第1章 物质结构基础习题

安徽理工大学 第1章 物质结构基础习题

一、思考题

1. 试述下列各名词的意义

（1）量子化 （2）物质波 （3）波函数 （4）原子轨道 （5）几率密度 （6）量子数 （7）电子云 2. 原子中的能级主要由哪些量子数来确定？

答案：原子轨道能量的高低(也称能级)主要由主量子数n和角量子数l决定。当l相同时,n越大,原子轨道能量E越高,例如E1s

答案：(1)主量子数（n） 它代表核外电子距核的远近和原子轨道能量大小。 n取值:任意正整数n=1，2，3，…… n=1为第一电子层或称K层，距核最近，n=2为第二电子层或称L层，余类推。 离核近，电子的能量较低，离核远则电子能量较高。因此主量子数n对于确定电子的能量具有决定性的作用。 (2)角量子数（l） 决定原子轨道（或电子云）的形状,表示每一主层中不同的亚层。l取值:小于n的非负整数l=0，1，2，……（n-1）

l=0 时，原子轨道（或电子云）是球形对称的，称为s轨道（或s电子云）。

l=1 时，原子轨道（或电子云）是纺棰形（或哑铃形）分布，称为p轨道。l=2 时，原子轨道（或电子云）呈花瓣形分布，称为d轨道（或d电子云）。

l=3 时，原子轨道（或电子云）形状复杂，称为f轨道（或f电子云）。 l代表电子所在的亚层 ,

角量子数l： 0 1 2 3 - - - - 电子亚层符号： s p d f - - - - 对多电子原子来讲,电子的能量由n、l决定。

(3)磁量子数（m） 同一电子层中某一特定形状的原子轨道可以在空间有不同的伸展方向，从而得到若干空间取向不同而能量相同的原子轨道，称为等价轨道。m决定原子轨道（或电子云）的空间伸展方向。 m取值：绝对值不大于l的所有值

m=0，±1，±2……±l 有（2 l+1）个取值

l=0 时，m有一个取值，即m=0，s轨道球形对称，在空间只有一个取值，轨道无方向性。

l=1 时，m有三个取值，即m= 0，±1，分别代表在空间沿x，y，z三个相互垂直的伸展方向上的三个p轨道 ，通常它们具有完全相同的能量。

l=2 时，m=0，±1，±2，表明d轨道在空间有五个伸展方向。

l=3 时，m有七个取值，m= 0，±1，±2，±3，f轨道在空间有七个伸展方向。 (4)自旋量子数（ms）

自旋运动的量子数用ms表示。它只有

12 和?12两个取值，

分别代表电子顺时针和逆时针的两个自旋方向，表示为“↓”和“↑”。 ms代表电子运动的“自旋”方向。

注意：一组n，l，m值，便确定了核外电子的一个空间运动状态（即原子轨道），包括轨道的大小、形状和空间取向。

一组n，l，m，ms值，描述一个电子的运动方式。

1

安徽理工大学 第1章 物质结构基础习题4. 基态原子的核外电子排布应遵循哪些规律？

答案：1）能量最低原理：电子在原子轨道上的分布，总是尽先排布在能量最低的轨道中，然后依次排布在能量较高的轨道中，以便使整个原子的能量处于最低状态。

2）保利不相容原理：每一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，而且这两个电子的自旋方向必须相反。 3）洪特规则：洪特规则是电子在等价轨道上的排布规律。 在简并轨道中，若电子不止一个，则它们尽可能分占不同的轨道，且自旋平行。这实际上也是能量最低原理的应用。因为这种情况下电子成对时的能量高于不成对时的能量。

5. s轨道、p轨道、d轨道分别对应的l值为多少？

6. s，2s，2s各代表什么意义？指出4s、3d、5p各能级相应的量子数及轨道数。

答案： s：原子轨道符号，表示l=0，m=0的轨道的运动状态，其角度分布图为球形。2s：表示第二电子层中的s原子轨道，即n=2，l=0，m=0的轨道运动状态。2s：表示第二电子层s原子轨道中的1个电子，即n=2，l=0，m=0，ms=

121

1

或?12的电子运动状态。

7. n =2时，电子有哪些可能的空间运动状态？

答案：核外电子运动的可能状态数 主量符 子 状态数 角量子 数 各轨道 各电子层 原子轨道符号 磁量子数m 轨道空间取向数 电子层中总轨道数 ms 数 号 n 1 K 2 L 0 0 1 1s 2s 2p 0 0 -1 0 +1 1 1 3 1 4 2 2 6 2 8

