?第35講 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
【知識(shí)梳理】
一、共價(jià)鍵
1．共價(jià)鍵的成鍵本質(zhì)：成鍵原子相互接近時(shí)，原子軌道發(fā)生重疊，自旋方向相反的未成對(duì)電子形成共用電子對(duì)，兩原子核間電子云密度增加，體系能量降低。共價(jià)鍵的特征是具有飽和性和方向性。
2．共價(jià)鍵的類型：
（1）σ鍵和π鍵
?
σ鍵
π鍵
成鍵方向
沿鍵軸方向“頭碰頭”
平行或“肩并肩”
電子云形狀
軸對(duì)稱
鏡像對(duì)稱
牢固程度
強(qiáng)度大，不易斷裂
強(qiáng)度小，易斷裂
成鍵規(guī)律
單鍵是σ鍵；雙鍵有一個(gè)是σ鍵，另一個(gè)是π鍵；三鍵中一個(gè)是σ鍵，另兩個(gè)為π鍵
（2）極性鍵和非極性鍵
?
非 極 性 鍵
極 性 鍵
定義
由同種元素的原子形成的共價(jià)鍵，共用電子對(duì)不發(fā)生偏移
由不同種元素的原子形成的共價(jià)鍵，共用電子對(duì)發(fā)生偏移
共用電子對(duì)
不偏向任何一方
偏向吸引電子能力強(qiáng)的原子一方
電性判斷
不顯電性
顯電性

舉例
單質(zhì)分子（如H2、Cl2）和某些化合物（如Na2O2、H2O2）中含有非極性鍵
氣態(tài)氫化物，非金屬氧化物、酸根和氫氧根中都含有極性鍵
（3）配位鍵：一種特殊的共價(jià)鍵，一方提供孤電子對(duì)（如NH3、H2O 、CO、NO2-、CN-、Cl-等），一方有空軌道（如H+、BF3、Cu2+、Ag+等），孤電子對(duì)進(jìn)入空軌道，從而形成配位鍵。
①配位化合物：金屬離子與配位體之間通過(guò)配位鍵形成的化合物。如：Cu（H2O）4SO4、Cu（NH3）4（OH）2、Ag（NH3）2OH 、Fe（SCN） 3等。
②配位化合物的組成：

③配位鍵與極性鍵、非極性鍵的比較：

3. 共價(jià)鍵的三個(gè)鍵參數(shù)
?
概念
對(duì)分子的影響
鍵長(zhǎng)
分子中兩個(gè)成鍵原子核間距離（米）
鍵長(zhǎng)越短，化學(xué)鍵越強(qiáng)，形成的分子越穩(wěn)定
鍵能
對(duì)于氣態(tài)雙原子分子AB，拆開(kāi)1molA-B鍵所需的能量
鍵能越大，化學(xué)鍵越強(qiáng)，越牢固，形成的分子越穩(wěn)定
鍵角
鍵與鍵之間的夾角
鍵角決定分子空間構(gòu)型
（1）鍵長(zhǎng)、鍵能決定共價(jià)鍵的強(qiáng)弱和分子的穩(wěn)定性，鍵角決定分子空間構(gòu)型和分子的極性。
（2）鍵能與反應(yīng)熱：反應(yīng)熱＝生成物鍵能總和－反應(yīng)物鍵能總和。
例題1、下列說(shuō)法中正確的是 。
①π鍵總數(shù)：C2H6>C2H4>C2H2
②碳碳鍵間的鍵能：C2H6>C2H4>C2H2
③1 mol HCHO分子中含有σ鍵的數(shù)目為3 mol
④C2H2分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比為1∶1
⑤分子中只有極性鍵
⑥分子的鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，鍵能越高，分子越穩(wěn)定
⑦CO2和NO能互稱為等電子體
⑧CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X鍵的鍵長(zhǎng)、鍵角均相等
⑨H2O分子中的共價(jià)鍵比HF分子中的共價(jià)鍵牢固
⑩CH4和NH是等電子體，鍵角均為60°
?B3N3H6和苯是等電子體，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重疊的軌道
?N≡N鍵的鍵能為946 kJ·mol－1，N—N鍵的鍵能為193 kJ·mol－1，說(shuō)明N2中π鍵比σ鍵穩(wěn)定

