化学键与分子结构

一、教学基本要求

1．认识化学键的本质；

2．掌握离子键的形成及其特点；

3．掌握离子的特征和离子极化概念；

4．掌握价键理论的内容并会用价键理论解释共价键的特征：会用价电子对互斥理论和杂化轨道理论解释简单的分子结构；

5．初步认识分子轨道的基本内容和表示方法，掌握第二周期元素的分子轨道特点；

6．了解金属键理论，特别是能带理论，会用能带理论解释固体分类；

7．认识分子间作用力和氢键的本质，会用其解释对物质性质的影响。

二、要点

1．化学键

分子或晶体内部原子之间强烈的相互作用称为化学键，它有三种基本类型：离子键、

共价键和金属键。化学键的强弱不同，其强度可用键能表示，一般约在30 ~ 150

kJ·mol-1。

2．离子键理论

源于金属与非金属间电子的转移而产生的化学键类型。离子键中有正、负离子之分，它们之间通过静电引力吸引牢牢结合在一起。

3．离子的特征

离子键的强度与离子的电荷、构型和半径有密切关系。

4．离子半径

注意离子半径的分类和核间距的概念。

5．晶格能

用来描述离子键强度大小的度量，也用来比较离子化合物和晶体的稳定性。定义为

1mol的离子晶体解离为自由气态离子时所吸收的能量。可由Born-Haber循环根据

实验数据间接求出，也可从理论上计算得出。

6．Lewis结构

共价键最早被描述为共用电子对，Lewis结构用图形表达这些电子对如何被共用。

这里有一些成对的概念：电子对键又叫共价键，包括共价单键、共价双键、共价重

键；给予体原子和接受体原子；非极性共价键和极性共价键。

7．形式电荷和氧化数

Lewis结构中原子的形式电荷是指电子对被成键原子同等程度地共用时原子所带的

电荷；而一个元素的氧化数（它与物种的Lewis结构无关）则指分子中的电子转移到一个原子或从一个原子移走的程度。

8．键的离子性百分率

从极性大小的角度，可将非极性共价键（极性最弱，等于零）和离子键（极

性最强）看作极性共价键的两个极端。极性的大小依赖于成键原子的电负性

差值。常用来表示键的离子性百分率和它所连结的那个原子之间的电负性

之差的经验公式之一是Hannay-Smyth公式：离子性% = 16 (Δx) + 3.5 (Δx)2

9．价键理论

简称VB理论，又称电子配对理论。能说明共价键形成的本质，解释共价键的特点（具有方向性和饱和性）。共价键的类型包括σ键和π键，另外还有δ键。10．键参数

表征化学键性质的物理量，如键级、键能、键角、键长和键的极性等。一般可以通过分子的价键结构和键参数等数据，定性或半定量地解释分子的某些性质。11．杂化轨道理论

杂化轨道理论解释了分子的Lewis结构式与实际结构之间的矛盾。能量相近的原子轨道的杂化（重新组合）改变了原有轨道的形状、成分和能量，增加了成键能力。12．价层电子对互斥理论

简称VSEPR理论。Lewis思维的简单延伸。基于中心原子价电子层中电子对的相互排斥，预示分子或多原子离子排布可能结构的一种理论。

13．分子轨道理论

简称MO理论。描述化学成键作用的重要方法，它是指伸展向两个或多个原子的波函数，分子轨道通常由原子轨道的线性组合而成，必须符合对称性匹配原则、能量近似原则和最大重叠原则。n条原子轨道形成n条分子轨道。大约一半为成键轨道，一半为反键轨道，其余为非键轨道。能量最低的成键轨道和能量最高的反键轨道通常是由能量相同的轨道重叠而得的。

14．金属键理论

主要指能带理论，形成分子轨道的概念可方便地推广至含有无限个原子的固体物质，固体中轨道的重叠形成由能隙隔开的能带。

15．分子间作用力

即范德华力。它包括取向力、诱导力和色散力。

16．氢键

氢原子与电负性大的非金属元素形成共价键时电子对被强烈吸向后者而本身几乎成为“裸”质子，导致该氢原子能以静电引力作用于相邻共价键中电负性大的原子形成了氢键，成为两个电负性大的原子之间的桥原子。