8. l =2的轨道，空间伸展方向有几种？答案：5种；m=0，±1，±2 9. p轨道角度分布图和p电子云角度分布图形的区别是什么？

答案：将角度波函数Y（θ，?）及几率密度的角度都分Y2（θ，?）随方位角θ、?的变化作图，就得到原子轨道及电子云的角度分布图。但后者图形比前者要瘦些，且无正负区域之分，而原子轨道角度分布图有正负区域之分。

10. 用原子轨道符号表示下列各套量子数。 （1）n =2，l = 1，m = －1 （2）n = 4，l = 0，m = 0 （3）n =5，l =2，m = 0

11. 为什么任何原子的最外层上最多只能有8个电子？次外层最多只能有18个电子？

答案：这是由原子核外电子排列的所遵循的能量最低原理决定的。在各层中，离原子核远，电子的能量越大，电子都首先排满能量低的运行轨道，这样排列到最外层时，能量最低的轨道只有八个，如果电子

2

安徽理工大学 第1章 物质结构基础习题多于八个，还有比此能量要求低的轨道（同一层也因轨道不同而能量不同）可以排布电子。因此，就造成了最外层电子最多只能有八个

12. 指出下列各元素的基态原子的电子排布式的写法违背了什么原理并予以改正。

（1）Be 1s22p2 （2）B 1s22s3 （3）N 1s22s22px22py1 答案：（1）违背了能量最低原理，应改正为1s22s2； （2）违背了泡利不相容原理，应改正为1s2s2p； （3）违背了洪特规则，应改正为1s2s2

13. 现行的周期表中有几个区？每一个区包括哪几个族？各区的外层电子构型有何特征？

14. 什么叫共价键的饱和性和方向性？为什么共价键具有饱和性和方向性，而离子键无饱和性和方向性？

答案：从价键理论的要点可知，自旋方向相反的电子配对以后就不再与另一个原子中的未成对电子配对了，这就是共价键的饱和性。而根据轨道的最大重叠原理，除了球形的s轨道之外，d、p轨道的最大值总是沿重叠最多的方向取向，因而决定了共价键的方向性。

15. 共价键的轨道重叠方式有哪几种？答案：1）肩并肩；2）头碰头 16. 举例说明什么是σ键，什么是π键？它们有哪些不同？

答案：σ键是“杂化轨道理论”和“分子轨道理论”中的一种化学键名字，就像“共价键”，“离子键”一样，只不过含义更为复杂，更为精确，涉及到一些微观电子云方面的知识。如果你只是在读高中，那

2

2

2

2

1

px2pypz111。

么是不用了解这种化学键的吧。 σ键属于“共价键”，成键两原子的价电子云沿键轴方向重叠而成键。也就是所谓的“头碰头”的成键方式。就像在灯光下，左右手各握一个拳头“相对”，它们的影子就像是价电子云的形态，这两个影子相互重叠形成的一个“大的电子云”，即形成共价键（共享电子）。一般的“单键”都属于这种σ键，比如C-H, O-H, N-H, C-C, C-Cl等等。

π键。也是共价键，成键两原子的价电子云平行或者侧面重叠而成键，也就是所谓的“肩并肩”的成键方式。相当于两个“拳头”相平行，然后再重叠形成“大的电子云”。双键，三键中都有这种键（当然也有σ键），比如C=C, O=C, C=N等等。

17. 价键理论和分子轨道理论的基本要点是什么？

18. s、p原子轨道主要形成哪几种类型的杂化轨道？中心原子利用上述杂化轨道成键时，其分子构型如

何？

19. 实验测定BF3为平面三角形，而[BF4]－为正四面体形。试用杂化轨道的概念说明在BF3和[BF4]－中硼

的杂化轨道类型有何不同？

20. 试用分子轨道表示式写出O2的电子构型。

21. 分子间力有几种？各种力产生的原因是什么？试举例说明极性分子之间、极性分子和非极性分子之

间以及非极性分子之间的分子间力。在大多数分子中以哪一种分子间力为主？

答案：1）取向力：极性分子的固有偶极子之间异极相吸，同极相斥，使分子间发生定向排列。

这种固有偶极子之间的静电引力称为取向力。显然，取向力发生在极性分子之间。

3

+

安徽理工大学 第1章 物质结构基础习题

2）诱导力：极性分子的固有偶极子可使非极性分子电子云变形，产生诱导偶极子。固有偶极子

和诱导偶极子之间的吸引力称为诱导力。

诱导力既存在于极性分子与非极性分子之间，也存在于极性分子之间。

3）色散力：由于分子中的电子不断运动，核不停地振动，分子中的正、负电荷重心不断发生瞬

间相互位移，产生瞬间仍极。由于瞬间偶极而产生的分子间的吸引力称为色散力。

色散力存在于各种分子之间，并且一般分子间的作用力是以色散力为主。

22. 何为极性分子和非极性分子？分子的极性与化学键的极性有何联系？ 23. 分子间力的大小对物质的物理性质有何影响？

24. 什么叫做氢键？哪些分子间易形成氢键？形成氢键对物质的性质有哪些影响？

答案：当H原子与电负性很大、半径很小的原子X以共价键结合为分子时，由于成键电子强烈地偏向X原子，使H原子几乎成为“赤裸”的质子而具有较大的正电荷场强。 1、氢键形成条件：

