双原子分子的结构和性质

1、 第三章第三章 双原子分子的结构和性质双原子分子的结构和性质 习题解答 写出写出 ， ， 和和 的键级、键长长短次序的键级、键长长短次序 及磁性。及磁性。解解：微微 粒粒 键键 级级 2.5 2 1.5 1 键长次序键长次序 磁磁 性性 顺磁顺磁 顺磁顺磁 顺磁顺磁 反磁反磁 2O2O2O22O2O2O2O22O2O2O2O22O3.6 按分子轨道理论说明按分子轨道理论说明Cl2的键比的键比 的键强还是弱？的键强还是弱？ 为什么？为什么？解解：Cl2的键比的键比 的键弱。原因是：的键弱。原因是：Cl2的基态价电子的基态价电子组态为组态为 ，键级为，键级为1，而，而 比比Cl2少少1个反键电子，

2、键级为个反键电子，键级为1.5。2Cl2Cl4*343232*323pppssz2Cl3.2 画出画出CN-的分子轨道示意图，写出基态的电子组态，的分子轨道示意图，写出基态的电子组态， 计算键级及不成对电子数计算键级及不成对电子数解解：CN-与与N2为等电子为等电子“分子分子”。其价层分子轨道与。其价层分子轨道与N2分分 子大致相同，分子轨道轮廓图如下。子大致相同，分子轨道轮廓图如下。-+ +-+-+-+-+-+-+-+ 3 4 1 5 2 63.7 基态电子组态为基态电子组态为（1）2（2）2 （3）2（4）2（1）4（5）2。 键级键级 =1/2（成键电子数（成键电子数反键电子数）反键电子

3、数） =1/2（10-4）=3 未成对电子数为未成对电子数为0，因而磁距为，因而磁距为0。 按分子轨道理论写出按分子轨道理论写出NF，NF+和和NF-基态时的电子组态，说明基态时的电子组态，说明它们的键级、不成对电子数和磁性。它们的键级、不成对电子数和磁性。解解：NF，NF+和和NF-分别是分别是O2， ， 的等电子体，它们的等电子体，它们的基态电子组态、键级、不成对电子数及磁性等情况如下：的基态电子组态、键级、不成对电子数及磁性等情况如下： “分子分子” 基态电子组态基态电子组态 键级键级 不成对电子不成对电子 磁性磁性 NF KK（3）2（4）2（5）2（1）4（2）2 2 2 顺磁性顺磁

4、性 NF+ KK（3）2（4）2（5）2（1）4（2）1 2.5 1 顺磁性顺磁性 NF- KK（3）2（4）2（5）2（1）4（2）3 1.5 1 顺磁性顺磁性3.92O2O OH分子于分子于1964年在星际空间发现。年在星际空间发现。（a） 试按分子轨道理论只用试按分子轨道理论只用O原子的原子的2P轨道和轨道和H原子的原子的1s轨轨道叠加，写出其电子组态。道叠加，写出其电子组态。（b） 在哪个分子轨道中有不成对电子？在哪个分子轨道中有不成对电子？（c） 此轨道是由此轨道是由O和和H的原子轨道叠加形成，还是基本上的原子轨道叠加形成，还是基本上定域于某个原子上？定域于某个原子上？（d） 已知已

5、知OH的第一电离能为的第一电离能为13.2eV，HF为为16.05eV，它们，它们的差值几乎与的差值几乎与O原子和原子和F原子的第一电离能（原子的第一电离能（15.8eV和和18.6eV）的差值相同，为什么？的差值相同，为什么？解解：（a）H原子的原子的1s轨道和轨道和O原子的原子的2Pz轨道满足对称性匹配、能轨道满足对称性匹配、能级相近（它们的能级都约为级相近（它们的能级都约为-13.6eV）等条件，可叠加形成）等条件，可叠加形成轨道。轨道。OH的基态价电子组态为（的基态价电子组态为（2）2（3）2 (1)3 。（。（2）2实际上是实际上是O原子的（原子的（2s）2，而（，而（1）3实际上是

6、实际上是O原子的原子的（2Px）2（2Py）1或（或（2Px）1（2Py）2。因此，。因此，OH的基态价的基态价电子组态亦可写为（电子组态亦可写为（2s）2（）2（2p）3。2s和和2p是非键轨是非键轨道，道，OH有两对半非键电子，键级为有两对半非键电子，键级为1。 3.14（b）在）在1轨道上有不成对电子。轨道上有不成对电子。（c）1轨道基本上定域于轨道基本上定域于O原子。原子。（d）OH和和HF的第一电离能分别是电离他们的的第一电离能分别是电离他们的1电子所需电子所需要的最小能量，而要的最小能量，而1轨道是非键轨道，即电离的电子是由轨道是非键轨道，即电离的电子是由O和和F提供的非键电子，因此，提供的非键电子，因此，OH和和HF的第一电离能差值与的第一电离能差值与O原子和原子和F原子的第一电离能差值相等。原子的第一电离能差值相等。OH分子的基态光谱项为分子的基态光谱项为23.30 由紫外光电子能谱知，由紫外光电子能谱知，NO分子的第一电离能为分子的第一电离能为9.26 eV比比CO的第一电离能的第一电离能(14.01eV)小很多，试从分子的电子小很多，试从分子的电子组态解释其原因。组态解释其原因。 解：解：CO的组态为的组态为NO的组态为的组态为 5 电子是成键电子，能量较低。电子是成键电子，能量较低。2 电子是反键电子，能量电子是反键电子，能量较高