武汉大学版无机化学课后习题答案(第三版)第11章分子结构..docVIP

分子结构 1. 试用离子键理论说明由金属钾和单质氯反应，形成氯化钾的过程？如何理解离子键没有方向性和饱和性？ 答：KCl 的形成表示如下： K(s)?K+(g)+e Cl2?Cl(g) Cl (g) +e ? Cl-(g) K+(g) + Cl-(g) =KCl (s) 离子键的本质是静电作用力，由于离子的电荷分布是球形对称的，因此它对异号离子的引力可以是任何方向，也就是没有方向性；一个离子的周围，能容纳多少个异离子，是随离子的半径变化而变化的，它没有固定的配位数，所以说离子键没有饱和性。 2.用下列数据求氢原子的电子亲和能。 答：电子亲和能为下列反应的焓变，它由(5)-(4)-(3)-(2)-(1)得到： 3. ClF的解离能为，ClF的生成热为－56kJ/mol-1，Cl2的解离能为238kJ/mol-1，试计算F2(g)的解离能。 解：据题意： （1） ClF(g) = Cl(g) +F(g) ΔH1 = 246 kJ·mol-1 （2）Cl2(g) +F2(g) = ClF(g) ΔH2 = －56kJ/mol-1 （3）Cl2(g) = 2Cl(g) ΔH3 = 238kJ/mol-1 2?（1）＋2?（2）－（3）得 F2 (g) = 2 F (g) ΔH ＝2 ΔH1+2ΔH2－ΔH3 ＝2?246－2?56－238 ＝142 kJ / mol-1 4. 试根据晶体的构型与半径比的关系,试判断下列AB型离子化合物的晶体构型： BeO NaBr CaS RbI BeS CsBr AgCl 解：查表求各离子的Pauling半径如下表： Pauling半径(pm) 离子 Be2+ Na+ Ca2+ Rb+ Cs+ Ag+ O2+ Br- S2- I- Cl- 半径 31 95 99 148 169 126 140 195 184 216 181 计算各物质的正负离子半径比以及相应晶体构型如下表： 物质 BeO NaBr CaS RbI BeS CsBr AgCl 半径r+/r- 0.211 0.487 0.538 0.685 0.168 0.867 0.696 晶体构型 ZnS NaCl NaCl NaCl ZnS CsCl NaCl 5.试从电负性数据，计算下列化合物中单键的离子性百分数各为多少？ NaF AgBr RbF HI CuI HBr CsCl 解：查表求出各元素的Pauling电负性数据如下表： 元素 Na Ag Rb H Cu(I) Cs F Cl Br I 电负性 0.93 1.93 0.82 2.2 1.9 0.79 3.98 3.16 2.96 2.66 各物质的电负性差和相应的离子性百分数如下表： 物质 NaF AgBr RbF HI CuI HBr CsCl 电负性差 3.05 1.03 3.16 0.46 0.76 0.76 2.37 单键离子性百分数（％） 90 22 91 6 13 13 74 6. 如何理解共价键具有方向性和饱和性？ 解：共价键是指两个原子间的化学键力通过共享电子而达到的稳定饱和结构的结合力。共享电子对是在两个原子提供的原子轨道上运动的，两个原子提供的轨道必须按一定的方向重叠，才能具有最大的重叠区域，所以说共价键具有方向性，当原子通过共享电子达到稳定饱和结构后，就不可能再发生共享电子了，所以说，共价键具有饱和性。 7. BF3是平面三角形的几何构型，但NF3却是三角锥型，试用杂化轨道理论加以说明。 解：在BF3分子中，B原子价电子数为4，B以sp2杂化，三个电子分布在三个杂化轨道中分别与F原子形成三个共价键，垂直于分子平面的B原子2p空轨道同时与三个F原子的平行的2p轨道电子形成四中心6电子键。 在NF3分子中，N原子价电子数为3，价轨道数为4，它用sp3杂化轨道与三个H原子形成三个共价键，另外一个杂化轨道上占有孤电子对，这种不等性的sp3杂化，使形成的NF3分子具有三角锥形结构。 解：(a) (1)不合理，中心原子N的价电子数为10个，不符合饱和结构； (2)不合理，端边N原子的价电子数超出N原子的实际数目； (3)合理，单键可以看作是由N原子提供的配位键； (4)不合理，端边N原子的周围电子数不达到饱和结构； (5)不合理，端边N原子的周围电子数不达到饱和结构； (6) 不合理，端边N原子的周围电子数不达到饱