第第6章章分子结构和晶体结构分子结构和晶体结构1普通化学中国石油大学(华东)版作业题解(6章分子结构和晶体结构)1.分子中化学键具有方向性和饱和性的分子分子中化学键具有方向性和饱和性的分子有：有： Cl2、SiCl4、BF3、HgCl2、SiO22.分子中只存在分子中只存在键的分子有：键的分子有： SiH4、CH4、 SiO2、NH32普通化学中国石油大学(华东)版作业题解(6章分子结构和晶体结构)3.Cu+:Ar3d10， 18e构型构型; Cu2+:Ar3d9， 9 17e构型构型; Fe3+:Ar3d5， 9 17e构型构型; Fe2+:Ar3d6， 9 17e构型构型; Li+:1s2， 2e构型构型; Cl-:Ne3s23p6，8e构型构型; Sn2+:Kr4d105s2， 18+2e构型构型; Sn4+:Kr4d10， 18e构型构型; Bi3+:Xe5d106s2， 18+2e构型构型; K+:Ne3s23p6， 8e构型。构型。3普通化学中国石油大学(华东)版作业题解(6章分子结构和晶体结构)4.分子中有极性键的是：分子中有极性键的是：H2O、CO2、CH4、H2S、BF3 5.判断题判断题(1) KCl相对分子质量比相对分子质量比NaCl相对分子质量大，所以相对分子质量大，所以KCl的熔的熔点比点比NaCl高（高（ ）；）；(2)HCN是直线形分子，所以是非极性分子（是直线形分子，所以是非极性分子（ ）；）； (3)全由共价键结合的物质均形成分子晶体（全由共价键结合的物质均形成分子晶体（ ）；）；(4) 氯化氢溶于水后产生氯化氢溶于水后产生H+和和Cl-，所以所以HCl分子是由离子键分子是由离子键形成的（形成的（ ）；）； (5)极性分子之间的作用力就是取向力（极性分子之间的作用力就是取向力（ ） 。6.热稳定性由大到小为：热稳定性由大到小为：HFHClHBrHI4普通化学中国石油大学(华东)版作业题解(6章分子结构和晶体结构)7.化合物化合物中心原子的中心原子的杂化轨道类型杂化轨道类型分子的空间分子的空间构型构型分子有无极分子有无极性性 OF2sp3不等性杂化不等性杂化V型型有有SiH4sp3等性杂化等性杂化正四面体正四面体无无HgCl2sp等性杂化等性杂化直线型直线型无无SiHCl3sp3等性杂化等性杂化四面体四面体有有PCl3sp3不等性杂化不等性杂化三角锥三角锥有有5普通化学中国石油大学(华东)版作业题解(6章分子结构和晶体结构)8.BF3:中心原子中心原子B原子（原子（ 1s22s22p1）采取采取sp2等性杂化，分等性杂化，分子空间构型为：正三角形。（无极性）子空间构型为：正三角形。（无极性）NF3:中心原子中心原子N原子（原子（ 1s22s22p3）采取采取sp3不等性杂化，分不等性杂化，分子空间构型为：三角锥形。（有极性）子空间构型为：三角锥形。（有极性）9.NH3:中心原子中心原子N原子（原子（ 1s22s22p3）采取采取sp3不等性杂化，不等性杂化， 含有孤对电子的杂化轨道对其它三个成键轨道斥力较大，含有孤对电子的杂化轨道对其它三个成键轨道斥力较大，压缩键角，使三个成键轨道彼此的夹角小于压缩键角，使三个成键轨道彼此的夹角小于109 28 ，变成，变成107 18 。因而。因而N-H键的键角既不是键的键角既不是90 ，又不是，又不是109 28 ，而，而是是107 18 。14.