無(wú)機(jī)化學(xué)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(cè)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：A、A族與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下列說(shuō)法中哪些是不正確的，并說(shuō)明理由。（1）鍵能越大，鍵越牢固，分子也越穩(wěn)定。不一定，對(duì)雙原子分子是正確的。（2）共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)等于成鍵原子共價(jià)半徑之和。不一定，對(duì)雙原子分子是正確的。（3）sp2雜化軌道是由某個(gè)原子的1s軌道和2p軌道混合形成的。×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(shí)沒(méi)有未成對(duì)電子，就一定不能形成共價(jià)鍵。×成對(duì)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(gè)分子? 鍵角最小的是哪個(gè)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(duì)孤電子對(duì)，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(hào)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(duì)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(fù)性逐漸減小，鍵電子對(duì)的斥力逐漸減小，所以鍵角逐漸減小7試用分子軌道法寫(xiě)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(jiàn)教材，O22-和N22-的分子軌道分別為：O22-具有1個(gè)雙電子的鍵，是反磁性物質(zhì)。N22- 具有1個(gè)雙電子的鍵和2個(gè)三電子的鍵，具有順磁性。8解釋下列各對(duì)分子為什么極性不同? 括號(hào)內(nèi)為偶極矩?cái)?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(shuō)明以下事實(shí)。（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(diǎn)隨相對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)分子質(zhì)量的增加，分子變形性增大，色散

6、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(duì)分子質(zhì)量的增加，分子變形性增大，色散力增強(qiáng)。10判斷下列物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的相對(duì)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(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(diǎn)比HCl高，但又比HF的低？HBr的分子間力比HCl大，所以HBr的沸點(diǎn)比HCl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(duì)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(shuō)明下列說(shuō)法是否正確? （1） 兩個(gè)單鍵就組成一個(gè)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(lái)說(shuō)，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(duì)多原子分子來(lái)說(shuō)，其中鍵的鍵能就等于它的離解能。×13 使用對(duì)比的方式總結(jié)下列各組結(jié)構(gòu)化學(xué)的名詞、術(shù)語(yǔ)。（1）電子：孤電子對(duì)，鍵電子對(duì) 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(jià)鍵，極性鍵，非極性鍵 鍵，鍵，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

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(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(zhǎng)分別為154，145，175pm，試粗略估計(jì)C-Cl鍵的鍵長(zhǎng)。答： C原子的共價(jià)半徑為： 154pm/2=77.0 pm N原子的共價(jià)半徑為： 145pm/2=72.5 pm Cl原子的共價(jià)半徑為： 175-72.5=102.5 pm C-Cl鍵的鍵長(zhǎng)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(duì)法，寫(xiě)出下列各物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)式：BBr3 CS2 SiH4 PCl5 C2H4 答：4寫(xiě)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(jià)鍵哪些是由成鍵原子的未成對(duì)電子直接配對(duì)成鍵？哪些是由電子激發(fā)后配對(duì)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(duì)電子直接配對(duì)成鍵：由電子激發(fā)后配對(duì)成鍵： 形成配位鍵：6根據(jù)電負(fù)性數(shù)據(jù)，在下列各對(duì)化合物中，判斷哪一個(gè)化合物內(nèi)鍵的極性相對(duì)較強(qiáng)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(qiáng)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(shuō)明下列分子的中心原子可能采取的雜化類型，并預(yù)測(cè)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(jià)層電子對(duì)互斥理論推測(cè)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(jià)層電子對(duì)數(shù)成鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)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(diǎn):在形成共價(jià)鍵時(shí),作為配位原子的氧族

13、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)，則可以認(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ClF3中的Cl原子)；如果是離子基團(tuán)的話，則負(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(duì)數(shù)。10應(yīng)用同核雙原子分子軌道能級(jí)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(xiě)出價(jià)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?jī)r(jià)鍵結(jié)構(gòu)式或分子結(jié)構(gòu)式能否存在H2+1個(gè)單電子鍵能He2+1個(gè)3電子鍵能C2 2個(gè)鍵能Be2不成鍵不能B22個(gè)單電子鍵能N2+2個(gè)鍵1個(gè)單電子鍵能O2+2個(gè)鍵1個(gè)3電子鍵1個(gè)鍵能11通過(guò)計(jì)算鍵級(jí)，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(jí)2.521.510.5結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的次序?yàn)椋篛2+ >O2>O2->O22->O23-思考：下列關(guān)于和的性質(zhì)的說(shuō)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(zhǎng)比的鍵長(zhǎng)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(shuō)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(gè)鍵，2個(gè)鍵，所以分子很穩(wěn)定，由于電子均以配對(duì)，因此具有反磁性。（3）O2-的分子軌道式為：，具有1個(gè)鍵，1個(gè)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