《無(wú)機(jī)化學(xué)》上習(xí)題答案

1、第1章 原子結(jié)構(gòu)與元素周期律1-1在自然界中氫有三種同位素，氧也有三種同位素，問：總共有多少種含有不同核素的水分子？由于3H太少，可忽略不計(jì)，問：不計(jì)3H時(shí)天然水中共有多少種同位素異構(gòu)水分子？解： 共有18種不同核素的水分子 共有9種不同核素的水分子1-2答：出現(xiàn)兩個(gè)峰1-3用質(zhì)譜儀測(cè)得溴的兩種天然同位素的相對(duì)原子質(zhì)量和同位素豐度分別為 79Br 78.9183 占 50.54%，81Br 80.9163 占 49.46%，求溴的相對(duì)原子質(zhì)量。解：1-4鉈的天然同位素203Tl和205Tl的核素質(zhì)量分別為202.97u和204.97u，已知鉈的相對(duì)原子質(zhì)量為204.39，求鉈的同位素豐度。解：

2、 設(shè)203Tl的豐度為X，205Tl的豐度為1-X 204.39 = 202.97X + 204.97(1-X) X= 29.00%1-5等質(zhì)量的銀制成氯化銀和碘化銀，測(cè)得質(zhì)量比m（AgCl）：m（AgI）= 1：1.63810，又測(cè)得銀和氯的相對(duì)原子質(zhì)量分別為107.868和35.453，求碘的原子量。解： X= 126.911-8為什么有的元素原子量的有效數(shù)字的位數(shù)多達(dá)9位，而有的元素的原子量的有效數(shù)字的位數(shù)卻少至34位？答：?jiǎn)魏怂卦刂挥幸环N同位素，因而它們的原子量十分準(zhǔn)確。而多核素元素原子量的準(zhǔn)確性與它們同位素豐度的測(cè)量準(zhǔn)確性有關(guān)（樣品的來源、性質(zhì)以及取樣方式方法等）。若同位素豐度漲落

3、很大的元素，原子量就不可能取得很準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。1-13解：（1）r=c /=(3×108)/(633×10-9) = 4.74×1014 Hz 氦-氖激發(fā)是紅光（2）r=c/=(3.0×108)/(435.8×10-9) = 6.88×1014 Hz 汞燈發(fā)藍(lán)光（3）r=c/=(3.0×108)/(670.8×10-9) = 4.47×1014 Hz 鋰是紫紅1-14 Br2分子分解為Br原子需要的最低解離能為190kJ.mol-1，求引起溴分子解離需要吸收的最低能量子的波長(zhǎng)與頻率。解：1-17. 解：r

4、= E/h = (310×103)/(6.63×10-34×6.02×1023) 則 = c/r = 397 nm1-18光化學(xué)毒霧的重要組分之一NO2解離為NO和O2需要的能量為305kJ.mol-1，引起這種變化的光最大波長(zhǎng)多大？屬于哪種輻射范圍？已知射到地面陽(yáng)光最短波長(zhǎng)為320 nm ，NO2氣體在近地大氣里會(huì)不會(huì)解離？解：屬于紫外光區(qū)（可見光波長(zhǎng)范圍400760nm），在近地大氣里會(huì)解離。1-19氫原子核外電子光譜中的萊曼光譜中有一條譜線的波長(zhǎng)為103 nm，問：它相應(yīng)于氫原子核外電子的哪一個(gè)躍遷？解：已知 n1= 1 解得：n2=3 即電子從M

5、K 1-21當(dāng)電子的速度達(dá)到光速的20%時(shí)，該電子的德布羅依波長(zhǎng)多大？當(dāng)鋰原子（質(zhì)量7.02amu)以相同速度飛行時(shí)，其德布羅依波長(zhǎng)多大？解：1-23解：K層電子最大數(shù)目：2 L層電子最大數(shù)目：8 M層電子最大數(shù)目：81-24解：（b）1p (d) 2d (f) 3f這些符號(hào)是錯(cuò)誤的。1-25解：N=1 l=1 m=0 這一套量子數(shù)是不存在的1-26解：（a） l=0 (b) l=1 (c) l=2 (d) l=0 (e) l=3 (f) l=41-27. 解：4s能級(jí)有1個(gè)軌道 5p能級(jí)有3個(gè)軌道 6d能級(jí)有5個(gè)軌道 7f能級(jí)有7個(gè)軌道5g能級(jí)有9個(gè)軌道1-28根據(jù)原子序數(shù)給出下列元素的基態(tài)

6、原子的核外電子組態(tài)：(a)19K (b)13Al (c)17Cl (d)22Ti (e)30Zn (f)33As解：K: Ar4s1 Al: Ne3s23p1 Cl: Ne3s23p5 Ti: Ar3d24s2Zn: Ar3d104s2 As: Ar3d104s24p31-29請(qǐng)預(yù)言第118和第166號(hào)元素在周期表中的位置.解：118號(hào): Rn5f146d107s27p6 第七周期, 零族 166號(hào): 1185g186f147d108s28p4 第八周期, A族1-30 給出下列基態(tài)原子或離子的價(jià)電子層電子組態(tài)，并用方框圖表示軌道。(a) Be (b)N (c)F (d)Cl- (e)Ne+

