6．说明下列各对原子中哪一种原子的第一电离能高，为什么？ S 与 P Al 与 Mg Sr 与 Rb Cr 与 Zn Cs 与 Au Rn 与 At
答：由元素的第一电离能具有周期性的变化规律：同一周期中从左至右增大；同一主族自上 而下减少。
下列原子第一电离能的大小比较为： P>S；Mg>Al；Sr>Rb；Zn>Cr；Cs<Au；Rn>At
9．根据杂化轨道理论预测下列分子的空间构型，并判断偶极矩是否为 0。 答：CO2：sp杂化，直线型，偶极矩为零；
HgCl2：sp杂化，直线型，偶极矩为零； BF3：sp2杂化，平面三角形，偶极矩为零 CH4：sp3等性杂化，正四面体，偶极矩为零； CHCl3：sp3不等性杂化，三角锥，偶极矩不为零； NH3：sp3不等性杂化，三角锥，偶极矩不为零； PH3：sp3不等性杂化，三角锥，偶极矩不为零； H2O：sp3不等性杂化，V形，偶极矩不为零。
三角双锥 三角双锥
sp3d
BCl3
(3+3)/2=3 3 0
平面三角形 三角形 sp2
H2S
(6+2)/2=4 2 2
四面体 V形
sp3不等性
ClF3
(7+3)/2=5 3 2
三角双锥 T形答：NaF>HF>HCl>HBr>HI>I2
14．举例说明键的极性和分子的极性在什么情况下是一致的？在什么情况下是不一致的？ 答：双原子分子中键的极性与分子极性一致，多原子分子整个分子的极性由键的极性和分子 空间构型共同决定。前者如H2，非极性，HCl极性；后者如CO2，C－O键极性，分子非极性； SO2分子中S—O键极性，分子极性。
3．填充表格。
原子序数 元素符号 电子排布式 周期
族
区
17
Cl
[Ne]3s23p5
3
ⅦA
p区
19
K
[Ar]4s1
4
ⅠA
s区
25
Mn
[Ar]3d54s2
4
ⅦB
d区
29
Cu
[Ar]3d104s1
4
ⅠB
ds 区
24
Cr
[Ar}3d54s1
4
ⅥB
d区
4．指出下列各元素基态原子的电子排布式写法违背了什么原理？并改正之。
第二章 化学元素和物质结构
1．4p、5f、6d、7s 轨道主量子数、角量子数的值各是多少？所包含的等价轨道数、所能容 纳的最大电子数是多少？ 答：
轨道
主量子数
角量子数
等价轨道数
能容纳的最大电 子数
4p
4
1
3
6
5f
5
3
7
14
6d
6
2
5
10
7s
7
0
1
2
2．下列哪种原子轨道是不存在的？为什么？ （1）n＝1，l＝0，m＝1；（2）n＝3，l＝2，m＝－2；（3）n＝3，l＝2，m＝－3； （4）n＝3，l＝1，m＝1；（5）n＝2，l＝1，m＝－1；（6）n＝2，l＝3，m＝2。 答：由 l＝0，1，2，...，（n－1）；m＝0，±1，±2，…，±l 可知： （1）不存在，m＝0；（3）不存在，m＝0，±1，±2；（6）不存在，l=0,1。
17．下列哪些化合物中存在氢键？是分子间氢键还是分子内氢键。
OH
分子间氢键：NH3、、
CHO 、CH3OH
CH2
OH
OH
CH
OH
CHO
分子内氢键： CH2
OH 、
18．判断下列各组分子间存在什么形式的分子间作用力。 （1）HF 分子间： 取向力，色散力，诱导力，氢键； （2）H2S分子间： 取向力，色散力，诱导力； （3）苯与CCl4： 色散力； （4）Ar 分子间： 色散力。
10．实验证明BF3分子是平面三角形，而[BF4]-离子是正四面体的空间构型，试用杂化轨道
理论进行解释。 答：BF3：B原子sp2杂化，杂化轨道间的夹角为 120°，呈平面三角形。
而[BF4]-中B原子为sp3杂化，所以整个离子呈正四面体的构型。
