大学《无机化学》第四版_习题答案.pdf

无机化名（第四版）答案第一章物质的结构1-1在自然界中氢有三种同位素，氧也有三种同位素，问：总共有 种含不同核素的水分子？由于3H太少，可以忽略不计，问：不计 3H时天然水中共有多少种同位素异构水分子？1、3XC*3=91-2天然氟是单核素（19F）元素，而天然碳有两种稳定同位素（12C 和13c）,在质谱仪中，每一质量数的微粒出现一个峰，氢预言在质 谱仪中能出现几个相应于CF+的峰？2、氢在质谱仪中能出现2个相应于CF的0峰。1-3用质谱仪测得溪得两种天然同位素的相对原子质量和同位素丰 度分别为 79Br 789183 占 50o 54%,81Br 80o 9163 占 49o 46%,求澳 的相对原子质量（原子量）。3、漠的相对原子量为：78 X50.54%+8 0.9163X49.63%=79.90651-4钝的天然同位素203n和205n的核素质量分别为202o 97u和204o 97u,已知鸵的相对原子质量（原子量）为204。39,求钝的同位素 丰度。4、设203T1的含量为x,则205T1的含重为1-x202.97x+204.97（l-x）=204.39解：x=30%即203T1的含量为30%而205Tl的含量为70%1-5等质量的银制成氯化银和碘化银，测得质量比m（AgCl）:m（AgBr）=lo 63810:1,又测得银和氯得相对原子质量（原子量）分别为107。868和35。453,求碘得相对原子质量（原子量）。5、设I的相对原子量为x:107.8 68+35.453 _ 1-x+35.453 1.13279解得：x=126.901-6表1-1中贝采里乌斯1826年测得的铜原子量与现代测定的粕的相对原子质量（原子量）相比，有多大差别？6、195,078-194.753=0.325 1-7设全球有50亿人，设每人每秒数2个金原子，需要多少年全球的人才能数完Imo l金原子（1年按365天计）？7、-6.023x10*-=19098 8 0.77 年50 x108 x2x365x24x36001-8试讨论，为什么有的元素的相对质量（原子量）的有效数字的位数多达9位，而有的元素的相对原子质量（原子量）的有效数字 却少至34位？8、元素的相对原子质量（原子量）的数据取决于两个因素：一是各种核素的相对原子质 量的测量准确性，另一是某元素的同位素丰度的测量准确性。1-9太阳系，例如地球，存在周期表所有稳定元素，而太阳却只开始发生氢燃烧，该核反应的产物只有氢，应怎样理解这个事实？9、太阳的质量不大，是一个年轻的恒星，尚未发生家燃烧，不可能合成比氮重的原子。1-10中国古代哲学家认为，宇宙万物起源于一种叫“元气”的物质，“元气生阴阳，阴阳生万物”，请对比元素诞生说与这种古代哲学。10、元素的概念经过两次重大发展，从古代元素概念到近代化学的元素概念，再到现代化 学的包括同位素的元素概念。1-11“金木水火土”是中国古代的元素论，至今仍有许多人对它们 的“相生相克”深信不疑。与化学元素论相比，它出发点最致命的 错误是什么？11、这些仅仅是一种天才的猜测，不是近代的科学概念，是违背客观事实的。随着科学的 发展，这种说法是站不住脚的.1-12请用计算机编一个小程序，按1.3式计算氢光谱各谱系的谱线 的波长（本练习为开放式习题，并不需要所有学生都会做）。1（来曼光谱）1波长2（巴尔麦谱系）1波长3（帕逊谱系）1波长4（布来凯特谱系）1 波长5（冯特谱系）1波长电2 3 42 3 42 3 42 3 42 3 412、L=n h/2 五 n=1,2,3,4,51-13计算下列辐射的频率并给出其颜色：(1)氮-敏激发光波长 633n m;(2)高压汞灯辐射之一 435。8n m;(3)锂的最强辐 射 670o 8n m。13、(1)氢-短激光的频率为：比(2)高压灯辐射之一的频率为：i=v A=6.8 8 4X1014 Hz(3)锂的易虽辐射的频率为：gv仇=447X1俨比1-14 B2分子分解为Br原子需要的最低离解能为190用。