Question

1994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧作出特殊贡献的化学家．O₃能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间．O₃分子的结构如图，呈V型，键角116.5℃．三个原子以一个O原子为中心，与另外两个O原子分别构成一个非极性共价键；中间O原子提供2个电子，旁边两个O原子各提供1个电子，构成一个特殊的化学键--三个O原子均等地享有这4个电子．请回答：
（1）臭氧与氧气的关系是

 

．
（2）下列与O₃分子的结构相似的是

 

．
A．H₃O⁺   B．CO₂   C．SO₂D．BeCl₂E．NO₂^-
（3）分子中某原子有1对没有跟其他原子共用的价电子叫孤对电子，那么O₃分子有

 

对孤对电子．
（4）O₃分子是否为极性分子

 

（是或否）．

Answer 1

考点：判断简单分子或离子的构型,极性分子和非极性分子

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）臭氧是由3个氧原子构成的分子；O₂和O₃都是由氧元素形成的不同单质，互为同素异形体；
（2）根据分子中中心原子的价层电子对数判断分子的空间构型；
（3）根据孤对电子的概念及臭氧分子结构分析；
（4）分子中正负电荷中心不重合，这样的分子为极性分子；分子中正负电荷的重心重合，则为非极性分子．

解答： 解：（1）由同种元素形成的不同种单质互为同素异形体，1个臭氧分子是由3个氧原子构成，化学式为：O₃；O₂和O₃都是由氧元素形成的不同单质，互为同素异形体，
故答案为：同素异形体；
 （2）O₃分子的结构如图，在臭氧O₃中，中心的氧原子以sp²杂化，与两旁的配位氧原子键合生成两个σ键，使O₃分子呈V形；
A．H₃O⁺中含有3对σ键，1对孤电子对，O原子sp³杂化，空间结构为三角锥形，故A错误；
B．CO₂为含有4个σ键，没有孤电子对，为sp杂化，空间结构为直线形，故B错误；
C．SO₂分子呈“V”字形结构，其成键方式与O₃类似，S原子sp²杂化，S原子和两侧的氧原子除以σ键结合以外，还形成一个三中心四电子的大π键，故C正确；
D．BeCl₂含有2个σ键，没有孤电子对，为sp杂化，空间结构为直线形，故D错误；
E．NO₂^-中O含有2个σ键，1对孤电子对，为sp²杂化，空间结构为V形，故E正确；
故答案为：CE； 
（3）臭氧分子中，中间的氧原子含有1对孤电子对，两边的各含有2对孤电子对，所以总共5对孤电子对，
故答案为：5；
（4）O₃中的中心O原子为sp²杂化，理想模型为平面三角形，分子构型为V型，而且O₃形成的是三中心四电子大π键，空间构型不对称．正负电荷重心不重合，所以是极性分子；
故答案为：是．

点评：本题考查了臭氧分子的空间构型的判断，注意根据分子的中心原子的价层电子对数判断，题目难度中等．