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) AsH 3; (2)ClF 3; (3) SO 3; (4) SO 32-; (5) CH 3+; (6) CH 3- 2. 用VSEPR 理论推测下列分子或离子的形状。
(1) AlF 63-; (2) TaI 4-; (3) CaBr 4; (4) NO 3-; (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) CS 2; (2) NO 2+; (3) SO 3; (4) BF 3; (5) CBr 4; (6) SiH 4;
(7) MnO 4-; (8) SeF 6; (9) AlF 63-; (10) PF 4+; (11) IF 6+; (12) (CH 3)2SnF 2
4. 根据图示的各轨道的位向关系，遵循杂化原则求出dsp 2
等性杂化轨道的表达式。
5. 写出下列分子的休克尔行列式：
CH CH 2
123
4
56781
2
34
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。
0100001100101100001100
001101001 x
x x x x x 7. 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C 3H 3·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(2) BF3(3) C6H6(4) CH2=CH-CH=O
(5) NO3－(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AsH3ClF3SO3SO32-CH3+CH3-m+n453434价电子空间分布四面体三角双锥平面三角形四面体平面三角形四面体几何构型三角锥T形平面三角形三角锥平面三角形三角锥
2.
分子或离子AlF63-TaI4-CaBr4NO3-NCO-ClNO
几何构型正八面体跷跷板形四面体形平面三角形直线形V形
3.
分子或离子CS2NO2+SO3BF3CBr4SiH4杂化类型sp杂化sp杂化sp2杂化sp2杂化sp3杂化sp3杂化几何构型直线形直线形平面三角形平面三角形正四面体正四面体分子或离子MnO4-SeF6AlF63-PF4+IF6+(CH3)2SnF2杂化类型sd3杂化sp3d2杂化sp3d2杂化sp3杂化sp3d2杂化sp3杂化几何构型正四面体正八面体正八面体正四面体正八面体准四面体
4.
22
22
22
22
2
1
2
2
2
3
2
4
11
()
22
11
()
22
11
()
22
11
()
22
x
x
y
y
s p d x y
s p d x y
s p d x y
s p d x y
dsp
dsp
dsp
dsp
φφφ
φφφ
φφφ
φφφ
-
-
-
-
=++
=+
=+-
=-
5.
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
=
x
x
x
x
x
x
x
x
1
1
1
1
1
1
1
1
=
x
x
x
x
6.
123
4
56
7.
)2(2
13211φφφψ++= βα21+=E
)(21
312φφψ-=
α=2E )2(2
1
3213φφφψ+-= βα23-=E
烯丙基自由基及其正离子和负离子离域能均为β
)12(
2-
8. )(31
3211
φφφψ++=
)2(613212φφφψ+-=
)(21313φφψ-=
无节面
1个节面
1个节面
π电荷密度：q 1=q 2
=q 3=
π键级：p 12=p 13=p 23= 自由价：F 1=F 2=F 3= 分子图：
9. 判断下列分子中的离域π键类型： (1)
43π (2) 64π (3) 66π (4) 44π (5) 6
4π
(6)
109π (7) 43π (8) 109π (9) 65π (10) 222π
10. C —O 键长大小次序为：丙酮>CO 2>CO. 11.氯的活泼性次序为：
(C 6H 5)3CCl>(C 6H 5)2CHCl>C 6H 5CH 2Cl>C 6H 5Cl>CH 2=CH-CH 2Cl >CH 2=CHCl >CH 3CH 2Cl
12. 苯分子中有6
6π离域π键，而苯胺分子中有8
7π离域π键，两分子中π轨道的数目不同，能级间隔不同，
，所以苯的盐酸盐的紫外可见光谱与苯很接近。因而紫外光谱不同；在苯胺的盐酸盐中，离域π键仍为6
6
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