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第六章 化学键理论
本章总目标:
1:掌握离子键、共价键与金属键得基本特征以及它们得区别;
2:了解物质得性质与分子结构与键参数得关系;
3:重点掌握路易斯理论、价电子对互斥理论、杂化轨道理论以及分子轨道理论。
4:熟悉几种分子间作用力。
各小节目标:
第一节:离子键理论
1:掌握离子键得形成、性质与强度,学会从离子得电荷、电子构型与半径三个方面案例讨论离子得特征。
2:了解离子晶体得特征及几种简单离子晶体得晶体结构,初步学习从离子得电荷、电子构象与半径三个方面来分析离子晶体得空间构型。
第二节:共价键理论
1;掌握路易斯理论。
2:理解共价键得形成与本质。掌握价键理论得三个基本要点与共价键得类型。3:理解并掌握价层电子对互斥理论要点并学会用此理论来判断共价分子得结构,并会用杂化轨道理论与分子轨道理论来解释分子得构型。
第三节:金属键理论
了解金属键得能带理论与三种常见得金属晶格。
第四节:分子间作用力
1:了解分子极性得判断与分子间作用力(范德华力)以及氢键这种次级键得形成原因。
2;初步掌握离子极化作用及其强度影响因素以及此作用对化合物结构及性质得影响。
习题
一 选择题
1、下列化合物含有极性共价键得就是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、KClO3 B、Na2O2 C、 Na2O D、KI
2、下列分子或离子中键能最大得就是( )
A、 O2 B、O2 C、 O22+ D、 O22
3、 下列化合物共价性最强得就是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、LiI B、CsI C、 BeI2 D、MgI2
4、极化能力最强得离子应具有得特性就是( )
A、离子电荷高,离子半径大 B、离子电荷高,离子半径小
C、离子电荷低,离子半径小 D、离子电荷低,离子半径大
5、 下列化合物中,键得极性最弱得就是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、FeCl3 B、AlCl3 C、 SiCl4 D、PCl5
6、对下列各组稳定性大小判断正确得就是( )
A、O2+＞O22 B、 O2＞O2 C、 NO+＞NO D、 OF＞OF
7、 下列化合物中,含有非极性共价键得离子化合物就是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、H2O2 B、NaCO3 C、 Na2O2 D、KO3
8、下列各对物质中,就是等电子体得为( )
A、O22与O3 B、 C与B+ C He与Li D、 N2与CO
9、 中心原子采取sp2杂化得分子就是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、NH3 B、BCl3 C、 PCl3 D、H2O
10、下列分子中含有两个不同键长得就是( )
A 、CO2 B、SO3 C、 SF4 D、XeF4
11、 下列分子或离子中,不含有孤电子对得就是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、 H2O B、 H3O+ C、 NH3 D、 NH4+
12、氨比甲烷易溶于水,其原因就是( )
A、相对分子质量得差别 B、密度得差别
C、 氢键 D、熔点得差别
13、 下列分子属于极性分子得就是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、 CCl4 B、CH3OCH3 C、 BCl3 D、 PCl5
14、下列哪一种物质只需克服色散力就能使之沸腾( )
A、HCl B、CH3Cl C、CCl4 D、NH3
15、 下列分子中,中心原子采取等性杂化得就是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、 NCl3 B、SF4 C、 CH Cl3 D、H2O
16、下列哪一种物质既有离子键又有共价键( )
A、NaOH B、H2O C、CH3Cl D、SiO2
17、 下列离子中,中心原子采取不等性杂化得就是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、 H3O+ B、 NH4+ C、 PCl6 D、BI4
18、下列哪一种分子得偶极矩最大( )
A、HF B、HCl C、HBr 　D、HI
19、 下列分子中,属于非极性分子得就是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、SO2 B、CO2 C、 NO2 D、ClO2
20、下列分子或离子中,中心原子得杂化轨道与NH3分子得中心原子轨道最相似得就是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、 H2O B、 H3O+ C、 NH4+ D、 BCl3
21、下列分子或离子中,构型不为直线形得就是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、 I3+ B、 I3 C、 CS2 D、 BeCl2
22、 下列分子不存在Ⅱ键得就是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、 COCl2 B、 O3 C、SOCl2 D、 SO3
23、 下列分子中含有不同长度共价键得就是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、 NH3 B、 SO3 C、 KI3 D、 SF4
24、 下列化合物肯定不存在得就是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)
A、 BN B、 N2H4 C、 C2H5OH D、 HCHO
二 填空题
1、比较大小(《无机化学例题与习题》吉大版)
(1)晶格能 AlF3 AlCl3 NaCl KCl
(2)溶解度 CuF2 CuCl2 Ca(HCO3) NaHCO3
2、NO+、NO2、NO2得几何构型分别就是 、 、 、其中键角最小得就是 。
3、 给出晶宝包中离子总数:立方ZnS ; NaCl ;CsCl 。(《无机化学例题与习题》吉大版)