7、(f) Fe3+ (g)As3+解：Be: 2s2N: 2s22p3F: 2s22p5Cl-: 3s23p6Ne+: 2s22p5Fe3+: 3d5As3+: 4s21-31. 解： 1s 2s 2p 這組組態(tài)符合洪特規(guī)則1-32 以下哪些原子或離子的電子組態(tài)是基態(tài)、激發(fā)態(tài)還是不可能的組態(tài)？(a)1s22s2 (b)1s23s1 (c)1s23d3 (d)Ne3s23d1 (e)Ar3d24s2 (f)1s22s22p63s1 (g)Ne3s23d12 答：a e f h i 是基態(tài) b c d 是激發(fā)態(tài) g是不可能組態(tài)1-33 Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+的基態(tài)最外層電子組態(tài)與次外層

8、電子組態(tài)分別如何？解： Li+: 1s2 Na+: 2s22p6 次外層1s2 2e- K+: 3s23p6 次外層2s22p6 8e- Rb+: 4s24p6 次外層3s23p63d10 18e- Cs+: 5s25p6 次外層4s24p64d10 18e- 1-34 Al3+, Cs+具有8電子外殼1-35 已知電中性的基態(tài)原子的價(jià)電子層電子組態(tài)分別為：(a) 3s23p5 (b) 3d64s2 (c)5s2 (d)4f96s2 (e) 5d106s1試根據(jù)這個(gè)信息確定它們?cè)谥芷诒碇袑儆谀膫€(gè)區(qū)？哪個(gè)族？哪個(gè)周期？解： (a) p區(qū)、A、第三周期 (b) d區(qū)、 、第四周期 (c) s區(qū)、A

9、、第五周期 (d) f區(qū)、B、第六周期 (e) ds區(qū)、B、第六周期1-36 根據(jù)Ti、Ge、Ag、Rb、Ne在周期表中的位置，推出它們的基態(tài)原子的電子組態(tài)。解： Ti：B、第四周期 電子組態(tài)：Ar3d24s2 Ge：A、第四周期 電子組態(tài)：Ar3d104s24p2 Ag：B、第五周期 電子組態(tài)：Kr4d105s1 Rb：A、第五周期 電子組態(tài)：Kr5s1 Ne：零族、第二周期 電子組態(tài)：He2s22p6 1-37 試推測(cè)114號(hào)元素在周期表的位置和可能的氧化態(tài)。答： 114號(hào)：86Rn 5f146d107s27p2 第七周期、A、氧化態(tài)+2、 +4 1-38 第八周期的最后一個(gè)元素的原子序數(shù)

10、多大？請(qǐng)寫出它的基態(tài)原子的電子組態(tài)。第八周期的最后一個(gè)元素： 原子序數(shù) = 86 + 32 +50 = 168 118 5g186f147d108s28p6 1-42 某元素的基態(tài)價(jià)層電子構(gòu)型為5d26s2，請(qǐng)給出比該元素的原子序數(shù)小4的元素的基態(tài)原子電子組態(tài)。答： 54Xe 4f126s2 1-43 某元素的價(jià)電子為4s24p4，問：它的最外層、次外層的電子數(shù)；可能氧化態(tài)及在周期表中的位置，它的基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)，它的氫化物的立體結(jié)構(gòu)。答：最外層=6e-， 次外層=18e-； 氧化態(tài)= -2、+4、+6； 第四周期、A，p區(qū)； 未成對(duì)電子= 2， 氫化物的結(jié)構(gòu)為V型。1-44 某元素基態(tài)

11、原子最外層為5s2，最高氧化態(tài)為+4，它位于周期表哪個(gè)區(qū)？是第幾周期第幾族元素？寫出它的+4氧化態(tài)離子的電子構(gòu)型。若用A代替它的元素符號(hào)，寫出相應(yīng)氧化物的化學(xué)式。答： d區(qū)、第五周期、B； A4+：Ar3d104s24p6 氧化物的化學(xué)式：AO245. 答案見講義課件。46. 答案見講義課件。1-47. 解：氟的電負(fù)性最大。銫的電負(fù)性最小1-50 答:B族，銅，銀，金和稀有氣體。1-52 答:從上到下，同族元素氧化態(tài)穩(wěn)定性增強(qiáng)，但第五周期非金屬的氧化態(tài)很不穩(wěn)定，第六周期的汞，鉈，鉛，鉍的最穩(wěn)定氧化態(tài)不是族序數(shù)，而是0，+1，+2，+3，第族從左到右最高氧化態(tài)的穩(wěn)定性下降，從上到下最高正氧化態(tài)穩(wěn)

12、定性增強(qiáng)。補(bǔ)充練習(xí)題1. 某元素原子的最外層上僅有1個(gè)電子，此電子的量子數(shù)是n=4，l=0，m=0，ms= ½ 。問：符合上述條件的元素有幾種？原子序數(shù)各為多少？寫出相應(yīng)元素的元素符號(hào)和電子排布式，并指出其價(jià)層電子結(jié)構(gòu)及在周期表中的區(qū)和族。解： 4s13種 19號(hào)、24號(hào)和29號(hào) KAr4s1 價(jià)電子構(gòu)型 4s1 s區(qū) ACrAr3d54s1 價(jià)電子構(gòu)型 3d54s1 d區(qū) BCuAr3d104s1 價(jià)電子構(gòu)型 3d104s1 ds區(qū) B2. 某元素的原子序數(shù)為35，試回答：其原子中的電子數(shù)是多少？有幾個(gè)未成對(duì)電子？其原子中填有電子的電子層、能級(jí)組、能級(jí)、軌道各有多少？?jī)r(jià)電子數(shù)有幾個(gè)

