难题解析 [top]
例10－1试用杂化轨道理论说明乙烯分子的形成及其构型。
析根据杂化轨道理论，形成乙烯分子时，c原子的价层电子要杂化。共价键形成时，σ键在成键两原子间能单独存在，且只存在一个；л键在成键两原子间不能单独存在，但可存在多个。乙烯分子中c原子的4个价电子分别与其它原子形成三个σ键，c、c原子间的双键中有一个是л键。
三个σ键决定分子构型，因此c原子有三个原子轨道参与杂化，形成三个等性杂化轨道。
解乙烯分子c2h4中有2个c原子和4个h原子，每个基态c原子的价层电子组态为2s2 2p2，在形成乙烯分子的过程中，1个2s电子被激发到2p空轨道上，然后1个2s轨道和2个2p轨道杂化形成3个等同的sp2杂化轨道，彼此间夹角为120。每个c原子的2个sp2杂化轨道各与1个h原子的1s轨道重叠形成2个c—h σ键；2个c原子间各以1个sp2杂化轨道互相重叠，形成1个σ键。 由于2个c原子的这6个sp2杂化轨道处于同一平面，未参与杂化的2pz轨道则垂直于该平面， “肩并肩” 重叠形成1个π键，构成c＝c双键。
乙烯分子中6个原子在一个平面上，分子呈平面构型。
例10-2 利用价层电子对互斥理论**i3- 的空间构型。
析先确定中心原子的价电子对数，中心原子提供7个电子，配位提供1个电子，加上负离子的电荷数，得价层电子数的总和再除以2。然后根据价层电子对构型和孤对电子决定i3- 的空间构型。
解 i3-中有3个i原子，我们可将其中1个i作为中心原子，其余2个作为配位体。中心原子i有7个价电子，2个配位i原子各提供1个电子，i3-离子的负电荷数为1，所以中心原子的价电子对数为（7 + 2 + 1）∕2 ＝ 5 。价层电子对构型为三角双锥，因配位原子数为2，说明价层电子对中有2对成键电子对和3对孤对电子，以3对孤对电子处在三角双锥的三角形平面上排斥能最小，所以i3-为直线型。
例10-3 画出no的分子轨道，并用分子轨道法写出它的电子排布，并说明：①它的键级是多少？②它的键长应比no-更长或更短？
③有几个单电子？④并从键级推测no+化合物存在的可能性。⑤讨论no、no-、no+的磁性和稳定性。
析异核双原子分子的原子序数和≤14时，则符合分子轨道能级图10-13（b）的能级顺序；≥14时，则符合分子轨道能级图10-13(a)的能级顺序。写出no+、no、no-分子轨道式，判断键级、键长、键能。根据是否存在单电子，判断磁性。
解 no的分子轨道为。
它们的分子轨道式为：
no+ [1s)2(σ1s*)2 (σ2s)2(σ2s*)2(σ2px)2 (π2py)2(π2pz)2]
no [(1s)2(σ1s*)2 (σ2s)2(σ2s*)2(σ2px)2 (π2py)2(π2pz)2(π2py*)1]
no- [1s)2(σ1s*)2 (σ2s)2(σ2s*)2(σ2px)2 (π2py)2(π2pz)2(π2py*)1(π2pz*)1]
no的键级＝；no-的键级＝；no+的键级＝。
由于no-的键级比no的键级小，故no-的键长比no的键长长。
no分子有一个单电子。
从键级3推测，no+可能存在。
no有1个单电子，顺磁性；no-有2个单电子，顺磁性；no+没有单电子，反磁性。一般而言，键级愈大，键愈牢固，故它们的稳定性顺序为。
no+ >no > no-
例10-4 下列说法是否正确？说明理由。
1) 非极性分子中不含极性键。
2) 直线型分子一定是非极性分子。
3) 非金属单质的分子间只存在色散力。
4) 对羟基苯甲醛的熔点比邻羟基苯甲醛的熔点高。
解 (1) 说法不正确。有的分子含极性键，但空间构型完全对称，键的极性可以相互抵消，因而是非极性分子。
2) 说法不正确。双原子分子都是直线型，同核双原子分子化学键无极性，分子非极性；异核双原子分子化学键有极性，分子极性。多原子直线型分子中，若相同原子所形成的空间构型对称、键的极性可以相互抵消，分子非极性。
如co2：o=c=o。而由不同原子所形成的及空间构型不对称，键的极性不能相互抵消，为极性分子。
如h—c≡n。
3) 说法不正确。非金属单质分子通常是非极性分子，分子间的作用力通常为色散力。但臭氧(o3) 分子的空间构型为v形，μ>0，为极性分子，故分子之间存在取向力、诱导力和色散力。
4) 说法正确。对羟基苯甲醛存在着分子间氢键，而邻羟基苯甲醛存在着分子内氢键，对羟基苯甲醛分子间的作用力远大于邻羟基苯甲醛分子间的作用力，熔化对羟基苯甲醛时必须消耗额外的能量去破坏分子间氢键，故对羟基苯甲醛的熔点高于邻羟基苯甲醛的熔点。