二、分子的立體構(gòu)型













價(jià)電子互斥理論




基本要點(diǎn)
ABn型分子（離子）中中心原子A周圍的價(jià)電子對(duì)的幾何構(gòu)型，主要取決于價(jià)電子對(duì)數(shù)（n），價(jià)電子對(duì)盡量遠(yuǎn)離，使它們之間斥力最小
價(jià)層電子對(duì)互斥模型是價(jià)層電子對(duì)的立體構(gòu)型，而分子的立體構(gòu)型指的是成鍵電子對(duì)的立體構(gòu)型，不包括孤電子對(duì)。兩者是否一致取決于中心原子上有無(wú)孤電子對(duì)(未用于形成共價(jià)鍵的電子對(duì))，當(dāng)中心原子上無(wú)孤電子對(duì)時(shí)，兩者的構(gòu)型一致；當(dāng)中心原子上有孤電子對(duì)時(shí)，兩者的構(gòu)型不一致




價(jià)層電子對(duì)

對(duì)于主族元素，中心原子價(jià)電子數(shù)=最外層電子數(shù)，配位原子按提供的價(jià)電子數(shù)（負(fù)化合價(jià)的絕對(duì)值）計(jì)算，如PCl5中
O、S作為配位原子時(shí)按不提供價(jià)電子計(jì)算，作中心原子時(shí)價(jià)電子數(shù)為6
離子的價(jià)電子對(duì)數(shù)計(jì)算，如
NH4+：
SO42- ：



孤電子對(duì)

對(duì)于主族元素，中心原子價(jià)電子數(shù)=最外層電子數(shù)，配位原子按提供的價(jià)電子數(shù)（負(fù)化合價(jià)的絕對(duì)值）計(jì)算，如
NH3的中心原子孤電子對(duì)數(shù)＝×(5－1×3)＝1
NH的中心原子孤電子對(duì)數(shù)＝×(5－4×1—1)＝0


立體構(gòu)型











雜化軌道理論



基本要點(diǎn)
能量相近的原子軌道才能參與雜化
雜化后的軌道一頭大，一頭小，電子云密度大的一端與成鍵原子的原子軌道沿鍵軸方向重疊，形成σ鍵；由于雜化后原子軌道重疊更大，形成的共價(jià)鍵比原有原子軌道形成的共價(jià)鍵穩(wěn)定
雜化軌道能量相同，成分相同，如：每個(gè)sp3雜化軌道占有1個(gè)s軌道、3個(gè)p軌道
雜化軌道總數(shù)等于參與雜化的原子軌道數(shù)目之和
應(yīng)用范圍
只應(yīng)用于形成σ鍵或者用來(lái)容納未參加成鍵的孤對(duì)電子




