北京大学无机化学课件习题课-3

无机化学习题课2005/11/24元素周期表Hg的电子构型:[Xe]4f145d106s2例题11994年，人们曾经为106号元素的命名发生过剧烈争论。美国科学家建议把该元素命名为seaborgium，用来纪念诺贝尔奖获得者GlennSeaborg。请写出该元素的核外电子排布，用[Rn]来表示内层的86个电子。答案:[Rn]5f146d57s1〔d轨道半充满〕实际光谱测得的结果为[Rn]5f146d47s2

例题2电离能的比较〔1〕为什么Na的第一电离能小于Mg，而Na的第二电离能却大大超过Mg。〔2〕Na+和Ne是等电子体〔即电子数目相同〕，哪一个的第一电离能较大？〔3〕Be原子的第一、二、三、四各级电离能分别为：899，1757，1.484×104，2.100×104kJ/mol。解释各级电离能逐渐增大并有突跃的原因。〔4〕具有以下价电子构型的元素中，第一电离能最大和最小的分别是哪一个？①2s2，2s22p1，2s22p3，2s22p4②3d24s2，3d54s2，4s24p3，4s24p6例题3总结第二周期Be、B、C、N、O、F生成共价键的规律性，填入下表中。BeBCNOF元素的电子层结构1s22s21s22s22p11s22s22p21s22s22p31s22s22p41s22s22p5最外层总轨道数444444成键时的最高未配对电子数（即生成的共价键数）234321成键后余下空轨道数210000思考题：NF5是否存在?〔不存在，N最外层只有4个轨道〕分别用价键理论和分子轨道理论来解释N2分子的化学键。价键理论分子轨道理论C原子的杂化sp3杂化：

四面体形甲烷，乙烷，金刚石

sp2杂化：

平面三角形甲醛，乙烯，丁二烯，石墨

sp杂化：

直线形CO2，乙炔

思考题：下面的分子中的四个H原子是否在一个平面上？例题4判断以下分子、离子的中心原子所采用的杂化轨道类型及分子的几何构型，并指出分子中存在的π键或离域π键。HCNHCIOXeF4O3SO3BO３３-NO2-杂化类型spsp3sp3d2sp2sp2sp2sp2几何构型直线形角形平面四方形角形平面三角形平面三角形角形π键2个π键无无例题5按离子极化作用由弱到强的顺序排列以下物质。①MgCl2，NaCl，SiCl4答案:NaCl，MgCl2，SiCl4②LiF，NaF，KF答案:KF，NaF，LiF③NaF，CdS，AgCl答案:NaF，AgCl，CdS例题6解释以下现象：①FeCl2的熔点高于FeCl3。②CuCl，CuBr，CuI在水中的溶解度依次减小。③K2CrO4和BaCrO4为黄色，Ag2CrO4为红色。例题7钒的密度是5.79g/cm3，原子量为50.94，立方晶胞的边长是308pm。〔1〕计算单位晶胞中钒原子的个数。〔2〕钒晶体的晶格类型是简单立方，体心立方还是面心立方？解：〔1〕设单位晶胞中含有x个钒原子。密度代入数据，解得x=2〔2〕体心立方例题8根据磁性测定结果知道NiCl42-为顺磁性，而Ni(CN)42-为反磁性，推测它们的几何构型。解：Ni2+电子构型为

3d8

3d4s4pdsp2杂化，平面四方形反磁性

3d4s4p

3d4s4p

sp3杂化，正四面体顺磁性①外轨型

②内轨型

所以NiCl42-为正四面体，Ni(CN)42-为平面四方形。例题9某学生测定了三种配合物的d-d跃迁吸收光谱，但忘记了贴标签，请帮他将吸收光谱的波数与配合物对应起来。三种配合物是：CoF63-，Co(NH3)63+，Co(CN)63-；三种光谱波数是：34000cm-1，13000cm-1和23000cm-1。解：配合物的d-d跃迁所需要的能量，等于t2g和eg轨道间的分裂能。所以吸收光谱的波数越大的，对应的分裂能越大。三种配体由强到弱：CN-，NH3，F-。它们对应的分裂能依次减小。波数（cm-1）340001300023000配合物Co(CN)63-CoF63-Co(NH3)63+例题10=0.153V，=0.521V，K稳(Cu(NH3)2+)=7.2×1010，K稳(Cu(NH3)４2+)=4.8×1012，Ksp(CuCl)=1.2×10-6。通过计算说明：〔1〕CuCl是否可溶于氨水；〔2〕Cu+是否能歧化为Cu2+和Cu；〔3〕Cu(NH3)2+是否能歧化为Cu(NH3)４2+和Cu。〔1〕CuCl+2NH3Cu(NH3)2++Cl-反响的平衡常数K=K稳(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+可以歧化为Cu2+和Cu。〔3〕2Cu(NH3)2+Cu(NH3)４2++Cu

其中,(Cu2+)=1/K稳(Cu(NH3)４2+),(Cu+)=1/K稳(Cu(NH3)2+)代入数据,=-0.12-0.045=-0.165<0所以歧化反响不能发生。=-0.12V=0.045V例题10=0.153V，=0.521V，K稳(Cu(NH3)2+)=7.2×