第二章分子结构

2-1 画出 O₂﹑H₂O₂﹑CO₂﹑CO ﹑NCl₃ ﹑SF₄  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！

1、解：O=O (12e^-)；   H-O-O-H   14（e^-）； C=O (10e^-)；0=C=O(16e^-)；

Cl-N-Cl(26e^-)；F–S - F (34e^-)   

               F     F

2-2 画出硫酸根各共振体的结构式。

2、解：共13种，如：

2-3   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（气体分子）﹑HCl﹑Cl₂  分子里的键分别属于哪一种？

2-4 N₂分子里有几个∏ 键？它们的电子云在取向上存在什么关系？用图形描述之。

2-5用VSEPR  模型讨论CO₂﹑H₂O﹑NH₃﹑CO₃^2-﹑PO₃^-﹑PO₄^3- 的分子模型，画出它们的立体结构，用短横代表分子的………..  键骨架，标明分子构型的几何图形名称。

2-6讨论上题列举的分子（或离子）的中心原子的杂化类型。

2-7图2-13中的丙烷分子中的所有化学键都是单键（ ………  键），因而可以自由旋转，试问：丙烷分子处在同一个平面上的原子最多可以达几个？若你不能在纸面上讨论，或不敢确认自己的结论，请用立体分子模型莱讨论（用黏土和木棍搭模型最省钱；搭模型有助于更好地掌握立体结构知识；但用模型讨论完后仍要在纸面上画图描述）。

2-8图2-13中的C₁₀H₁₀   叫金刚烷，它的衍生物——金刚胺是抗病毒药物。请问：金刚烷分子里有几个六元环？这些六元环都相同吗？试设想，把金刚烷分子装进一个空的立方体里，分子的次甲基（-CH₂-）上的碳原子位于立方体面心位置，分子中的-CH-  基团的碳原子﹑将处在什么立方体的什么位置？金刚烷中的氢原子各取什么方向？在解题或搭模型时不要忘记借用杂化轨道的概念。

2-9 借助VSEPR模型﹑杂化轨道模型﹑ …..键与   …键大  ….键以及等电子体概念，讨论OF₂﹑ClF₃﹑SOCl₂﹑XeF₂ ﹑SF₆ ﹑PCl₅  的分子结构。

2-10 有一种叫做丁三烯的平面分子，请根据其名称画出路易斯结构式，标明分子的价电子数，再讨论分子中碳原子的杂化轨道﹑碳碳键的键角﹑…. 键或大 …. 键的取向，用图形来解题。

2-11实验证明，臭氧离子O₃^- 的键角为100° ，试用VSEPR  模型解释之。并推测其中心氧原子的杂化轨道类型。

2-12 第二周期同核双原子分子中哪些不能稳定存在？哪些有顺磁性？试用分子轨道模型解释之。

2-13 O₂⁺﹑O₂ ﹑O₂^- 和 O₂^2- 的实测键长越来越长，试用分子轨道理论解释之。其中哪几种有顺磁性？为什么？

2-14 试用分子轨道模型作出预言，O₂⁺  的键长与O₂  的键长哪个较短，N₂⁺  的键长与N₂  的键长哪个较短？为什么？   

2-15计算表明，CO﹑ NO  的分子轨道能级图中的 …. 轨道和  ….轨道的顺序跟  分子轨道里的顺序相同。它们有没有顺磁性？计算它们的键级，并推测它们的键长顺序。

2-16为什么大 ….. 键中的电子数达到轨道数的2倍，整个大 ….. 键就会崩溃？

2-17偶极矩的 SI 制单位为 C.m   ，有的教材已经用10^-30 C.m   代替 D 作为键矩和分子偶极矩的单位，其数值的数量级与用德拜为单位是相同的，但数值却不同，为免相混，请计算 D 与10^-30 C.m 的换算系数。

2-18  NF₃和 NH₃的偶极矩（表2-4） 相差很大，试从它们的组成和结构的差异分析原因。

2-19 C₂H₂ 的偶极矩等于零，而通式相同的 H₂O₂ 的偶极矩等于2.1D  ，大于H₂O 的偶极矩（1.85D），试根据偶极矩的实测结果推测C₂H₂ 和 H₂O₂的分子立体结构。