4、CO2就是 分子;SO2就是 分子;BF3就是 分子;NF3就是 分子;PF5就是 分子。
5、 下列各物质中,就是CO得等电子体得有 。
NO, O2, N2, HF, CN。(《无机化学例题与习题》吉大版)
6、惰性气体由于存在 ,可在高压、温度极低时液化,而且随着 增加,其沸点升高。
7、下列分子或离子中键角有大到小排列得顺序就是 。(《无机化学例题与习题》吉大版)
①BCl3 ②NH3 ③H2O ④PCl4+ ⑤HgCl2
8、CS2分子空间构型就是直线形,C原子以2个sp杂化轨道分别与2个硫原子形成共价键。CS2分子就是 分子;Cl2O分子得空间构型就是V形,O原子以2个
杂化轨道分别与2个Cl原子形成共价键。Cl2O分子就是 分子。
9、离子极化得发生使键型由 向 过渡,通常表现出化合物得熔、沸点 。
10、离子相互极化使Hg2+与S2结合生成得化合物得键型有 向 转化,化合物得晶型有 向 转化,通常表现出化合物得熔沸点 ,颜色 ,溶解度 。(《无机化学例题与习题》吉大版)
三 问答题
1、用VB法与MO法分别说明为什么H2能稳定存在,而He2不能稳定存在？
2、下列情况要克服哪种类型得吸引力(除了色散力)？
a 冰融化
b NaCl溶于水
c MgCO3分解为MgO
d I2溶于CCl4中
3、下列分子中,哪些就是极性得？哪些就是非极性得？为什么？(《无机化学例题与习题》吉大版)
CH4、CHCl3、CO2、BCl3、H2S
4、画出下列物质得结构图。指出化学键得类型。哪些分子中有键？键就是否有极性？分子就是否有极性？
H2、HCl、H2O、CS2、NH3、NaF、C2H4、Cu
5、试用分子轨道能级图写出N2与O2得形成过程,并比较两分子得键级、稳定性大小。
6、说明卤素单质得熔、沸点随原子序数增加而递增得原因。
F2、Cl2、Br2、I2
7、氟化硼分子就是否有极性,为什么？氟化硼、氯化硼、溴化硼就是路易士酸还就是路易士碱？
8、判断下列分子或离子得中心原子杂化类型:
A、 PCl6 B、 XeF2
C、 SO2 D、 SCl2
E、 OF2
9、应用价电子对互斥理论画出下列化合物得空间构型,确定杂化类型、化学键数,并标出孤电子对得位置。
A、 XeOF4 B、 ClO2 C、 IO65
D、 PCl3 E、 I3
10、根据价电子对互斥理论画出下列分子(离子)得空间构型并写出中心原子得杂化轨道类型,标出孤电子对与键。
①COCl2 ②ICl4 ③NO3
④SO2 ⑤SF4
11、判断下列各组分子之间存在何种形式得反正间作用力。(《无机化学例题与习题》吉大版)
(1)CS2与CCl4 (2)H2O与N2 (3)CH3Cl (4)H2O与NH3
12、在H2、CH4、CH3Cl 与H2O中,分别存在何种类型得分子间作用力？
四 计算题
1、锂得升华焓为519KJ/mol,氟化锂固体得生成热为612KJ/mol。求氟化锂得晶格能就是多少？将所得值与氯化钠得相应值比较,并解释两者之差别。
2、利用下列数据求碘化钾得生成热
△H0(KJ/mol)
K(s)=K(g) +89、96
K(g)=K+(g)+e +418、40
1/2I2(g)=I(g) +213、38
I(g)+e=I(g) 310、45
I(g)+ K+(g)=KI(s) 631、78
1/2I2(g)= 1/2I2(s) +31、13
参考答案
一 选择题
1、 A 2、 C 3、 C 4、 B 5、 D 6、 C 7、 C 8、 D 9、B 10、 B 11、 D 12、 C 13、B 14、C 15、C 16、A 17、A 18、A 19、B 20、B 21、A 22、C 23、B 24、C
二 填空题
1、 (1)>,>;(2)<,<。
2、 直线型,角型,角型;NO2
3、 8,8,2
4、 极性;非极性;极性;非极性
5、 N2,CN
6、 色散力,色散力
7、5>1>4>2>3
8、 直线型或非极性,sp3不等性,极性或角型
9、 离子键,共价键,降低
10、离子键,共价键,离子晶体,分子晶体,降低,加深,减小
三 问答题
1、答:氢得电子层结构为1s1,氦得为1s2。价键理论认为:He得电子层结构为1s,所有电子都已互相成对,当两个氦原子相互接近时,不能在相互配对, 因为氦原子没有未成对电子,所以不能形成He2分子。而氢得电子层结构为1s, 在1s轨道上有一个成单电子,当两个氢原子相互接近时,两个成单电子相互配对而形成稳定得化学键,故H2能稳定存在。分子轨道理论认为:如氦能形成He2,则该分子得分子轨道排布为:,其键极为(22)/2=0,说明不会形成He2,因为进入成键与反键轨道得电子数目一样多,总能量互相抵消。而对于H2来说,其分子轨道排布为: 键极为(20)/2=1,存在一个稳定得化学键,故H2能稳定存在。
2、答:a情况要克服氢键,诱导力、取向力;b 情况要克服离子键;c 情况要克服共价键;d 情况要克服色散力。
3、答:CH4、CO2与BCl3就是非极性分子,CHCl3就是极性分子。虽然上述5种分子它们得中心键均为极性键,但CH4、CO2、BCl3得分子空间构型就是完全对称得,所以为非极性分子。而CHCl3与H2S得分子空间构型不对称,所以为极性分子。
4、答:H2:H:H,非极性键,非极性分子
HCl:H:Cl,极性键,极性分子
H2O: 极性键,极性分子
CS2: 极性键,非极性分子,有键
NH3: 极性键,极性分子
NaF: Na+F 离子键(极性键),气态就是极性分子,固态就是离子晶体
C2H4: ,极性键,非极性分子,有键
Cu: 金属键,固态就是金属晶体
5、答:N2: 键极=(104)/2=3
两个N间形成一个键,两个键
O2: 键极=(106)/2=2,
形成一个键,两个三电子键
可见,稳定性:N2＞O2
6、答:卤素单质分子都就是非极性分子,分子间得作用力就是色散力,而色散力随着分子中电子数目得增加而增加,原子序数增加,色散力增大,分子变形性增加,所以熔点、沸点升高。
7、答:BF3中心原子B以sp2杂化轨道成键,分子空间构型完全对称,所以分子无极性。BF3、BCl3、BBr3都为缺电子化合物,它们就是路易士酸。
8、PCl6 (sp3d2); XeF2 (sp3d); SO2 (sp2); SCl2 (sp3); OF2 (sp3)
9、XeF4=5 ClO2 =2 IO65 =6
Xe采取sp3d2杂化 sp3杂化 sp3d2杂化

