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化学竞赛辅导——对称性和VSEPR


化学竞赛辅导——对称性和VSEPR
[i].IO65-中的I是采用何种形式杂化 A d2sp3 B sp3d C dsp3 D sp3d2 [ii].下列分子或离子为平面四边形构型的是 A ICl4 B ClO4- C BrF4+ D SF4 [iii].ClO3F的结构属于 A 线型 B 平面四边

C 平面三角

D 四面体<

br />
[iv].下列哪些分子或离子是直线形的(即所有键角为180°) (1)OF2 (2)HCN (3)H2S (4)CO2 (5)IF2-

[i] D [ii] A [iii] D

[iv] (2)(4)(5)

[i].下面哪些分子或离子具有弯曲构形? (1)BeCl2 (2)HOCl (3)HO2- (4)NH2-(5)N3- [ii].下面哪些分子或离子是平面形? (1)BF3 (2)XeO4 (3)NO3- (4)C2H2 (5)HN3 [iii].下列哪些分子或原子有偶极矩? (1)CH2Cl2,(2)顺-C2H2Cl2 (3)反-C2H2Cl2 (4)CH2CCl2 (5)SF4 (6)XeF4 (7)C2F4 (8)H2SO4 (9)NH4+ (10)N2H4 (11)NCl3 [iv].如果不考虑氢原子,你认为下列分子或原子中哪些是平面 的结构? (1)CH3CHCHCl,(2)HNO3,(3)H2PO4-, (4)SOCl2, (5)C6H5OH(苯酚) [i] (2)(3)(4) [ii] (1),(3),(4),(5) (4)是标准的直线形 (5)末端的H发生弯曲 [iii] (1)(2)(4)(5)(8)(11) [iv] (1)(2)(5)

[i].XeF2和PCl5两种分子没有极性,而XeO3分子则是极性 分子,试画出这三种分子的结构。 [ii].磷的氯化物有PCl3和PCl5,氮的氯化物只有NCl3,为 什么没有NCl5?白磷在过量氯气(其分子有三种不同的相对 分子质量)中燃烧时,其产物共有几种不同分子。

[i] F-Xe-F 直线型 三角双锥 三角锥 [ii] N原子最外层无d轨道,不能发生sp3d杂化,故无NCl5 12种

[i].利用价电子对互斥理论说明下列分子的形状: XeF4,XeO4,XeO3,XeF2和XeOF4。 ? [i]

[i].利用价电子对互斥理论说明AsH3,ClF3,SO3,SO32-, CH3+和CH3-等分子和离子的几何形状,并指出哪些分子 有偶极矩。

?

表中ClF3分子中Cl原子周围的5对价电子按三方双锥分布,可能的形状有下面三种:

(A)最稳定。

[i].画出下列分子中孤对电子和键对电子在空间的排布图: (a)IC12-,N2O;(b)H3O+,BrF3,NF3;(c)ICl4-, IF4+,SbF4-,XeO2F2;(d)IF5,XeF5+。 ? [i] 这是VSEPR方法的具体应用,现将分子中孤对电子和 键对电子在空间的排布图示于下图

[i].对下列分子和离子:CO2,NO2+,NO2,NO2+, SO2,ClO2,O3等,判断它们的形状,指出中性分子的极 性,指出每个分子和离子的不成对电子数。
? [i] 根据价键理论(特别是杂化轨道理论)和分子轨道理论(包括离 域π键理论)分析清“分子”的成键情况,即可推断出它们的形状、 极性和不成对电子数。兹将推断结果列于下表:

[i].已知硫和氯以不同的性质形成S2Cl2、SCl2和SCl4。试画出 这些分子的Lewis结构式,并用VSEPR理论预测它们的形状? [ii].PCl5有三角双锥形结构,而IF5有正方锥形结构。试说明造 成这种差异的原因? [iii].试判断I3-的结构?

