化学键理论概述习题课课件

第七章化学键理论概述

习题课化学学院张志明1第七章化学键理论概述

习题课化学学院张志明1本章小结VSEPR法预测分子结构的实例书后习题课外习题2本章小结2本章小结1.离子键理论

2.共价键理论

路易斯理论价键理论价层电子对互斥理论杂化轨道理论分子轨道理论

3.金属键理论4.分子间作用力和氢键

5.离子极化学说3本章小结1.离子键理论3确定中心原子的价电子总数和价电子对数。中心原子价电子总数=中心原子价电子数+配位体提供的电子数VSEPR法判断共价分子构型的一般规则(1)氧和硫作中心原子时价电子数为6(如H2O,H2S)，作端基配原子时提供给中心原子的电子数为0(如在CO2中)；4确定中心原子的价电子总数和价电子对数。VSEPR法判断共价分(2)氮原子作中心原子时价电子数为5，作配原子时提供给中心原子的电子数为-1；(3)卤素原子作中心原子时价电子数为7，作配原子时提供给中心原子的电子数为1(H作配原子亦提供1e)。(4)处理离子体系时，要加减与离子电荷相应的电子数（正减，负加）。(5)价电子总数除以2，得电子对数;总数为奇数时，对数进1.5(2)氮原子作中心原子时价电子数为5，作配原子时提供给中心2.

根据中心原子的价电子对数，选定相应的几何构型。若配体数和电子对数相一致，各电子对均为成键电对，则分子构型和电子对构型一致。配体数不可能大于电子对数.当配体数少于电子对数时，一部分电子对成为成键电对，另一部分电子成为孤对电子，确定出孤对电子的位置，分子构型才能确定。62.

根据中心原子的价电子对数，选定相应的几何构型。63.绘出构型图，将配位原子排布在中心原子周围，每一个电子对连接一个配位原子，孤电子对也排布在几何构型的一定位置上。4.根据成键电子对，孤电子对之间相互排斥作用的大小，确定排斥力最小的稳定构型。当角度相同时，斥力大小顺序为

孤对－孤对>孤对－成对>成对－成对

一般来说，斥力最大的情况发生在90°的方向上

73.绘出构型图，将配位原子排布在中心原子周围，每一个电子对根据VSEPR理论的理想几何构型—M—2电子对直线型3电子对平面三角形180°M120°4电子对四面体M109.5°M5电子对三角双锥6电子对八面体M90°8根据VSEPR理论的理想几何构型—M—2电子对3电子对180例1判断SF4分子的结构在SF4分子中，中心S原子的价电子对数为(6+14)/2=5，其中4对成键电子对，1对孤电子对，因此S原子价层电子对排布应为三角双锥形。在三角双锥中，孤对电子的排布方式有(a)和(b)两种(见下图)，哪种更稳定，可根据成键电子对和孤电子对之间90º夹角的排斥作用数来判定。9例1判断SF4分子的结构在SF4分子中，中心S原子的价电子SF4分子的两种可能结构成键电子对和孤电子对之间90º夹角的排斥作用数分别为(a)2和(b)3,(b)的斥力更大，所以SF4分子采用(a)种排布10SF4分子的两种可能结构成键电子对和孤电子对之间90º夹角的由于孤电子对有较大的排斥作用，挤压三角平面的键角使之小于120º，同时挤压轴线方向的键角内弯，使之大于180º。实验结果表明，前者为101.5º，后者为187º，SF4分子的构型为变形四面体。11由于孤电子对有较大的排斥作用，挤压三角平面的键角使之小于12例2ClF3分子的结构在ClF3分子中，中心Cl原子的价电子对数为(7+13)/2=5，其中3对成键电子对，2对孤电子对，因此Cl原子价层电子对排布应为三角双锥形。在三角双锥中，孤对电子的排布方式有三种，见下图。为了确定哪种最稳定，可根据三角双锥中电子对之间90º夹角的排斥作用数来判定。12例2ClF3分子的结构在ClF3分子中，中心Cl原子的价电ClF3分子的三种可能结构ClF3分子的可能结构(a)(b)(c)90º孤电子对－孤电子对之间排斥作用数01090º孤电子对－成键电子对之间排斥作用数43690º成键电子对－成键电子对之间排斥作用数22013ClF3分子的三种可能结构ClF3分子的可能结构(a)(b)由上表可知，三种可能结构中的电子对之间排斥作用大小顺序为(b)>(c)>(a)，因此结构(a)最稳定，所以ClF3分子的结构为T字形。14由上表可知，三种可能结构中的电子对之间排斥作用大小顺序为(b例3判断XeF2分子的结构在XeF2分子中，中心Xe原子的价电子对数为(8+12)/2=5，其中2对成键电子对，3对孤电子对，因此Xe原子价层电子对排布也为三角双锥形。在三角双锥中，孤对电子的排布方式亦有三种，见下图。15例3判断XeF2分子的结构在XeF2分子中，中心Xe原子的XeF2分子的三种可能结构XeF2分子的可能结构(a)(b)(c)90º孤电子对－孤电子对之间排斥作用数02290º孤电子对－成键电子对之间排斥作用数63490º成键电子对－成键电子对之间排斥作用数01016XeF2分子的三种可能结构XeF2分子的可能结构(a)(b)由上表可知，三种可能结构中的电子对之间排斥作用最小的是(a)，因此结构(a)最稳定，三对孤对电子应排在三角形平面上，所以XeF2为直线形分子。17由上表可知，三种可能结构中的电子对之间排斥作用最小的是(a总结：考虑电子对间斥力大小后发现，当价电子对数=5，孤对电子总是先处于三角双锥的腰部位置；当价电子对数=6，孤对电子总是先处于八面体的轴向位置。当价电子对数=7，价电子对的排布方式为五角双锥，若无孤对电子，则分子构型亦为五角双锥，如IF7；若有一对孤对电子，则分子构型为变形八面体，如XeF6.18总结：18XeF6孤电子对数=价电子对数配体数19XeF6孤电子对数=价电子对数配体数19VSEPR法的特殊情况(1)多重键的处理

