原子结构和分子结构复习.docx

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1、原子构造复习共振体在某些状况下，路易斯构造不能充分地描绘它所表示的离子或分子的性质。例如考虑SO 分子，我们可以得到如右图的构造：2这个构造意味着在 SO中存在着两种不同的硫氧键双键和单键，但2试验告知我们在 SO分子中只有一种键。特别是，我们觉察这两个键的键2长是相等的，均为 0.143nm。价键理论对这种状况的“解释”是假定在SO 中的每一个键是介于单、2双键之间的“杂化键”。而测得的键长为预期的单键和双键键长的中间值。这个事实也支持这种观点。为了在 Lewls 构造的范围内表达这个概念，我们有时写出两种构造：而它的真正的构造可介乎二者之间。在价键的术语中这类状态叫作共振体。共振概念的引入

2、就是为了合理处理单从Lewls 构造缺乏以描述物质(如二氧化硫等)性质的这类问题。另一必需求助于共振观点的是硝酸根离子。对硝酸根离子可以写出以下三种等价的构造，以解释试验观测结果，硝酸根离子在各种状况下三个氮氧键都是等同的。我们还会遇到分子和离子的其它例子；它们的性质也能用共振概念获得解释。在应用于构造描写时共振理论认为，在价键规章许可的范围内，当一个分子可以写出一 个以上的构造式时，则任何一个单独的经典价键构造式都不能正确地反映出真正的构造来， 这就意味着写出越多的合理的构造式越好，每一个构造式实际上代表一个并不存在的极限 体，分子的真正构造是这些可能的极限体的杂化体。也就是说，当用一个经典

3、的价键构造式 不能正确地反映出分子的真实状态时，可以用多种经典构造的叠加(共振)来近似地模拟真实 分子，目的是为了解决“不能有把握地用一种价键构造式归于某一分子”的困难，指出分子 是在“假设干个价键构造之间共振”的。这些共振构造式之间的差异仅是键或电子状态的不同， 原子核的位置在全部的构造式中都是一样的，在这种状况下，电子将具有比一个构造式时更 为广泛的运动自由度，即产生共振。下面几点对于我们怎样用共振构造式来描写一个分子是有用的。(1) 我们用双箭头符号来联结多个经典构造。双箭头即共振之意，仅是一个数学符 号，意味着将合理指定的经典构造加以综合而提出分子的真实构造。这些经典构造又称共振 构造

4、或极限构造，它们必需符合经典价键构造，但并不具有客观真实性，由于在基态时，它们从未存在过。(2) 写共振构造时，我们只能合理移动电子，原子核的位置在全部的共振构造中都得 以保存而全都，即构型不变原则。在大多数共振中并不涉及s 键而只是以不同的方式转变电子或未共享电子。就是说，只要移动p 电子或未共享电子就能写出某个分子的各个共振构造。而不是1同一物种的共振构造，由于H 移动了位置。(3) 全部的共振构造都应有合理的经典构造，即必需听从价键规章，各共振构造之间的能量也应大致相等。(4) 各共振构造的配对电子数及末成对电子数不变。个共振构造中配对的电子数不能分开成为两个未成对的单电子，如丁二烯的几

5、个共振构造中不会消灭双游离基式。共振论以共振构造及奉献大小反映电荷离域状况，一个共振构造只表示离域的一种极 限，电子的离域意味着体系能量降低。真实分子的离域范围实际上要比任何一种共振构造更 广。因此，它比任何一个我们能够写出的构造更为稳定。物种具有共振时比没有共振时要稳 定。共振构造数目越多，意味着离域范围越广，物种也越稳定。共振构造中比较稳定的，即具有较低能量的权限式对共振激化体(即其实构造)的奉献也较大，反映其实分子的性质也越 多。共振杂化体只代表一个物种，具有它本身特定的物理和化学性质而与任何一个共振构造 的性质不同，但我们可以用一个或几个奉献较大的共振构造来说明真实分子的性质。我们可以