17．点阵

点阵是根据晶体结构的周期性抽象出来的一组点。这组点在三维空间按一定周期重复，构成一个点阵。点阵是一组无限的点，连接其中任意两点可得一向量，将此向量平移，当向量的一端落在任意一点阵点时，向量的另一端必定也落在点阵中的另一点上，点阵中的每个点都具有相同的周围环境。

18．晶胞

是能反映晶体对称性的最小构造单位。它是组成晶体的最小基本单位，将一个个晶胞前、后、上、下、左、右并置起来就得到整个晶体结构。

19．晶胞参数

任何点阵结构都可分解为某种平行六面体的单位点阵，其特征可用三维方向的长度和两两相夹的角度表征，这6个参数称做点阵参数，又叫晶胞参数。

20．晶系

晶胞的7种对称性分类。它包括立方、六方、四方、三方、正交、单斜及三斜。

21.离子的极化和离子的变形性

离子间除静电引力外，诱导力起着很重要的作用。由于阳离子具有多余的正点荷，较小的半径，而且在外壳上缺少电子，它对相邻的阴离子会起诱导作用，这种作用称做离子的极化。阴离子半径较大，在外壳上有较多的电子容易变形，在被诱导过程中能产生瞬时的诱导偶极，这种性质成为离子的变形性。

22. σ键和π键

以“头碰头”的方式简单重叠或在成键原子间通过杂化的原子轨道与其成键原子核

间的连线方向重叠而形成的键型称为σ键。p 或d 轨道以“肩并肩”方式重叠并在

成键原子间连线上下区域形成电子云密度集中区域的键型称为π键。

三、 学生自测练习题

1．是非题（判断下列各项叙述是否正确，对的在括号中填“√”，错的填“×”）

1．1 金属和非金属原子化合物必形成离子键化合物。 （ ）

1．2 离子键化合物中, 离子总是形成8电子结构。因为只有8电子结构是

稳定的。 （ ）

1．3 Li +和H -这两个阳、阴离子不论相距多少距离，总是相互吸引的。 （ ）

1．4 当2个原子形成共价键时，可以是σ加π键，也可以都是σ键。 （ ）

1．5 C 和O 的电负性差值很大，为此CO 中键的极性很大。 （ ）

1．6 破坏NH 3中三个键需要的能量(1170 kJ·mol -1)大于破坏N 2的键(941 kJ·mol -1)，

但常温下N 2却比NH 3稳定得多，这是因为分子的反应性

主要与破坏第一个键所需的能量有关。 （ ）

1．7 -

+-22222O ,O ,O ,O 的键级分别为1，2，2.5和1.5，因此它们的稳定性次序

为--+>>>22222O O O O 。 （ ） 1．8 下列化合物中正离子的极化能力大小顺序为

ZnCl 2 > FeCl 2 > CuCl 2 > KCl （ ）

1．9 相同原子的双键的键能等于其单键键能的2倍。 （ ）

1．10 SnF 4，XeF 4，CCl 4，SnCl 4分子的几何构型均为正四面体。 （ ）

1．11 NaCl 和NaH 都是离子晶体，但后者远不如前者稳定。 （ ）

1．12 由于Si 原子和Cl 原子的电负性不同，所以SiCl 4分子具有极性。 （ ）

1．13 与共价键相似，范德华力具有饱和性和方向性。 （ ）

1．14 在S-Cl ，Si-Cl ，Al-Cl ，P-Cl 四种化学键中，键的极性最大的是Si-Cl 键。

（ ）

1．15 根据原子基态电子构型，可以判断若有多少个未成对电子就能形成多少个

共价键。 （ ）

1．16 直线形分子X-Y-Z 是非极性的。 （ ）

1．17 SF 4，N 2O ，XeF 2，IF 3价层均有5对价电子对，但这些分子的空间构型却

不相同，这些分子的空间构型分别是变形四面体、直线形、直线形、T 形。

( )