（1）分子中必须有一个电负性大的原子与氢原子形成强极性键；

（2）必须有另一个电负性大、原子半径小、带有孤对电子并带有较多负电荷的原子（如F、 O、N等），以便与带有较多正电荷的氢原子形成氢键。 2、类型：（1）分子内氢键 （2）分子间氢键 3、对物质性质的影响：

（1）对物质熔、沸点的影响：分子间氢键的形成使物质的熔、沸点升高；分子内氢键的形成使物质的熔、沸点降低。

（2）对物质溶解度的影响：在极性溶剂中，如果溶质分子与溶剂分子间能形成氢键，则溶质的溶解度增大。分子内氢键的形成使物质在极性溶剂（如水）中的溶解度减小。 氢键的形成对物质的密度、分子构型和酸碱性也有影响。

25. 氢键与化学键有何区别？与一般分子间力有何区别？

26. 下列各化合物中分子间有氢键的有哪几种？C2H6，NH3，C2H5OH，H3BO3，CH4。 27. 写出下列物质的晶体类型：SO2，SiC，HF，KCl，MgO。

28. 晶体有几种类型？确定晶体类型的主要因素是什么？各种类型晶体的性质有何不同？ 29. 根据下列物质的性质，判断它们是属于何种类型的晶体。

（1） CaCO3晶体的硬度高，在1173K时尚未熔融就已分解。 （2） B的硬度极高，熔点为2573K，导电性很差。 （3） SnCl4熔点为240K，沸点为387K

30. 要使BaF2，F2，Ba，Si晶体熔融，需分别克服何种作用力？ 答案：BaF2属离子晶体，熔融时需克服静电引力。

F2属双原子分子晶体，熔融时需克服分子间的色散力。 Ba属金属晶体，熔融时需克服金属键力。 Si属原子晶体，熔融时需克服非极性共价键力。

4

安徽理工大学 第1章 物质结构基础习题

二、是非题（对的在括号内填“√”号，错的填“×”号）

1. 当原子中电子从高能级跃迁到低能级时，两能级间的能量相差越大，则辐射出的电磁波的波长越长。 (× ) 2. 波函数ψ是描述微观粒子运动的数学函数式。 （ √ ） 3. ψ是核外电子运动的轨迹 （ × ） 4. 电子具有波粒二象性，就是说它一会是粒子，一会是波动。 （ ） 5. 微观粒子的特性主要是波、粒二象性。 （ √ ） 6. 2p有三个轨道，可以容纳3个电子。 （√ ） 7. 1s轨道上只可容纳1个电子。 （ ） 8. n =1时，l可取0和1。 （ ） 9. 主量子数n=3时，有3s，3p，3d，3f等四种原子轨道。 （ ） 10. 一组n，l，m组合确定一个波函数。 （√ ） 11. 一组n，l，m，ms组合可表述核外电子一种运动状态。 （√ ） 12.

是py轨道在xy平面的角度分布示意图。 （√ ）

13. 电子云图中黑点越密之处表示那里的电子越多。 （ ） 14. 氢原子中原子轨道的能量由主量子数n来决定。 （√ ） 15. d区元素外层电子构型是ns1~2。 （ ） 16. 电负性越大的元素的原子越容易获得电子。 （ √ ） 17. 同周期元素从左至右原子半径减小。 （ ） 18. 共价键的重叠类型有σ键π键两种。 （ √ ） 19. NH3和BF3都是4原子分子，所以二者空间构型相同。 （ ） 20. He2的分子轨道表示式为 （σ

1s)2

（σ

1s

*2

)。 （√ ）

21. 配合物中配体数不一定等于配位数 （√ ） 22. 色散力只存在于非极性分子之间，取向力只存在于极性分子之间。 （ ） 23. 色散力是主要的分子间力。 （√ ） 24. μ= 0的分子中的化学键一定是非极性键。 （ ） 25. 分子中的化学键为极性键，则分子为极性分子。 （ ） 26. 非极性分子内的化学键一定是非极性键。 （ ） 27. van der Waals 力属于一种较弱的化学键。 （ ） 28. 一般晶格能越大的离子晶体，熔点越高，硬度也越大。 （√ ） 29. 凡有规则外形者都必定是晶体。 （ ） 30. 同一周期主族和副族元素的单质的晶体类型从左至右由金属晶体到原子晶体，再到分子晶体呈规律性

