题目
下列分子具有偶极矩且不属于 Cnv的分子是:( )A. H2O2B. NH3C. CH2Cl2D. CH2═CH2
下列分子具有偶极矩且不属于 Cnv的分子是:( )
A. H2O2
B. NH3
C. CH2Cl2
D. CH2═CH2
题目解答
答案
A. H2O2
解析
本题考查分子的偶极矩和分子点群的相关知识。解题思路是先明确偶极矩的概念,即分子的正负电荷中心不重合时会产生偶极矩,然后分别分析每个选项中分子的结构,判断其正负电荷中心是否重合以确定是否有偶极矩,再根据分子的对称性判断其所属的点群,看是否属于$C_{nv}$点群。
选项A:$H_{2}O_{2}$
- 偶极矩判断:$H_{2}O_{2}$的结构是书页式结构,两个$O - H$键的极性不能相互抵消,正负电荷中心不重合,所以$H_{2}O_{2}$具有偶极矩。
- 点群判断:$H_{2}O_{2}$分子有一个$C_{2}$轴(通过两个$O$原子的连线),还有两个包含$C_{2}$轴的对称面,其点群为$C_{2h}$,不属于$C_{nv}$点群。
选项B:$NH_{3}$
- 偶极矩判断:$NH_{3}$分子是三角锥形结构,$N - H$键的极性不能相互抵消,正负电荷中心不重合,所以$NH_{3}$具有偶极矩。
- 点群判断:$NH_{_{3}$分子有一个$C_{3}$轴(通过$N$原子和底面三角形的中心),还有三个包含$C_{3}$轴的对称面,其点群为$C_{3v}$,属于$C_{nv}$点群。
选项C:$CH_{2}Cl_{2}$
- 偶极矩判断:$CH_{2}Cl_{2}$分子是四面体结构,但由于$C - H$键和$C - Cl$键的极性不同,正负电荷中心不重合,所以$CH_{2}Cl_{2}$具有偶极矩。
- 点群判断:$CH_{2}Cl_{2}$分子有一个$C_{2}$轴(通过两个$H$原子和两个$Cl$原子的中心),还有两个包含$C_{2}$轴的对称面,其点群为$C_{2v}$,属于$C_{nv}$点群。
选项D:$CH_{2}=CH_{2}$
- 偶极矩判断:$CH_{2}=CH_{2}$分子是平面结构,分子的正负电荷中心重合,所以$CH_{2}=CH_{2}$不具有偶极矩。
- 点群判断:$CH_{2}=CH_{2}$分子有多个对称轴和对称面,其点群为$D_{2h}$,不属于$C_{nv}$点群,但由于它没有偶极矩,不符合题目要求。