某配体（非VIA族）与中心之间有双键和三键时，提供电子数的规则为：键+1e，键－1e。所以双键提供净电子数为1e－1e＝0，三键提供净电子数为1e－1e－1e＝－1e。

如乙烯H2C=CH2以左碳为中心

价电子总数4＋2＋0＝6，3对，呈平面三角形：20VSEPR法的特殊情况(1)多重键的处理20ClassificationofformalbondingtypetocentralatomSingleDoubleTripleF,Cl,Br,I,OH,SH,NH2,Me,Ph,H,SiMe3=O,=S,=NH,=PH,=CH2≡N,≡P,≡CH如乙炔：H-CC-H,以左碳为中心价电子总数4＋1－1＝4，2对，呈直线形。或者视多重键为单键处理，即：C周围有几个单键，即有几个价电子对。21Classificationofformalbondi(2)为什么VIA族元素O、S等为配体时不提供价电子？是因为O,S等可通过键,反馈键或大π键,将提供的电子又重新得回;另外,端基氧或硫形成的双键,据前所述，提供电子数为0.22(2)为什么VIA族元素O、S等为配体时不提供价电子？是P2177-8试用价层电子对互斥理论判断下列分子或离子的空间构型。BeCl2,BCl3,NH4+,H2O,ClF3,PCl5,I3-,ICl4-,ClO2-,PO43-,CO2,SO2,NOCl,POCl323P2177-8试用价层电子对互斥理论判断下列分子或离子的7-8解：结果见下表。分子或离子价层电子对数孤电子对数空间构型BeCl220直线形BCl330正三角形NH4+40正四面体H2O42V字形ClF352T字形PCl550三角双锥I3-53直线形247-8解：结果见下表。分子或离子价层电子对数孤电子对数空间分子或离子价层电子对数孤电子对数空间构型ICl4-62正方形ClO2-42V字形PO43-40正四面体CO220直线形SO231V字形NOCl(氯化亚硝酰)31V字形POCl3(磷酰氯)40四面体续表25分子或离子价层电子对数孤电子对数空间构型ICl4-62正方形由三种或三种以上元素形成分子或离子时，首先要确定何者为中心原子：化学式中一般习惯先写中心原子，随后写配位原子(如NOCl,POCl3等)；但也有以结构连结方式写出的（如SCN-）。判断时运用结构知识就不难发现何者为中心原子。例如SCN-，若S作中心原子而C和N作配位原子的话，就无法写出合理的结构式。SCN-(4+0–1+1)/2=20直线形解题讨论：26由三种或三种以上元素形成分子或离子时，首先要杂化轨道理论与价层电子对互斥理论的关系价电子对数=杂化轨道数2对sp杂化3对sp2杂化4对sp3杂化5对sp3d杂化6对sp3d2杂化等性杂化,配体数=杂化轨道数;不等性杂化,配体数=杂化轨道数孤电子对数

27杂化轨道理论与价层电子对互斥理论的关系价电子对数=杂化轨P2177-9试用价层电子对互斥理论判断下列稀有气体化合物的空间构型，再用杂化轨道理论说明它们的成键情况。XeF2,XeF4,XeF6,XeO3,XeO4,XeOF428P2177-9试用价层电子对互斥理论判断下列稀有气体化合7-9解：结果见下表。化合物价层电子对数孤电子对数空间构型杂化类型成键轨道化学键类型XeF253直线形sp3d不~sp3d-2pXeF462正方形sp3d2不~sp3d2-2pXeF671变形八面体sp3d3不~sp3d3-2pXeO341三角锥sp3不~sp3-2pXeO440正四面体sp3等~sp3-2pXeOF461四角锥sp3d2不~sp3d2-2p297-9解：结果见下表。化合物价层电子对数孤电子对数空间构型多重键存在时中心原子杂化方式的判断方法将多重键视为单键处理，即：C周围有几个单键，即有几个价电子对，杂化轨道数即可确定。