5

安徽理工大学 第1章 物质结构基础习题过渡。 （√ ）

三、选择题（在正确的答案下打“√”）

1． 量子力学的一个轨道 D A. 与玻尔理论中的原子轨道等同 B. 指n具有一定数值时的一个波函数 C. 指n、l具有一定数值时的一个波函数

D. 指n、l、m三个量子数具有一定数值时的一个波函数。 2． 下列说法正确的是__A____。

A. 轨道角度分布图表示波函数随θ，φ变化的情况 B. 电子云角度分布图表示波函数随θ，φ变化的情况 C. 轨道角度分布图表示电子运动轨迹 D. 电子云角度分布图表示电子运动轨迹

3． 在多电子原子中，各电子具有下列量子数，其中能量最高的电子是 D

A. 2，1，－1，12 B. 2，0，0，－12

C. 3，1，1，－

1 D. 3，2，－1，122

4． 用来表示核外某一电子运动状态的下列量子数中合理的一组是__D___。

A. 1，2，0，-12 B. 0，0，0，+

12

C. 3，1，2，+

12 D. 2，1，-1，-12

5． 下列电子的各套量子数，可能存在的是__A____。

A. 3，2，2，+1B. 3，0，1，+12 2

C. 2，-1，0，-12 D. 2，0，-2，+12

6． 用下列各组量子数来表示某一电子在核外的运动状态，其中合理的是___B__。

A. n = 3，l = 1，m = 2，m11s = +2 B. n=3，l = 2， m = 1，ms = -2 C. n = 2，l = 0，m = 0，m1s = 0 D. n=2，l = -1，m = 1，ms = +2 7． 一个2P电子可以被描述为下列6组量子数之一

（1）2，1，0，+112 （2）2，1，0，-2 （3）2，1，1，+

1 （4）2，1，1，-122

（5）2，1，-1，+12 （6）2，1，-1，-12

氧的电子层结构为1s22s22p4，试指出下列4个2p电子组合中正确的有__AC____。 A. ①②③⑤ B. ①②⑤⑥ C. ②④⑤⑥ D. ③④⑤⑥ 8． 下列量子数组合中，m = ___B___。

6

安徽理工大学 第1章 物质结构基础习题 n = 4 l = 0 m = m1s = +2

A. 4 B. 0 C. 1 D.2 9． 39号元素钇的电子排布式应是下列排布的哪一种 A 。

A. 1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2 B. 1s22s22p63s23p63d104s24p65s25p1 C. 1s2

2s2

2p6

3s2

3p6

3d10

4s2

4p6

5s2

4d

1

D. 1s22s22p63s23p63d104s24p65s25d

1

10． 已知某元素+3价离子的电子排布式为1s2

2s2

2p6

3s2

3p6

3d5

，该元素在元素周期表中属于__C___。

A. ⅤB族 B. ⅢB族 C. Ⅷ族 D. ⅤA族 11． 外围电子构型为4f7

5d1

6s2

的元素在周期表中的位置应是哪一族？__D___。

A. 第四周期ⅦB族 B. 第五周期ⅢB族 C. 第六周期ⅦB族 D. 第六周期ⅢB族

12． 下列关于元素周期表分区中，原子核外价电子构型正确的有__A____。

A. ns1~2 B. ns0np1~8 C.（n-1）d1~10ns2 D. np5 13． 下列元素的原子中外层电子构型为ns2np5的是__D___。

A. Na B. Mg C. Si D.F 14． 下列4种电子构型的原子中第一电离能最低的是__B____。

A. ns2

np3

B. ns2

np4

C. ns2

np5

D. ns2

np6

15． 下列那一系列的排列顺序恰好是电离能（离解出一个电子）增加的顺序_D_____。

A. K，Na，Li B. O，F，Ne C. Be3+，B4+，C5+ D. 3者都是

16． 一个原子的M壳层可容纳的电子是多少？___B___

A. 8 B. 18 C. 32 D. 50 17． 下列关于共价键说法错误的是__CD_____。

A. 两个原子间键长越短，键越牢固

B. 两个原子半径之和约等于所形成的共价键键长 C. 两个原子间键长越长，键越牢固 D. 键的强度与键长无关

18． 下列关于杂化轨道说法错误的是___AD____。

A. 所有原子轨道都参与杂化

B. 同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化 C. 杂化轨道能量集中，有利于牢固成键 D. 杂化轨道中一定有一个电子

19． 下列分子中既有σ键又有π键的是 AC A. N2 B. MgCl2 C. CO2 D. Cu 20． s轨道和p轨道杂化的类型有 D A. sp，sp2杂化 B. sp，sp2，sp3杂化