13、？該元素屬于第幾周期，第幾族？是金屬還是非金屬？最高氧化態(tài)是多少？解：電子數(shù)為35，1個(gè)未成對(duì)電子。4個(gè)電子層；4個(gè)能級(jí)組；18個(gè)軌道；8個(gè)能級(jí)1s,2s,2p,3s,3p,3d,4s,4p；7個(gè)價(jià)電子第四周期，A，非金屬，最高氧化態(tài)為7。第2章 分子結(jié)構(gòu)2-1 解： O2： H2O2: : O O: HOOH 共12e 共14eCO: CO2: :C O: :OCO: 共10e 共16eNCl3 SF4 F Cl | F S F N . | F Cl Cl 共34e 共26e2-3 答：LiH: Li的電子排布:1s22s1 H的電子排布:1s1該分子內(nèi)的鍵由ss原子軌道重疊構(gòu)建,即形成ss

14、 鍵. HCl: H的電子排布:1s1 Cl的電子排布:1s22s22p63s23p5該分子內(nèi)的鍵由sp原子軌道重疊構(gòu)建,即形成sp 鍵. Cl2: Cl的電子排布:1s22s22p63s23p5該分子內(nèi)的鍵由pp原子軌道重疊構(gòu)建,即形成pp 鍵.2-4 答： N的基態(tài)電子組態(tài)為1s22s22p3,這說明N原子的3個(gè)2p電子各自占有一個(gè)2p軌道,即px , py , pz ,這三個(gè)軌道相互正交,這樣就形成了由一個(gè)鍵和2個(gè)鍵構(gòu)成的三鍵,即 在該圖中,中間的直線代表-NN 骨架,兩個(gè)方框表示形成鍵的兩對(duì)2p電子的電子云在空間的取向.2-5. 用VSEPR模型討論下列分子的模型,畫出立體結(jié)構(gòu). CO

15、2 H2O NH3 CO32- PO33- PO43-解： CO2 VP=2+0 sp雜化 線型 OCOH2O VP=2+2 sp3雜化 V型NH3 VP=3+1 sp3雜化 三角錐CO32- VP=3+0 sp2雜化 平面三角PO33- VP=3+1 sp3雜化 三角錐PO43- VP=4+0 sp3雜化 四面體2-7 答: 由三個(gè)。丙烷分子中的每個(gè)C原子都是 sp3雜化，形成正四面體，故只有三個(gè)原子可以處于同一個(gè)平面內(nèi)，如圖： 2-8 解：金剛烷的立體構(gòu)型為由圖可知，立體烷分子中有四個(gè)六元環(huán)，這些六元環(huán)各不相同，因?yàn)镃10H16中的C原子取SP3雜化，而每個(gè)C原子與其連的原子有差異，形成的

16、4個(gè)SP3雜化軌道有差異，是不等性雜化，故形成的六元環(huán)不相同。當(dāng)分子中的次甲基處于立方體的面心位置時(shí)，根據(jù)雜化軌道理論，分子中的CH基團(tuán)的C原子將處于立方體的四個(gè)面上，而其中CH上的4個(gè)氫原子位于四個(gè)頂點(diǎn)上。2-9 解：（1）OF2：由VSEPR模型知，OF2屬于AY4型分子型分子，其空間構(gòu)型為正四面體，由雜化軌道模型可知，四個(gè)鍵的 鍵角應(yīng)為109o28;由斥力順序可知，l-O-L>L-O-F>F-O-F故OF2的分子構(gòu)型為角型分子，鍵角小于109o28（2）CClF3 由VSEPR模型知，CClF3分子屬于AY5型分子，其空間構(gòu)型為三角雙錐體，有3種空間結(jié)構(gòu)： F E E F F

17、 Cl F Cl F F F C l (a) F (b) F E (c) 比較三種構(gòu)型的斥力，可得(a)的斥力最小，故CClF3的空間構(gòu)型為（a）型。（3）SOCl2:具有AY3型通式，總價(jià)電子數(shù)為26， 斥力順序可知，O=S-Cl>Cl-S-Cl故O=S-Cl>109o28，Cl-S-Cl<109o28，所以，SOCl2的空間構(gòu)型為四面體型。（4）XeF2:由VSEPR模型知，XeF2分子屬于AY5型分子，AY5的空間構(gòu)型為三角雙錐體，為保證兩個(gè)Xe不能垂直。略去電子后，XeF2分子應(yīng)為角形分子，但夾角一定不為90o，其夾角為120o>Xe-F-Xe>90o范圍

18、內(nèi)。（5）SF6：由VSEPR模型知，SF6屬AY6型分子，空間構(gòu)型為正八面體，即其鍵角為90o。（6）PCl5:由VSEPR模型知，PCl5屬AY5型分子，空間構(gòu)型為三角雙錐體，即其鍵角為120o和90o兩種。2-10解：路易斯結(jié)構(gòu)式：HC=C=C=CH H HC：1S22S22P2 H：1S1從左起，C原子編號(hào)1.2.3.4.1號(hào)C原子取SP2雜化，形成3個(gè)鍵，鍵角為120o，有一個(gè)含有1個(gè)電子的垂直于該分子平面的P軌道；2號(hào)C原子取SP雜化軌道，形成2個(gè)鍵，有兩個(gè)未參與雜化的P軌道，與該分子平面互相正交；3號(hào)C原子同2號(hào)C原子，取SP雜化；4號(hào)C原子同1號(hào)C原子，取SP2雜化。以上鍵形成

