结构化学 第五章习题及答案

习 题

1. 用VSEPR理论简要说明下列分子和离子中价电子空间分布情况以及分子和离子的几何构型。

(1) AsH3; (2)ClF3; (3) SO3; (4) SO32-; (5) CH3+; (6) CH3- 2. 用VSEPR理论推测下列分子或离子的形状。

(1) AlF63-; (2) TaI4-; (3) CaBr4; (4) NO3-; (5) NCO-; (6) ClNO 3. 指出下列每种分子的中心原子价轨道的杂化类型和分子构型。 (1) CS2; (2) NO2+; (3) SO3; (4) BF3; (5) CBr4; (6) SiH4;

(7) MnO4-; (8) SeF6; (9) AlF63-; (10) PF4+; (11) IF6+; (12) (CH3)2SnF2

4. 根据图示的各轨道的位向关系，遵循杂化原则求出dsp2等性杂化轨道的表达式。

5. 写出下列分子的休克尔行列式：

7CH65412334218CH2

6. 某富烯的久期行列式如下，试画出分子骨架，并给碳原子编号。

x100101x100001x100001x101001x1000?0 01x7. 用HMO法计算烯丙基自由基的正离子和负离子的π能级和π分子轨道，讨论它们的稳定性，并与烯丙基自由基相比较。

8. 用HMO法讨论环丙烯基自由基C3H3·的离域π分子轨道并画出图形，观察轨道节面数目

和分布特点；计算各碳原子的π电荷密度，键级和自由价，画出分子图。 9. 判断下列分子中的离域π键类型： (1) CO2 (5) NO3

－

(2) BF3

(3) C6H6 (4) CH2=CH-CH=O

－

(6) C6H5COO (7) O3 (8) C6H5NO2

(9) CH2＝CH－O－CH＝CH2 (10) CH2＝C＝CH2 10. 比较CO2, CO和丙酮中C—O键的相对长度，并说明理由。 11. 试分析下列分子中的成键情况，比较氯的活泼性并说明理由：

CH3CH2Cl, CH2=CHCl, CH2=CH-CH2Cl, C6H5Cl, C6H5CH2Cl, (C6H5)2CHCl, (C6H5)3CCl 12. 苯胺的紫外可见光谱和苯差别很大，但其盐酸盐的光谱却和苯很接近，试解释此现象。 13. 试分析下列分子中的成键情况，比较其碱性的强弱，说明理由。 NH3, N(CH3)2, C6H5NH2, CH3CONH2

14. 用前线分子轨道理论乙烯环加成变为环丁烷的反应条件及轨道叠加情况。

15. 分别用前线分子轨道理论和分子轨道对称性守恒原理讨论己三烯衍生物的电环化反应

在加热或者光照的条件下的环合方式，以及产物的立体构型。 参考文献：

1. 周公度，段连运. 结构化学基础（第三版）. 北京：北京大学出版社，2002 2. 张季爽，申成. 基础结构化学（第二版）. 北京：科学出版社，2006 3. 李炳瑞.结构化学（多媒体版）.北京：高等教育出版社，2004 4. 林梦海，林银中. 结构化学. 北京：科学出版社，2004

5. 邓存，刘怡春. 结构化学基础（第二版）. 北京：高等教育出版社，1995 6.王荣顺. 结构化学（第二版）. 北京：高等教育出版社，2003

7. 夏少武. 简明结构化学教程（第二版）. 北京：化学工业出版社，2001 8. 麦松威，周公度，李伟基. 高等无机结构化学. 北京：北京大学出版社，2001 9. 潘道皑. 物质结构（第二版）. 北京：高等教育出版社，1989 10. 谢有畅，邵美成. 结构化学. 北京：高等教育出版社，1979

11. 周公度，段连运. 结构化学基础习题解析（第三版）. 北京：北京大学出版社，2002 12. 倪行，高剑南. 物质结构学习指导. 北京：科学出版社，1999

