第2章化学键与分子结构

1第2章化学键与分子结构习题一、思考题1.什么叫共价键的饱和性和方向性？为什么共价键具有饱和性和方向性，而离子键无饱和性和方向性？2.举例说明什么是σ键，什么是π键？它们有哪些不同？3.价键理论和分子轨道理论的基本要点是什么？4.s、p原子轨道主要形成哪几种类型的杂化轨道？中心原子利用上述杂化轨道成键时，其分子构型如何？5.实验测定BF3为平面三角形，而[BF4]－为正四面体形。试用杂化轨道的概念说明在BF3和[BF4]－中硼的杂化轨道类型有何不同？6.试用分子轨道表示式写出O2+的电子构型。7.分子间力有几种？各种力产生的原因是什么？试举例说明极性分子之间、极性分子和非极性分子之间以及非极性分子之间的分子间力。在大多数分子中以哪一种分子间力为主？8.何为极性分子和非极性分子？分子的极性与化学键的极性有何联系？9.分子间力的大小对物质的物理性质有何影响？10.什么叫做氢键？哪些分子间易形成氢键？形成氢键对物质的性质有哪些影响？11.氢键与化学键有何区别？与一般分子间力有何区别？12.下列各化合物中分子间有氢键的有哪几种？C2H6，NH3，C2H5OH，H3BO3，CH4。13.写出下列物质的晶体类型：SO2，SiC，HF，KCl，MgO。14.晶体有几种类型？确定晶体类型的主要因素是什么？各种类型晶体的性质有何不同？15.根据下列物质的性质，判断它们是属于何种类型的晶体。（1）CaCO3晶体的硬度高，在1173K时尚未熔融就已分解。（2）B的硬度极高，熔点为2573K，导电性很差。（3）SnCl4熔点为240K，沸点为387K16.要使BaF2，F2，Ba，Si晶体熔融，需分别克服何种作用力？二、是非题（对的在括号内填“√”号，错的填“×”号）1.共价键的重叠类型有σ键π键两种。（）2.NH3和BF3都是4原子分子，所以二者空间构型相同。（）3.He2的分子轨道表示式为（σ1s)2（σ1s*)2。（）4.色散力只存在于非极性分子之间，取向力只存在于极性分子之间。（）5.色散力是主要的分子间力。（）26.μ=0的分子中的化学键一定是非极性键。（）7.分子中的化学键为极性键，则分子为极性分子。（）8.非极性分子内的化学键一定是非极性键。（）9.vanderWaals力属于一种较弱的化学键。（）10.一般晶格能越大的离子晶体，熔点越高，硬度也越大。（）11.凡有规则外形者都必定是晶体。（）12.同一周期主族和副族元素的单质的晶体类型从左至右由金属晶体到原子晶体，再到分子晶体呈规律性过渡。（）参考答案：1.√2.×3.√4.×5.√6.×7.×8.×9.×10.√11.×12.√三、选择题（在正确的答案下打“√”）1．下列关于共价键说法错误的是_______。A.两个原子间键长越短，键越牢固B.两个原子半径之和约等于所形成的共价键键长C.两个原子间键长越长，键越牢固D.键的强度与键长无关2．下列关于杂化轨道说法错误的是_______。A.所有原子轨道都参与杂化B.同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化C.杂化轨道能量集中，有利于牢固成键D.杂化轨道中一定有一个电子3．下列分子中既有σ键又有π键的是A.N2B.MgCl2C.CO2D.Cu4．s轨道和p轨道杂化的类型有A.sp，sp2杂化B.sp，sp2，sp3杂化C.sp，sp3杂化D.sp，sp2，sp3杂化和sp3不等性杂化5．下列分子构型中以sp3杂化轨道成键的是_____。A.直线形B.平面三角形C.八面体形D.四面体形6．凡是中心原子采用sp3d2杂化轨道成键的分子，其空间构型可能是______A.八面体B.平面正方形C.四方锥D.以上3种均有可能7．下列关于O22-和O2-的性质的说法中，不正确的是_____。A.两种离子都比O2分子稳定性小。B.O22-的键长比O2-的键长短。3C.O22-是反磁性的，而O2-是顺磁性的。D.O2-的键能比O22-的键能大。