无机化学第四版第六章思考题与习题答案

1、第六章 分子的结构与性质思考题1根据元素在周期表中的位置，试推测哪些元素之间易 形成离子键，哪些元素之间易形成共价键。答：I A、U A族与W A、 A元素之间由于电负性相差较 大，易形成离子键，而处于周期表中部的主族元素原子之 间由于电负性相差不大，易形成共价键。2以下说法中哪些是不正确的，并说明理由。1键能越大，键越牢固，分子也越稳定。 不一定，对 双原子分子是正确的。2共价键的键长等于成键原子共价半径之和。 不一定， 对双原子分子是正确的。3sp2 杂化轨道是由某个原子的 1s 轨道和 2p 轨道混合 形成的。X由一个ns轨道和两个np轨道杂化而成。4中心原子中的几个原子轨道杂化时，必形

2、成数目相同的杂化轨道。V5在CCI4、CHCI3和CH2CI2分子中，碳原子都采用sp2 杂化，因此这些分子都呈四面体形。X sp3， CCl4 呈正四面体形；CHCI2和CH2CI2呈变形四面体形。6原子在基态时没有未成对电子，就一定不能形成共价键。X成对的电子可以被激发成单电子而参与成键。7杂化轨道的几何构型决定了分子的几何构型。X不等性的杂化轨道的几何构型与分子的几何构型不一致。 3试指出以下分子中那些含有极性键？Br2 CO2 H2O H2S CH44BF3 分子具有平面三角形构型，而 NF3 分子却是三角锥 构型，试用杂化轨道理论加以解释。 BF3中的B原子采取 SP2杂化，NF3分

3、子的N原子采取不等性的SP3杂化。5. CH4, HQ NH分子中键角最大的是哪个分子？键角最小 的是哪个分子？为什么？CH键角最大109°28，C采取 等性的SP3杂化，NH 107°18,，H2Q分子中的N Q采 用不等性的SP3杂化，HQ分子中的Q原子具有2对孤电子 对，其键角最小 104045，。6. 解释以下各组物质分子中键角的变化括号内为键角 数值。1 PF3 (97.8 °)， PCl3 (100.3 °)， PBr3 (101.5 °) 中心原子相同，配体原子 F、Cl、Br 的电负性逐渐减小， 键电子对的斥力逐渐增加，所以键角

4、逐渐增加2H2O(104° 45') , HS(92° 16') , "Se(91 °)配位原 子相同，中心原子的电负性逐渐减小，键电子对的斥力逐 渐减小，所以键角逐渐减小7. 试用分子轨道法写出以下分子或粒子的分子轨道表示 式，并指出其中有哪几种键？是顺磁性、还是反磁性的物质?O2 O22- N2 N22-02和N2见教材，02厶和N22-的分子轨道分别为：2- 2 2 2 2 2 2 2 2 2021s 1s 2s 2s 2px 2py 2pz2py2pz 具有1个双电子的。键，是反磁性物质。2- 2 2 2 2 2 2 2 1 1N

5、2 1s 1s 2s 2s 2py 2pz 2px 2py 2pz具有1个双电子的。键和2个三电子的n键，具有顺磁性。 8解释以下各对分子为什么极性不同 ? 括号内为偶极矩 数值单位是io-3oc m1CH(0)与 CHC3 (3.50) CH为非极性分子，CHC3极 性分子2H2O(6.23)与HS(3.67)均为极性分子，但 "0分子的极性更大9用分子间力说明以下事实。1常温下F2、CI2是气体，B2是液体，I 2是固体。2 HCl， HBr， HI 的熔、沸点随相对分子质量的增大而 升高。3 稀有气体 He-Ne-Ar-Kr-Xe 的沸点随着相对分子质 量的增大而升高。(1)

