结构化学作业解答

wk.baidu.com
KK 1 g 1 u 1 u
2 2
4
由于s-p混杂，1 为弱反键，C2分子的键级在2-3之 u 间，从而使实测键长比按共价双键半径计算得到的值短。
[3.6] 按分子轨道理论说明Cl2的键比 Cl 2 的键强还是弱？ 为什么？
Cl [解]：解]：Cl2的键比 2 的键弱。原因是：Cl2的基态价电




27


2
1.76 10 42 N
静电引力：
q1q2 C 9 2 2 1.6 10 F k 2 9.0 10 N m C r 2.8 1010 m


19

2 2
2.94109 N
[3.2] 写出O2+，O2，O2-，和O22-的键级、键长长短次序及 磁性。
“分子” 基态电子组态 性 NF KK（1σ）2（2σ）2（3σ）2（1π）4（2π）2 2 NF+ KK（1σ）2（2σ）2（3σ）2（1π）4（2π）1 2.5 NF- KK（1σ）2（2σ）2（3σ）2（1π）4（2π）3 1.5 键级 不成对电子 磁
2 1 1 顺磁性 顺磁性 顺磁性
[解]
键级 键长 O2+ 2.5 O2+
<
O2 2 O2
<
O21.5 O2<
O221 O22-
磁性
顺磁
顺磁
顺磁
抗磁
[3.3] 氢分子基态的电子组态为 (1 2 ) ，其激发态有： (a) *
(b)
1s
* 1s
(c )

1s 1s
1s
* 1s
。试比较(a)、(b)、(c) 三者能级的高低次
序，说明理由，并指明能级最低的激发态的磁性。 [解]
Ec Ea Eb
能级最低的激发态（b）是顺磁性的。
[3.5] 基态 C2 为反磁性的分子，试写出其电子组态；实验测 定 C2 分 子 的 键 长 为 124pm ， 比 C 原 子 的 共 价 双 键 半 径 之 和 （67pm×2）短，试说明其原因。 [解]： C2分子的基态组态为：
[3.1]试计算当 Na+ 和Cl-相距280pm时 , 两离子间的静电引力和万 有引力,说明讨论化学键作用力时,万有引力可以忽略不计。 [解] 万有引力：
m1m2 kg 11 2 2 23 35 1.6 10 F G 2 6.7 10 N m kg 10 2 r 2.8 10 m2
不成对电子数为 1 ；自旋磁矩 11 2e 1.73e
NO+键级为3，所以它的化学键比NO强，键长比其短。
1 键级 8 3 2.5 2
[3-9]按分子轨道理论写出NF，NF+和NF-基态时的电子组 态，说明它们的键级、不成对电子数和磁性。 解：NF，NF+和NF-分别是O2，的等电子体，它们的基态电子 组态、键级、不成对电子数及磁性等情况如下：
- + + 1σ + -
-
+
2σ
+
1π - + +
+
3σ
2π
4σ
基态价电子组态为（1σ）2（2σ）2（1π）4（3σ）2。 键级 =1/2（成键电子数—反键电子数）=1/2（8-2）=3 未成对电子数为0，因而磁距为0。
[3-8] 画出NO的价层分子轨道能级示意图，计算键级及自 旋 磁矩，试比较NO和NO+何者的化学键强？何者的键长 长？ 解：
子组态为 3s
2
* 2 3s
，键级为1，而 Cl
2 4 3 pz 3p * 4 3p
2
比
Cl2少1个反键电子，键级为1.5。 [3.7] 画出CN-的分子轨道示意图，写出基态的电子组态， 计算键级及不成对电子数。 [ 解 ] ： CN- 与 N2 为等电子“分子”。其价层分子轨道与 N2 分 子大致相同，分子轨道轮廓图如下。