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共价键与分子的空间构型【要点梳理】要点一、共价键的形成及其本质1．共价键的形成通常情况下，吸引电子能力相近的原子之间通过共用电子对形成共价键。
那么两个成键原子为什么能通过共用电子对结合在一起呢?下面我们以氢分子的形成过程为例来说明共价键是怎样形成的。
当两个氢原子相互接近时，若两个氢原子核外电子的自旋方向相反，它们接近到一定距离时，两个1s轨道发生重叠，电子在两原子核间出现的机会较大。
随着核间距的减小，核间电子出现的机会增大，体系的能量逐渐下降，达到能量最低状态。
核间距进一步减小时，两原子间的斥力使体系的能量迅速上升，这种排斥作用又将氢原子推回到平衡位置。
能量（主要指势能）随核间距的变化如图中曲线a所示。
2．共价键的本质：共价键的本质是电子与原子核之间的电性作用。
同种或不同种非金属元素（或某些非金属与金属）之间原子相遇时，若原子的最外层电子排布未达到稳定状态，则原子间通过共用电子对形成共价键。
形成共价键的微粒是同种或不同种原子。
要点二、共价分子的表示方法1．电子式：通常人们在元素符号周围用小黑点（或×）来描述分子中原子共用电子以及原子中未成键的价电子的情况，这种式子叫电子式。
如：2．结构式：在化学上，常用一根短线“一”表示一对共用电子，所以氯气分子也可以表示为：C1—Cl，这种式子叫结构式。
注意在不熟练的情况下，书写结构式时往往先写出电子式，原子间有几对共用电子，就用几根短线表示，未共用的电子不加以考虑。
结构式可形象地表示出分子内各原子的连接顺序。
因此，同种原子不能合并，只有通过共价键形成的分子才能写结构式，离子化合物不能用结构式表示。
3．用电子式表示共价化合物的形成过程用电子式表示共价化合物的形成过程时，在“→”的左侧写成键原子的电子式，同种原子可以合并，右侧写形成的单质或化合物的电子式，但应注意，相同的原子要对称写，不能合并。
如：要点三、σ键与π键原子轨道沿核间连线方向以“头碰头”的方式重叠形成的共价键叫做σ键；原子轨道在核间连接两侧以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键叫做π键。
第十章固体结构之课后习题参考答案7解：最低的为KBr。
因为它们均为离子晶体，其离子所带电荷越高，离子半径越小，离子键越强，即晶体熔点就越高。
MgO中正负离子均带2个电荷，离子键最强，而1价离子中，KBr的正负离子半径之和最大，则离子键最弱，熔点最低。
8解：（1）熔点：NaF>NaCl>NaBr>NaI。
因为阳离子相同时，阴离子从F-→I-离子半径增大，则离子键依次减弱，熔点也依次减弱。
（2）MgO>CaO>SrO>BaO。
原因同（1）。
9解：（1）：8e-；（2）(9-17)e-：（3）(18+2)e-；（4）18e-10解：（2）的。
因阴离子的极化率大于阳离子的，而体积越大，阴离子的极化率也越大。
11解：（4）>（3）>（1）>（2）.因阳离子的电荷越高，半径越小，即Z/r值越大，其离子极化作用就越强。
13解：（1）色散力；（2）色散力；（3）取向力，诱导力，色散力，氢键；（4）取向力，诱导力，色散力；（5）色散力；（6）色散力；（7）取向力，诱导力，色散力。
14解：不含氢键的有：（1）和（2）。
15解：（1）两者均为分子晶体，但因HF中存在分子间氢键，增大了分子间作用力，使其沸点反高于HCl。
（2）两者均为典型的离子晶体，而离子晶体当电荷相同时，离子半径越小，其离子键越强，晶体的沸点就越高，所以NaCl的沸点高于CsCl。
（3）因Ti4+离子所带电荷高，离子半径又小，即Z/r值非常大，其极化作用很强，导致Ti-Cl 之间由离子键转化为了共价键，成为分子晶体，所以其沸点大大低于离子晶体LiCl。
（4）两者均为分子晶体，且分子量也相同。
但沸点相差较大。
