离子键共价键练习题

离子键共价键练习题
2.6 说明离子键和共价键在本质上的异同及各自有什么特点。

答：离子键的本质是正、负离子间的静电引力；共价键的本质也是电性的。

化学键形成后体系处于能量较低的状态。

这是两者相同点。

离子键的形成是基于原子得失电子后成为正负离子，正负离子通过静电引力结合，放出能量，形成离子化合物；共价键是两个原子之间通过共用电子形成的，共用电子在两核间出现的几率最大，体系能量降低，从而形成共价化合物。

这是两者的不同点。

离子键的特点是没有方向性、没有饱和性；共价键的特点是有方向性和饱和性。

2.1
3. σ键和π键各是怎样形成的？用实例说明它们的区别。

两个原子之间优先生成什么键，又在什么条件下会形成π键？分别用VB法和MO法处理，得到的结果相同吗？
答：σ键两原子轨道沿键轴(即两原子核间连线)方向“头碰头”重叠，轨道重叠部分沿键轴呈圆柱型对称分布，这样的化学键叫σ键。

如s-s、s-p x及p x-p x轨道沿x轴方向重叠形成的就是σ键,如图(a)所示。

π键两原子轨道在键轴两侧以“肩并肩”方式重叠，轨道重叠部分对通过键轴的一个平面呈对称分布，这种化学键是π键。

如图(b)所示，两原子的p y-p y 、p z-p z轨道的重叠就形成π键。

σ键的特点是轨道重叠程度大，键能大，体系能量低，稳定性强；π键特点是重叠程度小，键能小，键的活泼性强，是化学反应的积极参与者。

因此两原子间形成单键时，一般优先形成σ键；当两原子间形成σ键后，若仍有单电子，则可用相互平行的p轨道形成π键。

一般说来，π键不能单独存在，总是与σ键相伴形成。

2.16现有下列7 种物质：BrF5，CO2，PCl3，OF2，HCHO，H3O+，SF4；
(1) 分子中有π键，又是极性分子的是_ HCHO _
(2) 中心原子以sp3杂化轨道成键，分子或离子的空间几何构型为V 形的是__ OF2__；
(3) 中心原子以sp3d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_ SF4__；
(4) 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___ BrF5___。

2.19 推测邻-羟基苯甲醛与对-羟基苯甲醛熔点、沸点的相对高低，说明原因。

答：对-羟基苯甲醛的熔点、沸点相对较高。

因为邻-羟基苯甲醛羟基和醛基相邻，存在分子内氢键，分子之间的作用主要是分子间力；而对-羟基苯甲醛由于羟基和醛基相对，由于空间效应只能形成分子间氢键。

氢键的作用强于分子间力，所以对-羟基苯甲醛的熔点、沸点相对较高。

2.20 指出下列各组物质分子间各存在何种作用力。

①苯和CCl4②C2H5OH和H2O③HF和CCl4
④I2和C2H5OH⑤SO2和CCl4⑥CS2和P4（白磷）
答：①苯和CCl4分子之间存在色散力；
② C2H5OH和H2O分子之间存在取向力、诱导力和色散力和氢键；
③ HF和CCl4分子之间存在诱导力和色散力；
④ I2和C2H5OH分子之间存在诱导力和色散力；
⑤ SO2和CCl4分子之间存在诱导力和色散力；
⑥ CS2和P4（白磷）分子之间存在色散力。

3.13 指出下列说法的错误
(1)氯化氢分子溶于水后产生H+和Cl-离子，所以氯化氢分子是离子键构成的；
(2)四氯化碳的熔点、沸点低，所以分子不稳定
答：（1）HCl分子中H和Cl是靠共价键结合的极性分子，溶于水后受极性分子H2O和影响完全电离生成水合H+和水合Cl-离子，在HCl分子中并不存在H+–Cl-离子键，因此它不是离子键构成的。

（2）熔点、沸点高低表示的是CCl4分子间的作用力大小，分子稳定性则由分子中原子间化学键的强弱所决定。

3.17 解释下列实验现象。

(1) 沸点HF>HI>HCl，BiH3>NH3>PH3 ; (2) 熔点BeO>LiF ;
(3)SiCl4 比CCl4易水解；(4) 金刚石比石墨硬度大。

答：(1) 分子半径HI>HCl>HF，色散力HI>HCl>HF，但HF分子间形成最强的氢键，结果使HF的沸点高于HI。

但在氮族元素的氢化物中，NH3分子间氢键较弱，沸点顺序不是NH3>BiH3>PH3,而是BiH3>NH3>PH3。

（2）BeO和LiF都是离子型晶体，Be2+电荷比Li2+高但半径却较小，+2价的Be2+电荷与-2价的O2-之间的静电力要比+1价的Li+与-1价的F-静电力大得多，BeO晶格能比LiF晶格能大。

所以BeO熔点比LiF高。

（3）在SiCl4分子中，中心原子Si有和3s,3p轨道能量相近的3d空轨道，该3d空轨
道可接受水分子中O所提供的电子对，因而SiCl4易水解。

在CCl4分子中，中心原子C的价层无空的轨道，2s 和2p轨道都已用来成键，不能接受水分子中O原子提供的电子对，因此，CCl4不易水解。

（4）金刚石是典型的原子晶体，每个碳原子都以sp3杂化轨道与四个碳原子形成共价单键，四面体分布的碳原子的杂化轨道通过共顶点连接方式形成三维空间骨架，因此，金刚石硬度大。

石墨属层状晶体的碳原子以sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子形成共价单键，每个碳原子以还有一个与sp2杂化轨道平面相垂直的2p轨道，形成离域大π键。

因此，石墨中的碳原子按层状排列，层与层之间以分子间力相结合，距离较大，所以层与层之间容易发生滑动，造成石墨晶体较软。

3.18下列说法是否正确？举例说明并解释原因。

（1）非极性分子中只有非极性共价键；
（2）相对分子质量越大，分子间力越大；
（3）色散力只存在于非极性分子之间；
（4）σ键比π键的键能大；
答：(1) 不正确。

分子是否有极性不只是由化学键的极性来决定的，若极性共价键的偶极互相抵消，即分的正电重心和负电重心重合，则分子是非极性的。

如CCl4，虽然C—Cl键为极性键，由于分子是对称的，4个C—Cl键的偶极互相抵消，分子为非极性的，分子的偶极矩为零。

(2)不正确。

分子间作用力即范德华力，包括取向力，诱导力，色散力，一般色散力最大。

分子间的作用力越大，则化合物的熔沸点越高。

对于非极性分子，分子间只有色散力；分子的半径越大，色散力越大，而不是由相对分子质量大小来决定色散力的大小。

H2相对分子质量比He小，但H2的熔点和沸点比He的熔点和沸点要高，原因是H2为双原子分子，He 为单原子分子，H2的半径比He大。

再如，H2S的相对分子质量要比相对分子质量HI 小，但H2S分子间作用力比HI分子间作用力，主要原因也是半径的大小不同。

（3）不正确。

色散力是瞬间偶极之间的相互作用力。

对于任何分子，不管是极性分子还是非极性分子，电子相对于核的运动和原子核的振动一直在进行，瞬间偶极存在于一切分子中。

所以说，色散力存在一起一切分子之间，不只存在于非极性分子之间，如HCl分子间除取向力、诱
导力外，还存在色散力，而且以色散力为主。

对于大多数分子而言，均以色散力为主。

（4）不正确。

一般来说，σ键比π键稳定，σ键π键能大。

但这不是绝对的，有的分子中，σ键键能比π键键能小。

如N2分子和CO分子中，π2p键能比σ2p大。