHCO2H2H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多；CO2与H2均为非极性分子，CO2相对分子质量较大，范德华力较大(5)(2016全国卷)氨的沸点_(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是_；氨是_分子(填“极性”或“非极性”)。答案高于氨分子间可形成氢键极性(6)(2016全国卷)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因_。GeCl4GeBr4GeI4熔点/49.526146沸点/83.1186约400答案GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强A级全员必做题1.(2019绵阳模拟)下列描述正确的是()A.CS2为V形极性分子B.SiF4与SO的中心原子均为sp3杂化C.C2H2分子中键与键的数目比为11D.水加热到很高温度都难分解是因水分子间存在氢键解析CS2为直线形非极性分子；SiF4与SO的中心原子的价层电子对数均为4，因此中心原子均为sp3杂化；C2H2分子中键与键的数目比为32；水加热到很高温度都难分解是因OH键的键能较大。答案B2.在硼酸B(OH)3分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是()A.sp，范德华力 B.sp2，范德华力C.sp2，氢键 D.sp3，氢键解析石墨晶体中C原子为sp2杂化，层与层之间以范德华力结合，硼酸B(OH)3分子中，B原子也为sp2杂化，但由于B(OH)3中B原子与3个羟基相连，羟基间能形成氢键，故同层分子间的主要作用力为氢键。答案C3.下列有关分子的结构和性质的说法正确的是()A.H2O2和C2H2均为直线形的非极性分子B.NF3和PCl3均为三角锥形分子，中心原子均为sp3杂化C.H3BO3和H3PO3均为三元酸，结构式均为D.CH4和白磷(P4)分子均为正四面体形分子，键角均为10928解析C2H2中4个原子在同一直线上，为直线形的非极性分子，但H2O2中4个原子不在同一直线上，为空间结构的极性分子，A项错误；NF3和PCl3中N、P均有一个孤电子对，杂化轨道数均为4，故均为三角锥形分子，中心原子均为sp3杂化，B项正确；H3BO3的结构式为，其溶液呈酸性是因为H3BO3与水电离出的OH结合为B(OH)4：H3BO3H2OB(OH)4H，因此H3BO3为一元酸，H3PO3的结构式为，为二元酸，C项错误；CH4和白磷(P4)分子均为正四面体形分子，但键角分别为10928和60，D项错误。答案B4.下列说法中正确的是()A.卤化氢中，以HF沸点最高，是由于HF分子间存在氢键B.邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点高C.H2O的沸点比HF的沸点高，是由于水中氢键键能大D.氢键XHY的三个原子总在一条直线上解析B项，分子内氢键使熔、沸点降低，分子间氢键使熔、沸点升高，邻羟基苯甲醛形成的是分子内氢键；C项，水中氢键键能比HF中氢键键能小，但由于1个HF分子只能与两个相邻的HF分子形成氢键，而一个水分子可与四个相邻的水分子形成氢键，故水的沸点比HF的沸点高；D项，XHY的三原子不一定在一条直线上。答案A5.下列有关氢键的说法正确的是()A.HF溶液中存在三种类型的氢键B. C.H2O的稳定性高，是因为水分子间存在氢键D. 形成分子内氢键，故比难电离解析HF溶液中HF与HF、H2O与H2O、HF与H2O之间均存在氢键，氢键类型有如下4种：FHF、FHO、OHF、OHO，A项错误；形成分子间氢键，而形成分子内氢键，分子间氢键使分子间作用力增大，故的沸点比的高，B项错误；H2O的稳定性高，是因为水分子中HO键的键能大，而氢键影响物理性质，C项错误；相对于，苯环上多了一个COO，羟基上与氧结合的氢原子能与羧基上氧原子形成氢键，使其更难电离出H，因此的电离常数比的电离常数小，D项正确。答案D6.根据等电子原理判断，下列说法中错误的是()A.B3N3H6分子中所有原子均在同一平面上B.B3N3H6分子中存在双键，可发生加成反应C.H3O和NH3是等电子体，均为三角锥形D.CH4和NH是等电子体，均为正四面体形解析B3N3H6和苯是等电子体，其结构相似；C项，H3O和NH3是等电子体，根据氨气分子的立体构型判断水合氢离子的立体构型；D项，CH4和NH是等电子体，根据甲烷的立体构型判断铵根离子的立体构型。答案B7.关于化学式为TiCl(H2O)5Cl2H2O的配合物，下列说法中正确的是()A.配体是Cl和H2O，配位数是9B.中心离子是Ti4，配离子是TiCl(H2O)52C.内界和外界中Cl的数目比是12D.加入足量AgNO3溶液，所有Cl均被完全沉淀解析TiCl(H2O)5Cl2H2O，配体是Cl、H2O，提供孤电子对；中心离子是Ti3，配合物中配位离子Cl不与Ag反应，外界中的Cl与Ag反应，据此分析解答。答案C8.胆矾CuSO45H2O可写成Cu(H2O)4SO4H2O，其结构示意图如下：下列说法正确的是()A.在上述结构示意图中，所有氧原子都采用sp2杂化B.