孤e对=1/2(824)=1; 孤e对=1/2(72×2+1)=2;孤e对=1/2(76×2+5)=0
构型:四方锥 角型 正八面体
PCl3=3 =2
发生sp3杂化 发生sp3d杂化

孤e对=1/2(51×3)=1 A B C
900孤孤: 0 2 2
900孤孤: 6 4 3
三角锥 A得排斥力最小:直线形
10、 COCl2sp2 sp3d2 sp2

平面三角型 平面正方形 平面三角形
无键 无键 有键
SO2 sp2 SF4sp3d SeF6 sp3d2

角型有键 四面体 正八面体
11、(1)色散力 (2)诱导力,色散力 (3)取向力,诱导力,色散力
(4)取向力,诱导力,色散力,氢键
12、答:在H2中,只存在色散力
在CH4中,只存在色散力
在CH3Cl中,存在色散力、取向力与诱导力
在H2O中,存在氢键、取向力、诱导力与色散力
四 计算题
1、解: Li(s)→Li(g) S=519KJ/mol
Li(s)+1/2F2(g)→LiF(s) △fH0= 612KJ/mol
求 Li+(g)+F(g)→LiF(s) U=？
由玻恩哈伯循环:

其中s为升华焓,I为电离势,D为F2得离解能,E为电子亲核能,△fH0为生成热,U为晶格能 有:△fH0= S +I+1/2D+E+U ∴U=△fH0 S 1/2DIE
而△fH0= 612KJ/mol, S =519KJ/mol ,E= 327、9KJ/mol , I=520KJ/mol ,D=155KJ/mol 故 U=6125191/2×155520(327、9)= 1400KJ/mol
NaCl(s)得晶格能为768KJ/mol,与LiF(s)得晶格能比较,可以发现LiF(s)得晶格能数值小,这主要就是由于晶格能与正负离子得大小成正比,F比Cl小,Li+比Na+也小,故LiF(s)得晶格能数值小。
2、解:设波恩哈伯循环如下:

△fH0=SI2+D+Y+SK+I+U
又知:SK=89、96KJ/mol ,SI2=31、13KJ/mol ,D=213、38KJ/mol ,I=418、4KJ/mol ,Y= 310、45KJ/mol ,U= 631、78KJ/mol ,
代入上式得:△fH0=31、13+213、38310、45+89、96+418、40+(631、78)
= 189、36KJ/mol