判斷方法
根據(jù)中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)判斷，中心原子的電子對(duì)數(shù)為4是sp3雜化，為3是sp2雜化，為2是sp雜化
根據(jù)雜化軌道的空間分布構(gòu)型判斷，若雜化軌道在空間的分布為正四面體形，則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化，若雜化軌道在空間的分布呈平面三角形，則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化，若雜化軌道在空間的分布呈直線形，則分子的中心原子發(fā)生sp雜化
根據(jù)等電子原理進(jìn)行判斷，如CO2是直線形分子，CNS－、N與CO2是等電子體，所以分子構(gòu)型均為直線形，中心原子均采用sp雜化
根據(jù)分子或離子中有無(wú)π鍵及π鍵數(shù)目判斷，沒(méi)有π鍵為sp3雜化，含一個(gè)π鍵為sp2雜化，含二個(gè)π鍵為sp雜化
（2）VSEPR模型和分子(離子)立體構(gòu)型與中心原子雜化類型
化學(xué)式
孤電子對(duì)數(shù)
σ鍵電
子對(duì)數(shù)
價(jià)層電
子對(duì)數(shù)
VSEPR模型
名稱
分子或離子的立體構(gòu)型名稱
中心原子
雜化類型
H2S
2
2
4
四面體形
V形
sp3
SO2
1
2
3
平面三角形
V形
sp2
SO3
0
3
3
平面三角形
平面三角形
sp2
CH4
0
4
4
正四面體形
正四面體形
sp3
NCl3
1
3
4
四面體形
三角錐形
sp3
HCN
0
2
2
直線形
直線形
sp
HCHO
0
3
3
平面三角形
平面三角形
sp2
NO
0
3
3
平面三角形
平面三角形
sp2
ClO－
3
1
4
四面體形
直線形
sp3
H3O＋
1
3
4
四面體形
三角錐形
sp3
ClO
1
3
4
四面體形
三角錐形
sp3
PO
0
4
4
正四面體形
正四面體形
sp3
CH≡CH




直線形
sp
CH2===CH2




平面形
sp2
C6H6




平面六邊形
sp2
CH3COOH





sp3、sp2
例題2、下列說(shuō)法正確的是 。
①SO 的VSEPR模型與離子的空間立體構(gòu)型一致
②乙醛分子所含原子中，既有sp3雜化，又有sp2雜化
③NO的構(gòu)型為平面三角形，氮的雜化方式為sp2雜化
④SiF4與SO的中心原子均為sp3雜化
⑤H2O2中氧原子為sp雜化
⑥凡是中心原子采取sp3雜化的分子，其立體構(gòu)型都是正四面體形
⑦凡AB3型的共價(jià)化合物，其中心原子A均采用sp3雜化軌道成鍵
⑧AsCl3分子的立體構(gòu)型為三角錐形，其中As的雜化軌道類型為sp3
⑨C2H6、C2H4、C2H2的C原子的軌道雜化類型分別為sp、sp2、sp3
⑩在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子與3個(gè)羥基相連，B原子雜化軌道的類型是sp3雜化
?PCl3、NH3、PCl5都是三角錐形的分子
?BF3鍵角為120°，SnBr2鍵角大于120°

三、分子的性質(zhì)







分子的極性
極性分子
正電中心和負(fù)電中心不重合的分子
非極性分子
正電中心和負(fù)電中心重合的分子





判斷方法
單原子分子子中不存在化學(xué)鍵，故沒(méi)有極性分子或非極性分子之說(shuō)，如He、Ne等
雙原子分子若含極性鍵，就是極性分子，如HCl、HBr等；若含非極性鍵，就是非極性分子，如O2、I2等
以極性鍵結(jié)合的多原子分子，主要由分子中各鍵在空間的排列位置決定分子的極性。若分子中的電荷分布均勻，即排列位置對(duì)稱，則為非極性分子，如BF3、CH4等。若分子中的電荷分布不均勻，即排列位置不對(duì)稱，則為極性分子，如NH3、SO2等
根據(jù)XY n的中心原子X(jué)的最外層價(jià)電子是否全部參與形成了同樣的共價(jià)鍵（或X是否達(dá)最高價(jià)），若達(dá)最高價(jià)則為非極性分子，若不達(dá)最高價(jià)則為極性分子




分子間作用力

概念
物質(zhì)分子之間普遍存在的相互作用力，稱為分子間作用力，又稱為范德華力。范德華力約比化學(xué)鍵的鍵能小1～2個(gè)數(shù)量級(jí)

影響因素
隨著分子極性和相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增大
組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大

應(yīng)用
影響物質(zhì)的熔沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì)
組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高，如F2＜Cl2＜Br2＜I2，CF4＜CCl4＜CBr4