解：各物质的分子间存在的作用力分别为：解：各物质的分子间存在的作用力分别为： Cl:色散力；色散力；CHCl3:色散力、诱导力、取向力；色散力、诱导力、取向力；H2O:色散力、诱导力、取向力、氢键；色散力、诱导力、取向力、氢键；CH3OH:色散力、诱导力、取向力、氢键；色散力、诱导力、取向力、氢键；HF:色散力、诱导力、取向力、氢键；色散力、诱导力、取向力、氢键；BF3:色散力。色散力。6普通化学中国石油大学(华东)版作业题解(6章分子结构和晶体结构)15.(1)有些极性键形成的分子结构对称的分子为非极性分有些极性键形成的分子结构对称的分子为非极性分子，如子，如CO2、BF3、CH4。(2)极性分子或非极性分子之间均存在色散力。极性分子或非极性分子之间均存在色散力。(3)熔沸点高低取决于分子间作用力的大小，而分子的稳熔沸点高低取决于分子间作用力的大小，而分子的稳定性取决于分子内原子间共价键的强弱。（定性取决于分子内原子间共价键的强弱。（SiCl4熔沸点低熔沸点低是因其为分子晶体是因其为分子晶体）。）。(4)只有半径小而电负性大的元素如只有半径小而电负性大的元素如F、O、N的氢化物才的氢化物才可能存在分子间氢键。可能存在分子间氢键。(5)由共价键结合的物质可能是原子晶体或分子晶体。由共价键结合的物质可能是原子晶体或分子晶体。(6)两个单键一定都是两个单键一定都是 键，而双键是由一个键，而双键是由一个 键和一个键和一个 键组成的。键组成的。(7)HCl分子本身是由共价键形成的，溶于水后发生解离。分子本身是由共价键形成的，溶于水后发生解离。(8)极性分子之间的作用力不只是取向力，还包括色散力极性分子之间的作用力不只是取向力，还包括色散力和诱导力。和诱导力。7普通化学中国石油大学(华东)版作业题解(6章分子结构和晶体结构)16.解释：解释：(1)H2O分子之间存在氢键作用，大于普通的分子分子之间存在氢键作用，大于普通的分子间力，因而其沸点高于同族元素的氢化物。间力，因而其沸点高于同族元素的氢化物。(2)NH3 与与 H2O分子同属极性分子，且二者之间有氢键作用，分子同属极性分子，且二者之间有氢键作用，所以所以NH3 易溶于水；而易溶于水；而CH4为非极性分子，所以难溶于水为非极性分子，所以难溶于水（相似相溶原理）。（相似相溶原理）。(3) HBr 比比HCl分子量大，分子变形性大，色散力大，分子分子量大，分子变形性大，色散力大，分子间作用力强，所以沸点比间作用力强，所以沸点比HCl高；而高；而HF分子间有氢键作用，分子间有氢键作用，所以比所以比HBr沸点高。沸点高。(4)F2、Cl2、Br2、I2结构相似，分子量依次增大，因而分子结构相似，分子量依次增大，因而分子变形性增大，色散力增大，即分子间作用力逐渐增强，其变形性增大，色散力增大，即分子间作用力逐渐增强，其熔沸点也逐渐升高，所以常温下熔沸点也逐渐升高，所以常温下F2、Cl2为气体，为气体， Br2为液体为液体，而，而I2为固体。为固体。8普通化学中国石油大学(华东)版作业题解(6章分子结构和晶体结构)17.填空填空:(1)离子的外层电子构型等于离子的外层电子构型等于3s23p6的的+1价离子是价离子是K+，+2价离子是价离子是 Ca2+，+3价离子是价离子是Sc3+，-1价离子是价离子是Cl-，-2价离子是价离子是S2-。(2)CO2分子的空间构型是直线形，分子的空间构型是直线形，C原子以原子以2个个sp杂化轨道杂化轨道分别与分别与2个个O原子形成共价键；原子形成共价键；SO2分子的空间构型是折线分子的空间构型是折线形，形，S原子以原子以2个个sp2杂化轨道分别与杂化轨道分别与2个个O原子形成共价键。原子形成共价键。(3) 键是原子轨道以键是原子轨道以头碰头头碰头方式重叠，方式重叠， 键是原子轨道以键是原子轨道以肩并肩肩并肩方式重叠。