例10-5 某一化合物的分子式为ab2，a属第六主族元素，b属第七主族元素，a和b在同一周期，它们的电负性值分别为3.44和3.98 。试回答下列问题：
1) 已知ab2分子的键角为103.3，推测ab2分子的中心原子a成键时采取的杂化类型及ab2分子的空间构型。
2) a-b键的极性如何？ab2分子的极性如何？
3) ab2分子间存在哪些作用力？
5) ab2 与h2o相比，何者的熔点、沸点较高？
解 (1) 根据a、b的电负性值，可判断a元素为o，b元素为f，该分子为of2 。根据键角103.3，知道该分子中o原子以不等性sp3杂化轨道与f原子成键，两个单电子sp3杂化轨道各与1个f原子的单电子2px 轨道重叠形成sp3-p的σ键，余下的2个sp3杂化轨道各被1对孤对电子占据，对成键电子对产生较大的排斥，致使键角压缩（<10928’），故of2分子的空间构型为“v”形。
2) o—f键为极性共价键。of2分子中键的极性不能抵消，为极性分子。
3) of2分子间存在取向力、诱导力及色散力，其中色散力是主要的。
4) of2分子中无h原子，分子间不能形成氢键，而h2o分子间能形成氢键，故of2的熔点、沸点比h2o的低。
学生自测题 [top] 判断题选择题填空题问答题。
一、判断题（对的打√，错的打×，共13分）
1.原子形成的共价键数目不能超过该基态单原子的单电子数。 (
2.一般来说，共价单键是σ键，在共价双键或叁键中只有1个σ键。
3. 将h原子的电子从1s轨道激发到3s轨道所需的能量，要比激发到3p轨道所需的能量少。
型共价化合物，其中心原子均采用sp杂化轨道成键。
5.凡中心原子采用sp2 杂化轨道成键的分子，其空间构型不一定是正三角形。
分子中，c原子采取sp3等性杂化，在ch3cl分子中，c原子采取sp3不等性杂化。
的沸点、熔点很低，所以分子很不稳定。
8.因cl的电负性大于h的电负性，所以c2cl2的μ大于c2h2的。
9.只有原子之间的s轨道与s轨道重叠才能形成σ键。
10 同一种原子在不同的化合物中形成不同键时，可以是不同的杂化态。(
11.非极性分子之间只存在色散力，极性分子之间只存在取向力。
12.氢键是有方向性和饱和性的一类化学键。
13.溶质的分子内形成氢键，其溶解度不一定增大。
二、选择题（将每题一个正确答案的标号选出，每题2分，共30分） [top]
1. 在br—ch═ch—br分子中，c—br间键合所用的轨道是 (
a. s—p b. sp—p c. sp2—s d. sp2—p e. sp3—p
2. 下列分子中，c原子与h原键合所用轨道为sp—s的是。
a. c2h4 b. c2h2 c. c2h6 d. ch4 e. c3h8
3. 下列分子或离子中键角最小的是 (
a. so42- b. hgbr2 c. nf3 d. bf3 e. cs2
4. ab3分子中，中心原子a有3个价电子，配位原子b各提供1个价电子，其空间构型为 (
a. 平面正三角形 b. v形c. t形。
d. ∠bab = 90o的三角锥体 e. ∠bab < 90o的三角锥体。
5.根据价层电子对互斥理论，sf4的空间构型为。
a. t形 b. v形 c. 变形四面体 d. 三角锥 e. 正四面体。
6.下列几组原子轨道沿x轴靠近时，由于对称性不匹配，不能有效地形成分子轨道的是。
a. px-px b. py-py c. pz-pzd. px-py e. s-px
7.下列分子或离子的分子轨道式中，无单电子的是。
a. o2 b. f2 c. o2 d. o2+ e. n22+
8.下列分子或离子中，最稳定的是。
a. n22+ b. n2+ c. n2 d. n22- e. n2-
9. 根据分子轨道理论，o2分子的最高占有轨道为 （
a. σ2px b. σ2px* c. σpz d. π2py e.π2py*
10. 下列分子中，极性最小的是。
a. hi b. hcl c. lih d. hbr e. hf
11. 下列分子中，既是非极性分子同时又含有π键的是 （
a. ch4 b. cl2 c. c2cl4 d. chcl3 e. ch2cl2
12. 下列分子中，μ＝0的是 （
a. pcl3 b. nf3 c. so2 d. hgcl2 e. h2o
13. 下列各组分子间，同时存在取向力、诱导力、色散力和氢键的是 （
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