第6章习题解答.docx

第六章分子结构与晶体结构1. 方向性；饱和性2. 小；大；变小3.S-S轨道重叠；s・px轨道重叠；px・px轨道重叠4. 键长；键角；键能；；几何构型；分子的极性；热稳定性5. 金属晶体；离子晶体；原子晶体；分子晶体6•答：物质杂化方式空间构型分子的极性H20CH2CI2CS2SP3不等性杂化SP3不等性杂化spV型V型极性分子极性分子非极性分子7•答晶格结点上的粒子晶格结点上粒子间的作用力物质—BaCl2CuSiCN2冰Ba2+CI- 离子键CuSiCN2H 0金属键共价键共价键共价键晶体类型熔点(高或低)― 1 导电性I离子晶体高导电金属晶体高导电原子晶体高不导电分子晶体低不导电分子晶体低不导电化学式中心原子杂化轨道类型中心原子未成键的孤对电子数分子空间构型键是否有极性分子是杏有极性分子间作用力的种类CH43sp0正四面体极性非极性色散力H20Sp3不等性杂化2V型极性极性色散力•诱导力•取向力C02sp0直线型极性非极性色散力BF32sp0平面二角形极性非极性色散力2•答:二、选择题1. B ； 2. B : 3 - D ； 4. B : 5.A : 6.D : 7. D : 8. B : 9. A［、是非题(正确的划“V”，错误的划“XT1.V； 2.X； 3.X； 4.X； 5.X； 6. V四、问答题1 •答:(1) 电子配对原理自旋相反的未成对电子的原子相互接近时，可形成稳定的共价键。

若原子中没有未成对电子，一般不能形成共价键共价键的数目取决于原子中未成对电子 的数目例 如H原子有1个未成对电子只能形成共价H-H或H-CI单键2) 最大重叠原理两原子成键时，若双方原子轨道重叠越多，成键能力越强，所形成的共价键越牢固，这称为轨道最大重叠原理3)饱和性一个原子含有几个未成对电子，就可以和几个自旋量子数不同的电子配对成 键，或者 说，原子能形成共价键的数目是受原子中未成对电子数目限制的，这就是共价键的饱和性4)方向性原子轨道中，除s轨道是球形对称，没有方向性外，p、d、f轨道都具有一定的空间伸展方向o原子形成共价键时，在可能的范围内一定要采取沿着原子轨道最大重叠方向成键轨道重叠越多，两核间电子的几率密度越大，形成的共价键就越牢固2. 答：键的极性大小取决于成键两原子的电负性差电负性差越大，键的极性就越强如果两个成键原子的电负性差足够大，致使共用电子对完全转移到另一原子上而形成阴、阳离子，这样的极性键就是离子键从极性大小的角度，可将非极性共价键和离子键看成是极性共价键的两个极端，或者说极性共价键是非极性共价键和离子键之间的某种过渡状态3. 答：(1) 离子键的形成当电负性相差较大的两种元素的原子相互接近时，电子从电负性小的原子转移到电负性大的原子，从而形成了阳离子和阴离子。

离子键是靠阴阳离子间的静电吸引作用 而形成的化学键近似地将阴阳离子视为球形电荷，离子的电荷越大，离子电荷中心间的距 离越小，离子间的引力则越强阴阳离子之间除有静电吸引力外，还有电子与电子、原子核 与原子核之间的斥力当阴阳离子彼此接近到一定距离时，它们之间的引力和斥力达到平 衡，离子只能在平衡位置附近振动整个体系的能量会降到最低，阴阳离子之间以静电作用形成了离子键2) 离子键的特点由于离子的电荷分布是球形对称的，因此离子键没有方向性和饱和性离子 可以从任 何方向吸引带相反电荷的离子，故无方向性o只要离子周围空间允许，它将尽可能多地吸引带相反电荷的离子，即无饱和性4.答：离子是带电的原子或原子团离子所带电荷的符号和数目决定于原子成键时得失电子的数目主族元素所形成的离子的电子层一般是饱和的，副族元素所形成的离子，电子层是不饱和的所有简单阴离子的电子层结构都是8电子构型，阳离子的构型分为以下几种2电子构型，如Li+、Be2+( 1s2)； 8电子构型，如K+、BaT等(ns2np6)； 18电子构型，如 Ag+、SrT 等(n s2 np6n d10) ; 18+2 电子构型，如 Sn2+、Bi3A [n s2 np6ndio (n+1)S2) ] ; 9T7 电子构型，如 Fe2+、CiT 等(ns2np6nd1”)o5•说明c键和n键、共价键和配位键、键的极性和分子的极性的区别与联系答：c键与n键的比较键的类型C键n键轨道组成由S-S、s-p、p-p原子轨道组成由p-p、p-d原子轨道组成成键万式轨道以头碰头万式重叠轨道以“局并局"方式重叠重叠部分沿键轴呈圆筒形对称，电子密集在键轴上垂直于键轴呈镜面反对称，电子密集在键轴的上面和F面存在形式一般是由一对电子组成的单键仅存在于双键或三键中重叠程度活泼性重叠程度大，键能大，稳定，性高重叠程度小，键能小，稳定性低活泼 不活泼共价化合物分子中，原子间若形成单键，必然是c键，原子间若形成双键或三键时，除c键外，其余则是n键。

