无机化学(周祖新)习题解答 第七章

第七章分子结构和晶体

习题解答（7）

思考题

1．举例说明下列概念的区别：

离子键与共价键、共价键与配位键、σ键和Л键、极性键和非极性键、极性分子与非极性分子、分子间力与氢键。

1．离子键是得到电子的阴离子与失去电子的阳离子的强烈静电吸引作用；共价键是原子间通过共用电子对（或电子云重叠）而形成的相互吸引作用，无阴、阳离子；配位键也是共价键中的一种，只不过共用的一对电子有一个原子提供。

σ键是各自电子云用密度最大的一头相互重叠，以使重叠体积最大，两原子间形成共价键时首先肯定以σ键成键，但两原子间只能形成σ键一次。Л键是在原子间已形成一根σ键后，其余原子轨道以“肩并肩”在侧面重叠的成键方式，其重叠体积比σ键要小，但两原子间根据各自的单电子数可形成几个Л键。

极性键是两不同原子间形成共价键时，由于两原子的电负性不同，吸引公用电子对的作用不同，使某一端带有部分正电荷，另一端带有部分负电荷，这就是极性键；若两相同的原子间形成共价键，由于彼此电负性相同，吸引共用电子对的能力相同，公用电子对不偏向任何一个原子，两原子不带“净”电荷，没有“正”或“负”的一端，即非极性键。

极性分子是整个分子中正、负电荷重心不重合，使分子一端带部分正电荷，为正极，另一端带部分负电荷，为负极。

分子之间由于偶极间的相互作用力为分子间力。氢键是氢原子与电负性大、半径小的原子形成共价键后，由于氢原子唯一的电子被其他原子吸引到离氢原子核较远的地方，氢原子几乎成了“裸露”的质子，有很强的正电场，吸引另一电负性大、半径小的原子的孤对电子，形成了一种作用力，这个作用力本质上还是分子间作用力，但比一般的分子间力强。

2．离子键是怎样形成的？离子键的特征和本质是什么？为什么离子键无饱和性和方向性？2．离子键是失电子的金属阳离子和德电子的非金属阴离子通过静电引力形成的。离子键的特征是无方向性、无饱和性。其本质是正、负点电荷间的静电引力。点电荷产生的电场向空间各个方向均匀传播，每一个在其电场中的异号电荷都会受到它的吸引作用，在理论上它可吸引无数个异号电荷，所以离子键无饱和性；由于点电荷产生的电场向空间各个方向的传播是均匀的，只要距离相等，不管在哪个方向，受到的作用里是一样的，这就是离子键的无方向性。

3．共价键是怎样形成的？共价键的特征和本质是什么？为什么共价键有饱和性和方向性？3．共价间是通过原子间共用电子对（或电子云重叠）形成的。共价键的特征是有方向性和饱和性，共价键的本质是原子间共用电子对后体系能量降低，形成稳定体系。共价间是原子间共用电子对，而拼成电子对与原子的单电子数有关，有几个单电子（包括电子激发后形成的），就有几个共价键，是有限的，所以共价键有饱和性。电子云重叠时，重叠的体积越大，体系越稳定。电子云在各个方向不是平均分布的，而是有一定的伸展方向的，各自电子云在伸展方向重叠，重叠的体积最大，形成的分子最稳定，所以共价键有方向性。

4．下列说法中哪些是不正确的，并说明理由。

⑴．离子化合物中，原子间的化学键也有共价键。

⑵．s电子与s电子间配对形成的共价键一定是σ键，p电子与p电子间配对形成的化学键一定是л键。

⑶．按价键理论，л键不能单独存在，在共价双键或叁键中只能有一个σ键。

⑷．一般说来，σ键比л键的键能大。

⑸．轨道杂化时，同一原子中所有的原子轨道都参与杂化。

⑹．键的极性越强，键能就越大。

⑺．两原子间形成的同型共价键键长越短，共价键就越牢固。

4．⑴对。离子化合物中主化学键是离子键。但有些离子是复杂离子，离子内部的原子间有共价键存在，如NH4+、NO3-、SO42-、PO43-、ClO4-等。

⑵错。s电子与s电子间配对形成的共价键确实是σ键。p电子与p电子间也有σ键，如O2、Cl2中的p电子间均有σ键。

⑶对。原子间形成共价键，首先形成σ键，形成σ键后，两原子还有单电子，则再形成л键，所以л键不能单独存在。两原子间形成σ键的“头碰头”只能碰一次，所以在共价双键或叁键中只能有一个σ键。

