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第三章 分子结构习题解答 1．用列表的方式分别写出下列离子的电子分布式。指出它们的外层电子分别属于哪种构型(8、9～17、18或18+2)？未成对电子数是多少？ Al3+、V2+、V3+、Mn2+、Fe2+、Sn4+、Pb2+、I－ 【解答】 离子 离子的电子分布式 外层电 子构型 未成对 电子数 Al3+ 1s22s22p6 8 0 V2+ 1s22s22p63s23p63d3 9～17 3 V3+ 1s22s22p63s23p63d2 9～17 2 Mn2+ 1s22s22p63s23p63d5 9～17 5 Fe2+ 1s22s22p63s23p63d6 9～17 4 Sn4+ 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s2 18+2 0 Pb2+ 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s2 18+2 0 I－ 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6 8 0 2．下列离子的能级最高的电子亚层中，属于电子半充满结构的是_________。 A．Ca2+；B．Fe3+；C．Mn2+；D．Fe2+；E．S2- 【解答】B，C。 离子 离子的电子分布式 属于电子半充满的结构 Ca2+ 1s22s22p63s23p6 × Fe3+ 1s22s22p63s23p63d5 ∨ Mn2+ 1s22s22p63s23p63d5 ∨ Fe2+ 1s22s22p63s23p63d4 × S2- 1s22s22p63s23p2 × 3．指出氢在下列几种物质中的成键类型： HCl中_______；NaOH中_______； NaH中_______；H2中__________。 【解答】极性共价键；极性共价键； 离子键；非极性共价键。 4．对共价键方向性的最佳解释是_________。 A．键角是一定的； B．电子要配对； C．原子轨道的最大重叠； D．泡利原理。 【解答】C。分析：原子间相互成键时，必须符合原子轨道最大重叠原则和对称性匹配原则，因而原子间形成共价键时，总是按确定的方向成键，这决定了共价键的方向性。 5．关于极性共价键的下列叙述中，正确的是__________。 A．可以存在于相同元素的原子之间； B．可能存在于金属与非金属元素的原子之间； C．可以存在于非极性分子中的原子之间； D．极性共价键必导致分子带有极性。 【解答】A—错误，相同元素原子之间是非极性共价键；B—正确，如AlCl3；C—正确，如CO2分子是一个非极性分子，但C-O键是一个极性共价键；D—错误，如CO2分子中C-O键是一个极性共价键，但CO2分子是一个非极性分子。 6．sp3杂化轨道是由_____。 A．一条ns轨道与三条np轨道杂化而成； B．一条ls轨道与三条2p轨道杂化而成； C．一条ls轨道与三条3p轨道杂化而成； D．一个s电子与三个p电子杂化而成。 【解答】A。sp3杂化轨道是由一条ns轨道与三条np轨道杂化而成。分析：只有同一原子中能量相近、不同类型的原子轨道才能杂化。 7．关于原子轨道杂化的不正确说法是_____。 A．同一原子中不同特征的轨道重新组合； B．不同原子中的轨道重新组合； C．杂化发生在成键原子之间； D．杂化发生在分子形成过程中，孤立原子不杂化。 【解答】B,C。杂化是指在形成分子时，由于原子的相互影响，若干能量相近、类型不同的原子轨道混合起来，重新组成一组新轨道，这种轨道重新组合的过程就叫杂化，所形成的新轨道叫杂化轨道。杂化是发生在分子形成过程中，孤立原子不杂化。 8．关于共价键的正确叙述是________。 A．σ键一般较π键强； B．用杂化轨道重叠成键将有利于提高键能； C．金属与非金属元素原子间不会形成共价键； D．共价键具有方向性，容易破坏。 【解答】A，B。分析：σ键是两个原子的成键轨道沿键轴的方向以“头碰头”的方式重叠，由于成键轨道在轴向上重叠，故成键时原子轨道发生最大程度的重叠，π键的特点是两个原子轨道以平行或“肩并肩”方式重叠，所以σ键的键能大，稳定性高，反应性小，σ键一般较π键强。原子轨道在空间有一定取向，除了s轨道成球形对称外，p、d、f轨道在空间都有一定的伸展方向。在形成共价键时，除了s轨道和s轨道之间可以在任何方向上达到最大程度的重叠外，p、d、f原子轨道的重叠都只有沿着一定的方向才能发生最大程度的重叠，因此共价键是有方向性的。杂化轨道重叠成键将有利于提高键能。 9．根据杂化轨道理论预测下列分子的杂化轨道类型、分子的空间构型： SiF4、HgCl2、PCl3、OF2、SiHCl3 【解答】 分子 杂化轨道类型 分子的空间构型 SiF4 sp3杂化