無機(jī)化學(xué)第四版第六章思考題與習(xí)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(jià)鍵。答：I A、U A族與W A、 A元素之間由于電負(fù)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(fù)性相差不大，易形成共價(jià)鍵。2以下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(jià)鍵的鍵長等于成鍵原子共價(jià)半徑之和。 不一定， 對雙原子分子是正確的。3sp2 雜化軌道是由某個(gè)原子的 1s 軌道和 2p 軌道混合 形成的。X由一個(gè)ns軌道和兩個(gè)np軌道雜化而成。4中心原子中的幾個(gè)原子軌道雜化時(shí)，必形

2、成數(shù)目相同的雜化軌道。V5在CCI4、CHCI3和CH2CI2分子中，碳原子都采用sp2 雜化，因此這些分子都呈四面體形。X sp3， CCl4 呈正四面體形；CHCI2和CH2CI2呈變形四面體形。6原子在基態(tài)時(shí)沒有未成對電子，就一定不能形成共價(jià)鍵。X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。X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試指出以下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，NF3分

3、子的N原子采取不等性的SP3雜化。5. CH4, HQ NH分子中鍵角最大的是哪個(gè)分子？鍵角最小 的是哪個(gè)分子？為什么？CH鍵角最大109°28，C采取 等性的SP3雜化，NH 107°18,，H2Q分子中的N Q采 用不等性的SP3雜化，HQ分子中的Q原子具有2對孤電子 對，其鍵角最小 104045，。6. 解釋以下各組物質(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(fù)性逐漸減小， 鍵電子對的斥力逐漸增加，所以鍵角

4、逐漸增加2H2O(104° 45') , HS(92° 16') , "Se(91 °)配位原 子相同，中心原子的電負(fù)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以下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 N22-02和N2見教材，02厶和N22-的分子軌道分別為：2- 2 2 2 2 2 2 2 2 2021s 1s 2s 2s 2px 2py 2pz2py2pz 具有1個(gè)雙電子的。鍵，是反磁性物質(zhì)。2- 2 2 2 2 2 2 2 1 1N

5、2 1s 1s 2s 2s 2py 2pz 2px 2py 2pz具有1個(gè)雙電子的。鍵和2個(gè)三電子的n鍵，具有順磁性。 8解釋以下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io-3oc m1CH(0)與 CHC3 (3.50) CH為非極性分子，CHC3極 性分子2H2O(6.23)與HS(3.67)均為極性分子，但 "0分子的極性更大9用分子間力說明以下事實(shí)。1常溫下F2、CI2是氣體，B2是液體，I 2是固體。2 HCl， HBr， HI 的熔、沸點(diǎn)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(diǎn)隨著相對分子質(zhì) 量的增大而升高。(1)

6、F 2、Cl2、B2、丨2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(qiáng)。(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， 色散力增強(qiáng)。(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(qiáng)。10判斷以下物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的相對上下。1GH6偶極矩等于0和C2HCI偶極矩等于6.84 X 10-30C m。GfvCHCI2乙醇GHOH 和口已醚C2HOCHGHsOHacsOGH11 試解釋： 1 為什么水的

7、沸點(diǎn)比同族元素氫化物的沸點(diǎn)高？ 形成 分子間氫鍵2為什么NH易溶于水，而CH難溶于水？ NH和水同 為極性分子，且它們之間能形成氫鍵，而 CH那么不然。3HBr的沸點(diǎn)比HCI高，但又比HF的低？ HBr的分子 間力比HCI大，所以HBr的沸點(diǎn)比HCI高，但HF的分子 間能形成氫鍵，所以HBr的沸點(diǎn)又比HF的低。4為什么室溫下CCI4是液體，CH和CF是氣體，而CI4 是固體？ CCI4, CH, CF，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(qiáng)。12 舉例說明以下說法是否正確 ?1兩個(gè)單鍵就組成一個(gè)雙鍵。X2非極性分子中只有非極性鍵。X 3

8、同類分子，分子越大，分子間力也就越大。 X 4 色散力只存在于非極性分子之間。 X5 一般來說，分子鍵作用力中，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。 X 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。V8 相同原子間的叁鍵鍵能是單鍵鍵能的三倍。 X9 對多原子分子來說，其中鍵的鍵能就等于它的離解 能。13 使用比照的方式總結(jié)以下各組結(jié)構(gòu)化學(xué)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 a電子，n 電子2軌道：原子軌道，分子軌道成鍵軌道，反鍵軌道，a 軌道，n軌道3鍵：離子鍵，共價(jià)鍵，極性鍵，非極性鍵。鍵，n鍵

9、，強(qiáng)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：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(xué)式，分子結(jié)構(gòu)式，價(jià)鍵結(jié)構(gòu) 式，分子軌道表示式，化學(xué)鍵示意圖。5 偶極：固有偶極，誘導(dǎo)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(dǎo)力，取向力第六章 分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) - 習(xí) 題1C-C ， N-N ， N-Cl 鍵的鍵長分別為 154， 145， 175pm， 試粗略估計(jì) C-Cl 鍵的鍵長。答：C原子的共價(jià)半徑為：154pm/2=77.0 pmN 原子的共價(jià)半徑為：145pm/2=72.5 pmCl 原子的共價(jià)半徑為： 17

