四化学键理论与分子几何构型

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四、化学键理论与分子几何构型

1. (1)

,(I)的稳定性大于(Ⅱ)。

(2)

C O

O

O N O C O

O O N O O (I)

O C O

O N O

O

C

O

O O

N

O

O

(II)

O N O O C

O O

O N

O

O

C O O (III)

O

N

O

O

C O

N O

O

C

O O

(IV)

第(III)式最稳定。

(3) Cu + + NO 2–+ 2H + Cu 2+ + NO + H 2O

(4) 若压强降到原来的2/3,则说明3 mol NO 变成2 mol 气态物质:

3NO NO 2 + N 2O ,又由于2NO 2N 2O 4,所以最后的气体总压还要略小于原压的2/3。

2. N N

N N N

N

N

N N

(IV)

(V)

(II)、(V)不稳定,舍去,(I)比(III)、(IV)稳定。

N (a)N (b)N (c)

N (d)N (e) N (a)—N (b)的键级为5/2~3,

N (b)—N (c)的键级为1~3/2,

N (c)—N (d)的键级为1~3/2,N (d)—N (e)的键级为5/2~3。

N 5+有极强的氧化性。应在液态HF 中制备N 5+。 3. ArCl + OF + NO + PS + SCl + 键级: 1 2 3 3 2

ArCl +键级最小,最不稳定;虽然NO +与PS +的键级都是3,但NO +是2p —2p 轨道重叠的π键,而PS +是3p —3p 轨道重叠的π键。前者重叠程度大,E π大,所以NO +比PS +稳定,即NO +离子最稳定。 4. (1)

B 3N 3H 6

N H H H H H N B N B B H H H H H H N

B B H N B

N

O N O O O N O O (I)(II)

N N N N N N N N N N (I)

(II)

N N N N N

(III)

(2) H

H H

H H H Cl H

H H Cl

Cl

B 3N 3H 6 3HCl N N N B B

B

(3) 无机苯的三甲基取代物有:

B N B N B N H

H

H

CH 3

H 3C

CH 3

B N

B N B N CH 3

CH 3

H 3C

H H

H

B B N B N CH 3H

H

H

CH 3

CH 3

(I)

(Ⅱ)

(III)

B N B N B N CH 3H

CH 3

H

CH 3

H B N B N B N CH 3

H H CH 3

H

H 3C

B N

B N B N CH 3

H 3C

H 3H

H

(IV) (V) (Ⅵ)

实际上只有四种类型,因为II 、IV ;IV 、VI 属于同类型中的几何异构体。这四种类型为(CH 3)3B 3N 3H 3、H 3B 3N 3(CH 3)3、(CH 3)2HB 3N 3H(CH 3)2、H 2(CH 3)B 3N 3(CH 3)2H 。 各基团与H 2O 的反应:

BCH 3B(OH)2CH 3 BH B(OH)3 NH NH 3 NCH 3NH 2CH 3

∴(CH 3)3B 3N 3H 3 + 6H 2O 3CH 3B(OH)2 + 3NH 3 H 3B 3N(CH 3)3 + 9H 2O 3H 3BO 3 + 3NH 2(CH 3) + 3H 2 (CH 3)2HB 3N 3H 2(CH 3) + 7H 2O

H 3BO 3 + 2CH 3B(OH)2 + 2NH 3 + CH 3NH 2 + H 2

(CH 3)H 2B 3N(CH 3)2H + 8H 2O

NH 3 + 2H 3BO 3 + CH 3B(OH)+ 2NH 2CH 3+ 2H 2

由于这四种类型水解后的产物及其量均有差别,因此根据这些差别可以判断为何种三甲基取代物。

(4) 因为硼氮二元固体聚合物(BN)m 与C n (m = n /2)是等电子体,C n 可以有金刚石型和石墨型,所以(BN)x 也具有金刚石型或石墨型。在金刚石型中,B 、N 采取sp 3杂化,无自由电子存在,所以不导电,在石墨型中,虽然B 、N 都采取sp 2杂化,形成层状结构,但未参与杂化的N 原子2p 轨道上孤电子对占有B 原子未参与杂化的2p 轨道,成为定域π键,所以也不导电。

(5)

[B 5O 9]3–

·2H 2O [B 5O 7(OH)4]3–

从阴离子单元的结构式中可以看到阴离子单元的电荷与硼采取sp 3杂化的原子个数相等。

B O

B O B O

OH

O

B

O B O O O OH HO

OH n

5.

6. (1)

CO

CO 2

HCHO

C

O

一个σ键, 一个π键, 一个π配键

H C H

O

σπ

σσ

两个σ键,两个43

Π

三个σ键,一个π键

CH 3COOH

7个σ键,一个43

Π。

σσ

σH C H H

H

σσ* (* 实际上CH 3COO -

中有43Π:

,而 中OH 上的氧 原子采取sp 3

杂化,所以

C

OH O

的C =O 应为定域π键。

(2) 根据键级的大小,C -O 的键长从小到大的排列为:

CO < CO 2 < HCHO < CH 3COOH

7.(1)

3170o C R

N Al

N Al N CH 3R CH 3

Al CH R

+

6 CH 4

2(D )

NHAl(CH 3)2

2

R

( )

(2) 见上题中(D)。

(3) 设B 、C 混合物中B 的质量分数为x ,C 的质量分数为y ,

B 中碳的质量分数 = (12C)/(

C 12NH 19) = 144.12/177.32 = 0.81277

氮的质量分数 = N/(C 12NH 19) = 14.01/177.32 = 0.079010 C 中碳原子的质量分数 = (14C)/(C 14AlNH 24)

=14×12.01/(14×12.01+26.98+14.01+1.01×24) = 0.72049

氮原子的质量分数 = N/(C 14AlNH 24)

43Π4343ΠΠCH 31/2

1/2

C O

OH CH 3Al CH 3

CH 3C H 3

C H 3

Al

CH 3CH 3

+NH 2

NHAl(CH 3)

2

+

2CH 42

A

B C

2

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