無機化學第四版第六章思考題與習題答案

1、第六章 分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)思 考 題1根據(jù)元素在周期表中的位置，試推測哪些元素之間易形成離子鍵，哪些元素之間易形成共價鍵。答：A、A族與A、A元素之間由于電負性相差較大，易形成離子鍵，而處于周期表中部的主族元素原子之間由于電負性相差不大，易形成共價鍵。2下列說法中哪些是不正確的，并說明理由。（1）鍵能越大，鍵越牢固，分子也越穩(wěn)定。不一定，對雙原子分子是正確的。（2）共價鍵的鍵長等于成鍵原子共價半徑之和。不一定，對雙原子分子是正確的。（3）sp2雜化軌道是由某個原子的1s軌道和2p軌道混合形成的。×由一個ns軌道和兩個np軌道雜化而成。（4）中心原子中的幾個原子軌道雜化時，必形成數(shù)目相同

2、的雜化軌道。（5）在CCl4、CHCl3和CH2Cl2分子中，碳原子都采用sp2雜化，因此這些分子都呈四面體形。×sp3，CCl4呈正四面體形；CHCl2和CH2Cl2呈變形四面體形。（6）原子在基態(tài)時沒有未成對電子，就一定不能形成共價鍵。×成對的電子可以被激發(fā)成單電子而參與成鍵。（7）雜化軌道的幾何構(gòu)型決定了分子的幾何構(gòu)型。×不等性的雜化軌道的幾何構(gòu)型與分子的幾何構(gòu)型不一致。 3試指出下列分子中那些含有極性鍵？Br2 CO2 H2O H2S CH44BF3分子具有平面三角形構(gòu)型，而NF3分子卻是三角錐構(gòu)型，試用雜化軌道理論加以解釋。BF3中的B原子采取SP2雜化

3、，NF3分子的N原子采取不等性的SP3雜化。5CH4，H2O，NH3分子中鍵角最大的是哪個分子? 鍵角最小的是哪個分子? 為什么? CH4鍵角最大（109028，），C采取等性的SP3雜化，NH3（107018，）， H2O分子中的N、O采用不等性的SP3雜化，H2O分子中的O原子具有2對孤電子對，其鍵角最小（104045，）。6解釋下列各組物質(zhì)分子中鍵角的變化（括號內(nèi)為鍵角數(shù)值）。（1） PF3 (97.8°)，PCl3 (100.3°)，PBr3 (101.5°)中心原子相同，配體原子F、Cl、Br的電負性逐漸減小，鍵電子對的斥力逐漸增加，所以鍵角逐漸增加（2

4、） H2O(104°45')，H2S(92°16')，H2Se(91°)配位原子相同，中心原子的電負性逐漸減小，鍵電子對的斥力逐漸減小，所以鍵角逐漸減小7試用分子軌道法寫出下列分子或粒子的分子軌道表示式，并指出其中有哪幾種鍵？是順磁性、還是反磁性的物質(zhì)?O2 O22- N2 N22-O2和N2見教材，O22-和N22-的分子軌道分別為：O22-具有1個雙電子的鍵，是反磁性物質(zhì)。N22- 具有1個雙電子的鍵和2個三電子的鍵，具有順磁性。8解釋下列各對分子為什么極性不同? 括號內(nèi)為偶極矩數(shù)值（單位是10-30C·m）（1） CH4(0)與CH

5、Cl3 (3.50) CH4為非極性分子，CHCl3極性分子（2） H2O(6.23)與H2S(3.67)均為極性分子，但H2O分子的極性更大9用分子間力說明以下事實。（1） 常溫下F2、Cl2是氣體，Br2是液體，I2是固體。（2） HCl，HBr，HI的熔、沸點隨相對分子質(zhì)量的增大而升高。（3） 稀有氣體He-Ne-Ar-Kr-Xe的沸點隨著相對分子質(zhì)量的增大而升高。(1) F2、Cl2、Br2、I2均是極性分子，分子間力是色散力，隨著相對分子質(zhì)量的增加，分子變形性增大，色散力增強。(2) HCl，HBr，HI均為極性分子，分子間力以色散力為主，隨著相對分子質(zhì)量的增加，分子變形性增大，色散