mo F,求引起澳分子解离需要吸收的最低能量子的波长与频率。14、-Oxi。：=。v=4.763X1014Hz6.02X1023 我=%=v/v=3.0X l l f/4.763X 1014=6.298X 10*7m=629.8 n m1-15高压钠灯辐射589.6n m和589.0n m的双线，他们的能量差为多 少?15、A 5=h t-h u2=6.626X10-34X(3 0 xl 0*_ 30 xl08 x58 9.6X10-9 58 9x10=3.434X 1 产j1-16当频率为1.0X1015Hz的辐射照射到金属钝的表面，发生光电 子效应，释放出的光量子的动能为5.2X10-19,求金属匏释放电子 所需能量。E=卜1)一 必16、=6.626 XIOF34 XI.3 X1015-5.2 XIO-19=3.414X1 J”J1-17变色眼镜因光照引起玻璃中的氯化银发生分解反应 AgCl-Ag+Cl,析出的银微粒导致玻璃变暗，到暗处该反应逆转。已知该反应的能量变化为310KJ.mo l-l,问：引起变色眼镜变暗的 最大波长为多少？=310X 103/6.02X 102=XE X=3.8 6 X10-7m=3 8 6n m v/1-18光化学毒雾的重要组分之-NO2解离为NO和。2需要的能量为305KJ.mo l-l,引起这种变化的光最大波长多大？这种光属 于哪一种辐射范围（可见，紫外，X光等等）？已知射到地面的阳光的最短波长为320n m,NO2气体在近地大气里 会不会解离？18、=305 X 103/6.02X 1023-Au/X%=3.92X10-7m=392n m 32Qn m 这种光属于紫夕洸，在进地大气会分解。1-19氢原子核外电子光谱中的莱曼光谱中有一条谱线的波长为103n m,问：它相应于氢原子核外电子的哪一个跃迁？19、它想成于氢原子核外电子LT（跃迁。1-20氨首先发现于日冕。1868年后30年间，太阳是研究氮的物理,化学性质的唯一源泉。（a）观察到太阳可见光谱中有波长为4338A,4540A,4858A,5410A,6558A的吸收（l A=l Cf im来分析，这些吸收是由哪一种类氢原子激发造成的？是He,He+还是He2+?(b)以上跃迁都是由乌二4向较高能级(nf)的跃迁。试确定nf值，求里德堡常数Rh：+。(c)求上述跃迁所涉及的粒子的电离能I(H/),用电子伏特为单 位。(d)已知I(He+)/I(He)=2.180。这两个电离能的和是表观 能 A(He2+),即从 He得至4He2+的能量。A(He2+)是最小的能量子。试计算能够引起He 电离成He?.所需要的最低能量子。在太阳光中，在地球上，有没有这种能量子的有效源泉？(c=2.997925 X IO8 ms1;h=6.626 X10节 s;l eV=96.486KJ.mo l-l=2.4180X 1014Hz)1-21当电子的速度达到光速的20.0%时，该电子的德布罗意波长多 大？锂原子(质量7.02a mu)以相同速度飞行时，其德布罗意波长 多大？21、=wv=0.2x9.1x10-31x3.Ox 108=5.46 XI0：3kgm/sXl=i=6.626 X 10r34/5.46Xl CT23=l.214 X10-nmP2=tkv=7.02 x 0,2 x 3,0 xl O8xl O-3 76.02 xl O23=2.53 x 10-17kgm/sX2=&很 2=1214X1 CTm1-22垒球手投掷出速度达152Km.h质量为142g的垒球，求德布罗 意波长。2入户=砂=142x10-52 x103/3600=5.996 即$久=攵/0=6.626X10-34/5 gg6=L105 X10-34m1-23处于K、L、M层的最大可能数目各为多少？23、K:2,L:8,M:181-24以下哪些符号是错误的？