分子结构与性质
1．钛被誉为“21世纪的金属”，可呈现多种化合价，其中以＋4价的Ti最为稳定。回答下列问题：
(2)已知电离能：I2(Ti)=1310 kJ·mol-1，I2(K)=3051 kJ·mol-1，I2(Ti)＜I2(K)，其原因为___________。
(3)钛某配合物可用于催化环烯烃聚合，其结构如图所示：
①钛的配位数为___________，碳原子的杂化类型___________。
②该配合物中存在的化学键有___________(填字母代号)。
A．离子键 B．配位键 C．金属键 D．共价键 E。氢键
【答案】 K+失去的是全充满的3p6电子，Ti+失去的是4s1电子，相对较易失去，故I2(Ti)＜I2(K) 6 sp3、sp2 BD
【详解】
(1)基态Ti原子的价电子排布式为3d24s2，则基态Ti原子的价电子排布图为；
(2)从价电子轨道的能量来看，K+失去的是全充满的3p6电子，而Ti+失去的是4s1电子，相对较易失去，故I2(Ti)＜I2(K)；
(3)①从结构图可以看出，Ti与6个原子形成共价键，所以钛的配位数为6，在配合物分子中，碳原子既形成单间，也形成双键，价层电子数分别为4和3，所以碳原子的杂化类型为sp3和sp2； ②该配合物中，存在中心原子与配体间的配位键，其他非金属原子之间形成共价键，故答
案选BD；
2．铁、钴均为第四周期VIII族元素，它们的单质及化合物具有广泛用途。回答下列问题：
(1)基态Co2+中成单电子数为___________；Fe和Co的第三电离能I3(Fe)___________ I3(Co)(填“>”“<”或“=”)。
地源热泵换热(2)化学上可用EDTA测定Fe2+和Co2+的含量。EDTA的结构简式如图所示：
①EDTA中电负性最大的元素是___________ ，其中C原子轨道杂化类型为___________；
②EDTA存在的化学键有___________(填序号)。
a.离子键 b.共价键 c.氢键 d.σ键 e.π键 f.配位键
(3)将1 mol CoCl3·4NH3溶于水中，加入足量AgNO3溶液生成1 mol AgCl沉淀。则CoCl3·4NH3中配离子的化学式为___________ ；已知孤电子对与成键电子的排斥作用大于成键电子对与成键电子的排斥作用，试判断NH3分子与钴离子形成配合物后H-N-H键角___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。 【答案】3 < O sp2、sp3杂化 b、d、e [Co(NH3)4Cl2]+ 变大
【详解】
(1)Co为27号元素，核外电子排布式为[Ar]3d74s2，失去2个电子形成Co2+，核外电子排布式为[Ar]3d7，3d轨道上有3个单电子；Fe失去第三个电子可形成d轨道半满的[Ar]3d5，半满结构较稳定，故Fe更容易失去第三个电子，所以I3(Fe) <I3(Co)；
(2)①由EDTA的结构简式可知，EDTA中含有C、H、O、N四种元素，非金属性越强，电负性越强，非金属性O>N>C>H，故电负性最大的元素是O；结构中羧基(-COOH)中有碳氧双键，与双键相连的C为sp2杂化，其它C原子均形成的单键，为sp3杂化；
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②由EDTA的结构简式可知，几种非金属元素间形成的均为共价键，由于羧基中有碳氧双键，双键中一条σ键一条π键，故选b、d、e；
(3)配合物的内界不能电离出配位的离子，1molCoCl3·4NH3溶于水中，加入足量AgNO3溶液生成1molAgCl沉淀，说明配合物的外界有1个Cl中国对日宣战-，内界有2个Cl-，配离子的化学式为[Co(NH3)4Cl2]+；NH3中N的孤电子对进入Co3+的空轨道，形成配位键，此时孤电子对形成了化学键，孤电子对与成键电子的排斥作用大于成键电子对与成键电子的排斥作用，故NH3分子与钴离子形成配合物后H-N-H键角变大；
(4)①由图可知，每个晶胞中的Fe位于顶点和面心处，属于面心立方最密堆积；
②根据均摊法，Fe(III)的个数为8×=1，Fe(II)的个数为6×=3，N在晶胞内部，个数为1，故化学式为Fe3(II)Fe(III)N或Fe4N；
③晶胞密度ρ=，则V==cm3，晶胞的棱长为cm，Fe(II)构成正八面体的棱长为cm，正八面体的体积为2××()2××=cmspike3。
