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