1．18 原子在基态时没有成对电子，就不能形成共价键。 （ ）

1．19 分子中的π键电子，不决定分子的几何构型，只能影响键角的大小。

（ ）

1．20 H 3BO 3分子中存在O-H 键，因此在H 3BO 3的分子间或分子内都能形成氢键。

（ ）

2．选择题（选择正确答案的题号填入）

2．1 OF 2的杂化类型为 （ ）

a. sp 2

b. sp

c. sp 3

d. p 轨道成键

2．2 ClO -3的几何构型是 （ ）

b. V 形

c. 四面体形

d. 平面三角形

2．3 下列各组氟化物，全不是用杂化轨道成键的是 （ ） a. HF ，CaF 2，LiF b. OF 2，BF 3，PF 5

c. LiF ，SF 6，SiF 4

d. NF 3，BeF 2，AlF 3

2．4 按VSEPR 理论，BrF 3分子的几何构型为 （ ） a. 平面三角形 b. 三角锥形 c. 三角双锥形 d. T 字型

2．5 按VSEPR 理论，NO -2的键角∠ONO 应是 （ ） a. 大于120° b. 等于120°

c. 介于109.5 ～ 120°

d. 小于109°

2．6 分子中有两种键角的是 （ ） a. OCF 2 b. CH 3Cl c. PCl 3 d. 都有

2．7 键角按由小到大顺次排列的一组化合物是 （ ） a. SCl 2，PCl 3，BCl 3 b. SF 6，SF 4，BeF 2

c. H 2O ，SO 2，CO 2

d. 三组都是

2．8 极性由小到大顺次排列的一组分子是 （ ）

a. CO ，SCO

b. PF 5，PF 3

c. H 2S ，H 2O

d. 都是

2．9 都能形成氢键的一组分子是 （ ） a. NH 3，HNO 3，H 2S b. H 2O ，C 2H 2，CF 2H 2

c. H 3BO 3，HNO 3，HF

d. HCl ，H 2O ，CH 4

2．10 一个离子应具有下列哪一种特性，它的极化能力最强 （ ） a.离子电荷高、离子半径大 b.离子电荷高、离子半径小

c.离子电荷低、离子半径小

d.离子电荷低、离子半径大

2．11 下列分子中相邻共价键的夹角最小的是 （ ） a. BF 3 b. CCl 4 c. NH 3 d. H 2O

2．12 下列哪个分子中至少有二个不同长度的键 （ ） a. CO 2 b. SO 3 c. SF 4 d. XeF 4

2．13 在气态C 2中，最高能量的电子所处的分子轨道是 （ ）

a. σ2p

b. *2p σ

c. π2p

d. *2p π

2．14 互为等电子体的是 （ ）

a. CO ，NO ，NaH ，N 2

b. --+OCN ,N ,NO ,SO 322

c. 333-23

SO ,BCl ,NO ,CO - d. NH 3，PH 3，HCl ，C 2 2．15 氯苯的偶极矩是1.73 D ，预计对二氯苯的偶极矩是 （ ） a. 4.36 D b. 1.73 D c. 0 d. 1.00 D

3．填空题

3．1 按顺序（用符号 > 或 < ）排列下列各组物质的性质

a. BaO ，CaO ，NaI ，MgO ，NaBr 的晶格能大小 。

b. K ，As ，Cl ，Cs ，Ni 的电离能大小 。

3．2 COCl 2（∠ClCCl = 120°，∠OCCl =120°）中心原子的杂轨道类型是 ， 该分子中σ键有 个，π键有 个。PCl 3（∠ClPCl = 101°）中心原子

的杂化轨道是 ，该分子中有 个σ键。

3．3 用VSEPR 理论判断

物质 成键电子对数 孤电子对数 分子或离子的形状

XeF 4

-34AsO 3．4 原子轨道线性组合分子轨道的三条原则是

a. b. c.

