(4)A、C分子中,中心原子以何种类型杂化轨道成键?其分子空间构型是什么形状?
20.(12分)氮元素可以形成多种化合物。回答以下问题:
(1)基态氮原子的价电子排布式是________________________。
(2)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是________________________。
(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被-NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。
①NH3分子的空间构型是________;N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是________。
②肼可用做火箭燃料,燃烧时发生的反应是
N2O4(l)+2N2H4(l)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 038.7 kJ·mol-1。
若该反应中有4 mol N-H键断裂,则形成的π键有________mol。
参考答案与解析
1.解析:选A。A项中存在的都是H的s轨道与C、N的p轨道形成的σ键;B项的C2H4中还有π键;C项中虽然都是σ键,但氢分子是ss σ键,氯分子是pp σ键;D项中N2中除有pp σ键外,还有pp π键。
2.解析:选A。分子的空间构型由分子中化学键的键角决定,当键角为120°时,BF3分子中的三个B-F键完全相同,故分子中4个原子共面,呈平面三角形。
3.解析:选C。键角影响多原子分子的空间构型。二氧化碳分子中两个碳氧键(C===O)间的键角为180°,二氧化碳分子呈直线形。水分子由三个原子组成,分子中也含有两个共价键,但两个氢氧键(H-O)间的键角为104.5°,所以水分子不是直线形而是V形。氨分子中两个氮氢键(N-H)间的键角为107.3°,三个氮氢键在空间排布,形成三角锥形。
4.解析:选B。A项中CH4、Br2为非极性分子;C项中CCl4为非极性分子;D项中CO2为非极性分子。
5.解析:选C。中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子,其空间构型不一定是正四面体形,如水分子和氨气分子的中心原子虽然都是采取sp3杂化轨道成键,但却不是正四面体形;CH4分子中的sp3杂化轨道是由中心原子碳形成的;AB3型的共价化合物,如三氟化硼的中心原子硼为sp2杂化。