19、CCCC骨架。由以上可知，2號(hào)C原子和3號(hào)C原子的兩條在分之平面內(nèi)且與骨架垂直的兩條P軌道以“肩并肩”形成鍵，而四個(gè)C原子則共同形成了彌散在整個(gè)分子內(nèi)分子符號(hào)為44的大鍵，其方向垂直于分子平面，分子內(nèi)CC鍵之角為180o。2-11 解：由VSEPR，臭氧離子O3-屬于AY4型分子，其空間構(gòu)型為正四面體，即由斥力順序可知，l-O-O>O-O-O即O-O-O<109o28 l-O-O>109o28，但O-O-O>90o，因?yàn)镺-O-O<90o時(shí)，斥力變大不利于分子的穩(wěn)定，故O3-的鍵角應(yīng)為100o，屬于以上范圍，很符合VSEPR模型。2-12. 第二周期同核雙原子分子

20、中哪些不能穩(wěn)定存在？哪些有順磁性？試用分子軌道理論解釋。解：Be2、Ne2鍵級(jí) = 0，不能穩(wěn)定存在。Be2KK(s2s)2(s*2s)2Ne2KK(s2s)2 (s*2s)2(s2p)2 (p2p)4 (p*2p)4( s*2p)2B2、O2存在成單電子，有順磁性B2KK(s2s)2 (s*2s)2 (p2py)1 (p2pz)1O2KK(s2s)2 (s*2s)2(s2p)2 (p2p)4 (p*2py)1 (p*2pz)12-13. O2+、O2、O2-和O22-的實(shí)測(cè)鍵長(zhǎng)越來越長(zhǎng)，試用分子軌道理論解釋。其中哪些有順磁性？解：O2KK(s2s)2 (s*2s)2(s2p)2 (p2p)4

21、 (p*2p)2 鍵級(jí) = 2 順磁性O(shè)2+KK(s2s)2 (s*2s)2(s2p)2 (p2p)4 (p*2p)1 鍵級(jí) = 2.5 順磁性O(shè)2-KK(s2s)2 (s*2s)2(s2p)2 (p2p)4 (p*2p)3 鍵級(jí) = 1.5 順磁性O(shè)22-KK(s2s)2 (s*2s)2(s2p)2 (p2p)4 (p*2p)4 鍵級(jí) = 1鍵級(jí)減小，鍵長(zhǎng)則增長(zhǎng).2-17. 計(jì)算偶極矩單位德拜D與10-30C·m的換算系數(shù)。解：1D = 10-18esu·cm = 10-18×3.335×10-10×10-2 C·m = 3.335

22、×10-30 C·m2-22. 水的實(shí)測(cè)偶極矩為1.85D，已知HO鍵的鍵矩為1.51D，H2O的實(shí)測(cè)鍵角為104.5°，借助矢量加和法由HO鍵矩計(jì)算水分子偶極矩。解：m = 2× m HO ·cos 52.25° = 2×1.51×0.61 = 1.85 D2-23. CO分子與醛酮的羰基相比,鍵能較大,鍵長(zhǎng)較小,偶極矩則小得多,且方向相反.試從結(jié)構(gòu)角度作出解釋.解：由于氧原子單方面提供電子形成p鍵,不僅抵消了由于電負(fù)性之差所造成的氧原子上負(fù)電荷的積累,反而使碳略帶上部分的負(fù)電荷.故與羰基偶極方向相反,且接近為零

23、.10試由下列數(shù)據(jù)推斷分子間力的大小順序,它與相對(duì)分子質(zhì)量大小順序一致嗎?為什么?單質(zhì)氫的熔點(diǎn) -259.19,沸點(diǎn)-252.76單質(zhì)氦的熔點(diǎn) -272.2,沸點(diǎn)-268.94答：不一致。因?yàn)閱钨|(zhì)氦為單原子分子，全充滿結(jié)構(gòu)，變形性小，分子間作用力弱。補(bǔ)充題：12.根據(jù)雜化理論回答下列問題:(1)下表中各種物質(zhì)中心原子是否以雜化軌道成鍵?為什么?以何種類型雜化軌道成鍵?(2)NH 3、H 2O的鍵角為什么比CH 4小?分子CH 4H 2ONH 3CO 2C 2H 4鍵角109.5°104.5°107.5°180°120°答:(1)表中各物質(zhì)中心原

24、子都以雜化軌道成鍵，這樣成鍵電子云重迭大，分子穩(wěn)定。各種雜化形式如下:分子CH 4H 2ONH 3CO 2C 2H 4雜化方式Sp3Sp3Sp3spSp2(2)NH 3中的N、H 2O中的O和CH 4中的C都是sp3雜化，CH 4的C原子的4個(gè)sp3雜化軌道沒被孤電子對(duì)占據(jù)，都形成C-H鍵，4個(gè)等同的C-H鍵指向正四面體的4個(gè)頂點(diǎn)，夾角為109.5°，而NH 3中N原子的4個(gè)sp3雜化軌道中有一個(gè)被孤電子對(duì)占據(jù)，其他3個(gè)sp3雜化軌道分別成鍵，由于孤電子對(duì)的排斥使得兩個(gè)成鍵電子對(duì)的夾角變小，為107.5°。H 2O的O原子的4個(gè)sp3雜化軌道有2個(gè)被孤電子對(duì)占據(jù)，另外2個(gè)成