单键数=价电子对数=杂化轨道数杂化轨道理论30多重键存在时中心原子杂化方式杂化轨道理论30乙炔分子乙炔结构式：HCCHspspspspC原子杂化方式：sp杂化31乙炔分子乙炔结构式：HCCHspspspspC原子杂化乙烯分子C原子杂化方式：sp2杂化32乙烯分子C原子杂化方式：sp2杂化32甲醛分子Lewis结构式：C原子杂化方式：sp2杂化33甲醛分子Lewis结构式：C原子杂化方式：sp2杂化33书后习题P2167-3试解释下列各组化合物熔点的高低关系。NaCl>NaBr;CaO>KCl;MgO>Al2O334书后习题P2167-3试解释下列各组化合物熔点的高低关系7-3解题分析：离子晶体的熔点主要由晶格能U决定，一般来说，U越大，熔点越高。而晶格能又和阴阳离子的电荷及半径有关，粗略比较时，电荷越高，半径越小，晶格能越大，则熔点越高。357-3解题分析：35晶格能计算公式Born-Lande（玻恩-兰德）公式：n:Born指数，与离子的电子构型有关A:Madelang(马德隆)常数,与晶格类型有关，CsCl型，A=1.763；NaCl型，A=1.748；ZnS型，A=1.638.r:正负离子半径之和(pm)Z+,Z

:正负离子电荷的绝对值36晶格能计算公式Born-Lande（玻恩-兰德）公式：n:①离子的电荷②离子的半径③晶体的结构类型④离子电子层结构类型Z↑,U↑例:U(NaCl)<U(MgO)r↑,U↓例:U(MgO)>U(CaO)影响晶格能的因素37①离子的电荷②离子的半径③晶体的结构类型④离子电子层MgOCaOSrOBaO小大高大rU熔点硬度大小低小晶格能对离子晶体物理性质的影响38MgOCaOSrOBaO小大高大r大晶格能对离子晶体物理性质离子极化作用对离子晶体熔点的影响除正、负离子电荷和半径影响晶格能，从而影响离子化合物的熔点外，当离子极化作用较强时，也可使离子化合物具有较多的共价成分，从而使晶格能有所减小，熔点有所降低。39离子极化作用对离子晶体熔点的影响除正、负离子电荷和半径影响晶离子极化作用对离子晶体熔点的影响注意：离子极化概念一般只适用于对同系列化合物作定性比较。40离子极化作用对离子晶体熔点的影响注意：离子极化概念一般只适用离子极化作用(1)正离子的极化力：离子的电荷越高，半径越小，极化能力越强；离子的外层电子构型：18或(18+2)电子构型＞9～17电子构型＞8电子构型41离子极化作用(1)正离子的极化力：41正离子的电子构型电子构型最外层电子排布式例子0电子构型1s0H+2电子构型1s2Li+,Be2+8电子构型ns2np6Na+,K+,Ca2+917电子构型ns2np6nd19Fe3+,Cr3+18电子构型ns2np6nd10Ag+,Cd2+(18+2)电子构型(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10ns2Pb2+,Sn2+,Bi3+42正离子的电子构型电子构型最外层电子排布式例子0电子构型1s0离子极化作用(2)离子的变形性:离子的正电荷越少，负电荷越高，半径越大，变形性越大；离子的外层电子构型18(18+2)或9～17电子构型＞8电子构型

最易变形的是体积大的阴离子，最不易变形的是半径小电荷高外层电子少的阳离子。

43离子极化作用(2)离子的变形性:43离子极化作用(3)相互极化作用阳离子所含d电子数越多[18或(18+2)电子构型]，电子层数越多，阴离子的变形性越大，附加极化作用越大。44离子极化作用(3)相互极化作用447-3解：(1)NaCl和NaBr其正离子均为Na+，负离子电荷相同而半径为rCl-<rBr-，故晶格能UNaCl>UNaBr，所以熔点NaCl(800.7C)>NaBr(747C)。457-3解：45(2)CaO和KCl，其晶格能的大小主要取决于离子电荷数。CaO的正、负离子电荷数值均为2，而KCl的均为1，故CaO的晶格能比KCl的大，所以熔点CaO(2899C)>KCl(771C)。46(2)CaO和KCl，其晶格能的大小主要取决于离子电荷数。(3)MgO与Al2O3相比，Al3+的电荷相当高，半径小，极化作用很强，因而使Al2O3具有较多的共价成分，离子键的键能（离子键的强度）有所减小，所以熔点MgO(2806C)>Al2O3(2054C)。47(3)MgO与Al2O3相比，Al3+的电荷相当高，半径小MgO：NaCl型晶格，即面心立方晶格，

