题解(六)物质结构基础201005

外层电子构型 最高氧化数 元素名称
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6.5 填空题 （1）填充下表
原子序数 外层电子构型 未成对电子数 周期 族 所属区 2 p 3s23p4 3 16 ⅥA 4s1 1 4 ⅠA s 19 42 48 4d55s1 4d105s2 6 0 5 5 ⅥB ⅡB d ds
（2பைடு நூலகம்下列各物质的化学键中，只存在σ键的是 ace ； 同时存在σ键和π键的是 be 。 （a）PH3 （b）乙烯 （c）乙烷 （d）SiO2 （e）N2
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6.12 下列物质哪些可溶于水？哪些难溶于水？试根 据分子的结构，简单说明之。 （1）甲醇（CH3OH） （2）丙酮（CH3COCH3） （3）氯仿（CHCl3） （4）乙醚（CH3CH2OCH2CH3） （5）甲醛（HCHO） （6）甲烷（CH4） 解：溶质分子极性（相似相溶原理）、溶质分子与 水能否形成分子间的氢键： （1）甲醇（CH3OH）为极性分子，其官能团-OH 与 H2O 分子形成氢键，可与水无限互溶；
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（2）BaO 和 CaO 同属离子晶体。 两者离子的电荷相同，因 Ca2+ 离子半径小， 故 CaO 的熔点大于 BaO。 （3）SiC 为原子晶体，晶体粒子间以共价键结合； SiCl4 为分子晶体，分子间以较弱的分子间力结合； 或为因原子晶体晶格能 > 分子晶体 故 SiC 的熔点大于 SiCl4。 （4） NH3、PH3 同属分子晶体。 因 NH3 分子间存在氢键 故 NH3 的熔点大于 PH3 。
离子电荷低
离子电荷高
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∵ 作用力相对大小：共价键 > 离子键 >> 分子间力 ∴ 熔点：原子晶体 > 离子晶体 > 分子晶体 故熔点序为：SiC > BaO >KCl > HI ∵ 离子键影响因素：离子半径、离子电荷、电子构型 故 Tmp（BaO） > Tmp（KCl）
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6.8 试写出下列各化合物分子的空间构型，成键时中 心原子的杂化轨道类型以及分子的电偶极矩（是否为 为零）。 （1）SiH4 （2）H2S （3）BCl3 （4）BeCl2 （5）PH3 解：
化合物 （1）SiH4 （2）H2S （3）BCl3 （4）BeCl2 （5）PH3 分子空间构型 中心原子杂化轨道类型 电偶极矩 正四面体形 V字形 平面三角形 直线形 三角锥形 sp3 杂化 sp3 不等性杂化 sp2 杂化 sp 杂化 sp3 不等性杂化 µ=0 µ>0 µ=0 µ=0 µ>0
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6.6 写出下列各种离子的外层电子分布式，并指出它 们外层电子构型各属何种构型。 （1）Mn2+ （5）Se2离 子
（2）Cd2+ （6）Cu2+
（3）Fe2+ （4）Ag+ （7）Ti4+
外层电子构型 9～17 电子构型 ～ 18 电子构型 9～17 电子构型 ～ 18 电子构型 8 电子构型 9～17 电子构型 ～ 8 电子构型
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（1）Cl
氧化值 （2）Pb 化合物 氧化值 （3）Mn 化合物 氧化值 （4）Cr 化合物 氧化值 （5）Hg 化合物
6.4 列表写出外层电子构型分别为 3s2、2s22p3、3d104s2、 3d54s1、4d15s2 的各元素的最高氧化值以及元素的名称。
3s2 +2 Mg 2s22p3 +5 N 3d104s2 +2 Zn 3d54s1 +6 Cr 4d15s2 +3 Y
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6.13 判断下列各组物质中两种物质的熔点高低。 （1） NaF、MgO （3） SiC、SiCl4 （2）BaO、CaO （4）NH3、PH3
解：离子晶体的熔点与晶格能大小有关，或与离子 电荷与半径的比值有关。 晶格能大小： E ∝ | z+·z-| / r++r（1） NaF、MgO 同属离子晶体。 因 MgO 的离子电荷多于NaF，且其离子半经小于 NaF 半经，MgO 的晶格能>NaF。 故 MgO 的熔点大于 NaF 。
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6.14 试判断下列各组物质熔点的高低顺序，并作 简单说明。 （1）SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4 （2）PF3、PCl3、PBr3、PI3 解：（1）SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4 均为分子晶体， 分子间力以色散力为主，结构相似，随分子量（半径） 依次增大，色散力依次增大，故熔点依次增大。 即：Tmp(SiF4) < Tmp(SiCl4) < Tmp(SiBr4) < Tmp(SiI4) （2）PF3、PCl3、PBr3、PI3 原因同（1），但均为极性分子，且以色散力为主。 即： Tmp(PF3) < Tmp(PCl3) < Tmp(PBr3) < Tmp(PI3)
（d）HCOOH
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6.3 下列各种元素各有哪些主要氧化值？并各举出一 种相应的化合物。
