化学键与分子结构习题解答

第三章 化学键与分子结构习题解答3.1分子晶体、原子晶体、离子晶体和金属晶体，是由单质组成的还是由化合物组成的，请各举例说明。答：分子晶体有单质，如氧气、氦气的固态，也有化合物，如干冰、蔗糖等；原子晶体有单质，如金刚石，也有化合物，如二氧化硅；金属晶体有单质，如铜、铁、锌等，也有化合物，如青铜（铜锡合金）等；离子晶体是化合物，如NaCl。3.2 试区分以下概念：（1）孤对电子、未成对电子、全满轨道、半满轨道（2）分子式、化学式、分子轨道式、分子结构式答：（1）孤对电子，指同一个原子轨道上即n、l、m全相同的轨道上，已充满的两个自旋方向相反的电子，因此该轨道再不能参与形成正常的共价键，但可以作为给出电子的一方而参与形成配位键；未成对电子，指同一个原子轨道上只有一个电子，该轨道因此可以参与形成正常的共价键，如果分子中存在未参与成键的未成对电子会造成分子的顺磁性。在外层轨道的每一个l轨道上，都有ms=的两个电子的轨道，叫全满轨道，它没有磁性，即反磁性。在每一个l上都有一个电子的轨道叫半满轨道。（2）分子式，既表明物质的元素组成，又表示确实存在如式所示的分子，如CO2、C6H6、H2；化学式，只表明物质中各元素及其存在比例，并不表明确实存在如式所示的分子，如NaCl、SiO2等；分子结构式，不但表明了物质的分子式，而且给出了分子中各原子的具体联接次序和方式，像乙酸的结构式可写为 其结构简式可记为CH3COOH。3.3 下面物质中存在哪些种类的化学键，哪些物质中还存在分子间作用力：BN、KCl、CO2、NaOH、Fe、C6H6（苯）答：BN：共价键,有分子间作用力；KCl：离子键；CO2：共价键、有分子间作用力；NaOH：离子键、共价键；Fe：金属键；C6H6：共价键，有分子间作用力3.4 写出下面各分子中的共价键哪些是键，哪些是键：HClO（实际原子连接顺序是HOCl）、CO2、C2H2（乙炔）、CH3COOH（乙酸）答：HClO中，氢氯键和氧氯键都是键；CO2的碳氧双键，其中一根是键，一根是键；乙炔中，碳氢键是键，碳碳叁键中，一根是键，两根是键；乙酸中，碳氢键是键，碳碳键是键，氢氧键是键，碳氧单键也是键，碳氧双键中，一根是键，一根是键。3.5 应用价层电子对互斥理论的知识，填写下列表格分子式VP BP LP 属于何种ABnEm型分子 空间构型BBr3SiCl4I3IF5XeF2 3 3 0 AB3 正三角形4 4 0 AB4 正四面体5 2 3 AB2E3 直线形6 5 1 AB5E 四方锥5 2 3 AB2E3 直线形3.6 已知NH4、CS2、C2H4（乙烯）分子中，键角分别为10928、180、120，试判断各中心原子的杂化方式。答：NH4中心原子N采取等性sp3杂化，CS2中心原子C采取sp杂化，C2H4中心原子C采取sp2杂化。3.7 用杂化轨道理论，判断下列分子的空间构型（要求写出具体杂化过程，即杂化前后电子在轨道上的排布情况）：PCl3、HgCl2、BCl3、H2S答：PCl3中心原子P价电子构型3s23p3，采取不等性sp3杂化，分子构型三角锥形。HgCl2中心原子Hg价电子构型5d106s2，采取sp杂化，分子构型直线形。BCl3中心原子B价电子构型2s22p1，采取sp2杂化，分子构型正三角形。H2S中心原子S价电子构型3s23p4，采取不等性sp3杂化，分子构型折线形。3.8 填写下表（CN分子中，假定C和N的各原子轨道能级近似相等）：分子式分子轨道式键级分子能否存在分子有无磁性H2B2Be2O2CN(1s)1(1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2 (2py)1(2pz)1 (1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2 (2py)2(2pz)2(1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2(2py*)2(2pz*)1 (1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2 (2py)2(2pz)2 (2px)1 0.5101.52.5能能不能能能有有有有3.9判断下列分子中，化学键的极性强弱顺序：O2、H2S、H2O、H2Se、Na2S答：Na2S、H2O、H2S、H2Se、O23.10判断下列分子哪些是极性分子，哪些是非极性分子：Ne、Br2、HF、NO、CS2、CHCl3、NF3、C2H4（乙烯）、C2H5OH（乙醇）、C2H5OC2H5（乙醚）、C6H6（苯）答：极性分子：HF、NO、CHCl3、NF3、C2H5OH、C2H5OC2H5非极性分子：Ne、Br2、CS2、C2H4、C6H63.11 判断下面分子间存在哪里作用力（色散力，取向力，诱导力，氢键）。（1）C6H6（苯）和CCl4 （2）CH3OH（甲醇）和H2O （3）He和H2O （4）H2S和NH3答：（1）色散力；（2）色散力、诱导力、取向力、氢键；（3）色散力、诱导力；（4）色散力、诱导力、取向力3.12下列哪些分子之间能够形成氢键：（1）H2O与H2S（2）CH4与NH3（3）C2H5OC2H5（乙醚）和H2O（4）C2H5OH（乙醇）和HF答：（1）不能；（2）不能；（3）能；（4）能3.13 判断下列各组物质熔沸点的高低顺序：（1）He、Ne、Ar、Kr、Xe（2）CH3CH2OH和CH3OCH3（3）CCl4、CH4、CF4、CI4（4）NaCl、MgO、NaBr、BaO（5）CO2和SiO2答：（1）He、Ne、Ar、Kr、Xe（2）CH3CH2OH、CH3OCH3（3）CI4 、CCl4、CF4、CH4（4）MgO、BaO、NaCl、NaBr（5）SiO2 、CO2