高考热点7 键角大小的比较与大π键的判断及规范答题

高考热点7键角大小的比较与大π键的判断及规范答题一、键角大小的比较1.常见的分子(离子)空间构型和键角键角大小:直线形>平面三角形>正四面体形>三角锥形>V形注意:正四面体形中白磷P4键角为60°。2.排斥力大小对键角的影响(1)排斥力大小顺序:孤电子对-孤电子对>孤电子对-成键电子对>成键电子对-成键电子对。(2)三键、双键、单键之间的排斥力大小顺序:三键-三键>三键-双键>双键-双键>双键-单键>单键-单键。3.键角大小的判断方法(1)中心原子杂化方式不同,键角:sp>sp2>sp3[想一想]Si与C元素位于同一主族,SiO2键角小于CO2的原因是

。

答案SiO2中中心Si原子采取sp3杂化,键角为109°28';CO2中中心C原子采取sp杂化,键角为180°答题模板:×××中心原子采取×××杂化,键角为×××,而×××中心原子采取×××杂化,键角为×××。[练一练]比较下列分子或离子中的键角大小(填“>”“<”或“=”):①H2OCS2,原因是

。

②SO3SO42-③BF3NCl3。

④H3BO3分子中的O—B—O的键角(填“大于”“等于”或“小于”)BH4-中的H—B—H的键角,判断依据是答案①<H2O中中心O原子采取sp3杂化,键角约为105°;CS2中中心C原子采取sp杂化,键角为180°②>③>④大于H3BO3分子中B采取sp2杂化,键角约为120°,而BH4-中B采取sp3杂化,(2)中心原子杂化方式相同,中心原子孤电子对数不同,看电子对间的斥力排斥力大小顺序:孤电子对—孤电子对>孤电子对—成键电子对>成键电子对—成键电子对,杂化方式相同,中心原子孤电子对数越多,对成键电子对的排斥力越大,键角越小[想一想]已知H2O、NH3、CH4三种分子中,键角由大到小的顺序是,原因为。

答案CH4>NH3>H2O三者中心原子都为sp3杂化,CH4分子中无孤电子对,NH3分子中含有1个孤电子对,H2O分子中含有2个孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用较大,故键角逐渐减小答题模板:均为×××杂化,×××分子中无孤电子对,×××分子中含有n个孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用较大,因而键角较小。[练一练][PtCl4(NH3)2]中H—N—H之间的夹角(填“>”“<”或“=”)NH3分子中H—N—H之间的夹角,原因是。

答案>[PtCl4(NH3)2]与NH3中N均为sp3杂化,在配合物形成过程中,NH3中N原子的孤电子对与Pt形成配位键,N→Pt配位键中N无孤电子对,NH3中N含有1个孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用较大,因而NH3分子中H—N—H键角较小(3)杂化类型相同,中心原子相同或配位原子相同,看中心原子或配位原子的电负性①中心原子不同,配位原子相同[想一想]NH3的键角PH3的键角,原因是

。

答案>中心原子的电负性N强于P,中心原子的电负性越大,成键电子对离中心原子越近,斥力越大,键角也越大[练一练]AsH3分子为三角锥形,键角为91.80°,小于氨分子键角107°18',AsH3分子键角较小的原因是。

答案砷原子电负性小于氮原子,其共用电子对离砷核距离较远,斥力较小,键角较小②中心原子相同,配位原子不同[想一想]NF3的键角NH3的键角,理由是

。

答案<F的电负性比H大,NF3中成键电子对离中心原子较远,斥力较小,因而键角也较小(4)单键、双键、三键的影响三键、双键、单键之间的排斥力大小顺序:三键—三键>三键—双键>双键—双键>双键—单键>单键—单键。[练一练]在分子中,键角∠HCO(填“>”“<”或“=”)∠HCH。理由是