25、鍵，2個(gè)孤電子對(duì)的斥力更大一些，成鍵電子對(duì)的夾角就更小些，為104.5°。第3章 晶體結(jié)構(gòu)3-1解: 頂點(diǎn)原子：（0，0，0，）面心原子：（1/2，1/2，0） （1/2，0，1/2，） （0，1/2，1/2） 體對(duì)角線上的原子（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離子數(shù)=（8×1/8）+4×1/2+1=4所以 Cu的坐標(biāo)：0，0，0； 1/2，0，3/4； 1/2，1/2，1/2； 0，1/2，1/4；Fe離子數(shù)=6×1/2+4×1/4=4所以 Fe的坐標(biāo)：

26、1/2，1/2，0； 1/2，0，1/4； 0，0，1/2； 0，1/2，3/4S的質(zhì)點(diǎn)數(shù)：8所以：S的坐標(biāo)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- 數(shù)為：1+1/8×8=2其坐標(biāo)為：0，0，0； 1/2，1/2，1/2；加1/2 之后為：1/2，1/2，1/2； 0，0，0；Na+數(shù)為：1/4×4+1/2×2=2 其坐標(biāo)為：1/2，0，1/2； 0，1/2，0；

27、 加1/2之后為：0，1/2，0； 1/2，0，1/2；所以NaNO2為體心晶胞TiO2不是體心晶胞，是素晶胞。如圖所示： 3-4解:黃銅礦晶胞中：Cu的坐標(biāo)分別為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 的坐標(biāo)分別為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的坐標(biāo)分別為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/

28、4，3/8； 1/4，1/4，3/8；所有坐標(biāo)與原坐標(biāo)相同，所以黃銅礦晶胞是體心晶胞。另解：黃銅礦晶胞中體心銅原子與頂角銅原子周圍的硫原子方向相同，而且硫原子上連接的鐵原子方向也相同，頂角原子完全相同，因此體心原子可與任一頂角原子對(duì)比，所以黃銅晶胞為體心晶胞。3-5白鎢礦中，WO4-坐標(biāo)為：0，0，0；1/2，0，3/4；1/2，1/2，1/2；0，1/2，1/4；分別為+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 + 坐標(biāo)為：0，0，1/2；0，1/2，3/4；1/2，1/2，0；1/2，0，1/4;分別為1/2，1/2，1/

29、2，1/2，1/2，0；1/2，0，1/4；0，0，1/2；0，1/2，3/4所有變換后坐標(biāo)與原坐標(biāo)相同，則白鎢礦晶體為體心晶胞。3-6解: 平均每個(gè)晶胞含4個(gè)相當(dāng)與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配位多面體半徑比（r+ / r-）平面三角形0.1550.225四面體0.2250.414八面體0.4140.732立方體0.7321.000立方八面體1.00

30、03-8答: 如7.（2）所示，螢石中含有八面體，其中心沒有原子；閃鋅礦模型中也含有八面體3-12答:因?yàn)樗鼈兊臐M帶與空帶的帶隙寬度不同，可見光激發(fā)它們的滿帶上的電子，進(jìn)入空帶時(shí)釋放的光子的頻率不同，因而呈現(xiàn)不同顏色。愚人金的滿帶與空帶間的帶隙寬度與金的相似，故可見光向它的空帶激發(fā)滿帶上的電子時(shí)，釋放的光子的頻率與金的類同，則愚人金有金的光澤。 天然的金剛石不純凈，它們與純凈金剛石的帶隙寬度不同，電子受激發(fā)時(shí)釋放的光子的頻率不同，因而天然的金剛石有藍(lán)、紅、黃、綠色，而非全呈無(wú)色。3-24答:Mg2+將填入氧原子堆積形成的八面體空隙中去；所得晶胞是復(fù)晶胞 ；氧離子核間距將擴(kuò)大65pm晶胞參數(shù)a=

31、2×140+2×65=410(pm)3-25. 根據(jù)鹵化銅的半徑數(shù)據(jù)，鹵化銅應(yīng)取NaCl晶體結(jié)構(gòu)型，而事實(shí)上卻取ZnS型，這表明鹵離子與銅離子之間的化學(xué)鍵有什么特色？為什么？解：表明鹵離子與銅離子之間的化學(xué)鍵有明顯的共價(jià)性。因?yàn)镃u2+為非8電子構(gòu)型，極化力和變形性較強(qiáng)，而S2-半徑大易變形，離子間的相互極化作用使陰陽(yáng)離子的原子軌道發(fā)生部分重疊。3-29金剛石晶體中的碳原子為什么不是最密堆積？答：金剛石是原子晶體，共價(jià)鍵的方向性和飽和性是結(jié)構(gòu)的主要制約因素。金剛石中碳以sp3雜化成鍵，故只能取四面體的配位結(jié)構(gòu)。本章補(bǔ)充作業(yè)及解答1為什么Na2S易溶于水，ZnS難溶于水？答：