氫鍵

概念
由已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子形成共價(jià)鍵的氫原子(如水分子中的氫原子)與另一個(gè)電負(fù)性很強(qiáng)的原子(如水分子中的氧原子)之間的作用力
氫鍵具有一定的方向性和飽和性
共價(jià)鍵＞氫鍵＞范德華力
影響因素
對(duì)于A—H…B—，A、B的電負(fù)性越大，B原子的半徑越小，氫鍵鍵能越大

應(yīng)用
分子間氫鍵的存在，使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高，在水中的溶解度增大，如熔沸點(diǎn)：H2O＞H2S，HF＞HCl，NH3＞PH3
分子內(nèi)氫鍵使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)降低












分子的性質(zhì)




溶解性
“相似相溶”規(guī)律：非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。“相似相溶”中“相似”指的是分子的極性相似
“相似相溶”還適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性，如乙醇和水互溶，而戊醇在水中的溶解度明顯減小
如果存在氫鍵，則溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大，溶解性越好。相反無(wú)氫鍵相互作用的溶質(zhì)在有氫鍵的水中的溶解度就比較小




手性
具有完全相同的組成和原子排列的一對(duì)分子，如同左手與右手一樣互為鏡像，卻在三維空間里不能重疊，互稱手性異構(gòu)體（又稱對(duì)映異構(gòu)體、光學(xué)異構(gòu)體）。含有手性異構(gòu)體的分子叫做手性分子
判斷一種有機(jī)物是否具有手性異構(gòu)體，可以看其含有的碳原子是否連有四個(gè)不同的原子或原子團(tuán)，符合上述條件的碳原子叫做手性碳原子。手性碳原子必須是飽和碳原子，飽和碳原子所連有的原子和原子團(tuán)必須不同




含氧酸的酸性
無(wú)機(jī)含氧酸可寫(xiě)成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，則n值越大，R的正電性越高，使R—O—H中O的電子向R偏移，在水分子的作用下越易電離出H＋，酸性越強(qiáng)，如HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4
酸的元數(shù)等于酸中羥基上的氫原子數(shù)，不一定等于酸中的氫原子數(shù)（有的酸中有些氫原子不是連在氧原子上）
含氧酸可表示為（HO）mROn,酸的強(qiáng)度與酸中的非羥基氧原子數(shù)n有關(guān)，n越大，酸性越強(qiáng)。n=0 弱酸，n=1 中強(qiáng)酸，n=2強(qiáng)酸，n=3 超強(qiáng)酸
例題3、下列說(shuō)法正確的是 。
①CO2、H2S都屬于含極性鍵的非極性分子
②S2Cl2（）為含有極性鍵和非極性鍵的非極性分子
③SF6（）是由極性鍵構(gòu)成的非極性分子
④SO2 和NH3均易溶于水，原因之一是它們都是極性分子
⑤CCl4是非極性分子，C原子處在4個(gè)Cl原子所組成的正方形的中心
⑥鹵素單質(zhì)、鹵素氫化物、鹵素碳化物(即CX4)的熔、沸點(diǎn)均隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增大
⑦H2O比H2S穩(wěn)定是因?yàn)樗肿娱g存在氫鍵
⑧極性分子中可能含有非極性鍵
⑨HClO2、H2SeO3、H3BO3、HMnO4四種含氧酸中酸性最強(qiáng)的是H3BO3
⑩BF3和NH3化學(xué)鍵的類型和分子的極性(極性或非極性)皆相同
?H2O的沸點(diǎn)比HF的沸點(diǎn)高，是由于水中氫鍵鍵能大
?鄰羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn)比對(duì)羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn)高