C. sp，sp3杂化 D. sp，sp2，sp3杂化和sp3不等性杂化 21． 下列分子构型中以sp3杂化轨道成键的是__D___。

7

安徽理工大学 第1章 物质结构基础习题

A. 直线形 B. 平面三角形 C. 八面体形 D. 四面体形 22． 凡是中心原子采用sp3d2

杂化轨道成键的分子，其空间构型可能是__A____

A. 八面体 B. 平面正方形 C. 四方锥 D. 以上3种均有可能

23． 下列关于O2-

-

2和O2的性质的说法中，不正确的是_B____。

A. 两种离子都比O2分子稳定性小。 B. O2--

2的键长比O2的键长短。 C. O2--2是反磁性的，而O2是顺磁性的。 D. O-2的键能比O2-2的键能大。

24． 下列分子中键级等于零的是__BC____。

A. O2 B. Be2 C. Ne2 D. Cl2 25． 下列分子中具有顺磁性的是___AC____。

A. B2 B. N2 C. O2 D. F2

26． 根据分子轨道理论解释He2分子不存在，是因为He2分子的电子排布式为__A____。A.（σ2（σ*2

2

21s)1s

) B.（σ1s)（σ2s)

C.（σ

2

（σ

)1（σ12

1s)1s2s) D.（σ1s)2（σ

2p)

27． 下列化合物中既存在离子键和共价键，又存在配位键的是 A

A. NH4F B. NaOH C. H2S D. BaCl2

28． 下列物质中，既有共价键又有离子键的是___C____。

A. KCl B. CO C. Na2SO4 D. NH+4 29． 在下列离子晶体中，晶格能最大的是__A____

A. NaCl B. KCl C. RbCl D. CsCl

30． 下列说法中正确的是___D___。

A. BCl3分子中B—Cl键是非极性的。 B. BCl3分子中B—Cl键不都是极性的。

C.BCl3分子是极性分子，而B—Cl键是非极性的。 D. BCl3分子是非极性分子，而B—Cl键是极性的。 31． 下列各分子中，是极性分子的为 C

A. BeCl2 B. BF3 C. NF3 D. C6H6

32． H2O的沸点是100℃，H2Se的沸点是－42℃，这可用下列哪种理论来解释 D A. 范德华力 B. 共价键 C. 离子键 D. 氢键 33． 下列分子中不能形成氢键的是__D____。