32、Na+為8e-構(gòu)型，極化力和變形性比較小，與S2-之間的作用力主要是離子鍵，因而易溶于水。而Zn2+為18e-構(gòu)型，極化力和變形性都比較大，與易變形的S2-之間的相互極化作用比較強(qiáng)，使鍵型轉(zhuǎn)化為共價(jià)鍵，所以在極性溶劑水中的溶解度降低。2. 試用離子極化解釋下列各題:FeCl2熔點(diǎn)為670，F(xiàn)eCl3熔點(diǎn)為306.NaCl易溶于水，CuCl難溶于水.PbI2的溶解度小于PbCl2.CdCl2(無(wú)色),CdS(黃色)，CuCl(白色)，Cu2S(黑色)。解：Fe3+電荷高，半徑小，屬不飽和電子構(gòu)型，與半徑大，易變形氯離子間因離子相互極化作用較強(qiáng)，鍵型以共價(jià)型為主，因而熔點(diǎn)較低。Na+為8e-構(gòu)型，

33、極化力和變形性較小，與Cl-的作用力以離子型為主，故易溶于極性溶劑水中。而Cu+為18e-構(gòu)型，有較強(qiáng)的極化力和變形性，離子間相互極化作用較強(qiáng)，鍵型以共價(jià)型為主，因而難溶于水中。Pb2+為18+2電子構(gòu)型，有較強(qiáng)的極化力和變形性，與半徑大易變形的I-之間相互極化作用更強(qiáng)，所以其溶解度更低。Cd2+，Cu+均為18電子構(gòu)型，有較強(qiáng)的極化力和變形性，與半徑大易變形的S2-之間極互極化作用更強(qiáng)，所以化合物的顏色更深。3解釋堿土金屬氯化物的熔點(diǎn)變化規(guī)律： BeCl2 MgCl2 CaCl2 SrCl2 BaCl2熔點(diǎn)/ 405 714 782 876 962解：Be2+為2e-構(gòu)型，有較強(qiáng)的極化力，與

34、半徑較大的氯離子之間的極化作用較強(qiáng)，結(jié)合力以共價(jià)結(jié)合為主，屬分子晶體，故熔點(diǎn)較低。其余離子為8e-構(gòu)型，從MgCl2BaCl2，隨著陽(yáng)離子半徑的增大，極化力減小，與氯離子之間的極化作用減弱，鍵的離子性增強(qiáng)，因而熔點(diǎn)升高。4晶體中的晶格網(wǎng)絡(luò)骨架就是化學(xué)鍵骨架嗎？答：不一定，如金剛石晶體中的共價(jià)鍵沒有一根是在網(wǎng)絡(luò)骨架上。5寫出下列離子的電子排布式,并判斷屬于何種類型?K+ Pb2+ Zn2+ Co2+ Cl- S2-解：K+ Ne3s23p6 8e- Pb2+ Xe4f145d106s2 18+2e- Zn2+Ar3d10 18e- Co2+ Ar3d7 不飽和Cl- Ne3s23p6 8e- S

35、2- Ne3s23p6 8e- 6已知AB2型離子化合物主要是氟化物和氧化物,AB3型離子化合物中只有氟化物,當(dāng)ABn型中n3時(shí),一般無(wú)離子型化合物,為什么?答：由于F-，O2-的半徑小，難變形. 只有遇到電荷數(shù)4的強(qiáng)極化作用的陽(yáng)離子時(shí)，才可能因離子極化作用的增強(qiáng)，使鍵型轉(zhuǎn)化為共價(jià)型。7已知AlF3為離子型,AlCl3和AlBr3為過渡型,AlI3為共價(jià)型,說明鍵型差別的原因.答：Al3+電荷高，半徑小，具有較強(qiáng)的極化力。從F-I-，隨著鹵離子半徑的增大，變形性增大，陰陽(yáng)離子之間的相互極化作用增強(qiáng)，使鍵型從離子型過渡型共價(jià)型。8推測(cè)下列物質(zhì)中,何者熔點(diǎn)最高,何者熔點(diǎn)最低,為什么?NaCl KB

36、r KCl MgO NF3 PCl3 PCl5 NCl3解：熔點(diǎn)最高的為MgO，熔點(diǎn)最低的為KBr。因?yàn)樗鼈兙鶠殡x子化合物，熔點(diǎn)隨晶格能增大而升高。MgO的晶格能最大（電荷高，半徑?。嗜埸c(diǎn)最高，KBr的晶格能最小（電荷低，半徑大） ，而熔點(diǎn)最低。熔點(diǎn)最高的PCl5，熔點(diǎn)最低的為NF3。因?yàn)樗鼈兙鶠榉肿有突衔?，熔點(diǎn)隨分子量增大，分子間色散力增強(qiáng)而升高。9. 試判斷下列晶體的熔點(diǎn)高低順序？從質(zhì)點(diǎn)間的作用力考慮各屬于何種類型？(a)CsCl (b)Au (c)CO2 (d)HCl (e)Na (f)NaCl答：熔點(diǎn)：Au NaCl CsCl Na HCl CO2(a) (f) 離子晶體 (b)

37、 (e) 金屬晶體(c) (d) 分子晶體10下列物質(zhì)的熔點(diǎn)()為：A NaF NaCl NaBr NaI B SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 993 801 747 661 -90.2 -70 5.4 120.5 為什么鈉的鹵化物熔點(diǎn)總是比硅的鹵化物熔點(diǎn)高? 為什么鈉與硅的鹵化物的熔點(diǎn)遞變規(guī)律不一致?答： Na+為8e構(gòu)型，電荷低半徑大，極化力小，其鹵化物是離子晶體； 而硅的鹵化物是分子晶體。 離子晶體的熔點(diǎn)隨離子半徑的增大U減小而降低，分子晶體的熔點(diǎn)隨分子量的增大分子間作用力增強(qiáng)而升高。11試解釋下列現(xiàn)象：（1）為什么CO2和SiO2的物理性質(zhì)差得很遠(yuǎn)？（2）MgSe和MnSe