【課時(shí)練習(xí)】
1．下列關(guān)于CS2、SO2、NH3三種物質(zhì)的說(shuō)法正確的是（ ）
A．CS2在水中的溶解度很小，是由于其屬于極性分子
B．SO2和NH3均易溶于水，原因之一是它們都是極性分子
C．CS2為非極性分子，在三種物質(zhì)中熔沸點(diǎn)最低
D．NH3在水中溶解度很大只是因?yàn)镹H3是極性分子
2．下列關(guān)于化學(xué)式為[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物的說(shuō)法中正確的是
A．配體是C1-和H2O，配位數(shù)是9
B．中心離子是Ti3+，配離子是[TiCl(H2O)5]2+
C．內(nèi)界和外界中的Cl-的數(shù)目比是2:1
D．加人足量AgNO3溶液，所有Cl-均被完全沉淀
3．下列中心原子的雜化軌道類型和分子幾何構(gòu)型均不正確的是（ ）
A．CCl4中C原子sp3雜化，為正四面體形
B．BF3中B原子sp2雜化，為平面三角形
C．CS2中C原子sp雜化，為直線形
D．H2S分子中，S為sp雜化，為直線形
4．下列說(shuō)法不正確的是（ ）
①N2H4分子中既含極性鍵又含非極性鍵②若R2－和M＋的電子層結(jié)構(gòu)相同，則原子序數(shù)：R＞M③F2、Cl2、Br2、I2熔點(diǎn)隨相對(duì)分子質(zhì)量增大而升高④NCl3、PCl3、CO2、CS2分子中各原子均達(dá)到8e－穩(wěn)定結(jié)構(gòu)⑤固體融化成液體的過(guò)程是物理變化，所以不會(huì)破壞化學(xué)鍵⑥HF分子很穩(wěn)定是由于HF分子之間能形成氫鍵⑦Na2O2固體中的陰離子和陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比是1∶2⑧由于非金屬性Cl＞Br＞I，所以酸性HCl＞HBr＞HI
A．②⑤⑥⑧ B．①③④⑤ C．②④⑤⑦ D．③⑤⑦⑧
5．下列現(xiàn)象與氫鍵有關(guān)的是（ ）
①NH3的熔、沸點(diǎn)比VA族其他元素氫化物的高
②C原子個(gè)數(shù)小于4的醇、羧酸可以和水以任意比互溶
③冰的密度比液態(tài)水的密度小
④尿素的熔、沸點(diǎn)比醋酸的高
⑤鄰羥基苯甲酸的熔、沸點(diǎn)比對(duì)羥基苯甲酸的低⑥水分子在高溫下也很穩(wěn)定
A．①②③④⑤⑥ B．①②③④⑤ C．①②③④ D．①②③
6．通常把原子總數(shù)和價(jià)電子總數(shù)相同的分子或離子稱為等電子體。人們發(fā)現(xiàn)等電子體的空間結(jié)構(gòu)相同，則下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是（ ）
A．CH4和NH4+是等電子體，鍵角均為60°
B．NO3-和CO32-是等電子體，均為平面正三角形結(jié)構(gòu)
C．H3O+和PCl3是等電子體，均為三角錐形結(jié)構(gòu)
D．B3N3H6和苯是等電子體，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重疊的軌道
7．下列敘述中正確的是(　　)
A．CS2為V形的極性分子，形成分子晶體
B．的空間構(gòu)型為平面三角形
C．氯化硼B(yǎng)Cl3的熔點(diǎn)為－107 ℃，氯化硼液態(tài)時(shí)能導(dǎo)電而固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電
D．SiF4和的中心原子均為sp3雜化，SiF4分子呈空間正四面體，呈三角錐形
8．了解有機(jī)物分子中化學(xué)鍵特征以及成鍵方式是研究有機(jī)物性質(zhì)的基礎(chǔ)。下列關(guān)于有機(jī)物分子成鍵方式的描述不正確的是(　　)
A．烷烴分子中碳原子均采取sp3雜化成鍵
B．炔烴分子中的碳碳三鍵由1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵組成
C．苯分子中所有碳原子均采取sp2雜化成鍵，苯環(huán)中存在6個(gè)碳原子共有的大π鍵
D．甲苯分子中所有碳原子均采取sp2雜化成鍵
9．下列有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的說(shuō)法中合理的是( )
A．根據(jù)VSEPR 理論可知H2O、NH3、CH4分子內(nèi)鍵角依次減小
B．CO與CN—結(jié)構(gòu)相似，含有的σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)此均為1:2
C．銅的電負(fù)性為1.9，氯的電負(fù)性為3.0，氯化銅為離子化合物，溶于水能完全電離
D．HF比HCl更穩(wěn)定是因?yàn)镠F分子間存在氫鍵
10．亞鐵氰化鉀屬于歐盟批準(zhǔn)使用的食品添加劑，受熱易分解: 3K4[Fe(CN)6]12KCN+Fe3C+2(CN)2↑+N2↑+C，下列關(guān)于該反應(yīng)說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．Fe2+的最高能層電子排布為 3d6
B．配合物K4[Fe(CN)6]中配位原子是碳原子
C．(CN)2分子中σ鍵和π鍵數(shù)目比為 3:4
D．已知 Fe3C 晶胞中每個(gè)碳原子被 6 個(gè)鐵原子包圍，則鐵的配位數(shù)是 2
11．我國(guó)科學(xué)家研制出一種催化劑，能在室溫下高效催化空氣中甲醛的氧化，其反應(yīng)如下：HCHO+O2CO2+H2O。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（ ）
A．反應(yīng)物和生成物都含有π鍵
B．0.5molHCHO含有1molσ鍵
C．HCHO、CO2分子中中心原子雜化類型相同
D．HCHO能溶解在H2O中
12．現(xiàn)代無(wú)機(jī)化學(xué)對(duì)硫—氮化合物的研究是最為活躍的領(lǐng)域之一。其中如圖是已經(jīng)合成的最著名的硫—氮化合物的分子結(jié)構(gòu)。下列說(shuō)法正確的是