U=3916kJ•mol-1，m.p.=2806C；Al2O3：六方紧密堆积构型，

U=15111kJ•mol-1,m.p.=2054C。48MgO：NaCl型晶格，即面心立方晶格，48MgO和Al2O3的熔点可从以下两个方面来看：总的来说，Mg2+、Al3+半径均小，Mg2+、Al3+、O2-所带电荷又都比较高，所以离子键都强，氧化镁和氧化铝熔点都相当高；Al3+较Mg2+电荷高，半径小，极化作用很强，因而使Al2O3具有较多的共价成分，极化作用对离子键的削弱比晶格能对离子键的贡献要显著，导致了Al2O3熔点较MgO低。因此Al2O3熔点虽高，但却低于MgO。49MgO和Al2O3的熔点可从以下两个方面来看：49某些同系列化合物的物性比较比较某些同系列化合物的熔点、沸点高低顺序时，首先要分清它们属于何种晶体类型。一般来说，原子晶体和离子晶体的熔点较高；金属晶体的熔点差别较大，有些较高，如W、Os等，有些较低，如Hg、Ga等；而分子晶体的熔点较低。50某些同系列化合物的物性比较比较某些同系列化合物的熔点、沸点高某些同系列化合物的物性比较对于典型的离子晶体，可从晶格能大小以及影响晶格能大小的几个因素如离子电荷高低、半径大小来比较说明；对于非典型的离子晶体，则要考虑离子极化的影响。例如同其它碱土金属氯化物相比，BeCl2中由于Be2+同Cl间有较强的离子极化作用，因而在一些物性上表现出比较明显的共价化合物的特征。51某些同系列化合物的物性比较对于典型的离子晶体，可从晶格能大小某些同系列化合物的物性比较另外，氢键的存在影响物质的物理和化学性质，例如沸点、熔点、密度、黏度、溶解性和表面张力等。分子间氢键的形成常常使物质的沸点和熔点升高，使溶液的密度和黏度增大，而分子内氢键的形成使沸点和熔点降低，不会使溶液的密度和黏度增大。52某些同系列化合物的物性比较另外，氢键的存在影响物质的物理和化P2177-12试解释下列分子或离子中形成的共轭键：

(1)NO2,34或33;(2)CO32-,46;

(3)NO3-,46;

(4)O3,34。53P2177-1253共轭键在一个平面形的多原子分子中，如果相邻原子中有垂直于分子平面的、对称性一致的、未参与杂化的原子轨道，那么这些轨道可以互相重叠，形成多中心键，又称为共轭键或非定域键，简称大键。例如，NO2分子和CO2分子中，都有大键。54共轭键在一个平面形的多原子分子中，如果相邻原子大键形成条件各原子位于同一平面上；在键基础上，有相互平行的p轨道(sp杂化或sp2杂化)；电子数目小于轨道数目的2倍，即电子数目小于中心数目的2倍。55大键形成条件各原子位于同一平面上；557-12解：NO2,34:

N原子的价电子构型为2s22p3,与O成键时，N原子2s轨道的一个电子激发到2p轨道，N采取sp2杂化；孤对电子不占据杂化轨道，而是占据未参与杂化的2pz轨道。567-12解：NO2,34:56杂化后的三个轨道(各占据一个电子)有两个与O形成两个sp2-p的键，决定了NO2分子的折线形结构，并确定了分子平面，而另一个为未成键的单电子。N原子未参杂化的2pz轨道上有两个电子，两个O原子各有一个2pz轨道，其上各有一个单电子。这三个2pz轨道互相平行，且与分子平面垂直，互相重叠形成大键34。57杂化后的三个轨道(各占据一个电子)有两个与O形成两个sp2-NO2,3358NO2,3358(2)CO32-,46:

在CO32-离子中，中心C原子采取sp2等性杂化，三个sp2等性杂化轨道与三个O原子分别成键，确定了平面三角形离子。

59(2)CO32-,46:59在垂直于离子所在平面的方向上，中心C原子有未参加杂化的2pz轨道，其中有1个电子；三个O原子各有一个垂直于离子所在平面的2pz轨道，其中各有1个电子；另外CO32-离子的2个电子也在这4个2pz轨道中运动。所以离子中有大键46存在。60在垂直于离子所在平面的方向上，中心C原子有未参加杂化的2pz(3)NO3-,46:

在NO3-离子中，中心N原子采取sp2等性杂化，三个sp2等性杂化轨道与三个O原子分别成键，确定了平面三角形离子。

61(3)NO3-,46:

在NO3-离子在垂直于离子所在平面的方向上，中心N原子有未参加杂化的2pz轨道，其中有2个电子；三个O原子各有一个垂直于离子所在平面的2pz轨道，其中各有1个电子；另外NO3-离子的1个电子也在这4个2pz轨道中运动。所以离子中有大键46存在。62在垂直于离子所在平面的方向上，中心N原子有未参加杂化的2pz(4)O3,34:

在臭氧O3分子中，中心氧原子采取sp2不等性杂化，其中2个有单电子的sp2杂化轨道与2个配体氧原子分别成键，确定了折线形分子。

63(4)O3,34:63在3个氧原子之间还存在着一个垂直于分子平面的大键34，这个离域的键是由中心氧原子提供2个p电子、另外2个配位氧原子各提供1个p电子形成的。3464在3个氧原子之间还存在着一个垂直于分子平面的大键34，这P2177-13实验测得BF3分子中，B－F键长为130pm，比理论B－F键长152pm短，试加以解释。65P2177-13657-13解：