3．5 下列分子或离子中，离域π键的类型（用符号标出）分别是：

a.SO 2

b. NO 2

c.ClO 2

d.-3NO d.-23CO

3．6 O 2的分子轨道式为 键级为 ，有无磁性 。

3．7 现有下列物质：BrF 5，CO 2，PCl 3，OF 2，HCHO ，H 3O +，SF 4

a. 分子中有π键，又是极性分子的是 。

b. 中心原子以sp 3杂化轨道成键，分子或离子的空间几何构型为V 型的是 。

c.中心原子以sp 3杂化轨道成键，分子或离子的空间几何构型为变形四面体 的是 。

d.中心原子价层电子对空间分布为八面体构型，分子或离子的空间几何 构型为四方锥的是 。

3．8 因为Ca 2+的极化作用 Mg 2+，所以CaCO 3的分解温度 MgCO 3。

3．9 冰融化要克服H 2O 分子间 、 、 和 作用力；S 粉溶于CS 2中要靠它们之间的 作用力。

3．10 下列各对分子间存在的相互作用力分别是：

a. CH 3Cl 和CCl 4分子之间存在

b. CH 3Cl 和CH 3Cl 分子之间存在

c. CCl 4和CCl 4分子之间存在

d. CH 3OH 和C 2H 5OH 分子之间存在

4．计算题

4．1 从以下热力学数据计算AlF 3的晶格能：

反 应

反应焓变1θm mol kJ -⋅/Δr H ①Al(g)→Al(g)

+326 ②Al(g)→Al 3+(g)+3e

+5138 ③2Al(s)→3F 2(g)→2AlF 3(s)

-2620 ④F 2(g)→2F(g)

