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第二章第二章 练习题练习题 2参考答案参考答案 1 画出画出 O2、H2O2 、CO、 CO2、 NCl3、 SF4的路易斯结构式。的路易斯结构式。 解： O2 H2O2 CO CO2 NCl3 SF4 2 键可由键可由 s-s; s-p 和和 p-p 原子轨道“头碰头”重跌构建而成，试讨论原子轨道“头碰头”重跌构建而成，试讨论 LiH（气（气 态分子） 、态分子） 、HCl Cl2分子里的分子里的 键分别属于哪一种？键分别属于哪一种？ 解： LiH 分子基态原子的核外电子排布如下： Li(3) 1s22s1; H(1) 1s1 O . . O . . O . . O . . H H N Cl Cl Cl . . . . . . . . . . S F F F . . . . . . . . . F . . . . CO . . . C O . . O . . 故 LiH 分子里的 键属于 s-s 键。 HCl 分子基态原子的核外电子排布如下： Cl(17) 1s22s22p63s23p5; H(1) 1s1 故 HCl 分子里的 键属于 s-p 键. Cl2分子基态 Cl 原子的核外电子排布如下： Cl(17) 1s22s22p63s23p5; 故 Cl2分子里的 键属于 p-p 键. 3 N2分子里有几个分子里有几个 键？它们的电子云在取向上存在什么关系？用图形描述键？它们的电子云在取向上存在什么关系？用图形描述 之。之。 解： N2分子中 N 原子的核外电子排布如下： N(7) 1s22s22p3 路易斯结构式 由上图可见，N2分子里有 2 个 键。这两个 键的电子云互相垂直。 N N . . 上下取向和前后取向的方框 表示 2 个 键的空间取向。 4 用用 VSEPR 模型讨论模型讨论 CO2、 H2O、 NH3、 CO32- 、PO33-、 PO3-、 PO43- 的分子模型，画出它们的立体结构，用短横代表分子的的分子模型，画出它们的立体结构，用短横代表分子的 键骨架，标明分子键骨架，标明分子 构型的几何图形名称。构型的几何图形名称。 解： CO2分子路易斯结构式为： 中心原子未键合孤对电子对数: m(中心原子价电子总数-X 的化合价X 的个数 离子电荷数 负 正) =1/2(4-220)=0 分子中的价层电子对数 z =n+m=2+0=2, 符合 AX2E0=AY2（AXnEmAYz，n+m=z,）通式。 或者计算如下： z (中心原子价电子总数配位原子提供电子数 离子电荷数) 1/2(4+0-0) 2 （注意：X 的价电子数：氢和卤素每个原子各提供一个价电子氢和卤素每个原子各提供一个价电子，氧与硫不提供价电子。 特别注意：卤素与氧族元素作为中心离子和作为配体不同。） 所以 CO2分子的 VSEPR 理想模型为直线型。即 Y-A-Y; 即 （2）H2O 分子路易斯结构式为： 中心原子未键合孤对电子对数: m(中心原子价电子总数- X 的化合价X 的个数 离子电荷数 负 正) =1/2(6-120)=2 分子中的价层电子对数 z =n+m=2+2=4, 符合 AX2E2=AY4（AXnEmAYz，n+m=z,）通式。 OCO CO2分子的可能立体构型 A Y Y H HO . . 价电子总数为：8e- C O . . O . . 价电子总数为：16e- 分子构型为直线型 或者计算如下： z (中心原子价电子总数配位原子提供电子数 离子电荷数) 1/2(6+2-0) 4 （注意：X 的价电子数：氢和卤素每个原子各提供一个价电子，氧与硫不提供价电子。 特别注意：卤素与氧族元素作为中心离子和作为配体不同。） 所以 H2O 分子的 VSEPR 理想模型为正四面体。即: (3) NH3分子路易斯结构式为： 中心原子未键合孤对电子对数: m(中心原子价电子总数- X 的化合价X 的个数 离子电荷数 负 正) =1/2(5-130)=1 分子中的价层电子对数 z =n+m=2+2=4, 符合 AX3E1=AY4（AXnEmAYz，n+m=z,）通式。 