第七章 分子结构
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第七章习题1. 指出下列离子分边属于何种电子构型:Ti4+, Be2+, Cr3+, Fe2+, Ag+, Cu2+, Zn2+, Sn4+, Pb2+, Tl+, S2-, Br-2. 已知KI的晶格能(U)为-631.9 kJ·mol-1,钾的升华热[S(K)]为90.0 kJ·mol-1,钾的电离能(I)为418.9 kJ·mol-1,碘的升华热[S(I)]为62.4kJ·mol-1,碘的解离能(D)为151 kJ·mol-1,碘的电子亲核能(E)为-310.5 kJ·mol-1,求碘化钾的生成热(△f H)3. 根据价键理论画出下列分子的电子结构式(可用一根短线表示一对公用电子)BCl3, PH3, CS2, HCN, OF2, H2O2, N2H4, AsCl3, SeF64. 试用杂化轨道理论说明BF3是平面三角形,而NF3是三角锥形。
5. 指出下列化合物的中心原子可能采取的杂化类型,并预测其分子的几何构型。
BBr3, SiH4, PH3, SeF66. 将下列分子按照键角从大到小排列:BF3, BeCl2, SiH4, H2S, PH3, SF67. 用价层电子对互斥理论预言下列分子和离子的几何构型.CS2, NO2-, ClO2-, I3-, NO3-, BrF3, PCl4+, BrF-, PF5, BrF5, [AlF6]3-8. 根据分子轨道理论比较N2和N2+键能的大小。
9. 根据分子轨道理论判断O2+, O2, O2-, O22-的键级和单电子数。
10. 用分子轨道理论解释:(1)氢分子离子H2+可以存在。
(2)Be2为顺磁性物质。
(3)N2分子不存在。
11. 试问下列分子中哪些是极性的?那些是非极性的?为什么?CH4, CHCl3, BCl3, NCl3, H2S, CS212. 试比较下列各对分子偶极矩的大小:(1) CO2和CS2(2) CCl4和CH4(3)PH3和NH3(4)BF3和NF3(5)H2O和H2S13. 将下列化合物按熔点从高到低的顺序排列:NaF,NaCl,NaBr,NaI,SiF4,SiCl4,SiBr4,SiI414. 试用离子极化观点解释:(1)KCl熔点高于GeCl4(2)ZnCl2熔点低于CaCl2(3)FeCl3熔点低于FeCl215. 下列说法是否正确?为什么?(1)分子中的化学键为极性键,则分子也为极性分子。
第七章高分子的结构习题与思考题1.高分子的结构有何特点高分子结构可以分为哪些结构层次各结构层次包括哪些内容它们对聚合物的性能会产生什么影响特点:①链式结构:结构单元103-105数量级②链的柔顺性:内旋转产生非常多的构象③多分散性,不均一性,长短不一。
④结构单元间的相互作用对其聚集态结构和物理性能有着十分重要的影响。
⑤凝聚态结构的复杂性:包括晶态、非晶态,球晶、串晶、单晶、伸直链晶等。
⑥可填加其它物质改性。
分为:链结构和聚集态结构。
内容:链结构分为近程结构和远程结构。
近程结构主要涉及分子链化学组成、构型、构造;远程结构主要涉及分子链的大小以及它们在空间的几何形态。
聚集态结构包括晶态、非晶态、液晶态、取向态结构及织态结构等。
影响:高分子结构中各个结构层次不是孤立的,低结构层次对搞结构层次的形成具有较大影响,近程结构决定了高分子的基本性能,而聚集态结构直接影响高分子的使用性能。
2.写出线型聚异戊二烯的各种可能构型。
顺式1,4-加成反式1,4-加成 1,2-加成全同立构 1,2-加成间同立构1,2-加成无规立构 3,4-加成全同立构 3,4-加成间同立构 3,4-加成无规立构3.名词解释(1)构型:是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
(2)构象:由于分子中的单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态(3)链柔性:高分子链能够通过内旋转作用改变其构象的性能(4)内聚能密度::单位体积的内聚能,CED = ?E/Vm。
内聚能是克服分子间作用力,把1mol 液体或固体分子移至分子引力范围之外所需的能量(5)结晶形态:试样中结晶部分所占的质量分数(质量结晶度xcm)或者体积分数(体积结晶度xcv)。
(6)取向:聚合物取向是指在某种外力作用下分子链或其他结构单元沿着外力作用方向择优排列(7)液晶:一些物质的结晶结构受热熔融或被溶剂溶解后,表观上虽然变成了具有流动性的液体物质,但结构上仍然保持着晶体结构特有的一维或二维有序排列,形成一种兼有部分晶体和液体性质的过渡状态4.聚合物的构型和构象有何区别假若聚丙烯的等规度不高,能否通过改变构象的方法来提高其等规度全同立构聚丙烯有无旋光性构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
第七章 分子结构的测定方法的原理及应用7.1 分子光谱基本内容分子光谱乃是对分子所发出的光或被分子所吸收的光进行分光所得到的光谱。
原子光谱为线状光谱,而分子光谱为带状光谱。
一. 分子光谱的分类极其所在的波段 1. 分子内部运动的三种方式及能量1).电子相对于原子核的运动 能量为Ee,能级差为1~20eV 2). 各原子核的相对振动运动 能量为Ev 能级差为0.05~1eV 3). 整个分子的转动 能量为ErE 级差为1×10-4~0.05eV 分子从低能E”跃迁到高能级E’时吸收电磁波产生谱线,其波数为~'"'"'"υλ==-+-+-1Ee Ee hc Ev Ev hc Er Er hc当分子的价电子能级发生跃迁是,常伴随着振动能级和转动能级的跃迁,故价电子在两个能级之间的跃迁所对应的能量差往往不是一个确定的值而是多个彼此相差很小的数值。
2. 当只有转动能级发生跃迁时所对应的分子光谱称为转动光谱。
波数介于0.8~0.81cm -1,波长为1.25~0.012cm,相当于微波和远红外波段。
3. 当振动能级发生跃迁时,总是伴随着转动能级的跃迁,所以对应的光谱称为震动-转动光谱。
波数为400~8000cm -1波长为2.5×10-3~1.25×10-4cm,相当于红外光谱区,故称分子的振动-转动光谱为红外光谱。
4. 分子的电子光谱结构比较复杂,波数为8000~160000cm -1波长为1250nm~62.5nm,相当于近红外到远紫外波段。
二. 分子的转动光谱:(双原子) 1. 双原子分子AB 的刚性转子模型(1).把两个原子看着体积可以忽略不计的质点,质量为m A m B (2)认为原子间的平衡核间距离Req 在转动过程中,保持不变。
2.求绕质心以角速度ω转动时的能量及能级:ε转=h I228πJ(J+1),J=0,1,2,............能级的间隔为: ∆E(J,J+1)=h I 228π[(J+1)(J+2)-J(J+1)]=h I228π2(J+1)或∆E(J,J+1)=2Beh(J+1)=2Bhc(J+1)其中 B=h IC228π (cm -1)B 为转动常数。