这是因为乙醇分子（后者）之间存在分子间氢键，增大了分子间的作用力导致。
16解：因Ag+为18e电子构型的离子，其极化作用和变形性均大，而阴离子的半径从F-到I-依次增大，变形性也依次增加，导致Ag+与X-离子之间的极化作用从AgF到AgI依次增强，化学键从离子键逐步向共价键过渡，所以溶解度依次减小，即AgF易溶，其它难溶，且溶解度依次减小。
共价键习题1 从键能的角度来看，下列物质中与H2化合时，最难的是()A. 氟气B. 氮气C. 氯气D.２: 下列关于化学键的叙述正确的是()A.化学键既存在于相邻原子之间，又存在于相邻分子之间B.两个原子之间的相互作用叫化学键C.化学键通常指的是相邻的两个或多个原子之间的强烈相互作用D.阴阳离子之间有强烈的吸引作用而没有排斥作用，所以离子键的核间距相当小3关于乙醇分子的说法正确的是（A. 分子中共含有8B.C.分子中只含σD.分子中含有 1 个π４． .下列物质中具有非极性共价键的是()A. 氪气B.金刚石C.氯化钠D.碳酸钙５下列说法正确的是()A. π键是由两个p 电子“头碰头”重叠形成B.σ键是镜面对称，而π键是轴对称C.乙烷分子中的键全为σ键而乙烯分子中含σ键和π键D.H 2分子中含σ键而Cl2分子中还含π键６下列各分子中，所有原子都满足最外层为8 电子结构的是A.H2OB.BF3l4D.PCl5７下列叙述中的距离属于键长的是()A.氨分子中两个氢原子间的距离B.氯分子中两个氯原子间的距离C.金刚石晶体中任意两个相邻的碳原子核间的距离D.氯化钠晶体中相邻的氯离子和钠离子核间的距离８.下列分子的电子式书写正确的是()A.氨B.四氯化碳C.氮气D.二氧化碳9.（2006 广东高考， 10）下列物质性质的变化规律，（）A.F 2、 Cl 2、 Br 2、I 2B.HF 、 HCl 、 HBr 、 HIC.D.NaF 、 NaCl 、 NaBr 、 NaI 的熔点依次降低10. 下列各说法中正确的是（ A.B. 元素周期表中的Ⅰ A 族（除 H 外）和Ⅶ AC.水分子可表示为 HO — H ，分子中键角为 180D.H — O 键键能为 463 kJ/mol ，则 18 克 H 2O 分解成 H 2 和 O 2 时，消耗能量为 2× 463 kJ11. 下列说法中正确的是（ A. B. C.D.在同一分子中， σ键与 π 键的分子轨道重叠程度一样多，只是重叠的方向不同12 氰气分子式为 (CN)2，结构式为 N ≡ C — C ≡N ，性质与卤素相似， 下列叙述正确的是 （ ）A.B.分子中 N ≡ C 键的键长大于 C — C C.分子中含有2 个 σ键和 4 个πD.不与氢氧化钠溶液发生反应13. 拆开 1 mol H — H 键， 1 mol N — H 键， 1 mol N ≡ N 键分别需要吸收的能量为 436 kJ 、14.391 kJ 、 946 kJ1)1 mol N 2 生成 NH 3(2)1 mol H 2生成 NH 放出的热量 ( 不考虑可逆反应 ) 。
1、教材《无机化学》北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室编，高等教育出版社，2002年8月第4版。
2、参考书《无机化学》北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室编，高等教育出版社，1992年5月第3版。
《无机化学》邵学俊等编，武汉大学出版社，2003年4月第2版。
《无机化学》武汉大学、吉林大学等校编，高等教育出版社，1994年4月第3版。
《无机化学例题与习题》徐家宁等编，高等教育出版社，2000年7月第1版。