11．SO2和NO2两者都是极性的，而CO2是非极性的，这一事实对于这些氧化物的结构有什 么暗示？ 答：SO2为sp2杂化，其中 2 个轨道上为S-O共用电子对，另 1 个轨道上为S提供的孤对电子； NO2为sp2杂化，其中 2 个轨道上为N-O共用电子对，另 1 个轨道上为S提供的孤对电子；因 此，整个分子的偶极矩不为零，SO2和NO2两者都是极性的。 而CO2为sp杂化，两个轨道上都是C-O共用电子对，因此整个分子偶极矩为 0。
（1）B 1s22s12p2
违背能量最低原理，应为
B 1s22s22p1
（2）C 1s22s22px2 （3）Al [Ne]3s3
违背洪德规则，应为 违背泡利不相容原理，应为
C 1s22s22px12py1 Al [Ne]3s23p1
5．下列说法是否正确，不正确的如何改正？ （1）不正确。电子绕原子核运动没有固定的轨迹，s 电子在原子核周围运动出现的概率密 度面为球形，而 p 电子的等概率密度面为哑铃形。 （2）不正确。主量子数 n＝1 时，只有一个 1s 轨道，最多容纳 2 个自旋相反的电子。 （3）不正确。主量子数 n＝4 时，其轨道总数为 16，电子层电子最大容量为 32。 （4）不正确。主量子数 n＝3 时，有 3s，3p，3d 三种能级不同的轨道，其轨道总数为 9。
15．石墨的结构是一种混合键型的晶体结构，利用石墨作电极或作润滑剂各与它的晶体中哪 一部分结构有关？金刚石为什么没有这种性能？ 答：由于石墨晶体中，即有共价键，又有非定域大 л 键，还有分子间力，所以石墨晶体是一 种混合键型的晶体
石墨晶体中碳原子是以一个 2s轨道和两个 2p轨道进行sp2杂化，每个碳原子与其他三碳 原子以σ键相连，键角 120°，形成无数正六角形构成的网状平面层。所以石墨晶体具有层状 结构。每个碳原子中还有一个未杂化的 2p轨道，这些 2p轨道与六角网状平面垂直，并相互 平行。这些相互平行的p轨道可形成л键。由于这种键由很多原子形成，称为大л键。大л键中 的电子与金属中的自由电子有些类似。因此石墨具有良好的导电性。石墨晶体中层与层之间 以分子间力联系，这种作用力较弱，层与层之间容易滑动和断裂，因此石墨可用作润滑剂。
12．试用价电子对互斥理论推断下列各分子的空间构型，并用杂化轨道理论加以说明。 答：
A 原子电子对数 成键电子对 孤对电子
A 的价层电子排布 分子形状 杂化类型
NF3
(5+3)/2=4 3 1
四面体 三角锥形 sp3不等性
NO2
(5+0)/2=3 2 1
三角形 V形
sp2不等性
PCl5
(5+5)/2=5 5 0
7．如何理解共价键具有方向性和饱和性？ 答：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。
8．简单说明 σ 键和 л 键的主要特征是什么？ 答：σ 键的原子轨道是沿键轴方向以“头碰头”的形式重叠的。л 键的原子轨道是沿键轴方向 以“肩并肩”的形式重叠的。一般说来 л 键的轨道重叠程度比 σ 键的重叠程度要小，因而能量 要高，不如 σ 键稳定。共价键单键一般为 σ 键，在共价双键和三键中除了一个 σ 键外，其 余的为 л 键。
在金刚石中，碳原子采用sp3杂化，碳原子间以极强的共价键联系，因此有极高的熔点 与很大的硬度。
16．食盐、金刚石、干冰（CO2）以及金属都是固态晶体，但它们的溶解性，熔沸点、硬度 和导电性等物理性质为什么相差甚远？ 答：因为食盐属于离子晶体，离子晶体的晶格结点上排布的是正、负离子，以离子键相结合， 因此一般具有较高的熔点、沸点和硬度；金刚石为共价晶体，晶格结点上排布的是原子，以 共价键相结合，因此一般具有非常高的熔点和硬度；干冰属于分子晶体，晶格结点上排布的 是分子，以分子间力相结合，由于分子间力较化学键的键能小，所以分子晶体一般具有较低 的熔点、沸点和较小的硬度，这类固体一般不导电。金属属于金属晶体，晶格结点上排布的 是金属原子，以金属键相结合，由于有很多自由电子，因此导电、导热性强，具有良好的延 展性。