2-20 二氯乙烯有3种同分异构体，其中一种偶极矩等于零，另两种偶极矩不等于另。试推测他们的分子结构，作出必要的解释，并再结构式下标示偶极矩大小的顺序。

2-21图2-50所示分子的实测偶极矩为1.5D ，已知 C-S 键的键矩为  0.9D  ，试推测该分子的可能立体结构。

2-22水的偶极矩为1.85D ，已知 H-O 键的键矩为1.51D  ，H₂O 的实测键角为104.5°  ，借助矢量加和法由H-O 键矩计算水分子偶极矩。

2-23一氧化碳分子与醛酮的羰基（﹥C=O）相比，键能较大，键长较小，偶极矩则小得多，且方向相反，试从结构角度作出解释。

2-24 极性分子——极性分子﹑ 极性分子——非极性分子﹑非极性分子——非极性分子

，其分子间得范德华力各如何构成？为什么？

2-25考察表2-5中HCl ﹑HBr ﹑HI  的色散力﹑取向力﹑诱导力以及它们构成的范德华力的顺序，并作出解释。

2-26 元素的范德华半径随周期系从上到下﹑从左到右有何变化规律？

2-27 从表2-6可见，氟化氢分子之间的氢键键能比水分子之间的键能强，为什么水的熔﹑沸点反而比氟化氢的熔沸点低？

2-28 为什么邻羟基苯甲酸的熔点比间羟基苯甲酸或对羟基苯甲酸的熔点低？

28、解：邻羟基苯甲酸分子内形成氢键，间羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸分子间形成氢键。

2-29 温度接近沸点时，乙酸蒸气的实测分子量明显高于用原子量和乙酸化学式计算出来的分子量。为什么？乙醛会不会也有这种现象？

29、解：部分气态乙酸分子因氢键而缔合成（CH₃COOH）₂，乙醛分子没有形成氢键的条件。

2-30根据对称性的概念，以下哪些分子有手性，哪些分子有极性？S₈﹑ N₄S₄﹑ CH₃-CH₃﹑ H₂O₂ （非平面结构）﹑CHCl=CHCl﹑ C₆H₆﹑  HNO₃﹑ H₂SO₄﹑ SO₃﹑ HOCl 。

30、手性：CHCl=CHCl﹑C₆H₆    极性：H₂O₂ （非平面结构）﹑HNO₃﹑SO₃﹑HOCl

2-31 阅读Linus Pauling ＆  Peter  Pauling  .Chemistry .W. H.Freeman   and Company,1975,180～ 181 ,6～13 节。回答如下问题：什么叫电中性原理？怎样用电中性原理解释HCN 和 N₂O 分子中原子的排列形式？

2-32阅读Linus Pauling ＆  Peter  Pauling  .Chemistry .W. H.Freeman   and Company,1975,174～ 178 ,6～12节。回答如下问题：怎样用 A 和B  的电负性差估算AB  键的离子性百分数？怎样用电负性差估算反应热？

2-33 在计算机上使用ACD/Chemsketch程序画甲烷﹑乙烷﹑ 丙烷﹑乙烯﹑乙炔﹑立方烷 ﹑金刚烷 ﹑C₆₀等分子的立体结构图（棍棒式﹑球棍式﹑球式等），并使其旋转（该程序可从网站http://www.acdlabs.com/download/下载，是免费程序）。

2-34 分别用ACD/Chemsketch程序画联萘和2,2’-二甲基-1，1’-联萘的立体结构图，使其旋转，观察这两个分子的碳原子是否都在一个平面上，对观察的结果作适当的理论解释。这两种分子是否手性？为什么？

2-35 打开如下网页 http://www.wbaileynet.com/wldchem/models/index/htm，用鼠标点击  ，出现它的结构式，用鼠标点住ClO₂，使其旋转；按住shift键同时用鼠标拉动该结构，观察图形的放大或缩小；再按住control动该结构使其移动位置，最后，用鼠标点住该分子，观察结构式下面的表格中显示该分子的键角（此键角数值与用VSEPR预言有何差别？）回到complete list中选其他VSEPR 模型的分子，用同样操作考察分子的立体结构和参数。