《无机化学习题精解》竺际舜主编，科学出版社，2001年9月第1版《无机化学》电子教案绪论（2学时）第一章原子结构和元素周期系（8学时）第二章分子结构（8学时）第三章晶体结构（4学时）第四章配合物（4学时）第五章化学热力学基础（8学时）第六章化学平衡常数（4学时）第七章化学动力学基础（6学时）第八章水溶液（4学时）第九章酸碱平衡（6学时）第十章沉淀溶解平衡（4学时）第十一章电化学基础（8学时）第十二章配位平衡（4学时）第十三章氢和稀有气体（2学时）第十四章卤素（6学时）第十五章氧族元素（5学时）第十六章氮、磷、砷（5学时）第十七章碳、硅、硼（6学时）第十八章非金属元素小结（4学时）第十九章金属通论（2学时）第二十章s区元素（4学时）第二十一章p区金属（4学时）第二十二章ds区元素（6学时）第二十三章d区元素（一）第四周期d区元素（6学时）第二十四章d区元素（二）第五、六周期d区金属（4学时）第二十五章核化学（2学时）1 ．化学的研究对象什么是化学？●化学是研究物质的组成、结构、性质与变化的一门自然科学。
（太宽泛）●化学研究的是化学物质(chemicals) 。
●化学研究分子的组成、结构、性质与变化。
●化学是研究分子层次以及以超分子为代表的分子以上层次的化学物质的组成、结构、性质和变化的科学。
●化学是一门研究分子和超分子层次的化学物种的组成、结构、性质和变化的自然科学。
第10章习题1 简要回答问题(1) 什么叫稀土元素? 什么叫镧系元素?答：参见本书10.1节《概述》。
(2) 镧系收缩的原因是什么? 简述镧系收缩造成的影响。
答：关于镧系收缩的原因参见本书10.1.2节《原子半径和离子半径》。
由于镧系收缩的影响，使第二、三过渡系的Zr和Hf、Nb与Ta、Mo与W三对元素的半径相近，化学性质相似，分离困难。
(3) 为什么Eu、Yb原子半径比相邻元素大? 而Ce又小?答：① Eu、Yb元素参与形成金属键的电子数为2，Ce为3.1，其余为3.0；② Eu、Yb具碱土性；③ Eu、Yb的f7、f14的半充满和全充满的结构能量低、稳定、屏蔽大，核对外面的6s电子吸引较弱。
(4) 为什么镧系元素的电子结构在固态和气态不同?解：参见本书10.1.1节《镧系元素的价电子层结构》。
(5) 镧系离子的电子光谱同d区过渡金属离子相比有何不同? 为什么?解：除La3＋、Lu3＋离子的4f电子层是全空(4f0)和全满(4f14)之外，其余Ln3＋离子4f轨道上的电子数由1到14，这些电子可以在7条4f简并轨道上任意排布，这样就会产生各种光谱项和能级。
4f 电子在不同能级间跃迁可以吸收或发射从紫外经可见直至红外区的各种波长的电磁辐射。
通常具有未充满的4f电子壳层的原子或离子，可以观察到的光谱线大约有30 000条，而具有未充满d电子壳层的过渡金属元素的谱线约有7 000条。
在理论上，f→f跃迁产生的谱线强度不大。
但是某些f→f跃迁的吸收带的强度，随镧系离子周围环境的变化而明显增大(这种跃迁称为超灵敏跃迁)。
这可能是由于配体的碱性、溶剂的极性、配合物的对称性以及配位数等多种因素的影响，亦即离子周围环境的变化，再加上镧系离子本身的性质等诸因素的综合作用所引起的。
镧系离子的吸收谱带范围较广且镧系离子光谱谱带狭窄，表明电子跃迁时并不显示激发分子振动，狭窄的谱带意味着电子受激发时分子势能面几乎没有变化，这与f 电子与配体只存在弱相互作用相一致。
第１０章 分子结构10.1 画出O 2、H 2O 2、CO 、CO 2、NCl 3、SF 4的路易斯结构式。
不要忘记标出孤对电子和分子的总电子数！解：O=OHO O HCOCOO12e 14e 10e 16eClN ClClFFF26e 34e评注：各种教科书对路易斯结构式的定义不尽相同。
涉及：( l )路易斯结构式是否一定要给出分子的立体结构？可以不涉及。
能表达更好。
(2 ) 路易斯结构式是否给出分子的全部电子？在有机化学中常不给出，但对初学者以给出为好。
(3) 路易斯结构式表达O2的结构时要不要给出三电子键？不必。
氧分子的三电子键属于分子轨道的理论表达，路易斯结构式一般不涉及分子轨道理论。
(4 ) 一氧化碳的路易斯结构式要不要给出配价键？最好给。