3．N、F、Cu及其化合物在化工、医药、材料等方面应用十分广泛。回答下列有关问题：
(1)写出N基态原子核外电子的空间运动状态有___________种，与Cu同周期且基态原子核外单电子数与Cu相同的元素还有___________种。
(2)常见含氮化合物CH3NH2、(CH3)2NH常温下均为气体，已知甲基的供电子能力强于氢原子，沸点较高的是___________，原因是___________；NF3中F—N—F键角___________比NH3中H—N—H键角。(填大于、小于或等于)
(3)将无水硫酸铜溶解在一定量的水中，再加入过量氨水，溶液变为深蓝，1mol深蓝离子[Cu(NH3)4(H2O)2]2+中所含键为___________mol(包括配位键)。
【答案】5种 4种 (CH3)2NH (CH3)2NH中甲基数目多，供电强，N原子形成的氢键强，同时(CH3)2NH分子量大，范德华力强，其沸点更高 小于 22
【分析】
(1)Cu原子成单电子数为1，与Cu同周期且基态原子核外的成单电子数与Cu相同的元素有K、Sc、Ga、Br；
(2)相对分子质量越大，范德华力越强，沸点越高，N原子与H原子形成氢键，甲基的个数越多，供电子能力越强，氢键越强，物质沸点越高；F的电负性强于H的，对成键电子对吸引能力更强，成键电子对离中心原子更远，成键电子对之间排斥力更小，致使NF3的键角小于NH3的，
(3)依据图3可知铜离子与4个氨气，2个水分子形成配位键，化学式表示为：[Cu(NH3)4(H2O)2]2+，1个氨气含有3个N-H，1个水含有2个H-O，铜与氨气、水共形成6个配位键；
【详解】
(1)N元素的基态原子核外电子排布式 1s2 2s2 2p3，核外电子的空间运动状态：1s轨道有1种，2s有1种，2p有3种，共5种；Cu为29号元素，原子核外有29个电子，核外电子排布式为：[Ar]3d104s1，Cu原子成单电子数为1，与Cu同周期且基态原子核外的成单电子数与Cu相同的元素有K（4s1）、Sc（3d14s2）、Ga（4s24p1）、Br（4s24p5），共4种元素；故答案为：5；4；
螨类(2)N原子与H原子形成氢键，(CH3)2NH中甲基数目多，供电强，N原子形成的氢键强，相对分子质量越大，范德华力越强，沸点越高，则(CH3)2NH分子量大，其沸点更高。F的电负性强于H的，对成键电子对吸引能力更强，成键电子对离中心原子更远，成键电子对之间排斥力更小，致使NF3的键角小于NH3的；故答案为：(CH3)2NH；(CH3)2NH中甲基数目多，供电强，N原子形成的氢键强，同时(CH3)2NH分子量大，范德华力强，其沸点更高；小于；
(3)依据图3可知铜离子与4个氨气，2个水分子形成配位键，化学式表示为：[Cu(NH3)4(H2O)2]2+，含有σ键数：3×4+2×2+6=22，所以1mol该离子中所含σ键为 22mol；故答案为：22；
4．铂是贵金属之一，俗称白金，其单质和化合物均有重要的应用。
(1)顺铂即顺式一二氯二氨合铂(Ⅱ)，反铂即反式一二氯二氨合铂(Ⅱ)，结构如图所示。
①顺铂是抗癌药物，反铂不仅不能癌症，还有较强毒性，二者的关系是___________(填标号，下同)。
A．同种物质 B．互为同素异形体 C．互为同分异构体 D．互为同位素
②与能形成配位键的原因是___________，基态原子最高能级电子云形状是___________。
③由以上事实可判断中心原子杂化方式肯定不是杂化，判断理由是___________。
(2)海绵铂为灰海绵状物质，有很大的比表面积，对气体(特别是氢气、氧气和一氧化碳)有较强的吸收能力。
①基态氧原子和基态碳原子的未成对电子数之比是___________。
②元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能()，则和中第一电子亲和能较大的元素是___________。
(3)铂可溶于王水(浓盐酸和浓硝酸按体积比为3：1组成的混合物)，王水中含有亚硝酰氯(cradle 2 the grave)。下列说法正确的是___________。
A．、均为强电解质 B．分子中键和键的个数比为2：1
C．为直线形分子 D．是极性分子
【答案】C 中心原子能提供空轨道，而配位体的原子能提供孤电子对 哑铃形或纺锤形 若以杂化轨道成键，分子应为四面体结构，则不存在顺铂和反铂的同分异构现象 1：1 ABD C A
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