第九章 共价键和分子间作用力

第九章共价键和分子间作用力

1.根据价键理论写出下列分子的结构式：

BBr3、CS2、SiH4、PCl5、C2H4

解：略。

2.分别用VB法和MO法说明下列双原子分子共价键的类型。

O2、B2、CO

解：略

3.试用轨道杂化理论说明下列分子的空间构型。

PF3、COCl2、C2H4、SiCl4、H2S

解：PF3：sp3不等性杂化，分子结构为三角锥型。

COCl2：sp2杂化，分子结构为平面三角形。

C2H4：sp2杂化，分子结构为平面三角形。

SiCl4：sp3等性杂化，分子结构为正四面体型。

H2S：sp3不等性杂化，其中两个sp3杂化轨道分别为孤对电子占有，另两个分别与H成键，故分子结构为V型。

4.试用轨道杂化理论说明，BF3是平面三角形的空间构型，而NF3却是三角锥形。

解：BF3中B的价电子结构为2s22p1，形成分子时，进行sp2杂化，三个sp2杂化轨道分别与三个F原子的p轨道成键，故BF3分子为平面三角形；NF3中的N 价电子结构为2s22p3，形成分子时，进行sp3不等性杂化，其中一个sp3杂化轨道为孤对电子占有，另三个电子分别与F成键，故分子结构为三角锥型。e the valence shell electron-pair repulsion theory to predict for each of the following: ⑴the geometric arrangement of electron pairs around the central atom, ⑵the molecule shape.

NO2、SF6、SO32-、ClO4-、C1O3-、NH4+

解：NO2：价电子对数=(5+0)/2=2.5，相当于3，有1对孤对电子，V形构型。

SF6：价电子对数=(6+6)/2=6，无孤对电子，八面体构型。

2

-

SO：价电子对数=(6+2)/2=4，有一对孤对电子，三角锥体构型。

3

-

ClO：价电子对数=(7+1)/2=4，有一对孤对电子，三角锥体构型。

3

+

4NH ：价电子对数=(5+4-1)/2=4，有一对孤对电子，四面体构型。

6. 用VB 法和MO 法分别说明H 2能稳定存在．而He 2不能稳定存在。

解：VB 法认为共价键具有饱和性，H 原子有一个未成对电子，故可以和另一个H 原子构成H 2分子，而He 原子无未成对电子，已饱和故不能形成He 2。按照MO 法，H 2的键级为1，而He 2的键级为0，所以H 2能稳定存在而He 2不能稳定存在。

7. Predict the relative stabilities of the species O 2+, O 2, O 2- according to molecular orbital theory .

解：+2

O 的键级=(10-5)/2=2.5 2O 的键级=(10-6)/2=2

-

2O 的键级=(10-7)/2=1.5 所以，稳定性：+2O >2O >-2

O 8. 试用MO 法说明N 2+和CN -的磁性。

解：+2

N 的分子轨道中电子排布为： 1

px 22pz 22py 22*s 22s 22*s 12s 1)()()()()()()(σπ=πσσσσ 其中有一个未成对电子，所以+2

N 为顺磁性物质。 -CN 的分子轨道中电子排布为：

2px 22pz 22py 22*s 22s 22*s 12s 1)()()()()()()(σπ=πσσσσ

无未成对电子，故-CN 为反磁性物质。

9. 分别用价键理论和价键轨道理论写出BeCl 2的空间构型，并比较两者的异同。 解：略。

10. 试用HMO 法写出SO 3的空间构型，并说明此分子是否有极性？

解：由于SO 3分子结构为平面正三角形，分子含有中四中心六电子∏键(6

4∏)，

结构对称，故SO 3分子无极性。

11. 区别下列名词

(1)分子构型和分子的电子构型；

(2)杂化轨道和分子轨道；

(3)等性杂化和不等性杂化；

(4)成键分子轨道和非键分子轨道；

(5)极性键和极性分子；

(6)化学键和氢键。

解：略。

12.下列说法是否正确?

(1)原子形成共价键的数目与其基态时所含有的未成对电子数相等；

(2)直线形分子是非极性分子；

(3)凡是三原子组成的直线形分子，中心原子是以sp杂化方式成键的。

(4)同类分子中，分子越大，分子间作用力也越大。

解：（1）不正确；（2）不正确；

（3）正确；（4）正确。

13.下列分子中，哪些分子具有对称的空间构型？哪些分子有极性？

SO2、NH3、H2S、CHCl3、PCl3、BeF2、CCl4、Cl2

解：具有对称的空间构形的分子有：BeF2、CCl4、Cl2。

有极性的分子有：SO2、NH3、H2S、CHCl3、PCl3。

14.解释下列现象：

(1)F的电负性大于O，但HF的沸点却低于H2O；

(2)乙醇(C2H5OH)和二甲醚(CH3OCH3)分子式相同，但前者的沸点为78.5ºC，后者却为-23ºC；

(3)邻羟基苯甲酸在CCl4中的溶解度比对羟基苯甲酸大。

解：（1）略。

（2）乙醇能形成分子间氢键，而二甲醚则不能。

（3）邻羟基苯甲酸中存在着分子内氢键从而减小了它的极性，而CCl4是非极性分子，因此它在CCl4中的溶解性极大。对羟基苯甲酸中不存在分子内氢键，极性较强，故在CCl4中的溶解性极小。

15.下列分子间存在什么形式的分子间力？

(1)苯和四氯化碳；(2)乙醇和水；(3)液氨；(4)氯化氢气体。