A. NH3 B. N2H4 C. C2H5OH D. HCHO 34． 下列化合物中哪一个氢键表现得最强？___D___

A. NH3 B. H2O C. HCl D. HF 35． 下列说法中正确的是 D 8

安徽理工大学 第1章 物质结构基础习题 A. 相同原子间双键键能是单键键能的两倍

B. 原子形成共价键的数目，等于基态原子未成对电子数

C. 分子轨道是由同一原子中能量近似，对称性匹配的原子轨道线性组合而成 D.O22-是反磁性的，而O2－是顺磁性的

36． 下列各物质中只需克服色散力就能使之气化的是 C A. HCl B. C C. N2 D. MgCO3 37． 下列属于分子晶体的是__CD___。

A. KCl B. Fe Ｃ.H2O（s） D. CO2（s） 38． 下列晶体中，熔化时只需克服色散力的是_B____。

A. K B. SiF4 C. H2O D. SiC 39． 石英和金刚石的相似之处在于 B 。 A. 都具有四面体结构

B. 都是以共价键结合的原子晶体 C. 都具有非极性共价键 D. 其硬度和熔点相近

40． 下列哪一系列的排列顺序恰好是电负性减小的顺序（B ）。

A. K，Na，Li B. Cl，C，H C. As，P，H D. 3者都不是 41． 下列晶体中硬度较高，导电性好的是__C____。

A. SiO2，CaO B. SiC，NaCl C. Cu，Ag D. Cu，石墨 42． 下列物质熔点由低至高的排列顺序为___C___。

A. CCl4＜CO2＜SiC＜CsCl B. CO2＜CCl4＜SiC＜CsCl C. CO2＜CCl4＜CsCl＜SiC D. CCl4＜CO2＜CsCl＜SiC

四、填空题

1. 由于微观粒子具有 波动性 和 粒子 性，所以对微观粒子的 运动 状态，只能用统计的规律来说明。

波函数是描述 原子核外电子运动状态的的数学函数式。

2. 第31号元素镓（Ga）是当年预言过的类铝，现在是重要的半导体材料之一。Ga的核外电子构型

为 ；外层电子构型为 ；它属周期表中的 区。

3. 下列各原子的电子构型属错误的是 ，属激发态的是 ，属基态的是 。

A. 1s22s12p2 B. 1s22s12d1 C. 1s22s22p43s1 D. 1s2s2p3s3p E. 1s2s2p3s F. 1s2s2p3s3p4s 4. 共价键的特点是，具有 性和 性。

5. 根据杂化轨道理论，BF3分子的空间构型为 ，电偶极矩 零，NF3分子的空间

9

2

2

6

2

3

2

2

8

1

2

2

6

2

5

1

安徽理工大学 第1章 物质结构基础习题

构型为 。

6. 采用等性sp杂化轨道成键的分子，其几何构型为 ；采用不等性sp杂化轨道成键的分子，

其几何构型为 和 。

7. SiCl4分子具有四面体构型，这是因为Si原子以 杂化轨道与四个Cl原子分别成 键，杂化

轨道的夹角为 。

8. COCl2（∠ClCCl=120°，∠OCCl=120°）中心原子的杂化轨道类型是 ，该分子中σ键有

个，π键有 个。PCl3（∠ClPCl=101°）中心原子的杂化轨道是 ，该分子中σ键有 个。

9. CO2和CS2分子均为直线形分子，这是因为 。

10. 已知[Zn(NH3)4]配离子的空间构型为正四面体形，可推知Zn采取的杂化轨道为 型，其中s

成分占 ，p成分占 。 11. 填充下表：

化学式 PCl3 BCl3 [PdCl4]2- [Cd(CN)4]2-

杂化轨道类型

杂化轨道数目

键角 102° 120°

空间构型

平面四方形 四面体形

2+

2+

33

12. 填充下表

配离子 Na3[AlF6] [Co(en)3]3+ [Cr(H2O)4Cl2]Cl [Ni(NH3)2(C2O4)] 中心 离子 配位体数 配位 原子 中心离子 的配位数 配离子电荷 配合物名称 13. 根据分子轨道理论写出N2分子电子排布式为 。

14. 根据分子轨道理论写出O2分子电子排布式为 ，其中有

个三电子π键。

15. Li2分子按分子轨道理论表示的电子构型为 ，说明（答“有”或“无”） Li2

分子存在。

16. 分子间普遍存在、且起主要作用的分子间力是 ，它随相对分子质量的增大而 。 17. 极性分子是指 ，而 为非极性分子。

18. 分子之间存在着 键，致使H2O的沸点远 于H2S、H2Se等。H2O中存在着的分子间力

有 、 和 ，以 为主，这是因为H2O有 。 19. 在ⅥA族的氢化物中， 具有相对最高的 。这种反常行为是由于在 态的分子之

间存在着 。

20. 在C2H6，NH3，CH4等分别单独存在的物质中，分子间有氢键的是 。

10

安徽理工大学 第1章 物质结构基础习题21. 汽油的主要成分之一辛烷（C8H18）的结构是对称的，因此它是（答“极性”或非“极性”）_________

分子。汽油和水不相溶的原因是__________________________________________。 22. KCl、SiC、HI、BaO晶体中，熔点从大到小排列顺序 。

23. 已知某元素的原子的电子构型为1s22s22p63s23p63d104s24p1。①元素的原子序数为 ；②属第

周期，第 族；③元素的价电子构型为 ；单质晶体类型是 。 24. 填充下表：

化合物 晶体中质点间作用力

晶体类型

熔点高低

KCl SiC HI H4O MgO

参考答案：

1. 波动 粒子 运动 原子核外电子运动状态的的数学函数式 2. 1s22s22p63s23p63d104s24p1 4s24p1 p 3. B,E A,C,F D 4. 饱和性和方向性

5. 平面三角形，等于，三角锥形 6. 正四面体，三角锥形，V形 7. sp3

σ 109°28′ 8. sp2，3，1，sp3，3

9. C原子均以sp杂化轨道分别与两个O原子和两个S原子成键 10. sp3 1/4 3/4 11.

化学式 杂化轨道类型

杂化轨道数目

键角

空间构型 PCl3

3 sp不等性杂化 4个

三角锥形 BCl3 sp2杂化 3个 平面三角形

[PdCl4]2- dsp2杂化 4个 90° [Cd(CN)3

4]2-

sp杂化

4个

109°28′

12.

配离子 中心 配位配位 中心离子 配离子离子 体数 原子 的配位数 电荷 配合物名称 Na3[AlF6] Al3+ 6 F 6 -3 六氟合铝酸钠 [Co(en)3]3+ Co3+ 3 N 6 +3 三(乙二氨)合钴(Ⅲ)配离子 [Cr(H2O)4Cl2]Cl Cr3+ 6 O,Cl 6 +1 一氯化二氯2四水合铬(Ⅲ) [Ni(NH3)2(C2O4)] Ni2+ 3 O,N 6 0 一草酸根二氨合镍(Ⅱ) 11

安徽理工大学 第1章 物质结构基础习题

13. （σ1s）2（σ1s*）2（σ2s）2（σ2s*）2（π2py）2（π2pz）2（σ2px）2

14. （σ1s）（σ1s）（σ2s）（σ2s）（σ2px)（π2py)（π2pz)（π2py)（π2pz)15. （σ

1s)22

*

2

2

*

2

2

2

2

*1

*1

2

（σ

1s

*2

)（σ2s)2 有

16. 色散力 增大

17. 分子内正、负电荷中心不重合 正负电荷中心重合的 18. 氢，大，色散力，诱导力，取向力，取向力，较大的电偶极矩 19. H2O，沸点，液，氢键 20. NH3

21. 非极性 汽油的非极性分子与水分子的强极性之间的极性差异大 22. SiC、BaO、KCl、HI

23. 31 4，ⅢA 4s24p1 金属晶体 24.