6、力增強。(3) 稀有氣體He-Ne-Ar-Kr-Xe均是非極性分子，分子間力是色散力，隨著相對分子質(zhì)量的增加，分子變形性增大，色散力增強。10判斷下列物質(zhì)熔、沸點的相對高低。 （1）C2H6（偶極矩等于0）和C2H5Cl（偶極矩等于6.84×10-30C·m）。C2H6<C2H5Cl（2）乙醇（C2H5OH）和已醚（C2H5OC2H5）C2H5OH>C2H5OC2H511 試解釋：（1） 為什么水的沸點比同族元素氫化物的沸點高？形成分子間氫鍵（2） 為什么NH3易溶于水，而CH4難溶于水？NH3和水同為極性分子，且它們之間能形成氫鍵，而CH4則不然。（3） HB

7、r的沸點比HCl高，但又比HF的低？HBr的分子間力比HCl大，所以HBr的沸點比HCl高，但HF的分子間能形成氫鍵，所以HBr的沸點又比HF的低。（4） 為什么室溫下CCl4是液體，CH4和CF4是氣體，而CI4是固體？CCl4，CH4，CF4，CI4均為非極性分子，分子間力是色散力，隨著相對分子質(zhì)量的增加，分子變形性增大，色散力增強。12 舉例說明下列說法是否正確? （1） 兩個單鍵就組成一個雙鍵。×（2） 非極性分子中只有非極性鍵。×（3） 同類分子，分子越大，分子間力也就越大。×（4） 色散力只存在于非極性分子之間。×（5） 一般來說，分子鍵作用

8、力中，色散力是主要的。 （6） 所有含氫化物的分子之間，都存在著氫鍵。×（7） 濃硫酸、甘油等液體粘度大，是由于它們分子間可形成眾多的氫鍵。（8） 相同原子間的叁鍵鍵能是單鍵鍵能的三倍。×（9） 對多原子分子來說，其中鍵的鍵能就等于它的離解能。×13 使用對比的方式總結(jié)下列各組結(jié)構(gòu)化學的名詞、術(shù)語。（1）電子：孤電子對，鍵電子對 s電子，p電子，d電子 成鍵電子，反鍵電子 電子，電子（2）軌道：原子軌道，分子軌道 成鍵軌道，反鍵軌道，軌道，軌道（3）鍵：離子鍵，共價鍵，極性鍵，非極性鍵 鍵，鍵，強極性鍵，弱極性鍵 單鍵，單電子鍵，叁鍵，三電子鍵（4） 結(jié)構(gòu)式：原子

9、：電子結(jié)構(gòu)式，電子分布式，原子軌道表示式分子：分子式，化學式，分子結(jié)構(gòu)式，價鍵結(jié)構(gòu)式，分子軌道表示式，化學鍵示意圖。（5） 偶極：固有偶極，誘導偶極，瞬間偶極（6） 分子極化：定向極化，變形極化極化力，極化率（7） 分子間力：色散力，誘導力，取向力第六章 分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)-習 題1C-C，N-N，N-Cl鍵的鍵長分別為154，145，175pm，試粗略估計C-Cl鍵的鍵長。答： C原子的共價半徑為： 154pm/2=77.0 pm N原子的共價半徑為： 145pm/2=72.5 pm Cl原子的共價半徑為： 175-72.5=102.5 pm C-Cl鍵的鍵長為： 77.0 + 102.5 1

10、79.5 pm2已知H-F，H-Cl，H-I鍵的鍵能分別為569，431，366及299kJ·mol-1。試比較HF，HCl，HBr及HI氣體分子的熱穩(wěn)定性。答：這些分子的熱穩(wěn)定性為： HF>HCl>HBr>HI.3根據(jù)電子配對法，寫出下列各物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)式：BBr3 CS2 SiH4 PCl5 C2H4 答：4寫出下列物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)式并指明鍵、鍵。HClO BBr3 C2H2答：5指出下列分子或離子中的共價鍵哪些是由成鍵原子的未成對電子直接配對成鍵？哪些是由電子激發(fā)后配對成鍵? 哪些是配位鍵?HgCl2PH3 NH4+ Cu(NH3)42+ AsF5 PCl5答：

