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文檔簡介
無機化學習題課2005/11/24元素周期表Hg的電子構型:[Xe]4f145d106s2例題11994年,人們曾經(jīng)為106號元素的命名發(fā)生過劇烈爭論。美國科學家建議把該元素命名為seaborgium,用來紀念諾貝爾獎獲得者GlennSeaborg。請寫出該元素的核外電子排布,用[Rn]來表示內(nèi)層的86個電子。答案:[Rn]5f146d57s1〔d軌道半充滿〕實際光譜測得的結果為[Rn]5f146d47s2
例題2電離能的比較〔1〕為什么Na的第一電離能小于Mg,而Na的第二電離能卻大大超過Mg?!?〕Na+和Ne是等電子體〔即電子數(shù)目相同〕,哪一個的第一電離能較大?〔3〕Be原子的第一、二、三、四各級電離能分別為:899,1757,1.484×104,2.100×104kJ/mol。解釋各級電離能逐漸增大并有突躍的原因?!?〕具有以下價電子構型的元素中,第一電離能最大和最小的分別是哪一個?①2s2,2s22p1,2s22p3,2s22p4②3d24s2,3d54s2,4s24p3,4s24p6例題3總結第二周期Be、B、C、N、O、F生成共價鍵的規(guī)律性,填入下表中。BeBCNOF元素的電子層結構1s22s21s22s22p11s22s22p21s22s22p31s22s22p41s22s22p5最外層總軌道數(shù)444444成鍵時的最高未配對電子數(shù)(即生成的共價鍵數(shù))234321成鍵后余下空軌道數(shù)210000思考題:NF5是否存在?〔不存在,N最外層只有4個軌道〕分別用價鍵理論和分子軌道理論來解釋N2分子的化學鍵。價鍵理論分子軌道理論C原子的雜化sp3雜化:
四面體形甲烷,乙烷,金剛石
sp2雜化:
平面三角形甲醛,乙烯,丁二烯,石墨
sp雜化:
直線形CO2,乙炔
思考題:下面的分子中的四個H原子是否在一個平面上?例題4判斷以下分子、離子的中心原子所采用的雜化軌道類型及分子的幾何構型,并指出分子中存在的π鍵或離域π鍵。HCNHCIOXeF4O3SO3BO33-NO2-雜化類型spsp3sp3d2sp2sp2sp2sp2幾何構型直線形角形平面四方形角形平面三角形平面三角形角形π鍵2個π鍵無無例題5按離子極化作用由弱到強的順序排列以下物質。①MgCl2,NaCl,SiCl4答案:NaCl,MgCl2,SiCl4②LiF,NaF,KF答案:KF,NaF,LiF③NaF,CdS,AgCl答案:NaF,AgCl,CdS例題6解釋以下現(xiàn)象:①FeCl2的熔點高于FeCl3。②CuCl,CuBr,CuI在水中的溶解度依次減小。③K2CrO4和BaCrO4為黃色,Ag2CrO4為紅色。例題7釩的密度是5.79g/cm3,原子量為50.94,立方晶胞的邊長是308pm?!?〕計算單位晶胞中釩原子的個數(shù)。〔2〕釩晶體的晶格類型是簡單立方,體心立方還是面心立方?解:〔1〕設單位晶胞中含有x個釩原子。密度代入數(shù)據(jù),解得x=2〔2〕體心立方例題8根據(jù)磁性測定結果知道NiCl42-為順磁性,而Ni(CN)42-為反磁性,推測它們的幾何構型。解:Ni2+電子構型為
3d8
3d4s4pdsp2雜化,平面四方形反磁性
3d4s4p
3d4s4p
sp3雜化,正四面體順磁性①外軌型
②內(nèi)軌型
所以NiCl42-為正四面體,Ni(CN)42-為平面四方形。例題9某學生測定了三種配合物的d-d躍遷吸收光譜,但忘記了貼標簽,請幫他將吸收光譜的波數(shù)與配合物對應起來。三種配合物是:CoF63-,Co(NH3)63+,Co(CN)63-;三種光譜波數(shù)是:34000cm-1,13000cm-1和23000cm-1。解:配合物的d-d躍遷所需要的能量,等于t2g和eg軌道間的分裂能。所以吸收光譜的波數(shù)越大的,對應的分裂能越大。三種配體由強到弱:CN-,NH3,F(xiàn)-。它們對應的分裂能依次減小。波數(shù)(cm-1)340001300023000配合物Co(CN)63-CoF63-Co(NH3)63+例題10=0.153V,=0.521V,K穩(wěn)(Cu(NH3)2+)=7.2×1010,K穩(wěn)(Cu(NH3)42+)=4.8×1012,Ksp(CuCl)=1.2×10-6。通過計算說明:〔1〕CuCl是否可溶于氨水;〔2〕Cu+是否能歧化為Cu2+和Cu;〔3〕Cu(NH3)2+是否能歧化為Cu(NH3)42+和Cu?!?〕CuCl+2NH3Cu(NH3)2++Cl-反響的平衡常數(shù)K=K穩(wěn)(Cu(NH3)2+)×Ksp(CuCl)=8.6×104所以CuCl可溶于氨水。解:〔2〕2Cu+Cu2++Cu=E(Cu+/Cu)-E(Cu2+/Cu+)=0.521-0.153=0.386V>0所以Cu+可以歧化為Cu2+和Cu?!?〕2Cu(NH3)2+Cu(NH3)42++Cu
其中,(Cu2+)=1/K穩(wěn)(Cu(NH3)42+),(Cu+)=1/K穩(wěn)(Cu(NH3)2+)代入數(shù)據(jù),=-0.12-0.045=-0.165<0所以歧化反響不能發(fā)生。=-0.12V=0.045V例題10=0.153V,=0.521V,K穩(wěn)(Cu(NH3)2+)=7.2×
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