《普通化学》中国石油大学(华东)版作业题解(6章 分子结构和晶体结构).ppt

第6章 分子结构和晶体结构 1 1.分子中化学键具有方向性和饱和性的分子 有： Cl2、SiCl4、BF3、HgCl2、SiO2 2.分子中只存在键的分子有： SiH4、CH4、 SiO2、NH3 2 3.Cu+:Ar3d10， 18e构型; Cu2+:Ar3d9， 917e构型; Fe3+:Ar3d5， 917e构型; Fe2+:Ar3d6， 917e构型; Li+:1s2， 2e构型; Cl-:Ne3s23p6，8e构型; Sn2+:Kr4d105s2， 18+2e构型; Sn4+:Kr4d10， 18e构型; Bi3+:Xe5d106s2， 18+2e构型; K+:Ne3s23p6， 8e构型。 3 4.分子中有极性键的是：H2O、CO2、CH4、H2S、BF3 5.判断题 (1) KCl相对分子质量比NaCl相对分子质量大，所以KCl的熔 点比NaCl高（ ）； (2)HCN是直线形分子，所以是非极性分子（ ）； (3)全由共价键结合的物质均形成分子晶体（ ）； (4) 氯化氢溶于水后产生H+和Cl-，所以HCl分子是由离子键 形成的（ ）； (5)极性分子之间的作用力就是取向力（ ） 。 6.热稳定性由大到小为：HFHClHBrHI 4 7. 化合物 中心原子的 杂杂化轨轨道类类型 分子的空间间 构型 分子有无极 性 OF2sp3不等性杂杂化V型有 SiH4sp3等性杂杂化正四面体无 HgCl2sp等性杂杂化直线线型无 SiHCl3sp3等性杂杂化四面体有 PCl3sp3不等性杂杂化三角锥锥有 5 8.BF3:中心原子B原子（ 1s22s22p1）采取sp2等性杂化，分 子空间构型为：正三角形。（无极性） NF3:中心原子N原子（ 1s22s22p3）采取sp3不等性杂化，分 子空间构型为：三角锥形。（有极性） 9.NH3:中心原子N原子（ 1s22s22p3）采取sp3不等性杂化， 含有孤对电子的杂化轨道对其它三个成键轨道斥力较大， 压缩键角，使三个成键轨道彼此的夹角小于10928，变成 10718。因而N-H键的键角既不是90，又不是10928 ，而 是10718。 14.解：各物质的分子间存在的作用力分别为： Cl:色散力；CHCl3:色散力、诱导力、取向力； H2O:色散力、诱导力、取向力、氢键； CH3OH:色散力、诱导力、取向力、氢键； HF:色散力、诱导力、取向力、氢键； BF3:色散力。 6 15.(1)有些极性键形成的分子结构对称的分子为非极性分 子，如CO2、BF3、CH4。 (2)极性分子或非极性分子之间均存在色散力。 (3)熔沸点高低取决于分子间作用力的大小，而分子的稳定 性取决于分子内原子间共价键的强弱。（SiCl4熔沸点低是 因其为分子晶体）。 (4)只有半径小而电负性大的元素如F、O、N的氢化物才 可能存在分子间氢键。 (5)由共价键结合的物质可能是原子晶体或分子晶体。 (6)两个单键一定都是键，而双键是由一个键和一个键 组成的。 (7)HCl分子本身是由共价键形成的，溶于水后发生解离。 (8)极性分子之间的作用力不只是取向力，还包括色散力和 诱导力。 7 16.解释：(1)H2O分子之间存在氢键作用，大于普通的分子 间力，因而其沸点高于同族元素的氢化物。 (2)NH3 与 H2O分子同属极性分子，且二者之间有氢键作用 ，所以NH3 易溶于水；而CH4为非极性分子，所以难溶于水 （相似相溶原理）。 (3) HBr 比HCl分子量大，分子变形性大，色散力大，分子 间作用力强，所以沸点比HCl高；而HF分子间有氢键作用 ，所以比HBr沸点高。 (4)F2、Cl2、Br2、I2结构相似，分子量依次增大，因而分子 变形性增大，色散力增大，即分子间作用力逐渐增强，其 熔沸点也逐渐升高，所以常温下F2、Cl2为气体， Br2为液 体，而I2为固体。 8 17.填空: (1)离子的外层电子构型等于3s23p6的+1价离子是K+，+2价 离子是 Ca2+，+3价离子是Sc3+，-1价离子是Cl-， -2价离子是S2-。 (2)CO2分子的空间构型是直线形，C原子以2个sp杂化轨道 分别与2个O原子形成共价键；SO2分子的空间构型是折线 形，S原子以2个sp2杂化轨道分别与2个O原子形成共价键 。 (3)键是原子轨道以头碰头方式重叠，键是原子轨道以 肩并肩方式重叠。 (4)MgO 晶体比Mg晶体的延展性差，石墨晶体比金刚石的 导电性好，SiO2晶体的硬度比SiCl4晶体大，I2晶体难溶于 水。 9 18.SiX4属分子晶体，而NaX属离子晶体，由SiF4到SiI4随 分子量增大，分子间作用力增强，因而熔点逐渐升高，而 由NaF到 NaI，随着X-离子半径增大，离子键减弱，因而 熔点逐渐降低。 10 19. 物质质 晶格结结点上的 微粒类类型 微粒间间作用力 类类型 晶体 类类型 熔点（ 高低） 熔融时时 的导电导电 性(好差) BNB、N原子共价键键原子晶体高差 Ag金属原子、离 子：Ag、Ag+ 金属键键金属晶体高好 干冰CO2分子分子间间力（ 色散力） 分子晶体低差 BaO离子:Ba2+、 O2- 离子键键离子晶体高好 BF3BF3分子分子间间力（ 色散力） 分子晶体低差 O2O2分子分子间间力（ 色散力） 分子晶体低差 HFHF分子分子间间力、 氢键氢键 分子晶体低差 11 20.试判断下列各组物质的熔点高低顺序，并作简单说明。 (1)MgO NaF KF KCl 随电荷增加、半径减少，离子键增强，熔点升高。 r(Mg) PBr3PCl3 PF3 随分子量增大，色散力增大，即分子间力增强，熔点升高 。 (3)NH3PH3 NH3 分子间存在氢键。 (4)NaClMgCl2AlCl3SiCl4 NaCl是离子晶体， MgCl2、AlCl3是过渡型晶体，SiCl4是 分子晶体。（每一周期的氯化物由离子晶体过渡到分子晶 体：正离子极化力越来越强，键型由离子键逐渐向共价键 过渡） 12 21.(1)CH3OH易溶于水，含羟基（OH），且为极性分 子，有氢键作用。 (2) O CH3CCH3易溶于水，极性分子，且与H2O分子之间 有氢键作用。 (3)CHCl3微溶于水，极性