分子结构和对称性

普化无机试卷（分子结构和对称性）答案

一、填空题

1. (1801)

锥形，C s

2. (1802)

弯曲形，C2v；锥形，C3v

3. (1804)

2，1，3

4. (1806)

D3h，C3v

5. (1807)

4，1个N—H键

6. (1808)

D5h，无

7. (1809)

“交错式”构象

8. (1813)

平面三角形，三角锥，Si上的空d轨道和N上的孤对电子有π成键作用，降低了N上孤对电子的电子云密度。

9. (1814)

2-

CO2，C2H2；SO

4

10. (1815)

D3h，T d

11. (1817)

(1) D3h；(2) T d；(3) C∞v；(4) C1

12. (1818)

(1) 没有S n对称元素；(2) SiFClBrI。

13. 1 分(1822)

(1) 中心原子的孤对电子的数目将影响键角，孤对电子越多、键角越小。

(2) 配位原子的电负性越大，键角越小，中心原子的电负性越大，键角越大。

(3) 多重键的存在使键角变大。

在上述OF2和H2O分子中，F的电负性大于H，成键电子对更靠近F，排斥力减小，故键角减小。

在AsF3和AsH3、除上述电负性因素外，主要还因As—F之间生成反馈p - dπ键，使As与F之间具有多重键的性质，故键角增大。

14. (1829)

是，D3群由对称元素E、C3、3C2组成，不含非真旋转轴（包括明显的和隐藏的），

二、问答题( 共16题90分)

15. (1800)

AsF5三角双锥(D3h)；AsF6-正八面体(O h)。

F

F

16. (1803)

电中性O 2，双键，较短，三重态；

O 2-键级1.5，键较长，二重态； O 2

2-较长的单键，单重态。 17. (1805)

键的极性和分子的极性分别由键的偶极矩和分子的偶极矩来度量。偶极矩是一个矢量，有大小、方向，其大小等于偶极长度乘以电荷，其方向是由正向负。分子的偶极矩等于分子中各偶极矩的矢量之和。因此：

NH 3分子的偶极矩等于由三条键偶极矩的矢量之和加上由孤

对电子产生的偶极矩。二者均由下向上，相加的结果

+=，

偶极矩较大。

在NF 3中，由于孤对电子产生的偶极矩与键偶极矩方向不一

致，相加的结果+=，偶极矩较小。 18. (1810)

(一) 含有i ，或其它对称元素有公共交点的分子没有偶极矩，或者说不属于C n 或C n v 点群的分子；

(二) (1)、(4)、(5)可能是。

19. (1811)

根据分子轨道能级图，H 2的HOMO 是σ (s )MO ，LUMO 是σ*(s )，而I 2的HOMO 是π *(p )，而LUMO 是σ*(p )。如果进行侧碰撞，有两种可能的相互作用方式：

(1) 由H 2的HOMO 即σ (s )MO 与I 2分子LUMO 即σ*(p )相互作用。显然对称性不匹配，

净重叠为0，为禁阻反应。

(2) 由I 2的HOMO 即π*(p )与H 2的LUMO 即σ*(s )相互作用，对称性匹配，轨道重叠不为0。然而若按照这种相互作用方式，其电子流动是I 2的反键流向H 2的反键，对I 2来讲电子流动使键级增加，断裂不易；而且，从电负性来说，电子由电负性高的I 流向电负性低的

H 也不合理。

N H H

H N F F

F

H 2 HOMO

I 2 LUMO

I 2 HOMO H 2 LUMO

所以上述两种作用方式均不合理，因而H 2与I 2的反应不是侧向碰撞的双分子反应。

20. (1812)

(1) C 3轴通过N 和三个H 原子构成的三角形的中心，3个σv 分别通过一条N —H 键和另两条N —H 键的角平分线；

(2) C 4通过Pt 并垂直于配合物平面，σ h 是配合物平面。

v

h

21. (1816)

(1) ∞ C ∞，∞ σ，i ； (2) C ∞，∞ σ；

(3) 3σ，3C 2，i ； (4) ∞ σ，C ∞，∞ C 2，i 。

22. (1819)

(1) H 2O 有恒等元素(E )、二重旋转轴(C 2)和两个竖直的镜面（σ v 和σ v ’）。这一组对称元素（E 、C 2、σ v 和σ v ’）对应于C 2v 群。

(2) NH 3有恒等元素(E )、一个三重旋转(C 3)和三个竖直的镜面(3σ v )。这一组对称元素（E 、C 3、3σ v ）对应于C 3v 群。

23. (1820)

1 ~

2

3 ~

4

5 ~

6

7 ~

8

9 ~ 10

弯曲形 直线形 弯曲形 弯曲形 直线形

24. (1821)

否

25. (1823)

从XH 2分子的Walsh 图的横坐标轴上选一个适中的键角将8个电子填入轨道，得到的组态为1a 122a 121b 221b 12，由于2a 1轨道被占据，可以预期非线形分子比线形分子更稳定。

26. (1824)

Ni(C 5H 5

)2是20电子体，在其反键分子轨道中有两个单电子，失去一个电子可减少反键电子，增加键级，增加分子的稳定性。

27. (1825)

s 中心对称 p 中心反对称

d f σ σ* π π* δ

g u g u g u u g g

28. (1826)

BP LP VP

(1) SnCl 2 2 1 3 C 2v (2) ICl 2-

2 3 5 D ∞v (3) ICl 4- 4 2 6 D 4h (4) GaCl 3 3 0 3 D 3h

(5) TeF 5- 5 1 6

C 4v 29. (1827)

(1) D 2h ；(2) D 3h ；(3) C 2h ；(4) C 2v ；(5) D 2h ；

(6) C ∞v ；(7) D 6h ；(8) C 2v ；(9) D 3h ；(10) T d 。

30. (1828)

(a) SO 3：平面三角形，D 3h ；

(b) SO 3F -：四面体，C 3v 。