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高中 | 杂化轨道理论题目答案及解析如下,仅供参考!
选修三
第二章 分子结构与性质
第二节 分子的立体结构
杂化轨道理论
$\rm 2008$年北京奥运会的“水立方”,在$\rm 2022$年冬奥会上华丽转身为“冰立方”,实现了奥运场馆的再利用,其美丽的透光气囊材料由乙烯$\rm (CH_{2}=CH_{2})$与四氟乙烯$\rm (CF_{2}=CF_{2})$的共聚物$\rm (ETFE)$制成。回答下列问题:
基态$\rm F$原子的价电子轨道表示式为 。
$\rm F$为第$\rm 9$号元素其电子排布为$\rm 1s^{2}2s^{2}2p^{5}$,则其价电子排布图为 ;
图$\rm a$、$\rm b$、$\rm c$分别表示 $\rm C$、$\rm N$、$\rm O$和$\rm F$的逐级电离能 $\rm I$变化趋势$\rm ($纵坐标的标度不同$\rm )$。第一电离能的变化图是 $\rm ($填标号$\rm )$。
$\\rm a$
"]]同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,$\rm N$的$\rm 2p$轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,故第一电离能从小到大的顺序为$\rm C\lt O\lt N\lt F$,满足这一规律的图象为图$\rm a$;
$\rm CF_{2}=CF_{2}$和 $\rm ETFE$ 分子中 $\rm C$ 的杂化轨道类型分别为 和 ;聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯,从化学键的角度解释原因 。
$\\rm sp^{2}$杂化; $\\rm sp^{3}$杂化; $\\rm C-F$键的键能大于聚乙烯中$\\rm C-H$的键能,键能的强弱决定物质的化学性质,键能越大,化学性质越稳定
"]]和 $\rm ETFE$ 分子
$\rm CF_{2}=CF_{2}$中$\rm C$原子存在$\rm 3$对共用电子对,其$\rm C$原子的杂化方式为$\rm sp^{2}$杂化,但其共聚物$\rm ETFE$中$\rm C$原子存在$\rm 4$对共用电子对,其$\rm C$原子为$\rm sp^{3}$杂化;由于$\rm F$元素的电负性较大,因此在与$\rm C$原子的结合过程中形成的$\rm C-F$键的键能大于聚乙烯中$\rm C-H$的键能,键能的强弱决定物质的化学性质,键能越大,化学性质越稳定,因此聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯。
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