6、依据化学的实践学问对各种可能的共振构造中那些最为重要即最为稳定和合理的作出推断。练习51、NCl 能否稳定存在? 并简述理由。2. 等电子体间具有相像的空间构型和成键形式，SO 、BF 、NO 、CO2互为等电子3333体。（1） 指出上述等电子体的空间构型和成键状况；（2） 为什么上述等电子体不包括SiO 2、O ？34（3） 列举与N2 为等电子体的分子或离子 4 种3、写出符合以下条件的相应的分子或离子的化学式：（1） 氧原子用 sp3 杂化轨道形成两个键。（2） 氧原子形成一个三电子键，氧原子形成两个键。（3） 硼原子用 sp2 杂化轨道形成三个键；硼原子用 sp3 杂化轨道形成四个

7、键。（4） 氮原子形成两个键；氮原子形成四个键。4、假设有一个分子只含有H、N、B 其，中HNB211，它的分子量为80.4，且觉察它是非极性分子，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。请画出它们的构造式，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5. 等电子体间具有相像的空间构型和成键形式，SO 、BF 、NO 、CO2互为等电子3333体。（1） 指出上述等电子体的空间构型和成键状况；（2） 为什么上述等电子体不包

8、括SiO 2、O ？34（3） 列举与N2 为等电子体的分子或离子 4 种6、1 臭氧是大气中一种微量成分，臭氧层的主要分布在距地面1535 km 处，它吸取了99%以上来自太阳的紫外线，保护了人类和生物免遭紫外辐射的损害。臭氧分子是否有极性？，请写出全部臭氧分子的 Lewis 构造式：。2 美国物理化学家 Lipscomb W 由于对硼烷和碳硼烷的争论成就卓著，而荣获 1976年诺贝尔化学奖。硼的最简洁氢化物是 B H 而不是 BH ，B H中 B 的杂化形式是，、263263但硼的卤化物却能以 BX形式存在，BFBCl3BBr3Lewis 酸性由大到小的的挨次是 3 ，对此挨次的解释是：

9、7. 7 分我国东方号宇宙火箭的燃料是 N H (CH ) ，助燃剂为 N O ，两者发生完223 224全燃烧时产生了巨大推力，让火箭携带卫星上天。N H (CH ) 中 N 的氧化数为 ，N O 中 N 的氧化数为 。223 224完全燃烧反响的化学方程式为 。试写出 N O 中 N、N 连接的一种 Lewis 构造式并标出形式电荷 。24N H24与 N O24比较， 的 NN 键长较长，其理由是 。8(4 分)美国和欧洲的科学家合作，在同温层觉察破坏臭氧的C1 O2。在该化合物中，氯2的氧化数为：氧的氧化数为。Cl O 的 Lewis 构造式为，22该分子中全部原子(填：共或不共)平面

10、。9. 以下各构造式中，最有可能的N O Lewis 构造式为2(A) N=N=O(B)NNO(C)NNO(D)N=O=N106 分固体A 中含N 73.7wt、H 26.3 wt，将A 放入水中，得到的溶液为纯 溶液，由于它与水发生了用方程式表示。固体 A 的合理构造式为 。11. (6 分)在 SeOF6化合物中，Se 和O 的实际氧化数分别为、 ；Se 原子采用 杂化方式，其几何构型名称是 。该化合物与苛性碱反响，其离子方程式为，它(填是或不是)氧化复原反响。12.(5 分)在液态SO 中，以物质的量比为 1:1 混合SbCl 和GaCl 得到一个化学式为GaSbCl2336的固态离子化

11、合物。其离子式为SbCl +GaCl 或者GaCl +SbCl ，这两种阳离子的几何2424构型名称分别为 和 ；这两种阴离子的几何构型名称分别为 和 。你认为该离子化合物最可能的离子式为。13、6 分H O 是一种绿色氧化剂，应用格外广泛。1979 年化学家将H O 滴入到含SbF22225的 HF 溶液中，获得了一种白色固体A。经分析，A 的阴离子呈八面体构造，阳离子与羟胺NH2OH 是等电子体。（1） 确定A 的构造简式。写诞生成A 的化学方程式。（2） 假设将H2O2 投入到液氨中，可到白色固体B。红外光谱显示，固态B 存在阴阳两种离子，其中一种离子呈现正四周体。试确定B 的构造简式。

