第6章 化学键和分子结构
1．写出下列各种离子的电子排布式，并指出它们的外层电子数分别属于何种电子构型：
Fe、Ti 、V、Sn、Bi、Hg Al答： 离子 26Fe4+2+
4+
3+
4+
3+
2+
3+
Tl。
+
电子排布 1s22s22p63s23p63d5 1s22s22p63s23p6 电子构型 7-17e型 8电子构型 18电子构型 18电子构型 18+2e型 18+2电子构型 8电子构型 18+2电子构型 3+ Ti 30Zn2+ 1s22s22p63s23p63d10 1s22s22p63s23p63d10 [Xe]4f145d106s2 1s22s22p63s23p63d104s24p64f144d105s25p65d106s2 1s22s22p6 1s22s22p63s23p63d104s24p64f144d105s25p65d106s2 +29Cu Bi 2+82Pb 3+Al 3+ Tl +2．根据价键理论画出下列分子的结构式（用一根短线表示一对共用电子）
PH3，BBr3，SiH4，CS2，HCN，OF2，H2O，HClO，N2H4 答：
BrBBrBrSHHSiHH
CS3．CO2和 SO2都没有二聚物，但NO2可二聚成N2O4，试解释之，并画出N2O4的路易斯结构式。
答：NO2易聚合成无色N2O4，即NO2的单电子占有σ轨道，低于21.15℃完全转化
?C成N2O4 N2O4?150???NO2
4．画出下列化合物的路易斯结构：（1）O—N一O－N—O；（2）H3C—CHO；（3）C12SO。 答：（1）O—N一O－N—O；（2）H3C—CHO；（3）C12SO。
1 / 4
5．写出和下列离子具有相同路易斯结构的分子化学式 （1）ClO2；（2）NO3；（3）NH4（4）HSO4。 答：(1)H2O （2）SO3(3)CH4 (4)HClO4
6．现有 lmol游离气态Li原子和 lmol游离气态Br原子，它们的总能与 lmol游离气态Li
-+
--+
-
离子和1mol游离气态Br离子的总能量相比，哪个大？其差值是多少？已知Li(g)的电离能是 520 kJ·mol，Br(g)的电子亲和势是 324 kJ·mol。 答：Li> Br 其差值是 196kJ
7．根据电负性数据指出下列两组化合物中，哪个化合物中键的极性最小？哪个化合物中键的极性最大？
（1）LiCl，BeC12，BC13，CCl4；（2） SiF4，SiC14，SiBr4，SiI4. 答：（1）极性最小CCl4 极性最大LiCl （1）极性最小SiI4 极性最大SiF4 8．共价键为什么具有饱和性和方向性？ 答：
9．用分子轨道表示式写出下列分子或离子，并指出它们的键级：He2，O2，N2，F2。 答：He2+(σ
1S
+
+
+
--1
-1
)2(σ1S*)1 键级（2-1）/2=1.5
2PX
1?)2 (?2Py)2(?2Pz)2(?2) 2.5 Py2PX
O2+［(σ1S)2(σ1S*)2 (σ2S)2(σ2S*)2(σ
N2 (σ
1S
)2(σ1S*)2 (σ2S)2(σ2S*)2 (?2Py)2(?2Pz)2 (σ
2PX
+
)2 3
+
F2(σ1S)2(σ1S*)2(σ2S)2(σ2S*)2(σ
22??)2(?2Py)2(?2Pz)2(?2)() 1 ?2PzPy10．如从F4分子中移去1个电子，形成F2 (1)用分子轨道表示式写出F2和F2的电子构型；（2）指出它们的键级；（3）指出哪一种物种是顺磁性的；（4）指出哪一种具有较大的键解离能。
答：F2(F:1s2s2p)，分子的分子轨道表示式为：
2
2
5
F2 (σ1S)2(σ1S*)2(σ2S)2(σ2S*)2(σ
F2 (σ
+
2PX
2 ??)2(?2Py)2(?2Pz)2(?2)2(?2Pz)Py1??)2(?2Py)2(?2Pz)2(?2)2(?2Pz) Py1S
)2(σ1S*)2(σ2S)2(σ2S*)2(σ
键级 1 1.5 2PX
磁性 无 有 键解离能 小 大 F2 F2
+2 / 4
