第三章习题

第三章习题

[3-01] 离子键没有方向性和饱和性，但在离子晶体中，每个离子又有一定的配位数，即每个

正负离子周围都有一定数目的带相反电荷的离子，这两种说法有无矛盾？

答：

没有矛盾。从静电引力的角度看，一个离子可以在其周围吸引尽可能多的异号离

子，所以离子键没有方向性。但由于正负离子是有一定半径大小的，其周围排列和吸引的异号离子多少，由正负离子的半径比所决定。当吸引过多的异号离子时，带有相同电荷的离子之间会产生足够大的排斥作用。离子半径比和正负电荷相互吸引、排斥的平衡结果导致正负离子周围异号离子的配位数是一定的。这与静电引力无方向性是不矛盾的。

[3-02] 试用玻恩(M.Born)朗德(A. Lande)晶格能计算公式求氯化钾的晶格能。(685 kJ·mol -1)

答：

对于KCl 晶体，其A = 1.748，Z 1＝Z 2＝1，K +为Ar 型结构，n ＝9，Cl －为Ar 型

结构，n ＝9，其平均值为9。查得K +半径＝133 pm ，Cl -半径＝181pm 。代入公式得：

138490 1.748116851331819U ⨯⎛⎫=-= ⎪+⎝⎭

kJ·mol -1 [3-03] 原子轨道重叠形成共价键必须满足哪些原则？σ健和π键有何区别？

答：

原子轨道重叠形成共价键必须满足电子自旋相反、能量相近、对称性匹配和最大

重叠三个原则。

σ健和π键的主要区别在于σ健成键原子轨道沿键轴(原子核间连线)方向重叠，其

特点是可绕键轴旋转而不被破坏，且两个原子之间只形成一个σ健。

π键成键原子轨道沿与键轴垂直的方向相互重叠，其特点是当绕键轴旋转时，键

可能被破坏。所以，π键一般不如σ键稳定，且两个原子之间可形成多个π键。

[3-04] COCl 2分子中，中心原子C 采用的是 sp 2 杂化方式，分子的空间构型为 平面三角

形 。该分子中有 3 个σ键， 1 个π键。

[3-05] 在BCl 3和NCl 3分子中，中心原子的配体数相同，但为什么二者的中心原子采取的杂化

类型和分子的构型却不同？

答：

BCl 3中B 的3个价电子分别与Cl 形成3个σ键，采用sp2杂化形式，为平面三角型；NCl 3中N 除了形成3个σ键外还有一对孤对电子，采用sp 3杂化形式，为三角锥型。

[3-06] NCl 3分子中，N 原子与三个Cl 原子之间成键所采用的轨道是( B )。

A 二个sp 杂化轨道，一个p 轨道成键

B 三个sp 3杂化轨道成键

C p x 、p y 、p z 轨道成键

D 三个sp 2杂化轨道成键

[3-07] 根据价层电子对互斥理论，BrF 3分子的几何构型为( D )。

A 平面三角形

B 三角锥形

C 三角双锥

D T 形

[3-08] ClO 3F 分子的几何构型属于( C )。

A 线性

B 平面正方形

C 四面体

D 平面三角形

[3-09] 试写出下列各化合物分子的空间构型，成键时中心原子的杂化轨道类型以及分子的

电偶极矩(是否为零)。

A SiH 4

B H 2S

C BCl 3

D BeCl 2

E PH 3

答：

SiH 4为正四面体结构，中心原子Si 的轨道类型为sp 3杂化，分子的电偶极矩为零。 H 2S 为V 结构，中心原子S 的轨道类型为sp 3杂化，分子的电偶极矩不为零。

BCl 3为平面三角形结构，中心原子B 的轨道类型为sp 2杂化，分子的电偶极矩为零。 BeCl 2为直线结构，中心原子Be 的轨道类型为sp 杂化，分子的电偶极矩为零。

PH 3为三角锥形结构，中心原子P 的轨道类型为sp 3杂化，分子的电偶极矩不为零。

[3-10]

AsO 43- 4 0 正四面体

[3-11] 用VSEPR 判断下列分子或离子的构型：

A PCl 6-

B XeF 2

C SO 2

D SCl 2

答：

PCl 6-为正八面体结构；XeF 2为直线结构；SO 2为V 形结构；SCl 2为V 形结构.

[3-12] 由价层电子对互斥理论，IF 5分子中，I 原子的价电子总数是 12 ，价层电子对产生

的空间构型是 正八面体 ，分子的空间构型是 四方锥形 。

[3-13] (1) 略，参考P45图及上课所讲两种分子的分子轨道式。

（2）O 2键级： 22

26=- ，两个P 2π轨道各有一个未成对电子，显顺磁性； N 2键级：32

06=-，分子中电子均已成对，显反磁性。 （3）N 2+与O 2+ 的键级均为2.5，与N 2相比，N 2+稳定性降低；与O 2相比，O 2+稳定性提

高。

[3-14] 由分子轨道理论，B 2与H 2的键级均为1, H 2具有化学稳定性, 而B 2只具有光谱稳定性。

试解释其原因。

答：

由分子轨道理论可知，H 2分子的键级是由σ1s 成键电子对决定的，其σ*1s 能量较

高，不易再接受电子发生反应，所以比较稳定。

而B 2分子的键级是由π2p 成键轨道上的两个单电子决定的，其π2p 与σ2p 能量较

低，很容易接受电子发生反应，所以很难稳定存在。

[3-15] 画出NO 的分子轨道能级图，写出NO 的分子轨道表示式，计算其键级，说明其稳定性

和磁性高低(NO 的分子轨道能级与N 2分子相似，O 原子的2s 、2p 轨道能量略低于N 原子的2s 、2p 轨道的能量)。

答：

NO 的分子轨道电子排布式为：