10、5-72.5=102.5 pmC-CI 鍵的鍵長為：77.0 + 102.5 = 179.5 pm2 H-F， H-Cl， H-I 鍵的鍵能分別為 569， 431， 366及299kJmol-1。試比擬HF, HCI, 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>HCI>HBr >HI.BB3CS23 根據(jù)電子配對法，寫出以下各物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)式:SiH4 PCI5 C2H4 答:BrS=C=SBrB'BrClClCCPClCl/Si4 寫出以下物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)式并指明。鍵、n鍵HClO BB3 C2H2(rB r / 早BrB答:5指出以下分子或離

11、子中的共價(jià)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 ?HgCl2 PH3 NH4+Cu(NH 3)4 2+ AsF5 PCl5答：由成鍵原子的未成對電子直接配對成鍵：PH3；由電子激發(fā)后配對成鍵：AsF5、 PCl5；形成配位鍵：+2NH 4+、Cu NH3 4 。6根據(jù)電負(fù)性數(shù)據(jù)，在以下各對化合物中，判斷哪一個(gè) 化合物內(nèi)鍵的極性相對較強(qiáng)些？1ZnO 與 ZnS 2NH3與 NF33AsH3與NH3 4 IBr 與 ICl 5 H2O 與 OF2答： 1 ZnO>ZnS ； 2NH 3 NF3; 3AsH3 NH 3;IBr ICl.5h

12、2o of2；#7.按鍵的極性由強(qiáng)到弱的次序重新排列以下物質(zhì)。O2 H2SH2OH2SeNazS答：Na2S>H2O>H2S>H2Se>O28試用雜化軌道理論，說明以下分子的中心原子可能采 取的雜化類型，并預(yù)測其分子或粒子的幾何構(gòu)型。BBr3PH3H2SSiCl4 CO2 NH4+分子或離子中心離子雜化類型分子或離子的幾何構(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(jià)層電子對互斥理論推測以下離子或分子的幾何構(gòu)型。PbCl2BF3NF3PH4+BrF5S

13、O42-NO3- XeF4CHCI3解:分子或離子價(jià)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CHCI3440四面體注意幾點(diǎn)：在形成共價(jià)鍵時(shí)，作為配位原子的氧族原子可以認(rèn)為不提供電子如PO43-、AsO43-、NO3-中的氧原子不提 供電子；當(dāng)氧族原子作為分子的中心原子時(shí)，那么可以認(rèn) 為它們提供6個(gè)價(jià)電子如SO2中的S原子；當(dāng)鹵族原 子作為分子的中心原子時(shí)，將提供 7個(gè)價(jià)電子如CIF3中 的CI原子；如果是離子基團(tuán)的話

14、，那么負(fù)離子基團(tuán)應(yīng)給 中心原子的價(jià)電子數(shù)加上相應(yīng)的電荷數(shù)，正離子基團(tuán)應(yīng)給 中心原子的價(jià)電子數(shù)減去相應(yīng)的電荷數(shù)，最后得到中心原子的價(jià)層電子對數(shù)He2+C2Be210應(yīng)用同核雙原子分子軌道能級圖，從理論上推斷以下 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(jià)鍵結(jié)構(gòu)式或分子結(jié)構(gòu)式。分子或離子分子軌道表示式鍵名及數(shù)目價(jià)鍵結(jié)構(gòu)式或分子結(jié)構(gòu)式能否存在H2+iis1個(gè)單 電子 c鍵十H*H臺匕 冃匕He2+21isis1個(gè)3電子c鍵He臺匕 冃匕C22 2KK 2s2s222Py2Pz2個(gè)n鍵臺匕 冃匕Be22 2KK 2s2s不成鍵不能H2+B2N2+ O2+2B22單 個(gè)2匕匕 厶冃

15、KKs2s2rL一yP2Tz p 2單子電B B rL鍵冗+2NKKs22s22冗 個(gè)2Ir+匕匕 厶冃-VVy p 222z p 2T2鍵fl -NN 曹 單 個(gè)JL子 電鍵KKs2222冗 個(gè)2I r+s2X p 21*J_匕 冃22- 1鍵* * 0-o* *y p 2Jz p 2y p 21 1LJ-3 個(gè)子 電鍵冗a個(gè)鍵11通過計(jì)算鍵級，比擬以下物質(zhì)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。2+02。2-。22-。23-解:分子或離子02+0202-O22-O23-鍵級2.521.510.5結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的次序?yàn)椋?O2+ >O2>O2->O22->O23-思考：以下關(guān)于0；和02的性質(zhì)的說

16、法中，不正確的選項(xiàng) 是I IA、兩種離子都比 02分子的穩(wěn)定性小B、022 的鍵長比 02的鍵長短C、022 是反磁性的，而 02是順磁性的D、02的鍵能比 022 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 02-具有順磁性。解：1 He2 的分子軌道式為：1s 2 1s 2 ，凈的成鍵電子數(shù)為零，所以 He2 分子不存在。2N2 的 分子軌道式為：KK2s 22222s2py2pz 22px 2 ，具有1個(gè)C鍵，2個(gè)n鍵，所以 分子很穩(wěn)定，由于電子均以配對，因此具有反磁性。302- 的 分子軌道式為：KK22s 22222s2py2pz2px ，具有1個(gè)C鍵,1 個(gè)三電子n鍵，所以具有