6、F 2、Cl2、B2、丨2均是极性分子，分子间力是色散力， 随着相对分子质量的增加， 分子变形性增大， 色散力增强。(2) HCl， HBr， HI 均为极性分子， 分子间力以色散力为主， 随着相对分子质量的增加， 分子变形性增大， 色散力增强。(3) 稀有气体 He-Ne-Ar-Kr-Xe 均是非极性分子，分子间 力是色散力， 随着相对分子质量的增加， 分子变形性增大， 色散力增强。10判断以下物质熔、沸点的相对上下。1GH6偶极矩等于0和C2HCI偶极矩等于6.84 X 10-30C m。GfvCHCI2乙醇GHOH 和口已醚C2HOCHGHsOHacsOGH11 试解释： 1 为什么水的

7、沸点比同族元素氢化物的沸点高？ 形成 分子间氢键2为什么NH易溶于水，而CH难溶于水？ NH和水同 为极性分子，且它们之间能形成氢键，而 CH那么不然。3HBr的沸点比HCI高，但又比HF的低？ HBr的分子 间力比HCI大，所以HBr的沸点比HCI高，但HF的分子 间能形成氢键，所以HBr的沸点又比HF的低。4为什么室温下CCI4是液体，CH和CF是气体，而CI4 是固体？ CCI4, CH, CF，CI4均为非极性分子，分子间力 是色散力，随着相对分子质量的增加，分子变形性增大， 色散力增强。12 举例说明以下说法是否正确 ?1两个单键就组成一个双键。X2非极性分子中只有非极性键。X 3

8、同类分子，分子越大，分子间力也就越大。 X 4 色散力只存在于非极性分子之间。 X5 一般来说，分子键作用力中，色散力是主要的。 6 所有含氢化物的分子之间，都存在着氢键。 X 7 浓硫酸、甘油等液体粘度大，是由于它们分子间可 形成众多的氢键。V8 相同原子间的叁键键能是单键键能的三倍。 X9 对多原子分子来说，其中键的键能就等于它的离解 能。13 使用比照的方式总结以下各组结构化学的名词、术 语。1 电子：孤电子对，键电子对s电子，p电子，d电子 成键电子，反键电子 a电子，n 电子2轨道：原子轨道，分子轨道成键轨道，反键轨道，a 轨道，n轨道3键：离子键，共价键，极性键，非极性键。键，n键

9、，强极性键，弱极性键单键，单电子键，叁键，三电子键4 结构式： 原子：电子结构式，电子分布式，原子轨道表示 式分子：分子式，化学式，分子结构式，价键结构 式，分子轨道表示式，化学键示意图。5 偶极：固有偶极，诱导偶极，瞬间偶极6 分子极化：定向极化，变形极化 极化力，极化率7 分子间力：色散力，诱导力，取向力第六章 分子的结构与性质 - 习 题1C-C ， N-N ， N-Cl 键的键长分别为 154， 145， 175pm， 试粗略估计 C-Cl 键的键长。答：C原子的共价半径为：154pm/2=77.0 pmN 原子的共价半径为：145pm/2=72.5 pmCl 原子的共价半径为： 17

10、5-72.5=102.5 pmC-CI 键的键长为：77.0 + 102.5 = 179.5 pm2 H-F， H-Cl， H-I 键的键能分别为 569， 431， 366及299kJmol-1。试比拟HF, HCI, HBr及HI气体分子的热稳定性。答：这些分子的热稳定性为：HF>HCI>HBr >HI.BB3CS23 根据电子配对法，写出以下各物质的分子结构式:SiH4 PCI5 C2H4 答:BrS=C=SBrB'BrClClCCPClCl/Si4 写出以下物质的分子结构式并指明。键、n键HClO BB3 C2H2(rB r / 早BrB答:5指出以下分子或离

11、子中的共价键哪些是由成键原子的 未成对电子直接配对成键？哪些是由电子激发后配对成 键? 哪些是配位键 ?HgCl2 PH3 NH4+Cu(NH 3)4 2+ AsF5 PCl5答：由成键原子的未成对电子直接配对成键：PH3；由电子激发后配对成键：AsF5、 PCl5；形成配位键：+2NH 4+、Cu NH3 4 。6根据电负性数据，在以下各对化合物中，判断哪一个 化合物内键的极性相对较强些？1ZnO 与 ZnS 2NH3与 NF33AsH3与NH3 4 IBr 与 ICl 5 H2O 与 OF2答： 1 ZnO>ZnS ； 2NH 3 NF3; 3AsH3 NH 3;IBr ICl.5h