A．該物質(zhì)的分子式為SN
B．該物質(zhì)的分子中既有極性鍵又有非極性鍵
C．該物質(zhì)的分子是非極性分子
D．該物質(zhì)與化合物S2N2互為同素異形體
13．鐵、鈷、鎳都屬于第VIII族元素，它們的單質(zhì)、合金及其化合物在催化劑和能源領(lǐng)域用途非常廣泛。
（1）結(jié)合電子排布式分析Fe3+比Co3+氧化性弱的原因：______________。
（2）BNCP可用于激光起爆器等，BNCP可由N2H4、HClO4、CTCN、NaNT共反應(yīng)制備。
①CTCN的化學(xué)式為[Co(NH3)4CO3]NO3，與Co3+形成配位鍵的原子是____________。(已知的結(jié)構(gòu)式為)
②NaNT可以(雙聚氰胺)為原料制備。雙聚氰胺中碳原子雜化軌道類型為_(kāi)_______，1mol中含有σ鍵的物質(zhì)的量為_(kāi)__________。
③[Ni(N2H4)2](N3)2是一種富氮含能材料。配體N2H4能與水混溶，除因?yàn)樗鼈兌际菢O性分子外，還因?yàn)開(kāi)________________。
（3）一種新型的功能材料的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示，它的化學(xué)式可表示為_(kāi)_______。晶胞中離1個(gè)Mn原子最近的Ni原子有________個(gè)。