或者计算如下： z (中心原子价电子总数配位原子提供电子数 离子电荷数) 1/2(5+3-0) 4 所以 NH3分子的 VSEPR 理想模型为正四面体。即: H2O 分子的可能立体构型 O H H N H H H . 价电子总数为：8e- 分子构型为角型 分子构型为三角锥型 (4) CO32-分子路易斯结构式为： 中心原子未键合孤对电子对数: m(中心原子价电子总数- X 的化合价X 的个数 离子电荷数 负 正) =1/2(4-23+2)=0 分子中的价层电子对数 z =（n+m）=（0+3）=3 符合 AX3E0=AY3（AXnEmAYz，n+m=z,）通式。 或者计算如下： z (中心原子价电子总数配位原子提供电子数 离子电荷数 负 正) 1/2(4+0+2) 3 所以 CO32-的 VSEPR 理想模型为平面三角形。即: (5) PO33-分子路易斯结构式为： 中心原子未键合孤对电子对数: H2O 分子的可能立体构型 CO32-分子的可能立体构型 C O O O O O O C . . . . . . . . 2- 价电子总数为：24e- O O O P . . . . . . . 3- . 价电子总数为：26e- 分子构型为平面三角型 m(中心原子价电子总数- X 的化合价X 的个数 离子电荷数 负 正) =1/2(5-23+3)=1 分子中的价层电子对数 z =n+m=3+1=4 符合 AX3E1=AY4（AXnEmAYz，n+m=z,）通式。 或者计算如下： z (中心原子价电子总数配位原子提供电子数 离子电荷数 负 正) 1/2(5+0+3) 4 所以 PO33-的 VSEPR 理想模型为正四面体。即: (6) PO3- 分子路易斯结构式为： 中心原子未键合孤对电子对数: m(中心原子价电子总数- X 的化合价X 的个数 离子电荷数 负 正) =1/2(5-23+1)=0 分子中的价层电子对数 z =n+m=3+0=3 属于 AX3E1=AY4（AXnEmAYz，n+m=z,）通式。 或者计算如下： z (中心原子价电子总数配位原子提供电子数 离子电荷数 负 正) 1/2(5+0+1) PO33-分子的可能立体构型 P O O O E P O O O O O O P . . . . . . . - 价电子总数为：24e- 分子构型为三角锥型 3 所以 PO3-的 VSEPR 理想模型为平面三角形。即: (7) PO43-分子路易斯结构式为： 中心原子未键合孤对电子对数: m(中心原子价电子总数- X 的化合价X 的个数 离子电荷数 负 正) =1/2(5-24+3)=0 分子中的价层电子对数 z =n+m=4+0=4 属于 AX3E1=AY4（AXnEmAYz，n+m=z,）通式。 或者计算如下： z (中心原子价电子总数配位原子提供电子数 离子电荷数 负 正) 1/2(5+0+3) 4 所以 PO43-的 VSEPR 理想模型为正四面体。即: PO3-分子的可能立体构型 P O O O O O O P . . . . . . . 3- o . . . . 价电子总数为：32e- PO43-分子的可能立体构型 P O O O O 分子构型为平面三角型 分子构型为四面体型 5 借助借助 VSEPR 模型、杂化轨道模型、模型、杂化轨道模型、 键与键与 键、大键、大 键以及等电子体概念，键以及等电子体概念， 讨论讨论 OFOF2 2、ClFClF3 3、SOClSOCl2 2、XeFXeF2 2、SFSF6 6、PClPCl5 5的分子结构。的分子结构。 解： （1） OF2 价电子总数为 20e -; O(8) 1s 22s22p4; 最外层电子排布及轨道杂化： F(9) 1s 22s22p5 最外层电子排布： 因为 OF2 分子的 z=1/2(6+20)=4,符合 VSEPR 模型的 AY4通式， 所以， VSEPR 理想模型为四面体。中心原子 O 采取 sp 3杂化轨道。中心原子 O 的 4 个杂化轨道 分别用于 键和孤对电子，属于不等性杂化。 