12、（3） 上述试验事实说明H2O2 的什么性质？14、12 分某物质A 分子中仅含C、H、N、S 四种元素，经测定，C 的质量分数为 54.5%， n(N)：n(H)1：4。物质 A 不稳定，其空间构造类似于H2O2，分子中含有类似于苯环的基团。（1） 写出A 的化学式：（2） 写出A 全部可能的构造简式。3物质 A 不稳定的缘由是：标准答案：51NCl 不能稳定存在。由于 N 属于其次周期元素，其可以稳定存在的化合物的最大配位数是 4。2、1平面正三角形1 分 除 3 个 键外还有 1 个 6 大 键1 分42334n34（2） SiO 2和O 都不是AB 型。SiO 2是化学式1 分，它是S

13、iO 4以 2 个氧分别和另外 2 个 SiO 相联成长链或环状物质的化学式，不像 CO 2等那样是一个单独存在的离子单元1分；O4 的构型为 1 分。2（3） CO、NO、CN、C 22 分3、1H O 或醚 2O - ，O（3） BX ，BX - X 为卤族元素 4N ，NH + 或2季铵盐类2234244、1A：；B：z从立体几何的角度看，A 式为六元环构造，比 B 式三元环构造稳定，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 pp轨道上 3 对孤对电子与 3 个 B 原子的空 轨道形成 6 中心、6 电子的离域 键，而B

14、 式却z不能形成离域 键。所以A 式比B 式稳定。6（2） A：B、Nsp2 杂化，一个 6 ；B：B、Nsp3 杂化（3） 在成键状况下，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 键的形成是N 原子将孤对电子供给应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。5、1平面正三角形1 分 除 3 个 键外还有 1 个6 大 键1 分4（2） SiO 2和O 都不是AB 型。SiO 2是化学式1 分，它是SiO4以 2 个氧分别和34n34另外 2 个 SiO2 相联成长链或环状物质的化学式，不

15、像 CO32等那样是一个单独存在的离子单元1 分；O4 的构型为1 分。2（3） CO、NO、CN、C 22 分6、6 分 1-1 有1 分2 分1-2sp3 1 分BFBCl BBr1 分从 F Cl Br 的电负性考虑，BX的酸性333993应按BF，BCl ， BBr 挨次减弱，但BX 表现酸性要转变构造，首先翻开 6 的大 键，33334而垂直于平面的P 轨道形成的 键强弱则是随 F，Cl，Br 的挨次而减弱的 1 分其他合理构造亦可7. 7 分-2 1 分 +4 1 分N H (CH ) +2N O =3N +2CO +4H O1 分223 224222 2 分 N O1 分24由于

16、 N O 中的两个 N 原子带同号形式电荷， N、N 原子之间存在排斥力，所以24N O 的 NN 键长比 N H 中的 NN 键长要长。24241 分其它合理答案也给分106 分，每空 2 分 氨 NH+ H ONH H O + H NH +H523224116 分，每空 1 分6 0 sp3d2 正八面体(或变形八面体) 2 SeOF 16OH2SeO 2O 12F8HO 不是642212、 V 型 直线型 正四周体 变形四周体 SbCl +GaCl 2413、总 6 分1A：H O +SbF -2 分H O +HF+SbF -H O +SbF 2 分326225326（2） B：NH OOH1 分4（3） 说明H O2214、总 7 分既显酸性，又显碱性1 分1CN S H 3 分102 282 N 处于邻位、间位、对位2 分3由于分子中存在SS 键，键能较小1 分，再加上硫原子呈 sP3 杂化，因此简洁断裂，不稳定1 分