B原子的价电子构型为2s22p1，在BF3分子中，B采取sp2等性杂化，如下图。667-13解：B原子的价电子构型为2s22p中心原子B与3个F结合形成等同的3个键，故BF3分子呈平面正三角形。此外，B还有一个空的未参与杂化的p轨道，3个F各有一个有对电子的p轨道，这4个垂直于分子平面的p轨道形成离域大键46。这个离域大键使B与F的结合力增大，键能增大，键长比理论B－F单键键长短。67中心原子B与3个F结合形成等同的3个键，故BF3分子呈平面例题已知CO2、SO2和SO3分子中键角分别为180º、120º和120º，判断它们的中心原子轨道的杂化类型，说明成键情况。68例题已知CO2、SO2和SO3分子中键角分别为180º、1(1)CO2:

C外层电子构型为2s22p2,与O成键时，C原子2s两个电子激发后，采取sp杂化，因此CO2分子为直线型。两个sp杂化轨道上的单电子与两个O原子形成两个sp-p的键。6969按价键理论，C上的两个未参与杂化的电子与两个O原子形成两个键。而按杂化轨道理论，C上的两个未杂化的单电子与两个O原子形成两个34键。70按价键理论，C上的两个未参与杂化的电子与两个O原子形成两个(2)SO2:

S原子的外层电子构型为3s23p4，与O成键时S采取sp2杂化，两个sp2杂化轨道时的两个单电子与O原子形成两个sp2-p的键。余下的一对电子与两个O原子形成一个大34键。

71(2)SO2:71由于S上的孤对电子中有一对占有杂化轨道，因而SO2分子为V形。因为S原子半径较大，两个O原子间斥力与S上的孤对电子对成键电子的斥力相当，因而SO2分子中键角恰好为120º。72由于S上的孤对电子中有一对占有杂化轨道，因而SO2分子为V形(3)SO3:

S原子的外层电子构型为3s23p4，与O成键时S采取sp2杂化，两个sp2杂化轨道上的两个单电子与两个O原子形成两个sp2-p的键，另一个sp2杂化轨道上的一对电子与一个O原子提供的空轨道形成配键。SO3分子构型为平面三角形，键角120º。73(3)SO3:73S原子余下的一对电子用以形成大π键，2个氧原子各提供1个e，另外1个氧原子提供1对电子。故为4中心6电子π键，46。74S原子余下的一对电子用以形成大π键，2个氧原子各提供75757-16试画出NO的分子轨道图，写出分子轨道式，指出键级和磁性，并比较NO+,NO和NO-的稳定性。767-16试画出NO的分子轨道图，写出分子轨道式，指出键级和7-16解：NO电子数为15，其分子轨道图与O2的相似。777-16解：NO电子数为15，其分子轨道图与O2的相似。7NO、NO+、NO-的分子轨道式、键级和磁性分别为78NO、NO+、NO-的分子轨道式、键级和磁性分别为78因为键级：NO+

>

NO>NO-，所以稳定性：NO+

>

NO>NO-。讨论：第二周期异核双原子分子的能级图也类似于教材P197图7-29(a)、(b)两种类型，一般可根据其电子数来判断它们与哪一种能级图类似。79因为键级：NO+>NO>NO-，讨论：第二周期异例如，电子数为14的CO是N2的等电子体，故类似于图7-29(b)能级图，BN、BO、CN等电子数都少于14，也类同此图。又如，电子数为16的NF是O2的等电子体，故类似于图7-29(a)能级图。80例如，电子数为14的CO是N2的等电子体，故类似于图7-29NO、CF的电子数为15，刚好介于N2和O2之间，它们的能级图类似于图7-29(a)，即O2的能级图。注意：由于异核双原子分子中两原子的原子序数不同，原子序数越小，相应的原子轨道能量越高，因此画能级图时必须注意这一点。例如NO的分子轨道图。81NO、CF的电子数为15，刚好介于N2和O2之间，它们的能级P2187-20