8．下列分子中键级等于零的是______。A.O2B.Be2C.Ne2D.Cl29．下列分子中具有顺磁性的是_______。A.B2B.N2C.O2D.F210．根据分子轨道理论解释He2分子不存在，是因为He2分子的电子排布式为______。A.（σ1s)2（σ1s*)2B.（σ1s)2（σ2s)2C.（σ1s）2（σ1s）1（σ2s）1D.（σ1s）2（σ2p）211．下列物质中，既有共价键又有离子键的是_______。A.KClB.COC.Na2SO4D.NH4+12．在下列离子晶体中，晶格能最大的是______A.NaClB.KClC.RbClD.CsCl13．下列说法中正确的是______。A.BCl3分子中B—Cl键是非极性的。B.BCl3分子中B—Cl键不都是极性的。C.BCl3分子是极性分子，而B—Cl键是非极性的。D.BCl3分子是非极性分子，而B—Cl键是极性的。14．下列各分子中，是极性分子的为A.BeCl2B.BF3C.NF3D.C6H615．H2O的沸点是100℃，H2Se的沸点是－42℃，这可用下列哪种理论来解释A.范德华力B.共价键C.离子键D.氢键16．下列分子中不能形成氢键的是______。A.NH3B.N2H4C.C2H5OHD.HCHO17．下列化合物中哪一个氢键表现得最强？______A.NH3B.H2OC.HClD.HF18．下列说法中正确的是A.相同原子间双键键能是单键键能的两倍B.原子形成共价键的数目，等于基态原子未成对电子数C.分子轨道是由同一原子中能量近似，对称性匹配的原子轨道线性组合而成D.O22-是反磁性的，而O2－是顺磁性的19．下列各物质中只需克服色散力就能使之气化的是A.HClB.CC.N2D.MgCO320．下列属于分子晶体的是_____。A.KClB.FeＣ.H2O（s）D.CO2（s）421．下列晶体中，熔化时只需克服色散力的是_____。A.KB.SiF4C.H2OD.SiC22．石英和金刚石的相似之处在于。A.都具有四面体结构B.都是以共价键结合的原子晶体C.都具有非极性共价键D.其硬度和熔点相近23．下列晶体中硬度较高，导电性好的是______。A.SiO2，CaOB.SiC，NaClC.Cu，AgD.Cu，石墨24．下列物质熔点由低至高的排列顺序为______。A.CCl4＜CO2＜SiC＜CsClB.CO2＜CCl4＜SiC＜CsClC.CO2＜CCl4＜CsCl＜SiCD.CCl4＜CO2＜CsCl＜SiC参考答案：1.C,D2.A,D3.A,C4.D5.D6.D7.B8.B,C9.A,C10.A11.C12.A13.D14.C15.D16.D17.D18.D19.C20.C,D21.B22.B23.C24.C四、填空题1.共价键的特点是，具有性和性。2.根据杂化轨道理论，BF3分子的空间构型为，电偶极矩零，NF3分子的空间构型为。3.采用等性sp3杂化轨道成键的分子，其几何构型为；采用不等性sp3杂化轨道成键的分子，其几何构型为和。4.SiCl4分子具有四面体构型，这是因为Si原子以杂化轨道与四个Cl原子分别成键，杂化轨道的夹角为。5.COCl2（∠ClCCl=120°，∠OCCl=120°）中心原子的杂化轨道类型是，该分子中σ键有个，π键有个。PCl3（∠ClPCl=101°）中心原子的杂化轨道是，该分子中σ键有个。6.CO2和CS2分子均为直线形分子，这是因为。7.填充下表：化学式杂化轨道类型杂化轨道数目键角空间构型PCl3102°BCl3120°[PdCl4]2-平面四方形5[Cd(CN)4]2-四面体形8.根据分子轨道理论写出N2分子电子排布式为。9.根据分子轨道理论写出O2分子电子排布式为，其中有个三电子π键。10.Li2分子按分子轨道理论表示的电子构型为，说明（答“有”或“无”）Li2分子存在。11.分子间普遍存在、且起主要作用的分子间力是，它随相对分子质量的增大而。12.极性分子是指，而为非极性分子。13.