第十章共价键与分子间力首页难题解析学生自测
学生自测答案章后习题解答
题
难题解析[TOP]
例10-1试用杂化轨道理论说明乙烯分子的形成及其构型。
分析根据杂化轨道理论，形成乙烯分子时，C原子的价层电子要杂化。共价键形成时，σ键在成键两原子间能单独存在，且只存在一个； 键在成键两原子间不能单独存在，但可存在多个。乙烯分子中C原子的4个价电子分别与其它原子形成三个σ键，C、C原子间的双键中有一个是π键。三个σ键决定分子构型，因此C原子有三个原子轨道参与杂化，形成三个等性杂化轨道。
解乙烯分子C2H4中有2个C原子和4个H原子，每个基态C原子的价层电子组态为2s2 2p2，在形成乙烯分子的过程中，1个2s电子被激发到2p空轨道上，然后1个2s轨道和2个2p轨道杂化形成3个等同的sp2杂化轨道，彼此间夹角为120o。每个C原子的2个sp2杂化轨道各与1个H原子的1s轨道重叠形成2个C—H σ键；2个C原子间各以1个sp2杂化轨道互相重叠，形成1个σ键。由于2个C原子的这6个sp2杂化轨道处于同一平面，未参与杂化的2p z轨道则垂直于该平面，“肩并肩” 重叠形成1个π键，构成C＝C 双键。
乙烯分子中6个原子在一个平面上，分子呈平面构型。
例10-2 利用价层电子对互斥理论预测-
I的空间构型。
3
分析先确定中心原子的价电子对数，中心原子提供7个电子，配位提供
1个电子，加上负离子的电荷数，得价层电子数的总和再除以2。然后根据价层电子对构型和孤对电子决定-3I 的空间构型。
解 -3I 中有3个I 原子，我们可将其中1个I 作为中心原子，其余2个作为
配位体。中心原子I 有7个价电子，2个配位I 原子各提供1个电子，-3I 离子的
负电荷数为1，所以中心原子的价电子对数为 (7+2+1)/2＝5 。价层电子对构型为三角双锥，因配位原子数为2，说明价层电子对中有2对成键电子对和3对孤对电子，以3对孤对电子处在三角双锥的三角形平面上排斥能最小，所以-3
I 为直线型。 例10-3 试用分子轨道理论比较CO 和N 2的成键类型和键级。
分析 异核双原子分子的原子序数和≤14时，则符合分子轨道能级图10-13（b ）的能级顺序；＞14时，则符合分子轨道能级图10-13 (a)的能级顺序。 解 CO 分子中的电子总数为14，和N 2分子中的一样多，故CO 和N 2具有完全相同的分子轨道电子排布式、成键类型和键级。
它们的分子轨道式为 键级＝32
410＝ 这样的分子称为等电子体，它们具有某些相近的性质。如N 2的熔点和沸点分别为63K 和77K ，CO 的熔点和沸点分别为74K 和81K 。
例10-4 下列说法是否正确？说明理由。
(1) 非极性分子中不含极性键。
(2) 直线型分子一定是非极性分子。
(3) 非金属单质的分子间只存在色散力。
(4) 对羟基苯甲醛的熔点比邻羟基苯甲醛的熔点高。
解(1) 说法不正确。有的分子含极性键，但空间构型完全对称，键的极性可以相互抵消，因而是非极性分子。
(2) 说法不正确。双原子分子都是直线型，同核双原子分子化学键无极性，分子为非极性；异核双原子分子化学键有极性，分子为极性。多原子直线型分子中，若配体由相同原子形成，其空间构型对称，偶极距为零，分子为非极性。如CO2：O=C=O。而配体由不同原子所形成，其空间构型不对称，偶极距不为零，为极性分子。如H—C≡N。
(3) 说法不正确。非金属单质分子通常是非极性分子，分子间的作用力通常为色散力。但臭氧(O3) 分子的空间构型为V形，μ>0，为极性分子，故分子之间存在取向力、诱导力和色散力。
(4) 说法正确。对羟基苯甲醛存在着分子间氢键，而邻羟基苯甲醛存在着分子内氢键，对羟基苯甲醛分子间的作用力远大于邻羟基苯甲醛分子间的作用力，熔化对羟基苯甲醛时必须消耗额外的能量去破坏分子间氢键，故对羟基苯甲醛的熔点高于邻羟基苯甲醛的熔点。
例10-5 某一化合物的分子式为AB2，A属第六主族元素，B属第七主族元素，A和B在同一周期，它们的电负性值分别为3.44和3.98 。试回答下列问题：
(1) 已知AB2分子的键角为103o18 ，推测AB2分子的中心原子A成键时采取的杂化类型及AB2分子的空间构型。
(2) A-B键的极性如何？AB2分子的极性如何？
(3) AB2分子间存在哪些作用力？
（4）AB2与H2O相比，何者的熔点、沸点较高？
解 (1) 根据A 、B 的电负性值，可判断A 元素为O ，B 元素为F ，该分子为OF 2 。根据键角103o18?，知道该分子中O 原子以不等性sp 3杂化轨道与F 原子成键，两个单电子sp 3杂化轨道各与1个F 原子的单电子2p 轨道重叠形成p sp 3
σ-键，余下的2个sp 3杂化轨道各被1对孤对电子占据，对成键电子对产生较大的排斥，致使键角压缩（<109o28?），故OF 2分子的空间构型为“V”形。
(2) O —F 键为极性共价键。OF 2分子中键的极性不能抵消，为极性分子。
(3) OF 2分子间存在取向力、诱导力及色散力，其中色散力是主要的。
(4) OF 2分子中无H 原子，分子间不能形成氢键，而H 2O 分子间能形成氢键，故OF 2的熔点、沸点比H 2O 的低。 学生自测题 [TOP] 判断题 选择题 填空题 问答题
一、判断题（对的打√，错的打×）
1. 原子形成的共价键数目可以超过该基态原子的单电子数。
( )
2. 一般来说，共价单键是σ键，在共价双键或叁键中只有1个σ键。
( )
3. 氢键是有方向性和饱和性的一类化学键。
( )
4. 超分子化合物的分子之间是以共价键结合的。
( )
5. BF 3分子中，B 原子的s 轨道与F 原子的p 轨道进行等性sp 2杂化，分子的空间构型为平面三角形。 ( )
二、选择题（将每题一个正确答案的标号选出） [TOP]