（4）鐵觸媒是合成氨反應(yīng)的催化劑，其表面存在氮原子。氮原子在鐵表面上的單層附著，局部示意圖如圖2所示。則鐵表面上氮原子與鐵原子的數(shù)目比為_(kāi)_______。
（5）鎳鎂合金是目前已發(fā)現(xiàn)的儲(chǔ)氫密度最高的儲(chǔ)氫材料之一，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖3所示。若該晶體儲(chǔ)氫時(shí)，H2分子在晶胞的體心和棱的中心位置，距離最近的兩個(gè)H2分子之間的距離為anm。則鎳鎂晶體未儲(chǔ)氫時(shí)的密度為_(kāi)_______g/cm3(列出計(jì)算表達(dá)式,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值).
14．碳、氮和磷元素是幾乎所有的生物體中均含有的生命元素。回答下列問(wèn)題：
(1)疊氮酸(HN3)是一種弱酸，在水中能微弱電離出H+和，分子中的大Π鍵可用符號(hào)表示，其中m代表參與形成大Π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大Π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大Π鍵可表示為，則中的大Π鍵應(yīng)表示為_(kāi)_________________。
(2)2001年德國(guó)專家從硫酸銨中檢出一種組成為N4H4(SO4)2的物質(zhì)，經(jīng)測(cè)定，該物質(zhì)易溶于水，在水中以和兩種離子的形式存在。中N原子均為sp3雜化，請(qǐng)推測(cè)的結(jié)構(gòu)式：_______________________。
(3)氨(NH3)和膦(PH3)是兩種三角錐形氣態(tài)氫化物，其鍵角分別為107°和93.6°，試分析PH3的鍵角小于NH3的原因：____________________________。
(4)ATP(三磷酸腺苷)是一種高能磷酸化合物，在細(xì)胞中，它與ADP的相互轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)貯能和放能，從而保證了細(xì)胞各項(xiàng)生命活動(dòng)的能量供應(yīng)。ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖1所示。
分子中屬于sp2雜化的N原子有_______________個(gè)。
(5)某種磁性氮化鐵的晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示。

①基態(tài)Fe原子的電子排布式為_(kāi)_____________________。
②該化合物的化學(xué)式為_(kāi)__________________________。
③若晶胞底邊長(zhǎng)為anm，高為cnm，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，則該磁性氮化鐵的晶體密度為_(kāi)_________________g.cm-3(用含a、c、NA的代數(shù)式表示)。
15．坦桑石是一種世界公認(rèn)的新興寶石，這種寶石于1967年首次在赤道雪山腳下的阿魯沙地區(qū)被發(fā)現(xiàn)。坦桑石的主要化學(xué)成分為Ca2Al3(SiO4)3(OH)，還可含有V、Cr、Mn等元素。
(1)比較熔點(diǎn)：AlCl3________AlF3(填“＞”“＜”或“=”),并解釋其原因：________________。
(2)H3O+的空間構(gòu)型_______________。
(3)1mol[Fe(CN)6]3-中σ鍵的數(shù)目是_______________。
(4)H、C、N、O的第一電離能由大到小的順序是________________。
(5)將Mn摻入GaAs晶體(圖甲)可得到稀磁性半導(dǎo)體材料(圖乙)，圖甲、圖乙晶體結(jié)構(gòu)不變。

①圖乙中a點(diǎn)和b點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)分別為(0.0.0)和(1.1.0)，則c點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為_(kāi)_______。
②設(shè)圖甲晶體的密度為ρg.cm-3，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值，則該晶胞中距離最近的兩個(gè)鎵原子之間的距離為_(kāi)_______________pm。
16．空氣明朝《天工開(kāi)物》中有世界上最早的“火法”煉鋅技術(shù)的記載，鋅是生命體必需的微量元素，被稱為“生命之花”。(已知阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)
(1)基態(tài)原子核外的最高能層符號(hào)是________，基態(tài)最外層電子排布式為_(kāi)____。
(2)乳酸鋅[]是一種很好的食品鋅強(qiáng)化劑，其中存在的作用力有________(填編號(hào))。乳酸鋅中含有________個(gè)σ鍵。
A．離子鍵 B．極性共價(jià)鍵 C．金屬鍵 D．配位鍵 E.范德華力
(3)一水合甘氨酸鋅是一種礦物類飼料添加劑，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示。其中所涉及的非金屬元素的電負(fù)性由大到小的順序是________，分子的空間構(gòu)型為_(kāi)_______形，的配位數(shù)為_(kāi)_______。甘氨酸()中N原子的雜化軌道類型為_(kāi)_______；甘氨酸易溶于水，試從結(jié)構(gòu)角度解釋________。

