分子结构与晶体结构.docx

第2~3章 分子结构与晶体结构
1、已知下列表中数据，求KCl晶格能

2、写出氯酸根离子 ClO3- 的路易斯结构式.
Cl
O
O
O
Cl
O
O
O
Cl 原子的电负性小于O 原子，意味着不存在 O－O 之间的键合. 合理的排布应该如下所示：

ClO3-离子中价电子总数等于26(四个原子的价电子数相加再加1), 扣除3个单键的6个电子，余下的20个电子以孤对方式分配给四个原子, 使它们均满足八隅律的要求.
3、判断 OF2、XeF4分子的基本形状.
写出路易斯结构式, 并读出中心原子周围价电子对的总数:
F — O — F
中心原子价层有4对电子. 4 对价电子的理想排布方式为正四面体, 但考虑到其中包括两个孤对, 所以分子的实际几何形状为角形, 相当于 AB2E2 型分子.

XeF4中心原子价层有 6 对电子. 理想排布方式为正八面体, 但考虑到其中包括两个孤对, 所以分子的实际几何形状为平面四方形, 相当于AB4E2 型分子.
4、简述苯、二氧化碳、臭氧、碳酸根分子的化学键
（1）、苯分子中的p-p大π键
苯分子中碳原子采用sp2杂化，3个杂化轨道分别用于形成3个σ键 ，故苯分子有键角为120 °的平面结构的σ骨架，苯分子的每个碳原子尚有一个未参加杂化的p轨道，垂直于分子平面而相互平行，6 个“肩并肩”的平行p轨道上共有6个电子在一起形成弥散在整个苯环的p-p大π键，符号为π66
（2）、二氧化碳分子里的大π键
分子中碳原子采用sp杂化，形成直线型的分子σ骨架O-C- O ，每个碳原子尚有二个未参加杂化的p轨道，其空间取向为相互垂直且与sp杂化轨道的轴呈正交关系。形成两套3原子4电子符号为π34的p-p大π键
（3）、臭氧中的大π键
分子的中心氧原子采用sp2杂化，形成平面三角形，中心氧原子尚有一个未参加杂化的p轨道，垂直于分子平面，端位的2个氧原子也各有一个垂直于分子平面的p轨道， “肩并肩” 形成符号为π34 的p-p大π键
（4）、碳酸根中的大π键
分子中碳原子采用sp2杂化，形成平面三角形，碳原子尚有一个未参加杂化的p轨道，垂直于分子平面，端位的3个氧原子也各有一个垂直于分子平面的p轨道， “肩并肩” 形成符号为π46 的p-p大π键
5、指出下列等电子分子的空间结构
(1)CO2、CNS－、NO2＋、N3－通式AX2，价电子数16，直线型，2个л43
（2）CO32－、NO3－、SO3通式AX3 ，总价电子数24，平面三角形，1个л64
（3）SO2、O3、NO2－通式AX2 ，价电子数18，V字型，
（4）SO42－、PO43－通式AX4 ，价电子数32，正四面体
（5）PO33－、SO32－、ClO3-通式AX3 ，价电子数26，三角锥型
6、写出 N2 和 O2等的分子轨道电子排布式并求算其键级。
O２:[ σ1s2,σ1s*2,σ2s2,σ2s*2,σ2p2,π2p4,π2p*2]
一个σ键,二个三电子π键,键级=２,顺磁性
F２:[ σ1s2, σ1s*2,σ2s2,σ2s*2, σ2p2,π2p4, π2p*4]一个σ键,键级=１,反磁性
CO与N２为等电子体:[ σ1s2, σ1s*2,σ2s2, σ2s*2,π2p4,σ2p2]
NO:[ σ1s2, σ1s*2,σ2s2, σ2s*2, π2p4,σ2p2π2p*1]
7、指出P4空间构型为什么不稳定？
P4四面体形，键角为600。p轨道对称轴与键轴之间存在偏角使电子云不能沿着对称轴方向重叠，分子具张力。P-P键能降低，（仅201KJ/mol）易于断裂，常温下具有很高的化学活性。
8、指出间硝基苯酚、邻硝基苯酚、对硝基苯酚熔沸点大小
根据分子间分子内氢键来解释
间硝基苯酚 邻硝基苯酚 对硝基苯酚
熔点 96℃ 45℃ 114℃
沸点 194℃ 100℃ 分解
9、解释AgF（白色）、AgCl（白色）、AgBr（淡黄色）、AgI（黄色）为什么溶解度依次减小，颜色逐渐加深？为什么Na2S易溶于水，ZnS难溶于水？
可用离子极化观点解释。
极化结果：离子键转变成共价键，极性减少、溶解性减少。
AgF AgCl AgBr AgI Cu2S Ag2S
易溶 2.0×10-4 2.9×10-5 2.7×10-7 2.0×10-17 6×10-18
Zn2+Cu2+Ag+极化性、变形性均大，CuCl、AgCl、AgOH、CuOH ZnS难溶
10、金属 Mg 由 s 轨道组合而成的导带已填满电子，但它仍是导体。为什么？
Mg原子的3p空轨道形成一个空能带该能带与3s能带发生部分重叠。这样，3s能带上的电子就可向3p能带移动了。因而事实上金属镁的确能导电。