11．已知过氧化钠中的过氧离子O2是反磁性的，超氧化钾中的超氧离子O2是顺磁性的，试用分子轨道理论解释其原因。 答：
O22-:(σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(σ2px)2(π2py)2(π2pz)2(π2py*)2(π2pz*)2 1 O2-:(σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(σ2px)2(π2py)2(π2pz)2(π2py*)2(π2pz*)1 1.5 反磁性 顺磁性 2--
12．试用价层电子对互斥理论判断下列分子或离子的几何构型：
CS4，CH4O，CCl4，NF4Cl，PCl5，NO3，NO2；，OH3，SO4，AlCl4，PO4，AlF6，SO3，SO3，TeF4，TeC12，BF3，BF4，XeOF4，XeF4，XeOF2，XeO3
分子或离子 中心原子 价层电子对数 2 4 4 4 5 3 3 4 4 3 4 孤对电子对 1 1 1 分子 空间构型 直线型 正四面体 正四面体 三角锥型 三角双锥 三面三角形 V型 三角锥型 正四面体 平面三角型 正四面体 分子或离子 中心原子 价层电子对数 6 3 4 5 3 4 6 6 5 4 1 1 1 2 2 1 正八面体 平面三角型 三角锥型 变形四面体 平面三角型 正四面体 四方锥形 平面四方型 直线 三角锥形 孤对电子对 空间构型 --+
2-3-3-2-
CS2 CH4O CCl4 NF2Cl PCl5 NO3 NO2 OH3 SO4 AlCl3 PO4 3-2-+--AlF6 SO3 SO3 TeF4 BF3 BF4 XeOF4 XeF4 XeOF2 XeO3 -2-3-13．在 AsF5中，两个 As—F键长是 171.1 pm，另外三个 As—F键长是 165 .6 pm，为什么？画出结构式并标明键长。 答：
14．根据分子结构和成键原子的电
负性，用符号＞、=
或＜表示下列各对分子的偶极矩大小：（1）HF，HCl；（2）F2O，CO2；（3）CCl4，CH4；（4）PH3，NH3；（5）BF3，NF3
答：（1）HF>HCl；（2）F2O>CO2；（3）CCl4>CH4；（4）PH3
15．第VII主族元素的单质，常温时 F2、Cl2为气体Br2为液体，而 I2为固体，为什么？ 答：
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16．下列化合物的分子之间是否有氢键存在？为什么？
C2H6，NH2，C2H5OH，H3BO3 CH4 答：C2H5OH
17．说明下列各组分子之间存在哪种类型的分子间作用力（取向力、诱导力、色散力），是否存在氢键？(1)苯和四氯化碳；（2）甲醇和水；（3）氦和水。 答：（1）苯和CCl4 均为非极性分子，所以分子间只有色散力；
（2）甲醇和水都是极性分子，分子间存在取向力、诱导力、色散力。另外，甲醇和水分子间还可以形成氢键；
（3）HBr气体HBr分子为极性分子，因此，分子间存在取向力、诱导力、色散力。 （4）He的水。He为非极性单原子分子、水是极性分子，所以分子间存在诱导力、色散； （5）CO2气体。CO2为非极性分子，所以，分子间仅有色散力。
18．对于下列物质，指出使其为稳定凝固相的吸引力的种类，在每种情况下指出其最大贡献者：(1)CCl4 ； （2）KBr； （3）Xe； （4）HF4
答：(1)分子间力； （2）离子键； （3）分子间力； （4）分子间力，氢键 19．指出第四周期中具有下列性质的元素：
（l）最大原子半径（2）最高电离能(3)金属性最强
（4）最高电子亲和能（5）非金属性最强（6）化学性质最不活泼 答：（l）K（2）Kr (3)K（4）Br（5）Br （6）Kr
20．将下列原子按电负性降低的次序排列并解释这样排列的理由：As，F，S,Y和Zn. 答：F，S, As，Y和Zn.
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