2-10解：路易斯结构式：H―C=C=C=C―H ∣ ∣ H H C：1S22S22P2 H：1S1 从左起，C原子编号1.2.3.4.

1号C原子取SP2杂化，形成3个б键，键角为120o，有一个含有1个电子的垂直于该分子平面的P轨道；2号C原子取SP杂化轨道，形成2个б键，有两个未参与杂化的P轨道，与该分子平面互相正交；3号C原子同2号C原子，取SP杂化；4号C原子同1号C原子，取SP2杂化。以上б键形成―C―C―C―C―骨架。由以上可知，2号C原子和3号C原子的两条在分之平面内且与б骨架垂直的两条P轨道以“肩并肩”形成π键，而四个C原子则共同形成了弥散在整个分子内分子符号为П44的大π键，其方向垂直于分子平面，分子内C―C键之角为180o。

2-11 解：由VSEPR，臭氧离子O3-属于AY4型分子，其空间构型为正四面体，即

由斥力顺序可知，∠l-O-O>∠O-O-O即∠O-O-O<109o28’ ∠l-O-O>109o28’，但∠O-O-O>90o，因为∠O-O-O<90o时，斥力变大不利于分子的稳定，故O3-的键角应为100o，属于以上范围，很符合VSEPR模型。

2-12. 第二周期同核双原子分子中哪些不能稳定存在？哪些有顺磁性？试用分子轨道理论解释。

解：①Be2、Ne2键级 = 0，不能稳定存在。

Be2[KK(?2s)2(?*2s)2]

Ne2[KK(?2s)2 (?*2s)2(?2p)2 (?2p)4 (?*2p)4( ?*2p)2] ②B2、O2存在成单电子，有顺磁性

B2[KK(?2s)2 (?*2s)2 (?2py)1 (?2pz)1]

O2[KK(?2s)2 (?*2s)2(?2p)2 (?2p)4 (?*2py)1 (?*2pz)1]

2-13. O2+、O2、O2-和O22-的实测键长越来越长，试用分子轨道理论解释。其中哪些有顺磁性？

解：O2[KK(?2s)2 (?*2s)2(?2p)2 (?2p)4 (?*2p)2 ] 键级 = 2 顺磁性

O2+[KK(?2s)2 (?*2s)2(?2p)2 (?2p)4 (?*2p)1 ] 键级 = 2.5 顺磁性 O2-[KK(?2s)2 (?*2s)2(?2p)2 (?2p)4 (?*2p)3] 键级 = 1.5 顺磁性

O22-[KK(?2s)2 (?*2s)2(?2p)2 (?2p)4 (?*2p)4] 键级 = 1 键级减小，键长则增长。

2-17. 计算偶极矩单位德拜D与10-30C·m的换算系数。 解：1D = 10-18esu·cm = 10-18×3.335×10-10×10-2 C·m = 3.335×10-30 C·m

9

2-20.

ClClHCCH

ClHClCCH

ClHHCCCl

(a) (b) (c) 偶极矩大小顺序为：(a) > (b) > (c)

2-22. 水的实测偶极矩为1.85D，已知H—O键的键矩为1.51D，H2O的实测键角为104.5°，借助矢量加和法由H—O键矩计算水分子偶极矩。 解：? = 2× ? HO ·cos 52.25° = 2×1.51×0.61 = 1.85 D

2-23. CO分子与醛酮的羰基相比,键能较大,键长较小,偶极矩则小得多,且方向相反。试从结构角度作出解释.

解：由于在CO分子中氧原子单方面提供电子形成?键，不仅抵消了由于电负性之差所造成的氧原子上负电荷的积累，反而使碳略带上部分的负电荷。故与羰基偶极方向相反，且接近为零。

2-28．

答：间羟基苯甲酸存在分子间氢键，使分子间作用力显著升高；而邻羟基苯甲酸由于存在分子内氢键，对分子间作用力贡献不大。因而邻羟基苯甲酸的熔点低于间羟基苯甲酸。

补充题：

12.根据杂化理论回答下列问题:

(1)下表中各种物质中心原子是否以杂化轨道成键?为什么?以何种类型杂化轨道成键? (2)NH 3、H 2O的键角为什么比CH 4小?