+160 ⑤F(g)+e →F -(g) -350

4．2 查找BaO 的标准生成焓及其他有关数据，按Born-Haber 循环计算氧的第二

电子亲合能。

自测练习题答案

1． 是非题

1．1（×） 1．2（×） 1．3（×） 1．4（×） 1．5（×）

1．6（√） 1．7（√） 1．8（√） 1．9（×） 1．10（×）

1．11（√） 1．12（×） 1．13（×） 1．14（×） 1．15（×）

1．16（×） 1．17（√） 1．18（×） 1．19（√） 1．20（×）

2． 选择题

2．1（c ） 2．2（a ） 2．3（a ） 2．4（d ） 2．5（c ）

2．6（d ） 2．7（d ） 2．8（d ） 2．9（c ） 2．10（b ）

2．11（d ） 2．12（c ） 2．13（c ） 2．14（c ） 2．15（c ）

3．填空题

3．1 a. MgO > CaO > BaO > NaBr > NaI 。

b. Cs < K < Ni < As < Cl 。

3．2 sp 2, 3, 1, sp 3, 3。

3．3 4, 2, 四边形，4，0，正四面体。

3．4 能量相近，轨道最大重叠，对称性匹配。

3．5 533343Π ,Π ,Π ,Π ,Π。

3．6 ,)()()()()()()KK(1p 212P 22P 22P 22P 22s 22s y Z y X z

πππσσσ***π 2, 有。 3．7 a. HCHO, b. OF 2 c. SF 4 d. BrF 5

3．8 小于，高于。

3．9 取向力、诱导力、色散力、氢键, 色散力。

3．10 a. 诱导力、色散力； b. 取向力、诱导力、色散力；

c. 色散力；

d. 取向力、诱导力、色散力、氢键。

4．计算题

4．1 –5 9 kJ·mol -1。

4．2 –742 kJ·mol -1。

四、 课后习题

1 区分下列概念：

(a) 共价键和离子键；

(b) 共价键和配位键；

(c) 极性共价键和非极性共价键；

(d) 金属导电和离子导电；

(e) σ键和π键；

(f) d 2sp 3 杂化轨道和sp 3d 2 杂化轨道；

(g) 价键理论和分子轨道理论；

(h)成键分子轨道和反键分子轨道；

(i ) 定域键和离域键；

(j ) 导带、价带和禁带；

解答

（a）离子键：正离子和负离子之间的静电作用力；

共价键：原子和原子之间轨道重叠的程度（共用电子对）。

（b）共价键和配位键：是共价键理论中的一对概念。后者又叫配位共价键。前者的成键原子各自提供1个电子形成共用电子对；后者的共用电子对由成键原子的一方提供。

（c）极性共价键和非极性共价键：是共价键理论中的一对概念。前者共用电子对偏向两个键原子中的一个；后者共用电子对同等程度地属于两个成键原子。

（d）金属导电和离子导电：前者是自由电子导电；后者通过正、负离子在溶液或熔体中运动导电。

（e）σ键和π键：是共价键理论中的一对概念。前者重叠轨道的电子云密度绕键轴对称；后者重叠轨道的电子云密度绕键轴不完全对称。

（f）d2sp3杂化轨道：两条（n-1）d轨道、一条ns轨道和三条np轨道杂化而得的轨道。

sp3d2杂化轨道: 一条ns 轨道、三条np 轨道和两条nd 轨道杂化而得的轨道。（g）价键理论和分子轨道理论：它们是描述共价键的两种理论。前者用原子轨道重叠的概念解释共价键的形成，将共价作用力的实质解释为核间较大的电子密度对两核的吸引力。后者将分子看作一个整体，原则上不再承认分子中各原子原子轨道的个性，将共价键的形成归因于电子获得更大运动空间而导致的能量下降。（h）成键分子轨道和反键分子轨道：这是分子轨道理论中的一对概念。前者的能级低于成键原子原子轨道的能级；而后者恰相反。成键轨道上的电子将核吸引在一起；

反键轨道上的电子不但不能提供这种吸引力，而且使两核相互排斥。

（i）定域键和离域键：前者的成键电子属于两个成键原子，例如，H2O 分子中的两个O－H 键；后者的成键电子不属于某一两个特定的成键原子，例如金属中的自由电子都是成键电子，却不能将其分别归属于特定的金属离子。

（j）导带、价带和禁带：它们是金属键能带理论中的概念。导带一般为金属中的半充满能带，充满了的那一半能带中最高能级上的电子容易进入能量略高的另一能级（空着的那一半能带）使金属表现出导电性；价带是指金属中能量最高的全充满

能带，禁带则指两两能带之间的区域。

2 下列各对原子间分别形成哪种键？离子键，极性共价键或非极性共价键？

(a) Li, O; (b) Br, I; (c) Mg, H; (d) O, O; (e) H, O; (f) Si, O; (g) N, O; (h) Sr, F.

解答

主要形成离子键的：(a), (c), (h); 主要形成极性共价键的：(b), (e), (f), (g);主要形成非极性共价键的：(d).

3为什么离子键无方向性？金属键有方向性吗？

解答

由于离子键是由正、负离子通过静电吸引作用结合而形成的，而离子是带电体，它的电荷分布是球形对称的。因此只要条件许可，它可以在空间各个方向上施展其电性作用，即它可以在空间任何方向与带有相反电荷的离子相互吸引，所以说离子键没有方向性。

金属中自由电子与金属正离子间的作用力叫做金属健。因为自由电子是离域的，所以根据金属键的定义可知，金属键没有方向性。

4什么叫八隅律？下列物种中哪个（些）原子不服从八隅律？

H—H : F—F::O—Cl—O: : F—Xe—F :

. . . .. . . .. .. . . . . .

(a) (b) (c) (d)

. .. .┐2-

P H :O:

. . . .. . . .

:P P∶H C H O==C==O · O S O :

. . . . . . . .

H : O :

. . . .

(e) (f) (g) (h)

解答

八隅律：原子相互作用形成离子或分子时，趋于成为外层为8个电子的惰性元素的构型，该规则统称成为八隅律.