11、由成鍵原子的未成對電子直接配對成鍵：由電子激發(fā)后配對成鍵： 形成配位鍵：6根據(jù)電負性數(shù)據(jù)，在下列各對化合物中，判斷哪一個化合物內(nèi)鍵的極性相對較強些？（1）ZnO與ZnS （2）NH3與NF3 （3）AsH3與NH3（4）IBr與ICl （5）H2O與OF2答： （1） ZnO>ZnS ； （2）（3）（4）（5）#7按鍵的極性由強到弱的次序重新排列以下物質(zhì)。 O2 H2S H2O H2Se Na2S8試用雜化軌道理論，說明下列分子的中心原子可能采取的雜化類型，并預測其分子或粒子的幾何構(gòu)型。 BBr3 PH3 H2S SiCl4 CO2 NH4+解:分子或離子中心離子雜化類型分子或離子的幾

12、何構(gòu)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正四面體形CO2等性sp直線形NH4+等性sp3正四面體形9用價層電子對互斥理論推測下列離子或分子的幾何構(gòu)型。PbCl2 BF3 NF3 PH4+ BrF5 SO42- NO3-XeF4CHCl3解:分子或離子價層電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)幾何構(gòu)型PbCl2321V形BF3330平面正三角形NF3431三角堆形PH4+440正四面體BrF5651正四棱堆形SO42-440正四面體NO3-330平面正三角形XeF4642四方形CHCl3440四面體注意幾點:在形成共價鍵時,作為配位原子的氧族

13、原子可以認為不提供電子(如PO43-、AsO43-、NO3-中的氧原子不提供電子)；當氧族原子作為分子的中心原子時，則可以認為它們提供6個價電子(如SO2中的S原子)；當鹵族原子作為分子的中心原子時，將提供7個價電子(如ClF3中的Cl原子)；如果是離子基團的話，則負離子基團應給中心原子的價電子數(shù)加上相應的電荷數(shù)，正離子基團應給中心原子的價電子數(shù)減去相應的電荷數(shù)，最后得到中心原子的價層電子對數(shù)。10應用同核雙原子分子軌道能級圖，從理論上推斷下列分子或離子是否可能存在，并指出它們各自成鍵的名稱和數(shù)目，寫出價鍵結(jié)構(gòu)式或分子結(jié)構(gòu)式。H2+ He2+ C2 Be2 B2 N2+ O2+分子或離子分子軌

14、道表示式鍵名及數(shù)目價鍵結(jié)構(gòu)式或分子結(jié)構(gòu)式能否存在H2+1個單電子鍵能He2+1個3電子鍵能C2 2個鍵能Be2不成鍵不能B22個單電子鍵能N2+2個鍵1個單電子鍵能O2+2個鍵1個3電子鍵1個鍵能11通過計算鍵級，比較下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。O2+ O2 O2- O22- O23-解：分子或離子O2+O2O2-O22-O23-鍵級2.521.510.5結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的次序為：O2+ >O2>O2->O22->O23-思考：下列關(guān)于和的性質(zhì)的說法中，不正確的是（ ）A、 兩種離子都比分子的穩(wěn)定性小B、 的鍵長比的鍵長短C、 是反磁性的，而是順磁性的D、 的鍵能比的鍵能大12根據(jù)分子軌道理論說明： （1）He2分子不存在。 （2）N2分子很穩(wěn)定，且具有反磁性。 （3）O2-具有順磁性。解：（1）He2的分子軌道式為： ，凈的成鍵電子數(shù)為零，所以He2分子不存在。（2）N2的分子軌道式為：，具有1個鍵，2個鍵，所以分子很穩(wěn)定，由于電子均以配對，因此具有反磁性。（3）O2-的分子軌道式為：，具有1個鍵，1個三電子鍵，所以具有順磁性。13根據(jù)鍵的極性和分子的幾何構(gòu)型，判斷下列分子哪些是極性分子？哪些是非極性分子？N