a) OF2 分子的路易斯结构式； b) OF2 分子的 VSEPR 理想模型； c) OF2 分子的含 sp 3杂化轨道的分子立体结构； d) sp 3杂化轨道略去孤对电子对后的分子立体结构； （2） ClF3 价电子总数为 28e - Cl(17) 1s 22s22p63s23p5; 最外层电子排布及轨道杂化： O FF . . . . . . . . a) O E F F E b) c) O FF d) 杂化 2s 2p Sp3 分子构型为角型 F(9) 1s 22s22p5 最外层电子排布： 因为 ClF3分子的 z=1/2(7+30)=5,符合 VSEPR 模型的 AY5通式，所以， VSEPR 理想模型为三角双锥体。中心原子 Cl 采取 sp 3d 杂化轨道。中心原子 Cl 的 4 个杂化轨道分别用于 键和孤对电子，属于不等性杂化。 a) ClF3分子的路易斯结构式； b) ClF3 分子的 VSEPR 理想模型； c) ClF3 分子的含二对 sp 3孤对电子对的分子立体结构； d) 道略去孤对电子对后的分子立体结构平面三角形； （3） SOCl2 价电子总数为 26e - Cl(17) 1s 22s22p63s23p5; 最外层电子排布及轨道杂化： a) c) . . d) Cl F F F Cl F . . . . F . . . F . . . . Cl E E F F F b) 3s 3p 3d sp3d 杂化 E E F F 分子构型为T型 O(8) 1s 22s22p4 最外层电子排布及轨道杂化： (S)(16) 1s 22s22p63s23p4 最外层电子排布： 因为 SOCl2 分子的 z=1/2(6+20)=4,符合 VSEPR 模型的 AY4通式，所以， VSEPR 理想模型为正四面体。中心原子 O 采取 sp 3杂化轨道。中心原子 O 的 4 个 杂化轨道分别用于 键和孤对电子，属于不等性杂化。 a) SOCl2分子的路易斯结构式； b) SOCl2 分子的 VSEPR 理想正四面体模型； c) SOCl2分子的中心原子 O 含一对孤对电子对的分子立体结构； d) SOCl2道略去孤对电子对后的分子立体结构； （4） XeF2 价电子总数为 22e -; Xe(54) 1s 22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6; 最外层电子排布及轨道杂化： a) O Cl Cl S . . . . . . . . . b) O Cl S Cl E OS Cl Cl . . . . . . . . . c) d) O S Cl Cl sp 3杂化 2s 2p 分子构型为三角锥型 F(9) 1s 22s22p5 最外层电子排布： 因为XeF2分子的z=1/2(8+20)=5,符合VSEPR模型的AY5通式， 所以， VSEPR 理想模型为三角双锥体。中心原子 Xe 采取 sp 杂化轨道。中心原子 Xe 的 2 个杂 化轨道分别用于 键，属于等性杂化。 a) XeF2分子的路易斯结构式； b) XeF2 分子的 VSEPR 理想三角双锥体模型； c) XeF2略去孤对电子对后的直线型分子立体结构； （5） SF6 价电子总数为 48e - (S)(16) 1s 22s22p63s23p4 最外层电子排布及轨道杂化 ： Xe F F . . . . . . . . . a) c) Xe F F Xe F F E E E b) 6s 5s 5p Sp 杂化 3s 3d sp3d2杂化 3p sp3d sp3dsp3d sp3d F(9) 1s 22s22p5 最外层电子排布： 因为SF6分子的 z=1/2(6+60)=6,符合 VSEPR 模型的 AY6通式， 所以， VSEPR 理想模型为正八面体。中心原子 S 采取 sp 3d2杂化轨道。中心原子 S 的 6 个杂化 轨道分别用于 键，属于等性杂化。 a) SF6分子的路易斯结构式； b) SF6 分子的 VSEPR 理想正八面体模型； （6）PCl5 价电子总数为 48e - (P)(15) 1s 22s22p63s23p3最外层电子排布及轨道杂化： S F F F F F . . . . . F . . . . . . . . . . . . . a) S F F F F F F b) 3s 3p 3d sp3d 杂