氧化值 化合物 -1 0 +1 +3 +5 +7 HCl Cl2 HClO HClO2 NaClO3 KClO4 +2 +4 PbO PbO2 0 +2 +4 +6 +7 Mn MnO MnO2 K2MnO4 KMnO4 +1 +3 +6 CrCl2 CrCl3 K2CrO4 0 +1 +2 Hg Hg2Cl2 HgO
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（2）NCl3 N 原子价电子构型：2s22p3； 杂化轨道类型：sp3 不等性杂化（4条） 中心原子轨道的空间构型：四面体； N-Cl N-Cl成键： sp3－pσ共价键（3条）； pσ 3 孤对电子占据一条 sp3杂化轨道。 分子的空间构型：三角锥型。
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6.10 下列各物质的分子之间，分别存在何种类型的 分子间作用力？ （1）H2 （2）SiH4 （3）CHCOOH （4）CCl4 （5）HCHO 解：
分子式 H2 SiH4 CH3COOH CCl4 HCHO 分子类型 非极性分子 非极性分子 极性分子 非极性分子 极性分子 分子间作用力的类型 色散力 色散力 色散力、诱导力、取向力、氢键 色散力 色散力、诱导力、取向力
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6.11 乙醇和二甲醚 (CH3OCH3) 的组成相同，但前 者的沸点为 78.5℃，而后者的沸点为 -23℃。为什么？ 解：乙醇为极性分子，并且存在氢键，其蒸发或 气化需要克服分子间的色散力、诱导力、取向力以及 分子间氢键，故沸点较高。 CH3OCH3亦为极性分子，只需克服色散力、诱导 力和取向力，由于CH3OCH3分子间不形成氢键，故沸 点相对较低。
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外层电子分布式 3s23p63d5 4s24p64d10 3s23p63d6 4s24p64d10 4s24p6 3s23p63d9 3s23p6
（1）Mn2+ （2） Cd2+ （3） Fe2+ （4） Ag+ （5） Se2（6） Cu2+ （7） Ti4+
6.7 下列化合物晶体中既存在有离子键又有共价键的 是哪些？ （1）NaOH （5）MgO ）；（4） 解：（1）；（ ） ：（ ）；（ （2）Na2S （3）CaCl2 （4）Na2SO4
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（2）丙酮（CH3COCH3）为极性分子，其羰基氧可 与 H2O 分子形成氢键，故溶于水； （3）氯仿（CHCl3）为弱极性分子，难溶于水； （4）乙醚（CH3CH2OCH2CH3）为极性分子，其醚氧 可与 H2O 分子形成氢键，故溶于水； （5）甲醛（HCHO）为极性分子，醛分子中羰基氧 可与 H2O 分子形成氢键，故溶于水； （6）甲烷（CH4）为非极性分子，不溶于水。
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6.9 比较并简单解释 BBr3 与 NCl3 分子的空间构型。 解：分子的空间构型取决于中心原子的杂化类型。 （1）BBr3 B 原子价电子构型： 2s22p1； 杂化轨道类型： sp2杂化（3条） 中心原子轨道的空间构型： 平面三角形（120°） B-Br成键： sp2－pσ共价键(3条)。 分子的空间构型： 平面三角形（120°）
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6.1 是非题（对的在括号内填“+”号，错的填“-” 号） （3）多电子原子轨道的能级只与主量子数 n 有关。 多电子轨道的能级不仅与主量子数 n 有关，还与角 量子数 l 有关。 单电子原子则不同。 （- ）
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6.2 选择题（将所有正确答案的标号填入括号内） （1）已知某元素 +2 价离子的电子分布式为1s22s22p6 3s23p63d10，该元素在周期表中所属的分区为 （c） ）
第六章 物质结构基础 习题解答
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6.1 是非题（对的在括号内填“+”号，错的填“-” 号） （1）当主量子数 n = 2 时，角量子数 l 只能取 1 。 当主量子数 n = 2时，角量子数 l 可取 0，1，共 n 个 即 2 个值。 （- ）
（2）p 轨道的角度分布图为 “8” 形，这表明电子是 沿 “8” 轨迹运动的。 原子轨道的角度分布图表示电子的运动状态随角度 变化的情况，原子轨道仅表示运动电子出现的可能空间 范围，用“概率”表示，电子运动无固定轨迹。 （-）
（a）s 区 （b）d 区 （c）ds 区 （d）f 区 （e）p 区 （2）下列各晶体熔化时，只需要克服色散力的是（af ） （a）HgCl2 （b）CH3COOH （c）CH3CH2OCH2CH3 （d）SiO2 （e）CHCl3 （f）CS2 （bc ） （c）H2S （d）SiCl4
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（3）下列各分子中，中心原子在成键时以 sp3 不等性 杂化的是 （a）BeCl2 （b）PH3
6.2 选择题（将所有正确答案的标号填入括号内） （4）下列各物质的分子间只存在色散力的是 （a）CO2 （e）SiF4 （b）NH3 （c）H2S （ae ）
（d）HBr