化合物 KCl SiC HI H4O MgO

晶体中质点间作用力

离子键 共价键 分子间作用力 分子间作用力，氢键

离子键

晶体类型 离子晶体 原子晶体 分子晶体 分子晶体 离子晶体

熔点高低 较高 高 低 低 较高

五、简答题

1．假定有下列电子的各套量子数，指出哪几套不可能存在，并说明原因。 （1）3，2，2，

12 （2）3，0，－1，

12 （3）2，2，2，2

2. 写出原子序数为47的银原子的电子排布式，并用四个量子数表示最外层电子的运动状态。 3. 有A，B，C，D，E，F元素，试按下列条件推导出各元素在周期表中的位置，元素符号，给出各元

素的价电子构型。

（1）A，B，C为同一周期活泼金属元素，原子半径满足A>B>C，已知C有3个电子层。 （2）D，E为非金属元素，与氢结合生成HD和HE。室温下D的单质为液体，E的单质为固体。 （3）F为金属元素，它有4个电子层并有6个单电子。 4. 试用杂化轨道理论解释：

（1） H2S的分子的键角为92°，而PCl3分子的键角为102°。 （2） NF3分子是三角锥形构型，而BF3分子是平面三角形构型

5. 指出下列化合物的中心原子可能采取的杂化类型，并预测分子的几何构型：BeH2、BBr3、SiH4、PH3、

SeF6。

6. 已知配离子的空间构型，试用价键理论指出中心离子成键的杂化类型。

（1）[Cu(NH3)2]+(直线) （2）[Zn(NH3)4]2+(正四面体) （3）[Pt(NH3)2Cl2](平面正方形) （4）[Fe (CN)6]3－(正八面体)

12

安徽理工大学 第1章 物质结构基础习题7. 过氧化钠中的过氧离子O22－是逆磁性的，超氧化钾中的超氧离子O2-是顺磁性的，试用分子轨道表示

式解释之。

8. 实验测得氧分子及其离子的O－O核间距离（pm）如下： O2 O2－ O22－

112 130 148

（1）试用分子轨道理论解释它们的核间距为何依次增大。 （2）指出它们是否都有顺磁性。

（3）算出它们的键级，比较它们的稳定性。 9. 根据分子轨道法比较N2和N2+的键能大小。 10. 如果发现116号元素，请给出 （1）钠盐的化学式 （2）简单氢化物的化学式 （3）最高价的氧化物的化学式 （4）该元素是金属还是非金属

11. 试判断下列分子的空间构型和分子的极性，并说明理由。

CO2，Cl2，HF，NO，PH3，SiH4，H2O，NH3

12. 常温时F2、Cl2为气体，Br2为液体，I2为固体，为什么？

13. 试分析下列分子间有哪几种作用力（包括取向力、诱导力、色散力、氢键）。

（1）HCl分子间 （2）He分子间 （3）H2O分子和Ar分子间 （4）H2O分子间 （5）苯和CCl4分子间

14. 为什么（1）室温下CH4为气体，CCl4为液体，而CI4为固体？（2）H2O的沸点高于H2S，而CH4 的

沸点却低于SiH4?

15. 为何HCl，HBr，HI熔点、沸点依次增高，而HF的熔、沸点却高于HCl？ 16. 已知稀有气体He，Ne，Ar，Kr，Xe的沸点依次升高，试解释为什么？

