（叶芬霞）无机化学教材习题解答

（2）写出各元素的核外电子排布式及其价层电子构型，并指出其价层电子结构及在周期表中的区和族。

答：（1）符合上述条件的元素可能有3个，原子序数分别为14，24，29。 （2）1s22s22p63s23p2，3s23p2，p区 1s22s22p63s23p63d54s1, 3d54s1,d区 1s22s22p63s23p63d104s1，3d104s1，ds区

7．已知元素A、B 的原子的电子排布式分别为[Kr]5s2和[Ar]3d104s24p4，A2+和B2-的电子层结构均与Kr相同。试推测：

（1）A、B 的元素符号、原子序数及在周期表中的位置（区、周期、族）； （2）元素A、B的基本性质。

答：（1）A元素为Sr，原子序数为38，第五周期，s区，IIA B元素为Se，原子序数为34，第四周期，p区，VIA.

（2）元素A的基本性质：金属元素，原子半径较大，第一电离能较小，电负性较小。

元素B：非金属元素，原子半径较小，第一电离能较大，电负性较大。 8．已知某元素在氪之前，在此元素的原子失去3个电子后，它的角量子数为2的轨道内电子恰巧为半充满，试推断该元素的原子序数及名称。

答：原子序数为26，Fe

9．有A、B、C、D 四种元素，其价电子数依次为1、2、6、7，其电子层数依次增加一层，已知D—的电子层结构与Ar原子的相同，A和B的次外层各有8个电子，C次电子层有18个电子。试判断这四种元素：

（1）原子半径由小到大的顺序； （2）电负性由小到大的顺序； （3）金属性由弱到强的顺序。

答：A、B、C、D这四个元素分别是Cs、Sr 、Se 、Cl 。 （1）原子半径由小到大：D

（2）电负性由小到大：A < B < C < D （3）金属性由弱到强：D

10．第四周期的四种元素A、B、C、D，原子序数依次增大，其价电子数依

25

次为1、2、2、7，A和B的次外层电子数为8，而C和D为18，试判断：

（1）哪些是金属元素，哪些是非金属元素？ （2）写出它们简单离子的电子排布式； （3）写出它们之间可能生成的化合物的化学式。

答：（1）A、B、C、D 四元素分别为K，Ca， Zn ，Br。A、B、C为金属元素，

D为非金属元素。 （2） A+：1s22s22p63s23p6 B2+：1s22s22p63s23p6

C2+：1s22s22p63s23p63d10 D-1：1s22s22p63s23p63d104s24p6 (3) AD、 BD2、 CD2。

11．碳原子的价电子构型为什么是2s22p2，而不是2s12p3， 为什么碳原子的两个2p电子是成单而不是成对的？

答：因为2s轨道的能量比2p轨道的能量低，所以先充满2s轨道。在2p轨道中，根据洪德规则，电子要尽可能占据不同的轨道，所以2p轨道的电子是成单的，而不是成对的。

11．指出下列物质中，哪些是离子化合物？哪些是共价化合物？哪些是极性分子？哪些是非极性分子？

KBr CHCl3 CO CsCl NO BF3 SiF4 SO2 SO3 SCl2 COCl2 HI

答：离子化合物：KBr、CsCl

共价化合物：CHCl3、CO、NO、BF3、SiF4、SO2、SO3、SCl2 、COCl2、HI 极性分子：CHCl3 、CO 非极性分子： SiF4 12． 试解释下列现象：

（1）水的沸点高于同族其它氢化物的沸点。 （2）NH3易溶于水，而CH4却难溶于水。

（3）卫生球（萘C10H8的晶体）的气味很大，这与它的结构有什么关系？ 答：（1）水分子之间存在氢键。

26

（2）NH3为极性分子，而CH4为非极性分子。极性分子易溶于水（极性分子）。

（3）卫生球是萘的晶体，是分子晶体，挥发性大。

13．BF3分子是平面三角形的几何构型，但NF3分子却是三角锥形的几何构型，试用杂化轨道理论加以说明。

答：BF3中的B原子的价层电子为2s22p1，只有一个未成对电子，成键过程中1个2s电子激发到2p空轨道上，同时发生杂化，组成3个新的等价的sp2杂化轨道，sp2杂化轨道间的夹角为120°，呈平面正三角形。3个F原子的2p轨道以“头碰头”方式与 B原子的3个杂化轨道的大头重叠，形成3个α键，从而形成平面三角形的BF3分子。

NF3中的N原子的价层电子为2s22p3，1个s轨道和3个p轨道发生杂化，组成4个新的等价的sp3杂化轨道，其中3个杂化轨道中各有1个成单电子，第四个杂化轨道则被成对电子所占有。3个具有成单电子的杂化轨道分别与F原子的1s轨道重叠成键。而成队带脑子占据的杂化轨道不参与成键。是不等性杂化。因此离核较近，杂化轨道所含的s轨道成分较多，p轨道成分较少，键的夹角受成对电子的影响，小于正四面体的夹角，从而形成三角锥形的NF3分子。 14．试用杂化轨道理论说明下列分子的中心原子可能采取的杂化类型，并预测其分子的几何构型：

BBr3 CO2 CF4 PH3 SO2

答：BBr3: sp2杂化，平面三角形 CO2: sp杂化，直线形 CF4: sp3杂化，正四面体 PH3: sp3不等性杂化，三角锥 SO2: sp2不等性杂化，折线形

15．试判断下列分子的极性，并加以说明：

He CO CS2（直线形） NO PCl3 (三角形) SiF4(正四面体形) BCl3(平面三角形) H2S (角折或V形)

答：He: 极性; CO: 极性; CS2（直线形）:非极性；NO: 极性; PCl3(三角形)：极性； SiF4（正四面体）：非极性；BCl3(平面三角形)：非极性；H2S（折线形或V

27

形）：极性

16．试判断下列各组的两种分子间存在的哪些分子间作用力： （1）Cl2 和CCl4 （2）CO2 和H2 O （3）H2S和 H2O （4）NH3 和H2O （5）HBr液体 （6）苯和CCl4

答：（1）色散力 （2）色散力和诱导力 （3）色散力、诱导力和取向力 （4）色散力、诱导力和取向力 （5）色散力、诱导力和取向力 （6）色散力

17．判断下列化合物中有无氢键存在，如果存在氢键，是分子间氢键还是分子内氢键？

（1）C6H6 （2）C2H6 （3）NH3 （4） H3BO3 （5） HNO3 答：（3）NH3 分子间氢键， （5） HNO3分子内氢键

28