方式重叠。(4)MgO 晶体比晶体比Mg晶体的延展性晶体的延展性差差，石墨晶体比金刚石的，石墨晶体比金刚石的导电性导电性好好，SiO2晶体的硬度比晶体的硬度比SiCl4晶体晶体大大，I2晶体晶体难难溶于溶于水。水。9普通化学中国石油大学(华东)版作业题解(6章分子结构和晶体结构)18.SiX4属分子晶体，而属分子晶体，而NaX属离子晶体，由属离子晶体，由SiF4到到SiI4随随分子量增大，分子间作用力增强，因而熔点逐渐升高，而分子量增大，分子间作用力增强，因而熔点逐渐升高，而由由NaF到到 NaI，随着随着X-离子半径增大，离子键减弱，因而离子半径增大，离子键减弱，因而熔点逐渐降低。熔点逐渐降低。10普通化学中国石油大学(华东)版作业题解(6章分子结构和晶体结构)19.物质物质晶格结点上的晶格结点上的微粒类型微粒类型微粒间作用力微粒间作用力类型类型晶体晶体类型类型熔点熔点（高低）（高低）熔融时的熔融时的导电性导电性(好差好差)BNB、N原子原子共价键共价键原子晶体原子晶体高高差差Ag金属原子、离金属原子、离子：子：Ag、Ag+金属键金属键金属晶体金属晶体高高好好干冰干冰CO2分子分子分子间力分子间力（色散力）（色散力）分子晶体分子晶体低低差差BaO离子离子:Ba2+、O2-离子键离子键离子晶体离子晶体高高好好BF3BF3分子分子分子间力分子间力（色散力）（色散力）分子晶体分子晶体低低差差O2O2分子分子分子间力分子间力（色散力）（色散力）分子晶体分子晶体低低差差HFHF分子分子分子间力、分子间力、氢键氢键分子晶体分子晶体低低差差11普通化学中国石油大学(华东)版作业题解(6章分子结构和晶体结构)20.试判断下列各组物质的熔点高低顺序，并作简单说明。试判断下列各组物质的熔点高低顺序，并作简单说明。(1)MgO NaF KF KCl随电荷增加随电荷增加、半径减少，离子键增强，熔点升高。半径减少，离子键增强，熔点升高。r(Mg) r(Na), r(F)r(O), r(Na)r(K), r(F)PBr3PCl3 PF3随分子量增大，色散力增大，即分子间力增强，熔点升高。随分子量增大，色散力增大，即分子间力增强，熔点升高。(3)NH3PH3NH3 分子间存在氢键。分子间存在氢键。(4)NaClMgCl2AlCl3SiCl4 NaCl是离子晶体，是离子晶体， MgCl2、AlCl3是过渡型晶体，是过渡型晶体，SiCl4是是分子晶体。（每一周期的氯化物由离子晶体过渡到分子晶分子晶体。（每一周期的氯化物由离子晶体过渡到分子晶体：正离子极化力越来越强，键型由离子键逐渐向共价键体：正离子极化力越来越强，键型由离子键逐渐向共价键过渡）过渡）12普通化学中国石油大学(华东)版作业题解(6章分子结构和晶体结构)21.(1)CH3OH易溶于水，含羟基（易溶于水，含羟基（OH），），且为极性分且为极性分子，有氢键作用。子，有氢键作用。(2) OCH3CCH3易溶于水，极性分子，且与易溶于水，极性分子，且与H2O分子之间分子之间有氢键作用。有氢键作用。(3)CHCl3微溶于水，极性分子，溶解度：微溶于水，极性分子，溶解度：2.5g/100gH2O(4)CH3 CH2OCH2 CH3 可溶于水，非极性分子，溶解度：可溶于水，非极性分子，溶解度：8g/100gH2O，-O-可与可与H2O形成氢键。形成氢键。(5) O HCH易溶于水，极性分子，且与易溶于水，极性分子，且与H2O分子之间有分子之间有氢键作用。氢键作用。(6)CH4难溶于水，非极性分子。难溶于水，非极性分子。13普通化学中国石油大学(华东)版作业题解(6章分子结构和晶体结构)