不符合八隅律的原子：(a)中的H（可看作符合）；(c)中的Cl；(d)中的Xe

5 写出下列分子和多原子离子的Lewis 结构式。

；(e) NO；(f) ONCl；

(a)H2O2；(b) OH-；(c) H2S；(d)IO-

4

(g) OF2；(h) BeH2；(i) POF3；(j)H2SO4；(k)PH+

；(l)CN-.

4解答

.. .. ..┐-..

（a）H—O—O—H （b）∶O—H （c）H—S—H

.. .. .. ..

..

∶O∶┐-

..|.. .. .. .. ....

（d）∶O—I—O∶（e）· N＝O （f）O＝N—Cl∶.. |.. .. .. ..

∶O∶

.. 氯化亚硝酰

..

∶F∶

.. .. .. .. ..

（g）∶F—O—F∶（h）H—Be—H （i）O P F∶.. .. .. .. ..

∶F

..

..

∶O∶H

..|.. | ┐+ ┐-

（j）H—O—S—O—H （k）H—P—H （l）∶C≡N∶

..|.. |

∶O∶H

.. 与NH+

4

同，鏻与N2同

6 写出AlCl3分子的路易斯结构式。（提示：该分子不服从八隅律，两个AlCl3分子在气

相结合为二聚分子Al2Cl6, 本题要求写出该二聚体的式子。）

解答

AlCl3二聚体的式子:

.. .. .. ..

∶Cl∶∶Cl Cl ∶Cl∶

| .. ↙..

Al Al Al

.. .. .. ..↗..

∶Cl Cl∶∶Cl∶

.. .. .. .. ..

AlCl3分子AlCl3二聚分子因为Al为缺电子原子。

7 用VSEPR 理论判断下列物种键角∠ONO 的变化趋势：

NO+

2；NO2；NO-

2

.

解答

确定中心原子（N，电负性小于O）→计算键对（BP，bonding pair）数目→计算孤对（LP，lone pair）数目→计算价对（VP，valence pair）数目→由VP判断中心原子周围电子对的排布方式→由LP 判断实际分子的几何形状。结果见表。

化合物BP LP VP 电子对排布分子形状

NO+2 2 0 [(5-4-1)/2] 2 线形直线

NO2 2 1 [(5-4)/2=0.5，进位] 3 三角平面角形

NO-2 2 1 [(5-4+1)/2] 3 三角平面角形

因为NO2中N原子的‘孤对’事实上是1个电子，而NO+

2

中N原子才真正的‘孤

对’，所以∠ONO变化趋势为：NO-

2> NO2 > NO+

2

.

8 试用VSEPR 理论判断下列分子和离子的几何形状：

(a) NO-

3；(b) NF3；(c) SO-2

3

；(d) ClO-

4

；(e) CS2；

(f) BO-3

3；(g) SiF4；(h) H2S；(i ) AsO-3

3

；(j ) ClO-

3

.

解答

化合物BP LP VP 电子对排布分子形状

NO-3 3 0 = [(5-6+1)/2] 3 三角平面三角平面

NF3 3 1 = [(5-3)/2] 4 四面体三角锥

SO-23 3 1 = [(6-6+2)/2] 4 四面体三角锥

ClO-4 4 0 = [(7-8+1)/2] 4 四面体四面体

CS2 2 0 = [(4-4)/2] 2 线形直线

BO-33 3 0 = [(3-6+3)/2] 3 三角平面三角平面

SiF4 4 0 = [(4-4)/2] 4 四面体四面体

H2S 2 2 = [(6-2)/2] 4 四面体角形

AsO-33 3 1 = [(5-6+3)/2] 4 四面体三角锥

ClO-3 3 1 = [(7-6+1)/2] 4 四面体三角锥

9 用分子轨道式表示下列气态同核双原子分子（如果能形成的话）的电子构型：Na2；Mg2；Al2；Si2；P2；S2；Cl2；Ar2.这些分子中那些具有顺磁性？（提示：由3s和3p原子轨道组合而成的分子轨道与2s和2p组合成的分子轨道具有相同的模式。）