。

答案>双键斥力大于单键斥力二、大π键的理解与判断1.大π键的含义3个及以上原子构成的离子团或分子中,原子有彼此平行的未参与杂化的p轨道电子连贯重叠在一起,构成π型化学键,又称离域或共轭大π键。如苯:苯环中C采取sp2杂化,每个碳原子有一个未参与杂化的p轨道,6个p轨道肩并肩重叠,每个碳原子有一个未成对的p电子,形成了Π66大2.大π键的表示方法表示方法:Πmn;m为形成大π键的原子数,n为形成大π键的电子数,且n<23.大π键的形成条件(1)原子在同一平面或直线;(2)中心原子为sp或sp2杂化(若提供d轨道则中心原子应为sp3d杂化)。4.常见的大π键分子(离子)C6H6(苯)CO2O3N大π键ΠΠ34(2ΠΠ34(2分子(离子)NOCO大π键ΠΠΠ热点训练1.B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似,也有大π键。下列关于B3N3H6的说法错误的是()A.其熔点主要取决于所含化学键的键能B.形成大π键的电子全部由N提供C.分子中B和N的杂化方式相同D.分子中所有原子共平面答案A2.胍()是一种平面形分子。胍盐在碱性条件下不稳定,易水解产生尿素和氨气,其盐酸盐()是核酸检测液的主要成分。下列说法错误的是()A.胍的水溶液呈碱性B.胍中C、N杂化方式均为sp2C.胍中存在Π46大D.胍盐中含有的化学键均为极性键答案D解析胍含有碱性基团氨基,可以和盐酸反应生成胍盐,胍的水溶液呈碱性,A正确;胍是平面形分子,C、N均采取sp2杂化,B正确;胍中存在Π46大π键,C正确;胍盐中含有共价键和离子键,3.ClO2中心原子为Cl,Cl2O中心原子为O,二者均为V形结构,但ClO2中存在大π键(Π35)。ClO2中Cl原子的轨道杂化方式为O—Cl—O键角Cl—O—Cl键角(填“>”“<”或“=”)。比较ClO2与Cl2O中Cl—O键的键长并说明原因。

答案sp2>ClO2分子中Cl—O键的键长小于Cl2O中Cl—O键的键长,其原因是:ClO2分子中既存在σ键,又存在大π键,原子轨道重叠的程度较大,因此其中Cl—O键的键长较小,而Cl2O只存在普通的σ键解析ClO2中心原子为Cl,Cl2O中心原子为O,二者均为V形结构,但ClO2中存在大π键(Π35)。由ClO2中存在Π35可以推断,其中Cl原子只能提供1对电子,有一个O原子提供1个电子,另一个O原子提供1对电子,这5个电子处于互相平行的p轨道中形成大π键,Cl提供孤电子对与其中一个O形成配位键,与另一个O形成的是普通的共价键(σ键,这个O只提供了一个电子参与形成大π键),Cl的价层电子对数为3,则Cl原子的轨道杂化方式为sp2;Cl2O中心原子为O,根据价层电子对的计算公式可知n=2+6-2×12=4,因此,O的杂化方式为sp3;根据价层电子对互斥理论可知,n=4时,价电子对的几何构型为正四面体,n=3时,价电子对的几何构型平面正三角形,sp2杂化的键角一定大于sp3的,因此,虽然ClO2和Cl2O均为V形结构,但O—Cl—O键角大于Cl—O—Cl键角,孤电子对对成键电子对的排斥作用也改变不了这个结论。ClO2分子中Cl—O键的键长小于Cl2O中Cl-O键的键长,其原因是:ClO2分子中既存在σ键,又存在大π键,原子轨道重叠的程度较大,因此其中Cl-O键的键长较小,而Cl4.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Πnm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Π(1)下列微粒中存在“离域π键”的是(填字母)。

a.O3 b.SOc.H2S d.N(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N3-,则N3-中的大π答案(1)ad(2)Π34(3解析(1)形成“离域π键”的形成条件是“原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道”,O3为V形结构,有相互平行的p轨道,可以形成“离域π键”;硫酸根离子是正四面体结构,原子不处于同一平面内,不能形成“离域π键”;硫化氢中H原子和S原子没有平行的p轨道,不能形成“离域π键”;NO3-为平面三角形,有相互平行的p轨道,可以形成“离域π键”。(3)N3-价电子总数为16,原子总数为3,所以与CO2为等电子体,二者成键方式类似,参与形成大π键的原子数为3,形成两个Π5.非金属氮化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题:(1)氟化硝酰(NO2F)可用作火箭推进剂中的氧化剂,NO2F中心原子的杂化方式为。

(2)气态N2O5的分子结构为,而固态N2O5则由一种直线形的阳离子X与一种平面正三角形的阴离子Y构成,X的化学式为,Y的离域π键可表示为。

答案(1)sp2(2)NO解析(1)根据题中所给信息,NO2F中心原子为N,孤电子对数=1/2(5-2×2-1)=0,价层电子对数为3,则中心原子杂化方式为sp2。(2)结合题中信息,气态N2O5由直线阳离子X与平面三角形的阴离子Y构成,X为NO2+,Y为NO3-,NO3-中4个原子提供5个电子(N提供一对电子),加上得到的1个电子,总共有6个电子参与形成大π键,大π键中共用电子数的判