⑷对。σ键是各自电子云密度最大的方向重叠，重叠体积最大，键能也最大。л键是各自电子云伸展方向的侧面、电子云密度较小的方向重叠，重叠程度小，键能小。

⑸错。轨道如何杂化，要看与何种原子成键。除部分次外层参与杂化外，内层轨道不参与杂化，有时最外层的部分轨道也不参与杂化。如C原子与H原子成键形成乙烯时，C原子的两根p轨道与s轨道参与杂化，而另一根p轨道没有参与杂化。

⑹错。键的极性是共用电子偏离两原子中心，使两原子带电荷多少的程度，而键能是使两成键原子拆开变成原单独原子所需提供的能量，与电子云重叠程度有关，两个是不同的概念。

⑺对。两原子间形成的同型共价键键长越短，说明两原子越靠近，电子云重叠越多，共价键当然越牢固。

5．成键的两原子间电负性相差越大，它们形成的化学键是否就越牢固？

5．成键的两原子间电负性相差越大，只能说明该键的极性越大，不能说明共价键是否牢固。6．举例说明杂化轨道的类型与分子空间构型的关系，有什么规律？试联系周期表予以简要说明。

6．若杂化轨道均用来成键，则杂化轨道的空间构型与分子的空间构型一致。如ⅡA族Be 原子轨道杂化一般为sp杂化，形成直线型分子；如ⅢA族B原子轨道杂化一般为sp2杂化，形成平面正三角型分子；如ⅣA族C原子轨道杂化一般为sp3杂化，形成正四面体型分子。7．什么情况下发生不等性杂化？CH3Cl是等性杂化还是不等性杂化？

7．杂化的轨道成键情况不一样时发生的杂化是不等性杂化。这个不一样指杂化出的轨道有些用来成键，有些放孤对电子；或杂化出的轨道与不同样的原子成键。CH3Cl中C的四个sp3杂化轨道分别与H和Cl成键，成键情况不完全一样，故是不等性杂化。

8．指出下列各分子中各C原子所采取的杂化轨道类型。

CH4、C2H2、C2H4、H3COH、CH2O、H3C—CO=CH—CH3

8．CH4：sp3杂化；C2H2：sp杂化；C2H4：sp2杂化；H3COH：不等性sp3杂化；

CH2O：不等性sp2杂化；H3C1—C2O=C3H—C4H3：两边的C1、C4是不等性sp3杂化；中间的C2、C3是不等性sp2杂化。

9．用价层电子对互斥理论推断下列分子的空间构型。

BCl3、PH3、SnCl2、H2S、SF4、SO2、CO2、SO42-、ICl4-、NH4+、BrF3。

9．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

BCl3 3 3 0 平面正三角形PH3 4 3 1 三角锥形

SnCl2 3 2 1 V形

H2S 4 2 2 V形

SF4 6 4 1 畸变四面体

SO2 3 2 1 V形

CO2 4 4 0 直线形

SO42- 4 4 0 正四面体

ICl4- 6 4 2 平面正方形

NH4+ 4 4 0 正四面体3

10．写出NO分子的分子轨道电子排布式，并说明：

⑴它的键级是多少？

⑵它的键长应比NO-更长或更短？

⑶有几个单电子？

⑷并从键级推测NO+化合物存在的可能性。

⑸讨论NO、NO-和NO+的磁性。

10．根据分子轨道理论，可知NO分子轨道排布式为：

[KK(σ2s)2 (σ*2s)2 (σ2px)2 (л2py)2 (л2pz)2(л*2py)1]

⑴NO的键级=（8－3）=2.5

⑵因为NO-比NO多了1个电子，根据轨道排布式可推测出该电子进 …… 此处隐藏：7888字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……