无机化学第四版第六章思考题与习题答案

第六章分子的结构与性质

思考题

1．根据元素在周期表中的位置，试推测哪些元素之间易形成离子键，哪些元素之间易形成共价键。

答：ⅠA、ⅡA族与ⅥA、ⅦA元素之间由于电负性相差较大，易形成离子键，而处于周期表中部的主族元素原子之间由于电负性相差不大，易形成共价键。

2．下列说法中哪些是不正确的，并说明理由。

（1）键能越大，键越牢固，分子也越稳定。不一定，对双原子分子是正确的。

（2）共价键的键长等于成键原子共价半径之和。不一定，对双原子分子是正确的。

（3）sp2杂化轨道是由某个原子的1s轨道和2p轨道混合形成的。×由一个ns轨道和两个np轨道杂化而成。（4）中心原子中的几个原子轨道杂化时，必形成数目相同的杂化轨道。√

（5）在CCl4、CHCl3和CH2Cl2分子中，碳原子都采用sp2杂化，因此这些分子都呈四面体形。×sp3，CCl4呈正四面体形；CHCl2和CH2Cl2呈变形四面体形。

（6）原子在基态时没有未成对电子，就一定不能形成共价键。×成对的电子可以被激发成单电子而参与成键。

（7）杂化轨道的几何构型决定了分子的几何构型。×不等性的杂化轨道的几何构型与分子的几何构型不一致。3．试指出下列分子中那些含有极性键？

Br2CO2H2O H2S CH4

4．BF3分子具有平面三角形构型，而NF3分子却是三角锥构型，试用杂化轨道理论加以解释。BF3中的B原子采取SP2杂化，NF3分子的N原子采取不等性的SP3杂化。5．CH4，H2O，NH3分子中键角最大的是哪个分子? 键角最小的是哪个分子? 为什么?CH4键角最大（109028，），C采取等性的SP3杂化，NH3（107018，）， H2O分子中的N、O采用不等性的SP3杂化，H2O分子中的O原子具有2对孤电子对，其键角最小（104045，）。

6．解释下列各组物质分子中键角的变化（括号内为键角数值）。

（1） PF3(97.8°)，PCl3(100.3°)，PBr3(101.5°)中心原子相同，配体原子F、Cl、Br的电负性逐渐减小，键电子对的斥力逐渐增加，所以键角逐渐增加

（2） H2O(104°45')，H2S(92°16')，H2Se(91°)配位原子相同，中心原子的电负性逐渐减小，键电子对的斥力逐渐减小，所以键角逐渐减小

7．试用分子轨道法写出下列分子或粒子的分子轨道表示式，并指出其中有哪几种键？是顺磁性、还是反磁性的物

质?

O 2 O 22- N 2 N 22-

O 2和N 2见教材，O 22-和N 22-的分子轨道分别为： O 22-()()()()()()()()()2

22222

2

22

112222222x y z y z s s s s p p p p p σσσσσππππ*

*

**⎡

⎤⎢⎥⎣

⎦

具有1个双电子的σ键，是反磁性物质。 N 22- ()()()()()()()()()2

2

1

1

2

22

2

2

112222222y

z

x

y z s s

s s p p p p p σσσσππσπ

π**

*

*

⎡⎤⎢⎥⎣

⎦

具有1个双电子的σ键和2个三电子的π键，具有顺磁性。 8．解释下列各对分子为什么极性不同? 括号内为偶极矩数值（单位是10-30C ·m ）

（1） CH 4(0)与CHCl 3 (3.50) CH 4为非极性分子，CHCl 3极性分子

（2） H 2O(6.23)与H 2S(3.67)均为极性分子，但H 2O 分子的极性更大

9．用分子间力说明以下事实。

（1） 常温下F 2、Cl 2是气体，Br 2是液体，I 2是固体。 （2） HCl ，HBr ，HI 的熔、沸点随相对分子质量的增大而升高。

（3） 稀有气体He-Ne-Ar-Kr-Xe 的沸点随着相对分子质量的增大而升高。

(1) F2、Cl2、Br2、I2均是极性分子，分子间力是色散力，随着相对分子质量的增加，分子变形性增大，色散力增强。

(2) HCl，HBr，HI均为极性分子，分子间力以色散力为主，随着相对分子质量的增加，分子变形性增大，色散力增强。

(3) 稀有气体He-Ne-Ar-Kr-Xe均是非极性分子，分子间力是色散力，随着相对分子质量的增加，分子变形性增大，色散力增强。

10．判断下列物质熔、沸点的相对高低。

（1）C2H6（偶极矩等于0）和C2H5Cl（偶极矩等于

6.84×10-30C·m）。C2H6

（2）乙醇（C2H5OH）和已醚（C2H5OC2H5）C2H5OH>C2H5OC2H5 11．试解释：

（1）为什么水的沸点比同族元素氢化物的沸点高？形成分子间氢键

（2）为什么NH3易溶于水，而CH4难溶于水？NH3和水同为极性分子，且它们之间能形成氢键，而CH4则不然。（3） HBr的沸点比HCl高，但又比HF的低？HBr的分子间力比HCl大，所以HBr的沸点比HCl高，但HF的分子间能形成氢键，所以HBr的沸点又比HF的低。

（4）为什么室温下CCl4是液体，CH4和CF4是气体，而CI4是固体？CCl4，CH4，CF4，CI4均为非极性分子，分子间力

是色散力，随着相对分子质量的增加，分子变形性增大，色散力增强。

12．举例说明下列说法是否正确?

（1）两个单键就组成一个双键。×

（2）非极性分子中只有非极性键。×

（3）同类分子，分子越大，分子间力也就越大。×（4）色散力只存在于非极性分子之间。×

（5）一般来说，分子键作用力中，色散力是主要的。√（6）所有含氢化物的分子之间，都存在着氢键。×（7）浓硫酸、甘油等液体粘度大，是由于它们分子间可形成众多的氢键。√

（8）相同原子间的叁键键能是单键键能的三倍。×（9）对多原子分子来说，其中键的键能就等于它的离解能。×

13．使用对比的方式总结下列各组结构化学的名词、术语。

（1）电子：孤电子对，键电子对

s电子，p电子，d电子

成键电子，反键电子

σ电子，π电子

（2）轨道：原子轨道，分子轨道

成键轨道，反键轨道，σ轨道，π轨道