NF3的偶极矩远小于NH3的偶极矩，但前者的电负性差远大于后者。如何解释这一矛盾现象？

82P2187-20NF3的偶极矩远小于NH3的偶极矩，7-20解：偶极矩是矢量，其方向是从正电中心指向负电中心；分子的总偶极矩是分子内部各种因素所产生的分偶极矩的总矢量和。NF3分子中成键电子对偏向电负性大的F原子，N的孤电子对对偶极矩的贡献与键矩对偶极矩的贡献方向相反，即孤电子对的存在削弱了由键矩引起的分子偶极矩，故偶极矩较小，如图(a)所示。837-20解：偶极矩是矢量，其方向是从正电中心指向负电中心；而NH3分子中成键电子对偏向电负性大的N原子，即孤电子对对偶极矩的贡献与键矩对偶极矩的贡献方向相同，故NH3分子有较大的偶极矩，如图(b)所示。84而NH3分子中成键电子对偏向电负性大的N原子，即孤电子对对偶7-22判断下列各组分子之间存在什么形式的分子间作用力。苯和CCl4；氦和水；CO2气体；HBr气体；甲醇和水857-22判断下列各组分子之间存在什么形式的分子间作用力。87-22解：分子间作用力包括色散力、诱导力和取向力。分子的极性分子间作用力的种类非极性分子之间色散力非极性分子与极性分子之间色散力，诱导力极性分子之间色散力，诱导力，取向力867-22解：分子间作用力包括色散力、诱导力和取向力。分子的苯和CCl4色散力氦和水色散力、诱导力CO2气体色散力HBr气体色散力、诱导力、取向力甲醇和水色散力、取向力、诱导力、氢键87苯和CCl4色散力877-23下列化合物中哪些存在氢键？是分子内氢键还是分子间氢键？C6H6,NH3,C2H6,邻羟基苯甲醛，间硝基苯甲醛，对硝基苯甲醛，固体硼酸887-23下列化合物中哪些存在氢键？是分子内氢键还是分子间氢7-23解：氢键(X－H···Y)的形成必须具备两个条件：分子中有一个极性X－H键作为氢键给予体；X原子的电负性要较大，使得氢原子带部分正电荷。分子中有一个具有孤对电子、电负性较大、半径较小的Y原子，或具有电子给予体性质的基团，作为氢键接受体。897-23解：89X、Y为F、O、N等，X、Y可以相同也可以不同。若H两侧的电负性大的原子（即X和Y）属于同一分子，则可形成分子内氢键。如在苯酚的邻位上有—CHO，—COOH，—OH，—NO2等时可形成氢键的螯合环。分子间存在氢键时,化合物的熔点、沸点显著升高；而分子内氢键则使化合物熔点、沸点降低。90X、Y为F、O、N等，X、Y可以相同也可以不同。分子间存在氢题中存在氢键的有：NH3，邻羟基苯甲醛，固体硼酸其余化合物不存在氢键存在分子内氢键的有：邻羟基苯甲醛存在分子间氢键的有：NH3,固体硼酸91题中917-24试用离子极化理论解释AgF易溶于水，而AgCl,AgBr,AgI难溶于水，且由AgF到AgBr再到AgI溶解度依次减小。927-24927-24解：在AgX分子中，由于F的半径特别小，变形性小，使AgF分子中主要以离子键为主，因此AgF易溶于水；而随Cl,Br,I半径增大，其变形性增大，使AgCl,AgBr,AgI分子中，离子的相互极化能力依次增强，共价成分依次增强，溶解度依次减小。937-24解：937-25试用离子极化理论解释下列各组化合物热分解温度的高低关系。CaSO4>CdSO4；MnSO4>Mn2(SO4)3；SrSO4>MgSO4。947-25947-25解：

CaSO4>CdSO4：对于CaSO4和CdSO4，其正离子电荷相同而价电子构型不同，Ca2+是8电子构型，Cd2+是18电子构型，极化能力Cd2+>Ca2+，所以稳定性CaSO4>CdSO4，分解温度CaSO4>CdSO4。957-25解：CaSO4>CdSO4：95MnSO4>Mn2(SO4)3：对于MnSO4和Mn2(SO4)3，其正离子是同种元素，离子电荷前者为+2，后者为+3，极化能力Mn2+<Mn3+，所以热稳定性MnSO4>Mn2(SO4)3，分解温度MnSO4>Mn2(SO4)3。96MnSO4>Mn2(SO4)3：96(3)SrSO4>MgSO4：对于SrSO4和MgSO4，其正离子是同一主族的+2价离子，离子半径Sr2+>Mg2+，极化能力Sr2+<Mg2+，所以热稳定性SrSO4>MgSO4，分解温度SrSO4>MgSO4。97(3)SrSO4>MgSO4：97配套习题册习题6.8下列分子中属于极性分子的是(A)CCl4;(B)CH3OCH3;(C)BCl3;(D)PCl5。解题分析：极性分子：正、负电荷重心不重合的分子（偶极矩0）。非极性分子：正、负电荷重心重合的分子（偶极矩=0）。同核双原子分子为非极性分子，异核双原子分子为极性分子。对于多原子分子来说，其极性可根据分子组成和几何构型来确定。98配套习题册习题6.8下列分子中属于极性分子的是解题分析：9999分子中心原子杂化类型分子空间构型分子极性(A)CCl4sp3正四面体非极性(B)CH3OCH3sp3折线形极性(C)BCl3sp2平面三角形非极性(D)PCl5sp3d三角双锥非极性6.8解：答案为(B)CH3OCH3。100分子中心原子杂化类型分子空间构型分子极性(A)CCCH3OCH3(二甲醚)的三维结构图101CH3OCH3(二甲醚)的三维结构图1016.15下列分子中不存在П键的是(A)COCl2;(B)O3;(C)SOCl2;(D)SO3.解：答案为(C)SOCl2

。解题分析：大П键形成条件如下：各原子位于同一平面上；在键基础上，有相互平行的p轨道(sp杂化或sp2杂化)；电子数目小于轨道数目的2倍，即电子数目小于中心数目的2倍。1026.15下列分子中不存在П键的是解：答案为(C)SOCl分子中心原子杂化类型(A)COCl2sp2(B)O3sp2(C)SOCl2sp3(D)SO3sp2所以答案为(C)SOCl2。103分子中心原子杂化类型(A)COCl2sp2(B)6.17下列化合物中肯定不存在的是(A)BN;(B)POCl3;(C)NCl5;(D)SiF4.解：答案为(C)NCl5