因此上面的CO 结构式最好写成：10.2 画出硫酸根各共振体的结构式。
SO OO OSOOOOSOOO OSOOO OSOOOOS OO O SOO OOSOO OOSOOO评注：SO 42－离子有32 个价电子，即16 对电子，因此，只要给出16 对电子，而且氧原子周围的电子数不超过8 的路易斯结构式都可以认为是硫酸根的共振结构式。
上列任一共振结构式并不能正确给出硫酸根的真实结构。
在有的教科书中用如下之一表达硫酸根的结构式：S O O OO2-2-也有的教科书将所有硫和氧原子之间的被都画成S 指向氧原子的箭头。
应当注意到的事实是，硫酸根中硫原子和氧原子之间的化学键明显具有双键的性质，用单键表达，是明显偏离事实的。
从形式电荷的角度，上面的两根双键的路易斯结构式的硫原子和两个氧原子都是零，另外两个氧原子因获得外加的电子而呈－1，是最合理的，而四根单键的结构式，形式电荷为S +2 ，O －1 ，也是可以成立的。
这是路易斯结构式不能克服的内在矛盾。
10.3 σ键可由s －s 、s －p 和p －p 原子轨道“头碰头”重叠构建而成，试讨论LiH （气态分子）、HCl 、Cl 2分子里的σ键分别属于哪一种？答：LiH 是s －s σ键：HCl 是s －p σ键；Cl 2是p －p σ键。
第十章配位化合物本章总目标：1：掌握配合物的基本概念和配位键的本质2：掌握配合物的价键理论的主要论点，并能用此解释一些实例3：配离子稳定常数的意义和应用4：配合物形成时性质的变化。
各小节目标：第一节：配位化合物的基本概念1：掌握中心原子、配体、配位原子、配位键、配位数、螯合物等概念，○1配位单元：由中心原子（或离子）和几个配位分子（或离子）以配位键向结合而形成的复杂分子或离子。
○2配位化合物：含有配位单元的化合物。
○3配位原子：配体中给出孤电子对与中心直接形成配位键的原子。
○4配位数：配位单元中与中心直接成键的配位原子的个数。
2：学会命名部分配合物，重点掌握命名配体的先后顺序：（1）先无机配体后有机配体（2）先阴离子配体，后分子类配体（3）同类配体中，先后顺序按配位原子的元素符号在英文字母表中的次序（4）配位原子相同时，配体中原子个数少的在前（5）配体中原子个数相同，则按和配位原子直接相连的其它原子的元素符号的英文字母表次序；3：了解配合物的结构异构和立体异构现象第二节：配位化合物的价键理论1：熟悉直线形、三角形、正方形、四面体、三角双锥、正八面体构型的中心杂化类型。
2：会分辨内轨型和外轨型配合物。
可以通过测定物质的磁矩来计算单电子数μ=。
3：通过学习羰基配合物、氰配合物以及烯烃配合物的d p π-配键来熟悉价键理论中的能量问题。
第三节：配合物的晶体场理论1：掌握配合物的分裂能、稳定化能概念2：掌握配合物的晶体场理论。
3;了解影响分裂能大小的因素○1）晶体场的对称性0p t ∆>∆>∆○2中心离子的电荷数，中心离子的电荷高，与配体作用强，∆大。
○3中心原子所在的周期数，对于相同的配体，作为中心的过渡元素所在的周期数大，∆相对大些。
（4）配体的影响，配体中配位原子的电负性越小，给电子能力强，配体的配位能力强，分裂能大。
224232I Br SCN Cl F OH ONO C O H O NCS NH en NO CN CO -----------<<<<<<-<<<<<<<≈ 4：重点掌握（1）配合物颜色的原因之一——d-d 跃迁以及颜色与分裂能大小的关系；（2）高自旋与低自旋以及与磁矩的大小的关系。
学科教师辅导教案答案:B3.下列说法正确的是()A.σ键强度小,容易断裂,而π键强度较大,不易断裂B.共价键都具有方向性C.π键是由两个原子的p轨道“头碰头”重叠形成的D.两个原子之间形成共价键时,最多有一个σ键解析:形成σ键原子轨道的重叠程度比π键大,稳定性更好,不易断裂,A项错误;s轨道与s轨道重叠形成的共价键无方向性,B项错误;原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为σ键,以“肩并肩”方式相互重叠形成的共价键为π键,C项错误;两个原子之间形成共价键时,单键为σ键,双键和三键中只有一个σ键,D项正确。