38、的離子間距離均為0.273pm，但Mn2+、Mg2+的離子半徑又不相同，為什么？答：前者是分子晶體。分子間作用力小，因而熔沸點(diǎn)低；后者是原子晶體。共價(jià)鍵作用力大，因而熔點(diǎn)高。 Mn2+為不飽和電子構(gòu)型，與Se2-間的相互極化作用較強(qiáng)，原子軌道發(fā)生部分重疊，使離子間距減小。12判斷下列說法是否正確，有錯(cuò)的給予更正：（1）化合物的沸點(diǎn)隨著分子量的增加而增加。（2）氯化氫分子溶于水后產(chǎn)生H+和Cl-離子，所以氯化氫是離子鍵構(gòu)成的。（3）四氯化碳的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)低，所以分子不穩(wěn)定。（4）所有高熔點(diǎn)物質(zhì)都是離子型的。答：分子型物質(zhì)的沸點(diǎn)一般隨分子量的增加而增加HCl分子是強(qiáng)極性鍵分子，在水分子作用下發(fā)生電離

39、。CCl4分子間作用力弱，但分子內(nèi)的共價(jià)鍵強(qiáng)故很穩(wěn)定。原子晶體、金屬晶體均有高熔點(diǎn)物質(zhì)。13.試用離子極化的觀點(diǎn)說明ZnCl2 (488K)的熔點(diǎn)為什么低于CaCl2 (1055K)。答:Zn和Ca雖然屬于同一周期，在各自的化合物中都帶2個(gè)正電荷，即Ca 2+、Zn 2+，但Ca 2+和Zn 2+的半徑、電子層構(gòu)型和極化力等均不相同，如下表所示。離子半徑電子層構(gòu)型極化力Ca 2+Zn 2+大小818小大對(duì)CaCl 2來說以離子鍵為主，ZnCl 2由于離子極化程度大，使鍵型發(fā)生過渡，以共價(jià)鍵為主。CaCl 2為離子晶體，而ZnCl 2已屬于分子晶體，所以CaCl 2有較高的熔點(diǎn)。第4 章 配位化

40、合物4-1 答：向粗鹽酸中滴入1滴硫氰酸鉀溶液，若溶液呈現(xiàn)深紅色，則粗鹽酸的黃色不是Fe3+與Cl-的絡(luò)離子；若溶液不顯色，則粗鹽酸的黃色是Fe3+與Cl-的絡(luò)離子的顏色。由于粗鹽酸PH小于1，在PH小于1的強(qiáng)酸性溶液中不可能存在Fe(OH)2+, Fe(OH)2+等離子，因此，粗鹽酸的黃色也不是鐵的羥合離子的顏色。4-2 解：由于Cl-半徑大，若采取6配位，則由于Cl-間的斥力，形成的配合物不夠穩(wěn)定，而F-半徑較小，采取6配位后形成的配合物穩(wěn)定。4-3 解：MA3B3 ：有2種幾何異構(gòu)體；MA2B4 ：有2種幾何異構(gòu)體； MABC4 ：有2種幾何異構(gòu)體；MA2B2C2 ：有5種幾何異構(gòu)體；

41、MABCDEF ：有15種對(duì)映異構(gòu)體。4-4 解：無(wú)幾何異構(gòu)，有一對(duì)對(duì)映異構(gòu)。4-5. 為什么順鉑的水解產(chǎn)物Pt(OH)2(NH3)2能與草酸反應(yīng)生成Pt(NH3)2C2O4，而其幾何異構(gòu)體卻不能？哪一種異構(gòu)體有極性，哪一種沒有極性？哪一種水溶性較大？解：雙齒配體C2O42-的碳鏈短，不可能對(duì)位配位，所以只可能與順鉑反應(yīng)。順鉑結(jié)構(gòu)不對(duì)稱所以有極性，而反式則無(wú)極性。順鉑在水中的溶解度大。4-6. 將等物質(zhì)的量黃色CoCl3·6NH3、紫紅色CoCl3·5NH3、綠色CoCl3·4NH3和紫色CoCl3·4NH3四種配合物溶于水，加入硝酸銀，立即沉淀的氯化銀

42、分別為3、2、1、1mol，請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)推斷它們所含的配離子的組成。它們的電導(dǎo)之比呈現(xiàn)什么定量關(guān)系？解： 黃色： Co(NH3)6Cl3 紫紅色： Co(NH3)5ClCl2 綠色(順)： Co(NH3)4Cl2Cl 紫色(反)： Co(NH3)4Cl2Cl 電導(dǎo)之比 = 4：3：2：24-7 解:因?yàn)椋現(xiàn)e2+和Co3+的價(jià)電子構(gòu)型均為：3d6，配合物的µ=0，所以，F(xiàn)e(CN)64-和Co(NH3)63+的雜化軌道類型均為:d2sp3.4-8. 八面體配合物RuCl2(H2O)4+和RuCl3(H2O)3各有幾個(gè)立體異構(gòu)體？實(shí)驗(yàn)證實(shí)后者的所有異構(gòu)體經(jīng)水解只轉(zhuǎn)化成前者的某一種異構(gòu)