12、2o of2；#7.按键的极性由强到弱的次序重新排列以下物质。O2 H2SH2OH2SeNazS答：Na2S>H2O>H2S>H2Se>O28试用杂化轨道理论，说明以下分子的中心原子可能采 取的杂化类型，并预测其分子或粒子的几何构型。BBr3PH3H2SSiCl4 CO2 NH4+分子或离子中心离子杂化类型分子或离子的几何构型BBr3等性sp2平面正三角形PH3不等性sp3三角形H2S不等性sp3V形SiCl4等性sp3正四面体形CO2等性sp直线形NH4+等性sp3正四面体形9 用价层电子对互斥理论推测以下离子或分子的几何构型。PbCl2BF3NF3PH4+BrF5S

13、O42-NO3- XeF4CHCI3解:分子或离子价层电子对数成键电子对数孤电子对数几何构型PbCl2321V形BF3330平面正三角形NF3431三角堆形PH4+440正四面体BrF5651正四棱堆形SO42-440正四面体NO3-330平面正三角形XeF4642四方形CHCI3440四面体注意几点：在形成共价键时，作为配位原子的氧族原子可以认为不提供电子如PO43-、AsO43-、NO3-中的氧原子不提 供电子；当氧族原子作为分子的中心原子时，那么可以认 为它们提供6个价电子如SO2中的S原子；当卤族原 子作为分子的中心原子时，将提供 7个价电子如CIF3中 的CI原子；如果是离子基团的话

14、，那么负离子基团应给 中心原子的价电子数加上相应的电荷数，正离子基团应给 中心原子的价电子数减去相应的电荷数，最后得到中心原子的价层电子对数He2+C2Be210应用同核双原子分子轨道能级图，从理论上推断以下 分子或离子是否可能存在，并指出它们各自成键的名称和 数目，写出价键结构式或分子结构式。分子或离子分子轨道表示式键名及数目价键结构式或分子结构式能否存在H2+iis1个单 电子 c键十H*H台匕 冃匕He2+21isis1个3电子c键He台匕 冃匕C22 2KK 2s2s222Py2Pz2个n键台匕 冃匕Be22 2KK 2s2s不成键不能H2+B2N2+ O2+2B22单 个2匕匕 厶冃

15、KKs2s2rL一yP2Tz p 2单子电B B rL键冗+2NKKs22s22冗 个2Ir+匕匕 厶冃-VVy p 222z p 2T2键fl -NN 曹 单 个JL子 电键KKs2222冗 个2I r+s2X p 21*J_匕 冃22- 1键* * 0-o* *y p 2Jz p 2y p 21 1LJ-3 个子 电键冗a个键11通过计算键级，比拟以下物质的结构稳定性。2+02。2-。22-。23-解:分子或离子02+0202-O22-O23-键级2.521.510.5结构稳定性的次序为： O2+ >O2>O2->O22->O23-思考：以下关于0；和02的性质的说

16、法中，不正确的选项 是I IA、两种离子都比 02分子的稳定性小B、022 的键长比 02的键长短C、022 是反磁性的，而 02是顺磁性的D、02的键能比 022 的键能大12根据分子轨道理论说明： 1 He2 分子不存在。 2 N2 分子很稳定，且具有反磁性。 3 02-具有顺磁性。解：1 He2 的分子轨道式为：1s 2 1s 2 ，净的成键电子数为零，所以 He2 分子不存在。2N2 的 分子轨道式为：KK2s 22222s2py2pz 22px 2 ，具有1个C键，2个n键，所以 分子很稳定，由于电子均以配对，因此具有反磁性。302- 的 分子轨道式为：KK22s 22222s2py2pz2px ，具有1个C键,1 个三电子n键，所以具有