答案:D4.化合物A是一种新型锅炉水除氧剂,其结构式为,下列说法中正确的是()A.A分子中只有极性键没有非极性键B.A分子中的共用电子对数为11C.1 mol A分子中所含的σ键数目为10N AD.A是共价化合物解析:A项,N—N键是非极性键,A项不正确;A分子中存在12个共价键,其中有一个碳氧双键,故有12个共用电子对、11个σ键,B、C项均不正确;A分子中只有共价键,故A是共价化合物,D项正确。
答案:D5.我国科学家研制出一种催化剂,能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化,其反应如下:HCHO+O2CO2+H2O。
下列有关说法正确的是()A.该反应为吸热反应B.CO2分子中的化学键为非极性键C.HCHO分子中既含σ键又含π键D.每生成1.8 g H2O消耗2.24 L O2解析:氧化反应一般为放热反应,A错;CO2分子中含有极性键,B错;HCHO分子中既有σ键,又有π键,C正确;D项,不一定是标准状况下,即产生的O2不一定为2.24 L。
答案:C6.某原子的原子核外最外层电子排布为n s2n p4,按照共用电子对理论,该原子一般可形成共用电子对的数目是()A.1对B.2对C.3对D.4对解析:原子核外最外层电子排布为n s2n p4,有2个未成对电子,一般只能形成2个共价键。
答案:B7.关于乙醇分子的说法正确的是()A.分子中共含有8个极性键B.分子中不含非极性键C.分子中只含σ键D.分子中含有1个π键解析:乙醇的结构式为,共含有8个共价键,其中C—H、C—O、O—H键为极性键,共7个,C—C键为非极性键。
无机化学——配合物结构习题解答②第10章习题解答②一、是非题1. 价键理论认为，配合物具有不同的空间构型是由于中心离子（或原子）采用不同杂化轨道与配体成键的结果。
.（）解：对2. 价键理论能够较好地说明配合物的配位数、空间构型、磁性和稳定性，也能解释配合物的颜色。
（）解：错3. 价键理论认为，在配合物形成时由配体提供孤对电子进入中心离子（或原子）的空的价电子轨道而形成配位键。
.（）解：对4. 同一元素带有不同电荷的离子作为中心离子，与相同配体形成配合物时，中心离子的电荷越多，其配位数一般也越大。
.（）解：对5. 在多数配位化合物中，内界的中心原子与配体之间的结合力总是比内界与外界之间的结合力强。
因此配合物溶于水时较容易解离为内界和外界，而较难解离为中心离子（或原子）和配体。
.（）解：对6. 由磁矩测出在[Fe(CN)6]3-中，中心离子的d 轨道上有1个未成对电子，则这个未成对电子应排布在分裂后的dr (e g )轨道上。
（）解：错7. 在强场配体形成的配合物中，分裂能大于电子成对能，形成低自旋配合物。
.（）解：对8. 在高自旋配合物中，分裂能小于电子成对能，相应的配体称为弱场配体。
（）解：对9. 按照晶体场理论，对给定的任一中心离子而言，强场配体造成d 轨道的分裂能大。
（）。
解：对10. 按照晶体场理论可知，强场配体易形成高自旋配合物。
（）。
解：错11. 晶体场理论认为配合物的中心离子与配体之间的作用力是静电引力。
（）解：对12. 具有d 0、d 10结构的配离子都没颜色，因为不能产生d -d 跃迁。
.（）解：错13. 按照晶体场理论，在八面体场中，中心离子d 轨道分裂后组成d ε(t 2g )轨道的是d x y 22-和d z2。
（）解：错14. 按照晶体场理论，在八面体场中，中心离子分裂后组成dr (eg )轨道的是d xy 、d yz 、d xz 。
（）解：错15. 按照晶体场理论，中心离子的电荷数越高，半径越大，分裂能就越小。