分子之间存在着键，致使H2O的沸点远于H2S、H2Se等。H2O中存在着的分子间力有、和，以为主，这是因为H2O有。14.在ⅥA族的氢化物中，具有相对最高的。这种反常行为是由于在态的分子之间存在着。15.在C2H6，NH3，CH4等分别单独存在的物质中，分子间有氢键的是。16.汽油的主要成分之一辛烷（C8H18）的结构是对称的，因此它是（答“极性”或非“极性”）_________分子。汽油和水不相溶的原因是__________________________________________。17.KCl、SiC、HI、BaO晶体中，熔点从大到小排列顺序。18.已知某元素的原子的电子构型为1s22s22p63s23p63d104s24p1。①元素的原子序数为；②属第周期，第族；③元素的价电子构型为；单质晶体类型是。19.填充下表：化合物晶体中质点间作用力晶体类型熔点高低KClSiCHIH4OMgO参考答案：1.饱和性和方向性2.平面三角形，等于，三角锥形3.正四面体，三角锥形，V形4.sp3σ109°28′5.sp2，3，1，sp3，36.C原子均以sp杂化轨道分别与两个O原子和两个S原子成键7.6化学式杂化轨道类型杂化轨道数目键角空间构型PCl3sp3不等性杂化4个三角锥形BCl3sp2杂化3个平面三角形[PdCl4]2-dsp2杂化4个90°[Cd(CN)4]2-sp3杂化4个109°28′8.（σ1s）2（σ1s*）2（σ2s）2（σ2s*）2（π2py）2（π2pz）2（σ2px）29.（σ1s）2（σ1s*）2（σ2s）2（σ2s*）2（σ2px)2（π2py)2（π2pz)2（π2py*)1（π2pz*)1210.（σ1s)2（σ1s*)2（σ2s)2有11.色散力增大12.分子内正、负电荷中心不重合正负电荷中心重合的13.氢，大，色散力，诱导力，取向力，取向力，较大的电偶极矩14.H2O，沸点，液，氢键15.NH316.非极性汽油的非极性分子与水分子的强极性之间的极性差异大17.SiC、BaO、KCl、HI18.314，ⅢA3d104s24p1金属晶体19.化合物晶体中质点间作用力晶体类型熔点高低KCl离子键离子晶体较高SiC共价键原子晶体高HI分子间作用力分子晶体低H4O分子间作用力，氢键分子晶体低MgO离子键离子晶体较高五、简答题1.试用杂化轨道理论解释：（1）H2S的分子的键角为92°，而PCl3分子的键角为102°。（2）NF3分子是三角锥形构型，而BF3分子是平面三角形构型2.指出下列化合物的中心原子可能采取的杂化类型，并预测分子的几何构型：BeH2、BBr3、SiH4、PH3、SeF6。3.过氧化钠中的过氧离子O22－是逆磁性的，超氧化钾中的超氧离子O2-是顺磁性的，试用分子轨道表示式解释之。4.实验测得氧分子及其离子的O－O核间距离（pm）如下：O2O2－O22－1121301487（1）试用分子轨道理论解释它们的核间距为何依次增大。（2）指出它们是否都有顺磁性。（3）算出它们的键级，比较它们的稳定性。5.根据分子轨道法比较N2和N2+的键能大小。6.如果发现116号元素，请给出（1）钠盐的化学式（2）简单氢化物的化学式（3）最高价的氧化物的化学式（4）该元素是金属还是非金属7.试判断下列分子的空间构型和分子的极性，并说明理由。CO2，Cl2，HF，NO，PH3，SiH4，H2O，NH38.常温时F2、Cl2为气体，Br2为液体，I2为固体，为什么？9.试分析下列分子间有哪几种作用力（包括取向力、诱导力、色散力、氢键）。（1）HCl分子间（2）He分子间（3）H2O分子和Ar分子间（4）H2O分子间（5）苯和CCl4分子间10.为什么（1）室温下CH4为气体，CCl4为液体，而CI4为固体？（2）H2O的沸点高于H2S，而CH4的沸点却低于SiH4?11.为何HCl，HBr，HI熔点、沸点依次增高，而HF的熔、沸点却高于HCl？12.已知稀有气体He，Ne，Ar，Kr，Xe的沸点依次