13. 夏树伟，夏少武. 简明结构化学学习指导. 北京：化学工业出版社，2004 14. 徐光宪，王祥云. 物质结构（第二版）. 北京：科学出版社， 1987

15. 周公度. 结构和物性：化学原理的应用（第二版）. 北京： 高等教育出版社， 2000 16. 曹阳. 结构与材料. 北京： 高等教育出版社， 2003 17. 江元生. 结构化学. 北京： 高等教育出版社， 1997 18. 马树人. 结构化学. 北京：化学工业出版社， 2001 19. 孙墨珑. 结构化学. 哈尔滨：东北林业大学出版社， 2003

本章编写：曾艳丽

附：习题答案

1.

分子或离子

m+n 价电子空间分布

几何构型 2.

分子或离子 几何构型 3.

分子或离子 杂化类型 几何构型 分子或离子 杂化类型 几何构型 4.

CS2 sp杂化 直线形 MnO4- sd3杂化 正四面体

NO2+ sp杂化 直线形 SeF6 sp3d2杂化 正八面体

SO3 sp2杂化 平面三角形 AlF63- sp3d2杂化 正八面体

BF3 sp2杂化 平面三角形

PF4+ sp3杂化 正四面体

CBr4 sp3杂化 正四面体 IF6+ sp3d2杂化 正八面体

SiH4 sp3杂化 正四面体 (CH3)2SnF2 sp3杂化 准四面体

AlF63- 正八面体

TaI4- 跷跷板形

CaBr4 四面体形

NO3- 平面三角形

NCO- 直线形

ClNO V形

AsH3 4 四面体 三角锥

ClF3 5 三角双锥 T形

SO3 3 平面三角形 平面三角形

SO32- 4 四面体 三角锥

CH3+ 3 平面三角形 平面三角形

CH3- 4 四面体 三角锥

?1(dsp2)??s??2(dsp2)??s??3(dsp2)??s??4(dsp2)??s? 5.

1211?px??dx2?y22211?px??dx2?y22211?py??dx2?y22211?py??dx2?y2221212

12x10001006.

1x10000001x10000001x10000001x10010001x10000001x10000?0 001xx1001x1101x101?0 1x123546

7. ?1

?1(?1?2?2??3) E1???2? 21(?1??3) E2?? 21?3?(?1?2?2??3) E3???2?

2?2?

烯丙基自由基及其正离子和负离子离域能均为2( 8. ?12?1)?

1(?1??2??3) 31?2?(?1?2?2??3)

61?3?(?1??3)

2?23无节面22111个节面3131个节面

π电荷密度：q1=q2=q3=1.0

π键级：p12=p13=p23=0.667 自由价：F1=F2=F3=0.398 分子图：

0.6671.00.398

9. 判断下列分子中的离域π键类型： (1)

6466 (3) ?6 (4) ?4 (5) ?4 ?34 (2) ?42101046 (7) ?3 (8) ?9 (9) ?5 (10) 2?2 ?9 (6)

10. C—O键长大小次序为：丙酮>CO2>CO. 11.氯的活泼性次序为：

(C6H5)3CCl>(C6H5)2CHCl>C6H5CH2Cl>C6H5Cl>CH2=CH-CH2Cl >CH2=CHCl >CH3CH2Cl

12. 苯分子中有?6离域π键，而苯胺分子中有?7离域π键，两分子中π轨道的数目不同，能级间隔不同，

68因而紫外光谱不同；在苯胺的盐酸盐中，离域π键仍为?6，所以苯的盐酸盐的紫外可见光谱与苯很接近。 13. 碱性强弱顺序：N(CH3)2>NH3>C6H5NH2>CH3CONH2

14. 加热条件下，不能环加成；光照条件下，可以发生环加成反应。

15. 加热条件下，对旋闭合，得到顺式产物；光照条件下，可发生顺旋闭合，得

6

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/afap.html