高中化学奥林匹克竞赛专题练习：专题五 分子结构.doc

专题五 分子结构
姓名 得分
1、写出下列几种物质的Lewis结构：
（1）H2O3（火箭燃料）
（2）NaOCl（漂白剂）
（3）C2H6SiCl2（二甲基二氯硅烷，硅橡胶的原料）
2、NCl5能否稳定存在? 并简述理由。
3、利用价层电子对互斥理论判断下列分子和离子的几何构型（总数、对数、电子对构型和分子构型）
AlCl3 　H2S 　SO 　NH 　NO2 　IF3
4、写出符合下列条件的相应的分子或离子的化学式：
（1）氧原子用sp3杂化轨道形成两个σ键 。
（2）氧原子形成一个三电子π键 ，氧原子形成两个π键 。
（3）硼原子用sp3杂化轨道形成三个σ键 ；硼原子用sp3杂化轨道形成四个σ键 。
（4）氮原子形成两个π键 ；氮原子形成四个σ键 。
5、（1）画出NH3和NF3分子的空间构型，并用σ＋和σ－表示出键的极性。
（2）比较这两个分子极性大小并说明原因。
6、丁二烯是一个平面形分子，试确定它的成键情况。
7、在地球的电离层中，可能存在下列离子：ArCl＋、OF＋、NO＋、PS＋、SCl＋。请你预测哪种离子最稳定，哪种离子最不稳定。说明理由。
8、在极性分子中，正电荷重心同负电荷重心间的距离称偶极长，通常用d表示。极性分子的极性强弱同偶极长和正（或负）电荷重心的电量（q）有关，一般用偶极矩（μ）来衡量。分子的偶极矩定义为偶极长和偶极上一端电荷电量的乘积，即μ＝d·q。试回答以下问题：
（1）HCl、CS2、H2S、SO2 4种分子中μ＝0的是 ；
（2）对硝基氯苯、邻硝基氯苯、间硝基氯苯，3种分子的偶极矩由大到小的排列顺序是： ；
（3）实验测得：μPF3＝1.03德拜、μBCl3＝0德拜。由此可知，PF3分子是 构型，BC13分子是 构型。
（4）治癌药Pt(NH3)2Cl2具有平面四边形结构，Pt处在四边形中心，NH3和Cl分别处在四边形的4个角上。已知该化合物有两种异构体，棕黄色者μ＞0，淡黄色者μ=0。试画出两种异构体的构型图，并比较在水中的溶解度。
构型图：
淡黄色 ，棕黄色 ；
在水中溶解度较大的是 。
9、填表：
分子或离子
NO2
SO3
NH
TeCl4
IF5
中心原子杂化类型

中心原子孤电子对数

分子中σ键数

分子中π键数

分子形状

10、已知NO、CO互为等电子体，为什么不包括SiO、PO？
11、假设有一个分子只含有H、N、B其，中H︰N︰B＝2︰1︰1，它的分子量为80.4，且发现它是非极性分子，抗磁性分子。
（1）此分子有两种可能构型A和B，其中A比B要稳定。请画出它们的结构式，并说明为什么A比B要稳定？
（2）说明A和B分子中化学键的类型；
（3）说明A和B分子为什么是非极性抗磁性分子；
（4）标明A分子中成键骨架原子的形式电荷，并简述理由。
12、请就BF3的有关知识回答下列问题：
（1）几何构型及其成键情况；
（2）分子是否有极性？
（3）如果把BF3与乙醚放在一起，BF3键长从130pm增加到141pm，试问所成新化合物的成键情况及其极性如何？

专题五参考答案：
1．(1)    (2)    (3)
2．NCl5不能稳定存在。因为N属于第二周期元素，其可以稳定存在的化合物的最大配位数是4。
3．解题思路：根据价层电子对互斥理论，计算单电子个数，价层电子对数，孤对电子对数，进而判断分子的构型（注意:必须考虑离子的价态！）

4、（1）H2O或醚 （2）O，O2 （3）BX3，BX（X为卤族元素） （4）N2，NH或季铵盐类
5、（1） （2）NF3分子的极性比NH3分子的极性小。在这两个分子中，都有一个sp3杂化轨道为N原子的一对孤对电子所占据。对NF3来说，N－F键的极性较大，而且偶极矩指向F原子，而N原子中由于孤对电子产生的偶极矩是指向孤对电子，方向正好与N－F键产生的偶极矩相反，抵消了N－F键产生的偶极矩，所以N－F分子的极性较小；对于NH3来说，N－H键产生的偶极矩指向N原子，与N原子中由孤对电子产生的偶极矩的方向相同，使N－H键的极性加强，所以NH3分子的极性大。
6、丁二烯是一个平面形分子，碳原子均采用sp2杂化，每个sp2杂化轨道中均有一个p电子，四个碳原子用sp2杂化以碰头方式形成9个σ键，每个碳原子还剩下一个p轨道形成∏键，结构为：
7、ArCl＋、OF＋、NO＋、PS＋、SCl＋分子离子的杂化及成键形式、键级、成键轨道的周期数的关系列于下表中：

杂化态
键的性质
键级
成键轨道的周期数
ArCl＋
sp3
σ
1
4～3
OF＋
sp2
1σ＋1∏
2
2～2
NO＋
sp
1σ＋2∏
3
2～2
PS＋
sp
1σ＋2∏
3
3～3
SCl＋
sp2
1σ＋1∏
2
3～3
由键级可知，NO＋、PS＋稳定，ArCl＋不稳定。由于NO＋成键轨道为2p和2s形成的键比PS＋用3p和3s成键更稳定，所以NO＋最稳定。
提示：本题主要考查键级对分子或离于稳定性的影响。一般来说，键级越大，分子越稳定。相同键级的分子则看成键轨道的能级大小，能级越低、成键越稳定。
8、（1）CS2 （2）邻＞间＞对 （3）三角锥形 （4）平面三角形
（5） ； ；棕黄色者
9、
分子或离子
NO2
SO3
NH
TeCl4
IF5
中心原子杂化类型
sp2
sp2
sp3
sp3d
sp3d2
中心原子孤电子对数
1/2
0
0
1
1
分子中σ键数
2
3
4
4
5
分子中π键数
1个∏

1个∏
0
0
0
分子形状
V
平面形
四面体
变形四面体
四角锥
10、NO与PO的结构不同在于PO中的P原子有d轨道成键，SiO是化学式，它是SiO以2个氧分别和另外2个SiO2相联成长链或环状物质的化学式，不像CO那样是一个单独存在的离子单元。
11、（1）A：； B：
从立体几何的角度看，A式为六元环结构，比B式三元环结构稳定，三元环的张力太大；从纯化学的角度看：A式中的N、B均以sp2杂化轨道成键；在A中，3个N原子的pz轨道上3对孤对电子与3个B原子的空pz轨道形成6中心、6电子的离域π键，而B式却不能形成离域π键。所以A式比B式稳定。
（2）A：B、N sp2杂化，一个∏；B：B、N sp3杂化
（3）在成键情况下，上面的两个式子中B、N都没有成单电子，所以都是抗磁性分子。
（4）
由于A式中的离域π键的形成是N原子将孤对电子提供给B原子（B原子是缺电子原子），综合考虑，N原子因而少电子，因此N原子显示正电荷，B原子显示负电荷。
12、（1）B为sp2杂化，平面分子，有大π键∏；（2）非极性，因结构对称；（3）B由sp2杂化变为sp3杂化。因B缺电子，有空轨道，能接受乙醚分子中O的孤对电子，形成新的化学键。