北京大學無機化學課件習題課-3

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×