解答

分子电子构型分子式轨道式

Na 2 [Ne][Ne] 23s σ

Mg 2 [Ne][Ne] 23s σ

2

3s *σ

Al 2 [Ne][Ne] 2

3s σ 2

3s *σ 1

3p y

π 13p z

π Si 2 [Ne][Ne] 23s σ

23s *σ

2

3p y π 23p z π

P 2 [Ne][Ne] 2

3s σ 2

3s *σ 2

3p y

π 23p z

π 2

3p z

σ

S 2 [Ne][Ne] 23s σ

23s *σ

2

3p y π 23p z π 2

3p x σ 1

3p y *π 13p z *π Cl 2 [Ne][Ne] 2

3s σ 2

3s *σ 2

3p y

π 23p z

π 23p x

σ 2

3p y

*π 23p z

*π

Ar 2

[Ne][Ne]

23s σ

23s *σ

2

3p y π 23p z π 2

3p x σ 2

3p y *π 23p z

*π 2

3p x

*σ 顺磁性物种：Al 2和S 2。

10 按键级和键长减小的顺序排列下述物种：

(a) O 2，O +

2，O -

2，O +

22，O -

22； (b) CN ，CN +，CN -. 解答

(a) 键级（括号中为数值）：O +

22(3) > O +

2(2.5) > O 2(2) > O -

2(1.5) > O -

22(1)

键长：O -

22 > O -

2 > O 2 > O +

2 > O +

22

(b) 键级（括号中为数值）：CN -(3) > CN(2.5) > CN +(2)

键长：CN + > CN > CN -

实际上与9题相同，只要能排列它们的分子轨道式，就能判断键级、键长。 11 绘出O 2和O 3分子的路易斯结构。两个化合物中O 原子采取那种类型的杂化轨道？分子

中各个键的键级是多少？

解答

..

O 2 O==O （错误！）， ..

不等性sp 杂性；键级为2。

.. .. .. .. .. .. O 3 ∶O —O==O （或O==O —O ∶） .. .. .. .. 中心氧原子为sp 2杂化，每个键的键级为1.5.

解答

钠原子的1s, 2s, 2p轨道组成的价带由于填满电子而成为满带，但它的3s轨道组成的成键轨道和反键轨道只有一半填满，即它是导带。有该导带存在，所以钠是电的良导体。

同理，钾也是电的良导体。

13 即使像Mg和Ca这样的碱土金属由s轨道组合而成的导带已填满电子，但它们仍是电的

良导体。解释这些金属的导电原理。

解答

碱土金属像Mg虽然由3s轨道组合而成的导带已填满电子，但因为它们的3p空轨道形成一个空能带，该能带与3s能带发生部分重叠，这样3s能带上的电子就可以移动到3p 能带了，因而，碱土金属Mg 就可以导电了。

同理，碱土金属Ca，Ba等也可以导电。

14 碘与氟形成一系列卤素互化物，IF；IF3；IF-

4；IF5；IF-

6

和IF7。它们当中的I原子各采

取哪种类型的杂化轨道？

解答

物种空间构型轨道杂化形式

IF 直线sp3

IF3 平面三角sp3d

IF-4平面四方sp3d2

IF5正四方锥sp3d2

IF-6五角锥sp3d3

IF7五角双锥sp3d3

15 下列那种分子的熔点和沸点受色散力的影响最大？

(a) ClI; (b) Br2; (c) HCl; (d) H2S; (e) CO;

解答

该分子是非极性分子Br2. 因为Br2的质量和体积最大，其次该分子之间只存在色散力，而在其他分子之间，除了色散力外还有偶极-偶极力。

16 HF分子和H2O分子相比，两者的分子质量相近，而且HF分子中的氢键比H2O分子强，

但HF分子的沸点比H2O分子的低。解释原因。

解答

因为O原子上有两对孤对电子，形成更多氢键，使H2O的内聚力更强。

五、中文参考文献

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