[i].求算下面各物质中中心原子的VSEPR数分别为多少(提 示:首先画出它们的Lewis结构)?(1)SO2 (2)SO3 (3)SO32- (4)SO42- (5)SF6 (6)S32-

? [i] (1)3 (2)3 (3)4 (4)4 (5)6 (6)4

[i].PCl5分子为三方双锥形结构。 (l)指出P原子所用的杂化轨道,是否要求全部P-Cl键等长? (2)若用VSEPR方法判断P-Cl键的键长,是三重轴上键长较赤 道上长还是短? (3)晶态时五氯化磷由[PCl4]+[PCl6]-组成,试解释是什么因素 起作用? ? [i] (1)P原子采用sp3d杂化轨道,它可看作sp3和pd两个杂化轨 道的组合。两种杂化轨道形成的P-Cl键的键长不要求相等。 (2)按VSEPR方法判断bp-bp间的推斥力时,三重轴上P—Cl 中的bp同时受到夹角为90o的赤道上的3个bp推斥,而赤道上只受 到2个bp推斥,轴上的P-CI键应长于赤道上的P-CI键。此判断 符合实验测定值。轴上P-CI键长214pm长于赤道上的P—CI键长 202 pm。 (3)从晶体中离子的堆积考虑,由四面体形的PCI4+与八面体形 的PCI6-堆积,可看作CI-作密堆积而P5+填入四面体空隙和八 面体空隙之中,有利于得到密堆积的结构。所以由于堆积密度因 素使P原子改变成键的方式:PCI4+之中P原子使原子技sp3杂化 轨道,PCI6-中P原子按sp3d2杂化轨道成键。

? [i].下图示出氙的氟化物和氧化物的分子(或离子)结构。 ? (1)根据VSEPR理论及图形,指出分子的几何构型的名称和所属点 群; ? (2)Xe原子所用的杂化轨道; ? (3)Xe原子的表现氧化态; ? (4)已知在XeF2· 4加合物晶体中,两种分子的几何构型与单独 XeF 存在时的几何构型相同,而不变成XeF3,从中说明什么问题。
? ? ?

?

图中:(a)XeO4,(b)XeO3,(c)XeO2F2,(d)XeO3F2,(e) XeOF3+,(f)XeOF4,(g)XeF34+,(h)XeO64+,(i)XeF4,(j) XeF6.(k)XeF5-,(i)XeF5-,(m)XeF2,(n)Xe2F3+,(o) XeF82-

?

? [i] (1),(2),(3)题的答案列于下表

? [i].(1)尽管锡和碳一样也能生成四氯化物——SnCl4, 然而锡又不同于碳,配位数可以超过4。画出SnCl4两种 可能的立体结构。 ? (2)SnCl4作为路易斯酸可以跟像氯离子或氨基离子那 样的路易斯碱反应。已经知道它跟氯离于有如下两个反应: ? SnCl4+Cl-→SnCl5- ; SnCl5-+Cl-→SnCl62- ? 画出SnCl5-的三种可能的立体结构。 ? (3)用价层电子对互斥理论(VSEPR)预言SnCl5-最 可能的是哪一种结构。 ? (4)画出SnCl62-的三种可能的立体结构。 ? (5)用价层电子对互斥理论(VSEPR)预言SnCl62-最 可能的是哪一种结构。 ?

? [i] (1) 形结构 ? (2) ?



A为正四面体结构,B为正方

,C为四角锥,D为三角双

? 锥,E为为平面五边形 ? (3)D最稳定 ? (4) ? , ? F为正八面体,G为正三棱柱,H为平面正六边形 (5)F最稳定 (6)SnCl5- (7)SnBr5- (8)m/z=339:SnCl4Br-;m/z=383:SnCl3Br2-; m/z=427:SnCl2Br3-;m/z=471:SnClBr4-。 (9)-912ppm:SnCl5Br2-;-1117ppm:

? (10)-1092ppm:;
? -1115ppm: ? -1322ppm: ? 一1336ppm:


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