。解题分析：对于双原子分子，可以分子轨道理论判断，若其键级为0，则该化合物不存在；对于多原子分子，可以杂化轨道理论判断，若其杂化方式不合理，则该化合物不存在。1046.17下列化合物中肯定不存在的是解：答案为(C)NCl6.17解：(A)BN的分子轨道式和键级分别为因为BN的键级不为零，所以BN存在。(B)POCl3中心原子P为sp3杂化，可以存在;(D)SiF4中心原子Si为sp3杂化，可以存在。1056.17解：因为BN的键级不为零，所以BN存在。(B)(C)NCl5

若其可以存在的话，则其中心原子N为sp3d杂化，而N的价电子构型为2s22p3，若要发生sp3d杂化，则必须用到3d轨道，2s和2p轨道与3d轨道之间隔着3s3p轨道，所以这种杂化方式是不可能的，所以NCl5分子肯定不存在。106(C)NCl5若其可以存在的话，则其中心原子N为sp3d6.18下列分子中不能形成氢键的是(A)NH3;(B)N2H4;(C)C2H5OH;(D)HCHO.解：答案为(D)HCHO。解题分析：氢键(X－H···Y)中的X、Y为F、O、N等原子，X、Y可以相同也可以不同。C－H···X氢键极弱，一般不视为氢键。1076.18下列分子中不能形成氢键的是解：答案为(D)HCH6.19当H原子和F原子沿z轴结合成HF分子时，F原子中和H原子对称性不一致的轨道是(A)1s;(B)2s;(C)2px;(D)2pz.解题分析：对称性是否一致，可根据两个原子轨道的角度分布图中波瓣的正、负号对于键轴(设为x轴)，或者对于含键轴的某一平面的对称性来决定。P796.19解：答案为(C)2px。1086.19当H原子和F原子沿z轴结合成HF分子时，F原子中和s轨道为球形，对于x、y、或z轴均呈圆柱形对称；px轨道对于x轴为圆柱形对称，对于yz平面呈反对称性；pz轨道对于z轴为圆柱形对称，对于xy平面呈反对称性。+++109s轨道为球形，对于x、y、或z轴均呈圆柱形对称；px轨道对于根据题设可知，当H原子和F原子沿z轴结合成HF分子时，则H原子的1s原子轨道与F原子的2pz原子轨道对称性相同，即键轴为z轴，二者均对z轴呈圆柱形对称；F原子的1s和2s轨道对z轴均呈圆柱形对称，所以与H原子的1s轨道对称性亦相同；而F原子的2px轨道对x轴呈圆柱形对称，对通过z轴的节面呈反对称性，所以它与H原子的1s轨道对称性不一致，答案是(C)2px。6.19解：110根据题设可知，当H原子和F原子沿z轴结合成HF分子时，则H原6.26对化合物在水中的溶解度，下列判断正确的是(A)AgF>HF;(B)CaF2>CaCl2;(C)HgCl2>HgI2;(D)LiF>NaCl.解：答案为(C)HgCl2>HgI2。HF可无限溶于水，所以(A)错误；尽管CaF2是典型的离子型卤化物，由于F-的半径很小，CaF2的晶格能较高，远高于其在溶解过程中的水合热，所以CaF2在水中难以溶解，因此(B)错误。1116.26对化合物在水中的溶解度，下列判断正确的是解：答案对于HgCl2和HgI2，由于Hg2+为18电子构型且半径较大，所以其极化能力很强；又因为半径Cl-<I-，变形性Cl-<I-，所以相互极化作用HgCl2<HgI2，共价性HgCl2<HgI2，因此溶解度HgCl2>HgI2，即(C)HgCl2>HgI2正确。对于LiF，由于Li+和F-的半径均很小，LiF的晶格能较高，远高于其在溶解过程中的水合热，所以LiF为难溶性氟化物，因此(D)错误。112对于HgCl2和HgI2，由于Hg2+为18电子构型且半P806.30下列化合物中，正负离子间附加极化作用最强的是(A)AgCl;(B)HgS;(C)ZnI2;(D)PbCl2.解：答案为(B)HgS。关于附加极化作用，有：阳离子所含d电子数越多，电子层数越多，附加极化作用一般越大；在具有18或(18+2)电子构型的阳离子化合物中，阴离子的变形性越大，附加极化作用越强；113P806.30下列化合物中，正负离子间附加极化作用最强Ag+,Hg2+,Zn2+均为18电子构型，Pb2+为(18+2)电子构型，电子层数Hg2+=Pb2+>Ag+>Zn2+；由于电子层结构相同的离子，随着负电荷的减小而变形性减小，所以变形性S2->Cl-;因此正负离子间附加极化作用最强的是(B)HgS。114Ag+,Hg2+,Zn2+均为18电子构型，Pb2+为7-01将下列分子按键角从大到小排列：BF3,BeCl2,SiH4,H2S,PH3,SF6。课外习题1157-01将下列分子按键角从大到小排列：BF3,BeCl2BF3BeCl2SiH4H2SPH3SF6杂化sp2spsp3sp3(有2孤电子对)sp3(有1孤电子对)sp3d2键角120º180º109.5º<109.5º<109.5º90º所以键角大小顺序为BeCl2>BF3>SiH4>PH3>H2S>SF67-01解：116BF3BeCl2SiH4H2SPH3SF6杂化sp2spsp7-02画出丁烯腈CH3CHCHCN的结构式，并指出每个碳原子的杂化类型及每个键角约为多大？1177-02画出丁烯腈CH3CHCHCN的结构式，并指出每个碳7-02解：丁烯腈结构式如下：

