Question

19．下列各組物質(zhì)中分子、離子或晶體的空間結(jié)構(gòu)完全不同的是（　　）

• A． NH₃和H₃O⁺
• B． NH₄⁺和CH₄
• C． CO₂和SiO₂
• D． 金剛石和晶體硅

Answer 1

分析 根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論：價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=配原子個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)，再根據(jù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)判斷電子構(gòu)型，去掉孤電子對(duì)即是微粒構(gòu)型，據(jù)此分析，
A．NH₃和H₃O⁺都為三角錐形；B．NH₄⁺和CH₄都是正四面體結(jié)構(gòu)；C．CO₂為直線型分子，SiO₂以正四面體為基本結(jié)構(gòu)單元的原子晶體；D．金剛石、晶體硅都以正四面體為基本結(jié)構(gòu)單元的原子晶體．

解答 解：A．氨氣分子中氮原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+$\frac{1}{2}$（5-3×1）=4，所以氮原子雜化方式是sp³，因?yàn)楹�有一個(gè)孤電子對(duì)，所以是三角錐型結(jié)構(gòu)，水合氫離子中氧原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+$\frac{1}{2}$（6-2×1-2）=4，含有3個(gè)σ鍵和1個(gè)孤電子對(duì)，所以其采用sp³雜化，所以是三角錐型結(jié)構(gòu)，兩者空間結(jié)構(gòu)完全相同，故A不選；
B．銨根離子中氮原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=4+$\frac{1}{2}$（5-3×1-2）=4，含有4個(gè)σ鍵且不含孤電子對(duì)，所以其采用sp³雜化，是正四面體結(jié)構(gòu)；
CH₄分子中碳原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=4+，$\frac{1}{2}$×（4-4×1）=4，且不含孤電子對(duì)，所以是正四面體結(jié)構(gòu)，兩者空間結(jié)構(gòu)完全相同，故B不選；
C．二氧化碳分子中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=2+$\frac{1}{2}$（4-2×2）=2，所以碳原子采取sp雜化，空間構(gòu)型為直線型，二氧化硅是原子晶體，硅原子采取sp³雜化，Si-O通過(guò)共價(jià)鍵形成四面體結(jié)構(gòu)，四面體之間通過(guò)共價(jià)鍵無(wú)限延伸形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，兩者晶體的空間結(jié)構(gòu)完全不同，故C選；
D．金剛石是原子晶體，C-C通過(guò)共價(jià)鍵形成四面體結(jié)構(gòu)，四面體之間通過(guò)共價(jià)鍵無(wú)限延伸形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，晶體硅是原子晶體，Si-Si通過(guò)共價(jià)鍵形成四面體結(jié)構(gòu)，四面體之間通過(guò)共價(jià)鍵無(wú)限延伸形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，兩者均采取sp³雜化，晶體的空間結(jié)構(gòu)完全相同，故D不選；
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了微�？臻g構(gòu)型的判斷，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論來(lái)分析解答即可，該知識(shí)點(diǎn)為考試熱點(diǎn)，要熟練掌握方法、技巧，難點(diǎn)是孤電子對(duì)個(gè)數(shù)的計(jì)算方法，題目難度中等．