Question

1994年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予為研究臭氧作出特殊貢獻(xiàn)的化學(xué)家．O₃能吸收有害紫外線，保護(hù)人類賴以生存的空間．O₃分子的結(jié)構(gòu)如圖，呈V型，鍵角116.5℃．三個(gè)原子以一個(gè)O原子為中心，與另外兩個(gè)O原子分別構(gòu)成一個(gè)非極性共價(jià)鍵；中間O原子提供2個(gè)電子，旁邊兩個(gè)O原子各提供1個(gè)電子，構(gòu)成一個(gè)特殊的化學(xué)鍵--三個(gè)O原子均等地享有這4個(gè)電子．請回答：
（1）臭氧與氧氣的關(guān)系是

 

．
（2）下列與O₃分子的結(jié)構(gòu)相似的是

 

．
A．H₃O⁺   B．CO₂   C．SO₂D．BeCl₂E．NO₂^-
（3）分子中某原子有1對沒有跟其他原子共用的價(jià)電子叫孤對電子，那么O₃分子有

 

對孤對電子．
（4）O₃分子是否為極性分子

 

（是或否）．

Answer 1

考點(diǎn)：判斷簡單分子或離子的構(gòu)型,極性分子和非極性分子

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）臭氧是由3個(gè)氧原子構(gòu)成的分子；O₂和O₃都是由氧元素形成的不同單質(zhì)，互為同素異形體；
（2）根據(jù)分子中中心原子的價(jià)層電子對數(shù)判斷分子的空間構(gòu)型；
（3）根據(jù)孤對電子的概念及臭氧分子結(jié)構(gòu)分析；
（4）分子中正負(fù)電荷中心不重合，這樣的分子為極性分子；分子中正負(fù)電荷的重心重合，則為非極性分子．

解答： 解：（1）由同種元素形成的不同種單質(zhì)互為同素異形體，1個(gè)臭氧分子是由3個(gè)氧原子構(gòu)成，化學(xué)式為：O₃；O₂和O₃都是由氧元素形成的不同單質(zhì)，互為同素異形體，
故答案為：同素異形體；
 （2）O₃分子的結(jié)構(gòu)如圖，在臭氧O₃中，中心的氧原子以sp²雜化，與兩旁的配位氧原子鍵合生成兩個(gè)σ鍵，使O₃分子呈V形；
A．H₃O⁺中含有3對σ鍵，1對孤電子對，O原子sp³雜化，空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，故A錯(cuò)誤；
B．CO₂為含有4個(gè)σ鍵，沒有孤電子對，為sp雜化，空間結(jié)構(gòu)為直線形，故B錯(cuò)誤；
C．SO₂分子呈“V”字形結(jié)構(gòu)，其成鍵方式與O₃類似，S原子sp²雜化，S原子和兩側(cè)的氧原子除以σ鍵結(jié)合以外，還形成一個(gè)三中心四電子的大π鍵，故C正確；
D．BeCl₂含有2個(gè)σ鍵，沒有孤電子對，為sp雜化，空間結(jié)構(gòu)為直線形，故D錯(cuò)誤；
E．NO₂^-中O含有2個(gè)σ鍵，1對孤電子對，為sp²雜化，空間結(jié)構(gòu)為V形，故E正確；
故答案為：CE； 
（3）臭氧分子中，中間的氧原子含有1對孤電子對，兩邊的各含有2對孤電子對，所以總共5對孤電子對，
故答案為：5；
（4）O₃中的中心O原子為sp²雜化，理想模型為平面三角形，分子構(gòu)型為V型，而且O₃形成的是三中心四電子大π鍵，空間構(gòu)型不對稱．正負(fù)電荷重心不重合，所以是極性分子；
故答案為：是．

點(diǎn)評：本題考查了臭氧分子的空間構(gòu)型的判斷，注意根據(jù)分子的中心原子的價(jià)層電子對數(shù)判斷，題目難度中等．