C1C2C3C4sp3sp2sp2spC1周围各键角~109º；C2、C3周围各键角~120º；C4键角180º。1187-02解：C1C27-03画出OF分子轨道图，分别写出OF、OF+、OF-的分子轨道式，并比较三者的键能、键长和磁性大小。

1197-03画出OF分子轨道图，分别写出OF、OF+、OF-的7-03解：OF电子数为17，其分子轨道图与O2的相似。1207-03解：OF电子数为17，其分子轨道图与O2的相似。1OF、OF+、OF-的分子轨道式、键级和磁性分别为121OF、OF+、OF-的分子轨道式、键级和磁性分别为121所以键能：OF+

>

OF>OF-(键级越大，键能越大)键长：OF-

>

OF>OF+(键级越大，键长越短)磁性：OF+

>

OF>OF-(三者单电子数依次为2、1、0)122所以1227-04比较下列各对分子偶极矩的大小，并简单说明理由。

(1)CO2和SO2

(2)CCl4和CH4

(3)PH3和NH3

(4)BF3和NF3

(5)CH3－O－CH3和C6H61237-04比较下列各对分子偶极矩的大小，并简单说明理由。

7-04解：CO2和SO2:(SO2)>(CO2)SO2是sp2杂化，空间构型为V形；CO2是sp杂化，空间构型为直线形。(2)CCl4和CH4:

(CCl4)=(CH4)二者都是sp3等性杂化，空间构型都是正四面体，=0。1247-04解：CO2和SO2:124(3)PH3和NH3：(NH3)>(PH3)二者都是sp3不等性杂化，都有一个孤电子对，但电负性N>P。(4)BF3和NF3：

(NF3)>(BF3)BF3是sp2等性杂化，空间构型为平面三角形，=0；NF3是sp3不等性杂化，空间构型为三角锥形。125(3)PH3和NH3：125(5)CH3－O－CH3和C6H6:(CH3－O－CH3)>(C6H6)CH3－O－CH3中心原子氧是sp3杂化，分子空间构型为V形；而(C6H6)=0。126(5)CH3－O－CH3和C6H6:1267-05已知H2O分子中的H—O键的偶极矩为5.0710-30C•m，键角(HOH)为104.41，求H2O分子的偶极矩。分析：分子的偶极矩定义为=q•d，q为偶极一端的电量，d为偶极长。偶极矩的单位为“德拜”(D)，1D=3.3310-30C•m。偶极矩是矢量，其方向是从正电中心指向负电中心。分子的总偶极矩等于各个化学键的偶极矩的矢量和。1277-05已知H2O分子中的H—O键的偶极矩为5.0710解：H2O分子的结构和矢量关系如下图所示。128解：H2O分子的结构和矢量关系如下图所示。1287-06判断下列各对分子之间存在何种类型的分子间相互作用力？C2H6和CCl4NH3和C6H6CH3COOH和H2OCO2和H2OCHCl3和CH2Cl2HCHO和C2H5OH1297-06判断下列各对分子之间存在何种类型的分子间相互作用力7-06解：

C2H6和CCl4

色散力NH3和C6H6色散力，诱导力CH3COOH和H2O色散力，诱导力，取向力，氢键1307-06解：C2H6和CCl4CO2和H2O色散力，诱导力，氢键(5)CHCl3和CH2Cl2色散力，诱导力，取向力(6)HCHO和C2H5OH色散力，诱导力，取向力，氢键131CO2和H2O1317-07下列化合物中哪些化合物自身分子间能形成氢键？CH3ClH2O2CH3CHOH3BO3H3PO4(CH3)2OCH3COCH3C6H5NH21327-07下列化合物中哪些化合物自身分子间能形成氢键？1327-07解：自身分子间能形成氢键的有：H2O2,H3BO3,H3PO4,C6H5NH2。其余化合物自身分子间不能形成氢键。1337-07解：1337-8试用离子极化观点解释下列现象：Cu+与Na+虽然半径相近，但CuCl在水中溶解度比NaCl小得多。ZnCl2的熔点、沸点低于CaCl2。FeCl3的熔点、沸点低于FeCl2。MnO的熔点高于Mn2O7的熔点。AgCl、AgBr、AgI颜色依次加深。HgS在水中溶解度很小。1347-8