Question

要求回答下列各题．
（1）写出下列物质的路易斯结构式．
POCl₃：

 

              HOCN：

 

（2）用价层电子对互斥模型预测SO₂Cl₂、ICl₄^-的立体结构，并给出中心原子的氧化数和杂化轨道类型．

粒子	立体结构	中心原子 氧化数	中心原子 杂化轨道类型
SO2Cl2
ICl4-

（3）写出下列粒子中的Π键类型．（例如CO₂：

2π

4 3

 ）
O₃：

 

        SO₃：

 

．

Answer 1

考点：判断简单分子或离子的构型,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：原子组成与结构专题,化学键与晶体结构

分析：（1）根据路易斯结构式的表示方法解答，路易斯结构式需标示孤对电子存在；
（2）根据价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数，σ键个数=配原子个数，孤电子对个数=

1

2

×（a-xb），a指中心原子价电子个数，x指配原子个数，b指配原子形成稳定结构需要的电子个数，进行分析判断，氧化数指的是该原子被氧化的程度；
（3）当两个原子的p轨道从垂直于成键原子的核间连线的方向接近，发生电子云重叠而成π键．π键通常伴随σ键出现，O₃是三中心四电子π键，SO₃是四中心六电子π键；

解答： 解：（1）磷原子最外层5个电子，氯原子最外层7个电子，氧原子最外层6个电子，POCl₃中氧原子和氯原子分别有3对孤电子对，磷原子无孤对电子，所以POCl₃的路易斯结构式为：；
氢原子最外层1个电子，氧原子最外层6个电子，碳原子最外层4个电子，氮原子最外层5个电子，HOCN中氢原子无孤对电子，氧原子有2对孤电子对，氮原子有1对孤对电子，所以HOCN的路易斯结构式为：，
故答案为：；；
（2）SO₂Cl₂中心原子为硫原子，电负性O＞Cl＞S，所以S氧化数为+6，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=4+0=4，sp³杂化，立体结构为四面体型；
ICl₄^-中心原子为I原子，电负性Cl＞I，所以I氧化数为+3，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=4+

8-4

2

=6，为sp³d²杂化，立体结构为平面正方形；
故答案为：

粒子	立体结构	中心原子 氧化数	中心原子 杂化轨道类型
SO2Cl2	四面体型	+6	sp3
ICl4-	平面正方形	+3	sp3d2

（3）O₃折线型分子，中间的O原子sp²杂化，提供1个未参与杂化的p轨道，上面有2个电子，两边的O原子则各提供1个未成对电子，所以形成了3原子4电子的大π键

π

4 3

；
SO₃中，S元素采取sp²杂化，在竖直方向上的p轨道中有一对电子，在形成的杂化轨道中有一对成对电子和2个成单电子，有2个氧原子分别与其形成σ键，2个氧原子竖直方向上p轨道各有1个电子，一个氧原子与杂化轨道的孤对电子形成配位键，其竖直方向上有2个电子，在4个原子的竖直方向的电子共同形成离域的四中心六电子

π

6 4

；
故答案为：

π

4 3

；

π

6 4

；

点评：本题考查了路易斯结构式、氧化数和杂化轨道类型、键类型等知识点，题目难度较大，充分考查了学生对物质结构知识的掌握情况，试题有利于培养学生灵活应用所学知识的能力．