(4)Zn與S形成某種化合物的晶胞如圖所示。

①以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。例如圖中原子1的坐標(biāo)為，則原子2的坐標(biāo)為_(kāi)_______。
②已知晶體密度為，半徑為，若要使、相切，則半徑為_(kāi)_______(寫(xiě)計(jì)算表達(dá)式)。
參考答案
例題1、③?
【解析】單鍵都是σ鍵，雙鍵中一個(gè)是σ鍵，另一個(gè)是π鍵，碳碳三鍵是由1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵組成，故π鍵總數(shù)C2H6O>H>C；
(5)①根據(jù)題意可知a點(diǎn)為原點(diǎn)，b點(diǎn)坐標(biāo)為(1.1.0)，則晶胞的棱長(zhǎng)為1，c點(diǎn)位于左面的面心，坐標(biāo)應(yīng)為(0,,)；
②根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知Ga原子位于頂點(diǎn)和面心，所以兩個(gè)鎵原子之間的最近距離為面對(duì)角線的一半；根據(jù)均攤法，一個(gè)晶胞中Ga原子的個(gè)數(shù)為=4，As原子的個(gè)數(shù)為4，所以晶胞的質(zhì)量m=g，設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為xcm，晶胞的體積V=x3cm3，則有，解得x=cm，所以兩個(gè)鎵原子之間的最近距離為cm=pm。
16．（1）N；（2）AB；20NA （3）O＞N＞C＞H；V；5；；甘氨酸為極性分子，且分子中的氨基和羧基都能與水分子形成氫鍵(4)①②
【解析】 (1) 鋅是30號(hào)元素，位于第四周期，共有四層電子，基態(tài)原子核外的最高能層符號(hào)是N，鋅的核外電子排布式為，基態(tài)最外層電子排布式為；
(2)乳酸鋅[]屬于離子化合物，分子中含有乳酸根離子和鋅離子以離子鍵結(jié)合，乳酸分子中存在碳碳之間，碳?xì)渲g，碳氧之間，氫氧之間的極性鍵，故乳酸鋅分子中存在的作用力有離子鍵和極性共價(jià)鍵，一個(gè)乳酸分子中含有10個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵，故乳酸鋅中含有個(gè)20mol σ鍵，故含有20NA個(gè)σ鍵；
(3)一水合甘氨酸鋅中所涉及的非金屬元素有C. O、N、H元素，元素的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越大，非金屬性大小順序?yàn)镺＞N＞C＞H，則電負(fù)性大小順序?yàn)镺＞N＞C＞H；分子中氧形成了兩對(duì)共用電子對(duì)，剩余2對(duì)孤對(duì)電子，價(jià)層電子對(duì)為4對(duì)，VSEPR模型為四面體型，分子的立體構(gòu)型減去孤對(duì)電子，的空間構(gòu)型為V形；從一水合甘氨酸鋅的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可看出Zn2+的配原子為O、N原子，根據(jù)圖知，一水合甘氨酸鋅中Zn2+的配位數(shù)為5；甘氨酸()中N原子的成鍵電子對(duì)數(shù)為3對(duì)，孤對(duì)電子對(duì)為一對(duì)，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4對(duì)，雜化軌道類型為雜化；甘氨酸為極性分子，且氨基和羧基都能和水分子形成分子間氫鍵，導(dǎo)致甘氨酸易溶于水；
(4)①原子1的坐標(biāo)為，原子2在左側(cè)的面心上，則原子2的坐標(biāo)為；
②已知晶體密度為，鋅離子的個(gè)數(shù)為8×+6×=4，硫離子位于體心，個(gè)數(shù)為4，硫離子的個(gè)數(shù)為晶胞參數(shù)=pm=pm=pm，若要使、相切，則其體對(duì)角線長(zhǎng)度為2個(gè)鋅離子直徑與2個(gè)硫離子直徑之和，其體對(duì)角線長(zhǎng)度=×pm，S2?半徑為apm，Zn2+半徑==(×-a)pm。

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