43、體A。從上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行邏輯推論，畫出A的結(jié)構(gòu)式，并總結(jié)配合物水解反應(yīng)的規(guī)律。解:各有2個(gè) 反位效應(yīng)次序：NO2- Cl- NH3H2O4-9. 給出下列配合物的名稱和中心原子的氧化態(tài)：Co(NH3)6Cl3 K2Co(NCS)4 H2PtCl6 CrCl(NH3)3Cl2K2Zn(OH)4 PtCl2(NH3)2 解: 三氯化六氨合鈷（） 四異硫氰合鈷（）酸鉀六氯合鉑（）酸 二氯化一氯三氨合鉻（）四羥基合鋅（）酸鉀 二氯二氨合鉑（）4-10. 寫出下列配合物的化學(xué)式：氯化二氯一水三氨合鈷(） 六氯合鉑（）酸鉀二氯四硫氰合鉻()酸銨 二(草酸根)二氨合鈷()酸鈣解：CoCl2(NH3)3(H2

44、O)Cl K2PtCl6(NH4)3CrCl2(SCN)4 CaCo(C2O4)2(NH3)224-11. 五種配合物的實(shí)驗(yàn)式相同：K2CoCl2I2(NH3)2，電導(dǎo)實(shí)驗(yàn)還表明它們的等濃度水溶液里的離子數(shù)目跟等濃度的Na2SO4相同。寫出結(jié)構(gòu)式，給出中心原子的氧化態(tài)。解： 中心原子的氧化態(tài)為+2。4-12答：Fe(H2O)63+為外軌型配合物，未成對(duì)電子數(shù)為5，F(xiàn)e(CN)63-為內(nèi)軌型配合物，未成對(duì)電子數(shù)為1，所以由µ = BM可知Fe(H2O)63+的磁距與Fe(CN)63-的磁距差距很大。4-13答：Fe(H2O)63+ 形成時(shí)，由于P>，在弱場(chǎng)配體(H2O)作用下，電

45、子盡可能成單（自旋平行）填入分裂了的d軌道中，因而有5個(gè)未成對(duì)電子；Fe(CN)63-形成時(shí)，由于P<，在強(qiáng)場(chǎng)配體(CN-)作用下，電子配對(duì)填入分裂了的d軌道中，因而只有1個(gè)未成對(duì)電子，所以兩者的磁性差距很大。 4-14答：因?yàn)椋N原子，電荷越高，對(duì)分裂能的影響也越大，F(xiàn)e(H2O)63+ 的值大于Fe(H2O)62+的值。而其分裂能不同是它們因dd躍遷引起顏色不同的主要原因，一般而言，分裂能越大，吸收光子的能量越大，即頻率越高，它的補(bǔ)色頻率就越低，因此，F(xiàn)e(H2O)63+為紫色，而Fe(H2O)62+為綠色。4-15答：CrCl63- 3個(gè)未成對(duì)電子； Cr(H2O)63+ 3個(gè)未

46、成對(duì)電子；Cr(NH3)63+ 3個(gè)未成對(duì)電子； Cr(CN)63- 3個(gè)未成對(duì)電子；Fe(H2O)62+ 4個(gè)未成對(duì)電子； Fe(H2O)63+ 5個(gè)未成對(duì)電子；Co(H2O)62+ 3個(gè)未成對(duì)電子； Co(H2O)63+ 4個(gè)未成對(duì)電子；Ni(H2O)62+ 2個(gè)未成對(duì)電子。4-16解：（1）CrCl63- =163KJ/mol Ed-Ed=163 2Ed+3Ed=0 解得 Ed =-65.2 KJ/mol CFSE=-65.2*3=-195.6 KJ/mol或解得：Ed=0.6 Ed=-0.4CFSE=（-0.4）×3=-65.2×3= -195.6 KJ/mol（2

47、）Cr(H2O)63+ =208 KJ/mol Ed-Ed=208 2Ed+3Ed=0解得 Ed=-83.2 KJ/mol CFSE=-83.2×3=-249.6（3） Cr(NH3)63+ =258 KJ/molEd-Ed=2582Ed+3Ed=0解得 Ed=-113.2 KJ/mol CFSE=-339.6 KJ/mol（4）Cr(CN)63- =315 KJ/molEd-Ed=3152Ed+3Ed=0解得 Ed=-126 KJ/mol CFSE=-378 KJ/mol（5）Fe(H2O)62+ =124 KJ/molEd-Ed=1262Ed+3Ed=0解得 Ed=74.4 KJ

48、/mol Ed=-49.6 KJ/mol CFSE=4×(-49.6)+2×74.4 =-49.6KJ/mol（6）Fe(H2O)63+ =164 KJ/molEd-Ed=1642Ed+3Ed=0解得 Ed=98.4 KJ/mol Ed=-65.6 KJ/mol CFSE=-65.6×3+2×229=261.2 KJ/mol（7）Co(H2O)62+ =111 KJ/molEd-Ed=1112Ed+3Ed=0 解得 Ed=66.6 KJ/mol Ed=-44.4 KJ/mol CFSE=-5×44.4+2×66.6=-88.8 KJ/mol（8）Co(H2O)63+ =223 KJ/molEd-Ed=2232Ed+3Ed=0 解得 Ed=133.8 KJ/mol Ed=-89.2 KJ/mol CFSE=-89.2 KJ/mol（9）Ni(H2O)62+ =102 KJ/molEd-Ed=1022Ed+3Ed=0解得 Ed=61