分子 键角 CH 4 109.5° H 2O 104.5° NH 3 107.5° CO 2 180° C 2H 4 120° 答:(1)表中各物质中心原子都以杂化轨道成键，这样成键电子云重迭大，分子稳定。各种杂化形式如下:

分子 杂化方式 CH 4 Sp3 H 2O Sp3 NH 3 Sp3 CO 2 sp C 2H 4 Sp2 (2)NH 3中的N、H 2O中的O和CH 4中的C都是sp3杂化，CH 4的C原子的4个sp3杂化轨道没被孤电子对占据，都形成C-H键，4个等同的C-H键指向正四面体的4个顶点，夹角为109.5°，而NH 3中N原子的4个sp3杂化轨道中有一个被孤电子对占据，其他3

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个sp3杂化轨道分别成键，由于孤电子对的排斥使得两个成键电子对的夹角变小，为107.5°。H 2O的O原子的4个sp3杂化轨道有2个被孤电子对占据，另外2个成键，2个孤电子对的斥力更大一些，成键电子对的夹角就更小些，为104.5°。

第3章 晶体结构

3-1．解: 顶点原子：（0，0，0，）面心原子：（1/2，1/2，0） （1/2，0，1/2，） （0，1/2，1/2） 体对角线上的原子（3/4，1/4，1/4） （1/4，3/4，1/4） （1/4，1/4，3/4） （3/4，3/4，3/4） 3-2．解:Cu离子数=（8×1/8）+4×1/2+1=4

所以 Cu的坐标：0，0，0； 1/2，0，3/4； 1/2，1/2，1/2； 0，1/2，1/4；

Fe离子数=6×1/2+4×1/4=4

所以 Fe的坐标：1/2，1/2，0； 1/2，0，1/4； 0，0，1/2； 0，1/2，3/4

S的质点数：8

所以：S的坐标3/4，1/4，1/8； 1/4，3/4，1/8； 1/4，1/4，3/8； 3/4，3/4，3/8；

3/4，1/4，5/8； 1/4，3/4，5/8； 1/4，1/4，7/8 ；3/4，3/4，7/8 ；

3-3．解:在NaNO2 中

NO2- 数为：1+1/8×8=2

其坐标为：0，0，0； 1/2，1/2，1/2；加1/2 之后为：1/2，1/2，1/2； 0，0，0； Na+数为：1/4×4+1/2×2=2

其坐标为：1/2，0，1/2； 0，1/2，0； 加1/2之后为：0，1/2，0； 1/2，0，1/2； 所以NaNO2为体心晶胞

TiO2不是体心晶胞，是素晶胞。如图所示：

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3-4．解:黄铜矿晶胞中：

Cu的坐标分别为1/2，1/2，1/2；得 1/2，1/2，1/2； 0，1/2，1/4； 0，0，0；

1/2，0，3/4；Fe 的坐标分别为1/2，1/2，1/2；0，0，1/2； 0，1/2，3/4； 1/2，1/2，0；1/2，0，1/4 ;S的坐标分别为1/2，1/2，1/2； 1/4，3/4，5/8； 3/4，1/4，5/8； 3/4，3/4，7/8；1/4，1/4，7/8； 1/4，3/4，1/8；3/4，1/4，1/8；3/4，3/4，3/8； 1/4，1/4，3/8；所有坐标与原坐标相同，所以黄铜矿晶胞是体心晶胞。 另解：

黄铜矿晶胞中体心铜原子与顶角铜原子周围的硫原子方向相同，而且硫原子上连接的铁原子方向也相同，顶角原子完全相同，因此体心原子可与任一顶角原子对比，所以黄铜晶胞为体心晶胞。 3-5．白钨矿中，WO4-坐标为：0，0，0；1/2，0，3/4；1/2，1/2，1/2；0，1/2，1/4；分别为+1/2，1/2，1/2，得 1/2，1/2，1/2；0，1/2，1/4；0，0，0；1/2，0，3/4;Cu + 坐标为：0，0，1/2；0，1/2，3/4；1/2，1/2，0；1/2，0，1/4;分别为1/2，1/2，1/2，1/2，1/2，0；1/2，0，1/4；0，0，1/2；0，1/2，3/4所有变换后坐标与原坐标相同，则白钨矿晶体为体心晶胞。 3-6．解: 平均每个晶胞含4个相当与NaHCO3 的原子集合。 3-7．解:（1）CsCl

：Cl- ?Cs+

a=2 r+ (√3)×a =2 r+ +2r- 所以 r- ：r+ =1.37

（2）CaF2型

(√2)×a=4 r+ (√3)×a =2 r+ +4r- 所以 =0.732

配位多面体 平面三角形 四面体 八面体 立方体 立方八面体 半径比（r+ / r-） 0.155—0.225 0.225——0.414 0.414——0.732 0.732——1.000 1.000 3-8．答: 如7.（2）所

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