17. SiO2和CO2是化学式相似的两种共价化合物，为什么SiO2和干冰的物理性质差异很大？ 18. 比较下列各组中两种物质的熔点高低，简单说明原因：

（1）NH3，PH3； （2）PH3，SbH3； （3）Br2，ICl。

19. 按沸点由低到高的顺序依次排列下列两个系列中的各个物质，并说明理由

（1） H2，CO，Ne，HF； （2） CI4，CF4，CBr4，CCl4。 20. 写出下列配合物的化学式

（1）氯化二氯2一水2三氨合钴（Ⅲ） （2）四氯合铂（Ⅱ）酸四氨合铜（Ⅱ） （3）二羟基2四水合钴（Ⅲ）配阳离子 （4）四氢合镍（Ⅲ）配阴离子

参考答案：

1. 第（2），（3）不可能存在。第（2）套m不能为－1，只能为0；第（3）套，第一个2（即n）

13

安徽理工大学 第1章 物质结构基础习题

必须大于2，且最后一个2只能是

2

2

6

2

6

10

2

6

10

1

12或-

12。

122. 1s2s2p3s3p3d4s4p4d5s （5，0，0，3. Na，Mg，Al，Br，I，Cr

A B C D E F

周期 三 三 三 四 五 四

族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅦA ⅦA ⅥB

）

元素符号

Na Mg Al Br I Cr

价层电子构型

3s1 3s 3s3p 4s24p5 5s24p5 3d4s

5

12

12

4. （1）H2S分子中的S原子和PCl3分子中的P原子均采用sp3不等性杂化，S原子在2个杂化轨

道上存在孤电子对，P原子在1个杂化轨道上存在孤电子对，H2S和PCl3分子构型分别为V形和三角锥形，所以，H2S的分子的键角小于PCl3分子的键角，且键角均小于109°28’ （2）B的电子构型为2s22p1，激发为2s12p2，采用sp2杂化，形成3个等同的sp2杂化轨道于3个F结合成键，故呈平面三角形。N的电子构型为2s22p3采用不等性sp3杂化，有一个sp3杂化轨道为一对电子占据，成键时另3个sp杂化轨道与3个F结合成键，导致形成三角锥形。 5. BeH2：sp杂化，直线型 BBr3：sp2杂化，平面三角形 SiH4：sp3杂化，正四面体 PH3：不等性sp3杂化，三角锥形

SeF6：sp3 d2杂化，正八面体

6. （1）sp杂化 （2）sp3杂化 （3）d sp2杂化 （4）d2sp3杂化 7. （1）Na2A，（2）H2A，（3）AO3，（4）金属 8. CO2：直线形，非极性，C采用sp杂化

Cl2：直线形，非极性，同核双原子分子 HF ，NO：直线形，极性，异核双原子分子

PH3，NH3：三角锥形，极性，P和N原子采用不等性sp3杂化，分子结构不对称 SiH4：正四面体形，非极性，Si采用等性sp3杂化，分子结构对称 H2O：“V”形，极性，O采用不等性sp3杂化，分子结构不对称

9. F2、Cl2、Br2、I2同为卤族非极性分子，分子间作用力均为色散力，它们的分子量大小顺序为从

左到右逐渐增大。所以，它们的熔沸点逐渐升高，常温时前两者为气态物质，Br2为液体，I2为固体。

10. （1）色散力，诱导力，取向力

（2）色散力

（3）色散力，诱导力

（4）色散力，诱导力，取向力，氢键

14

3

安徽理工大学 第1章 物质结构基础习题

（5）色散力

11. （1）因为分子量依次增大，色散力增大，使其熔点依次增高，导致室温下CH4为气体，CCl4

为液体，而CI4为固体。

（2）H2O中含有氢键，H2O的沸点高于H2S；而CH4的分子量低于SiH4，色散力小，沸点低于SiH4。

12. HCl、HBr、HI和HF均为极性分子，但分子间作用力仍以色散力为主，且结构类型相同，相对

分子质量依次增大，分子间力也依次增大，熔、沸点同样依次增高。但在HF分子之间，除色散力为主外，还多了氢键的作用，所以HF的熔、沸点高于HCl。

13. 物质的沸点与物质的分子间力大小有关，在结构类型相同的情况下，分子间力越大，沸点越高。

稀有气体He，Ne，Ar，Kr，Xe都是分子晶体，分子间作用力以色散力为主，且结构类型相同，相对分子质量依次增大，分子间力也依次增大，所以沸点依次增高。

14. 因为SiO2是原子晶体，微粒之间作用力是共价键，结合牢固。而干冰是分子晶体，微粒之间的

作用力是分子间力，结合较弱，所以SiO2和干冰的物理性质差异很大。 15. （1）NH3高，因NH3分子间有氢键

（2）SbH3高，因SbH3的分子量大，色散力大

（3）ICl高，因Br2和ICl分子量相近，色散力相近，但ICl是极性分子，还有取向力和诱导力。 16. （1）沸点H2＜Ne＜CO＜HF，因为分子量依次增大，色散力增大，CO还具有取向力和诱导力，

而HF分子间还存在较强氢键，使其沸点最高。

（2）沸点CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4。因为均为非极性分子，分子量依次增大，色散力增大，沸点

依次增高。

17. (1)[Cr(NH3)3(H2O)Cl2]Cl (2)[Cu(NH3)4][PtCl4]

(3)[Co(H2O)4(OH)2]- (4)[NiH4]-

15

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