在上述结构示意图中，存在配位键、共价键，不存在离子键C.胆矾是分子晶体，分子间存在氢键D.胆矾中的两种结晶水在不同的温度下会分步失去解析H2O中O原子形成2个键，有2个孤电子对，为sp3杂化，硫酸根离子中羟基氧是sp3杂化，非羟基氧不是中心原子，不参与杂化，故A错误；在题述结构示意图中，存在OCu配位键，HO、SO共价键和配离子与硫酸根离子之间形成离子键，故B错误；胆矾是五水硫酸铜，胆矾是由水合铜离子及硫酸根离子构成的，属于离子晶体，故C错误；由于胆矾晶体中有两类结晶水，一类是形成配体的水分子，一类是形成氢键的水分子，结合方式不同，因此受热时也会因温度不同而得到不同的产物，故D正确。答案D9.氮元素及其化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题：(1)基态氮原子的核外共有_种不同运动状态的电子，N2O的空间构型为_，NH4NO3中N的杂化方式为_。(2)氮元素的第一电离能在同周期中从大到小排第_位，写出与NO互为等电子体的一种非极性分子的化学式_。(3)已知NH3分子的键角约为107，而PH3分子的键角约为94，试用价层电子对互斥理论解释NH3的键角比PH3的键角大的原因_。(4)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)分子中氮原子轨道的杂化类型为_，乙二胺和三甲胺N(CH3)3均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高很多，原因是_。(5)N元素可以形成两种含氧酸HNO2和HNO3，酸性是HNO3_HNO2(填“强于”或“弱于”)，原因是_。解析(1)基态氮原子核外有7个电子，每个电子的能量各不相同；N2O与CO2互为等电子体，空间构型与CO2的空间构型相同，均为直线形；NH4NO3中的两个氮原子均无孤电子对，NH中N为sp3杂化，NO中N为sp2杂化。(2)第二周期元素，第一电离能从左到右逐渐增大，但Be由于2p轨道全空，故其第一电离能比B大，N由于2p轨道半满，其第一电离能比O大，即第二周期元素第一电离能：NeFNOCBeBLi，故氮元素在第二周期元素中第一电离能排第3位；与NO互为等电子体的非极性分子为SO3或BF3。(3)N原子半径比P原子半径小，NH3分子中成键电子对间的距离较近，斥力更大，故NH3的键角比PH3的键角大。(4)乙二胺分子中氮原子有一个孤电子对，N的杂化轨道数为4，故杂化类型为sp3杂化。乙二胺中氮原子上有氢原子，分子间可以形成氢键，而三甲胺中氮原子上没有氢原子，分子间不能形成氢键，故乙二胺比三甲胺的沸点高很多。(5)HNO3中含有更多的非羟基氧，N的正电性较高，导致NOH中的电子向N偏移，因而在水分子的作用下就越容易电离出H，即酸性越强。答案(1)7直线形sp3、sp2(2)3SO3或BF3(3)N原子半径比P原子半径小，NH3分子中成键电子对间的距离较近，斥力更大(4)sp3杂化乙二胺分子间可形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键(5)强于HNO3中含有更多的非羟基氧，N的正电性较高，导致NOH中的电子向N偏移，因而在水分子的作用下就越容易电离出H，即酸性越强10.砷(As)元素及其化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题：(1)基态As原子的核外电子排布式为_，砷与硒的第一电离能较大的是_。(2)传统中药的砷剂俗称“砒霜”，其分子结构如图所示，该化合物中As、O原子的杂化方式分别为_、_。(3)Na3AsO4可作杀虫剂。AsO的立体构型为_，与其互为等电子体的分子的化学式为_(任写一种)。(4)H3AsO4和H3AsO3是砷的两种含氧酸，请根据物质结构与性质的关系，解释H3AsO4比H3AsO3酸性强的原因_。解析(1)基态As原子的核外有33个电子，根据构造原理知电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3或Ar3d104s24p3。砷由于4p轨道为半充满状态，结构稳定，第一电离能比Se大。(2)该化合物中As有一个孤电子对，杂化类型为sp3杂化，O有两个孤电子对，杂化类型为sp3杂化。(3)AsO中As无孤电子对，立体构型为正四面体形，与AsO互为等电子体的分子有CF4、SiF4、CCl4、SiCl4等。(4)两种含氧酸H3AsO4和H3AsO3可分别表示为(HO)3AsO和(HO)3As，H3AsO3中As为3价，而H3AsO4中As为5价，正电性更高，导致AsOH中O的电子向As偏移，更易电离出H，所以H3AsO4比H3AsO3酸性强。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3或Ar3d104s24p3As或砷(2)sp3杂化sp3杂化(3)正四面体形CF4(或SiF4、CCl4、SiCl4，合理即可)(4)H3AsO4和H3AsO3可分别表示为(HO)3AsO和(HO)3As，H3AsO3中As为3价，而H3AsO4中As为5价，正电性更高，导致AsOH中O的电子向As偏移，更易电离出H11.锂