常见的普通共价化合物分子中，三键是原子间结合成多重价键的最高形 式有一类特殊的共价键，其共用电子对是由成键原子中的某个原子单方提供，另一个原子只提供空轨道，为成键原子双方所共用，这种键称配位共价键，简称配位键或配价键，用“”表示，箭头从提供共用电子对的原子指向接受共用电子对的原子配位键的形成方式和共价键有所不同，但成键后两者是没有本质的区别的若化学键中正、负电荷中心重合，则键无极性，反之则键有极性由同种原子形成的共价键，如单质分子H2、Q、N等分子中的共价键，电子云在两核中间均匀分布（并无偏向），这类共价键称为非极性共价键另一些化合物如HCI、CO H20 NH等分子中的共价 键是由不同元素的原子形成的，由于元素的电负性不同，对电子对的吸引能力也不同，所以共用电子对会偏向电负性较大的元素的原子，使其带负电荷，而电负性较小的原子带正电荷，键的两端出现了正、负极，正、负电荷中心不重合这样的共价键称为极性共价键键的极性大小取决于成键两原子的电负性差电负性差越大，键的极性就越强任何以共价键结合的分子中，都存在带正电荷的原子核和带负电荷的电子，在分子中正、负电荷分别集中于一点，称正、负电荷中心，即“+”极和极。

如果两个电荷中心之间存在一定距离，即形成偶极，这样的分子就有极性，称为极性分 子如果两个电荷中心重合，分子就无极性，称为非极性分子对于由共价键结合的双原子 分子，键的极性和分子的极性是一致的对于由共价键结合的多原子分子，由分子的组成 和结构而定，即要考虑分子构型是否对称6. 答：参与杂化的原子轨道的类型、数目不同，形成的杂化轨道数目、类型、空间构 型也不同在形成的几个杂化轨道中，若它们的能量相等、成分相同，称为等性杂化通常只有单电子的轨道或不含电子的空轨道之间的杂化是等性杂化等性杂化轨道的空间构型与 分子的空间构型相同反之，若形成的杂化轨道的能量和成分不同，称为不等性杂化如有 孤电子对轨道参加的杂化是不等性杂 化不等性杂化轨道的空间构型与其分子的空间构型不 同杂化轨道类型与空间构型间的矢系杂化类型spspspdspa.sp dsp2d用于杂化的原子轨道数234456杂化轨道数目_<_!、14*234456杂化轨道间头角180»120109.51 ・ # .90 180 1 1 - /120°y90 180空间构型直线平面-角形四面体平面四万形-A三角双锥八面体实例BeCbCOHgCLBFsBChNQCOCHCCLCHCaCIONi(H2O) 4-Ni(NH3)4Cu(NH) *CuCPCL5SFeSiF/7•答：任何以共价键结合的分子中，都存在带正电荷的原子核和带负电荷的电子，在分子中正负电荷分别集中于一点，称正、负电荷中心，即“+”极和极。

如果两个电荷中心之间存在一定距离，即形成偶极，这样的分子就有极性，称为极性分子如果两个电荷中心重合，分子就无极性，称为非极性分子极性分子：NO、CHCls、NCIa、SO2，SOs、SCI2、COCI2非极性分子：BC13、CO28.答：单质氢的分子间力大，这个顺序与相对分子质量大小顺序不一致因为He是球形电子云分布，且紧密，不易极化；分子H?电子云分布为非球形，易极化故分子H2的色散力大于He,气化时，所需能量也是H2的大于He的，导致H?的沸点高9-答：试加以改正1) 正确，sp3杂化轨道是指1 s轨道与3p轨道混合而成的轨道；(2) 不正确，c键由s-s轨道重叠、s - px轨道重叠、px - px轨道重叠形成；(3) 不正确，Hg原子在基态时，最外层2个6s电子已成对，由基态变成激发态后，可以形成共价键；(4) 不正确，极性分子之间只存在取向力、诱导力、色散力，极性分子与非极性分子 之间只存在取消了理论、诱导力，非极性分子之间只存在色散力；(5) 不正确，极性键组成双原子分子式极性分子，非极性键组成非极性分子；(6) 正确，金属与非金属组成的化合物一定是典型的离子化合物；(7) 不正确，SiO2的熔点高于CO2的，是由于SiO2是原子晶体，C02是分子晶体；(8) 不正确，由于与电负性极强的元素的原子相结合的氢原子和另一电负性极强的元素的原子间产生的作用力称为氢键；(9) 不正确，所有AB3型分子的偶极矩不为零，都是极性分子；(10) 不正确，原子晶体中只有共价键，但以共价键结合的物质不一定形成原子晶体。

由于与电负性极强的元素的原子相结合的氢原子和另一电负性极强的元素的原子间产生的作用力称为氢键10.答：(1) Be原子的价层电子为2s2，成键时1个2s轨道上的电子激发到空的2p轨道上(成 为激发态2si2pi)，同时发生杂化，组成2个新的等价的sp杂化轨道，sp杂化轨道间的夹角为180呈直线形Be原子就是通过这样2个sp杂化轨道和2个氯原子的p轨道重叠 形成2个c键，从而形成了 BeCb分子，BeCb分 子具有直线形的几何构型2) Si原子的价层电子为3s23p2(即3s23px13py1)，只有2个未成对电子，成 键过程 中，经过激发，成为3s13pJ3pj3pJ，同时发生杂化，组成4个新的等价的sp3杂化轨道sp?杂化轨道间的夹角为109° 30'，呈正四面体形4个H原子的s轨道以“头碰头”方式 与C原子的4个杂化轨道的大头重叠，形成4个c键，从而形成了 SiH分子，CH分子的几何构型为正四面体形3) P原子的价层电子构型为3s23p3,它的1个s轨道和3个p轨道进行杂化形成4个sp3杂化轨道其中3个杂化轨道各有1个成单电子，第4个杂化轨道则被成 对电子所占有3个具有成对电子的杂化轨道分别与H原子的1s轨道重叠成键，而成对电子占据的杂化轨道不参与成键。

在不等性杂化中，由于成对电子没有参与成键，则离核较近，故其占据的杂化轨道所含s轨道成分较多、P轨道成分较少，其他成键的杂化。