(a)6s(b)l p(c)4d(d)2d3P(93f24、错误的有：Ip,2d,3f1-25描述核外电子空间运动状态的下列哪一套量子数是不可能存 在的？n 1 tn n 1 m n 1 m n 1m2 0 0 1 1 0 2 1-1 6 5525、第二组是不可能存在的1-26以下能级的角量子数多大？(a)l s(b)l p4d(d)2d(e)3P3f26、Is角量子数为04p角量子数为15d角量子数为26s角壁子数为05f角量子数为35g角量子数为41-27 4s、5p、6d、7f、5g能级各有几个轨道?27、4s能级有1个轨道5p能级有3个军旗6d能级有5个轨道7f能级有7个轨道5g能级有9个轨道1-28根据原子序数给出下列元素的基态原子的核外电子组态：(a)K(b)Al(c)Cl(d)Ti(Z=22)(e)Zn(Z=30)As(Z=33)28、a:Is22s22P63s23P64slb:Is2232P6333Plc:Is22522P63523P$d:l s22s22p63s23p63d24s2e:1J2522P63323P63/4 saf:Is22322P63s23P63#04s24P31-29若构造原理对新合成的及未合成的人造元素仍有效，请预言第 118和166号元素在周期表中的位置(注：1999年美国宣布合成了 118号元素及其衰变产物116号元素，但2001年因不能重复而收回 该报道)。29、第118号元素位于第七周期口族第166号元素位于第1骋期VI族1-30给出下列基态原子或离子的价电子层电子组态，并用方框图表 示轨道，填入轨道的电子则用箭头表示。(a)Be(b)N(c)F(d)Cl-(e)Ne+(f)Fe3+(g)As3+30、(a)Is22sb)Is22s2 2Ps(c)Is22s2 2p5(d)1 s22s2 2p6 3s23p6(e)1 s22s2 2Pf)A r 3d1g)A r 4s2 vww vww1-31下列哪些组态符合洪特规则？31、第一组符合第二组及第三组都不符合1-32以下哪些原子或离子的电子组态是基态、激发态还是不可能 的组态？(a)Is22s2(b)Is23sl(c)Is 23d(d)Ne3s23dl(e)Ar3d24s2(f)Is22s22P63sl(g)Ne3s23dl2(f)Xe4f7(g)Ar3d632、基态是：a,e,f激发是：b,c,d,h,I不存在的是：g1-33 U+、Na+、K+、Rb+、Cs+的基态的最外层电子组态与次外层电子组态分别如何?33、1/最外层电子组态是:1s2Na*最外层电子组态是:2 s22PK*最外层电子组态是:3 s 23P Rb*最外层电子组态是:4 s*4P*C s*最外层电子组态是:5 s2 5p6次外层无电子次外层电子基态为1/次外层电子基态为2522P6次外层电子基态为3523P3产次外层电子基态为4/4/4#1-34以下+3价离子哪些具有8电子外壳？Al3+,Ga3+,Bi3+,Mn3+,Se3+34、具有8电子外壳的有：A l3+,Ga3+,Sc3+1-35已知电中性的基态原子的价电子层电子组态分别为：(a)3s23P(b)3d64s2(c)5s2(d)4f96s2(e)5d16sl试根据这个信息确定它们在周期表中属于哪个区？哪个族？哪个 周期？35、a:p区，第三周期，第VHA族、b:d区，第四周期，第VDIB族c:s区，第五周期，第UA族d:f区，第六周期，第HIB族e:ds区，第六周期，第I B族1-36根据Ti、Ge、Ag、Rb、Ne在周期表中的位置，推出它们 的基态原子的电子组态。36、Tl A r3d24s2Ge A r 3d14524P2A g Kr4d105s1Rb 冏 4sl Ne 1522s22P61-37有人推测尚未合成的第114号元素有相当稳定的同位素，恰处 在不稳定核素的“海洋”中浮起的一群较稳定核素的“岛屿”的中 心。问：114号元素是第几周期第几族元素？它的可能氧化态？37、114号元素属于第七周期第IVA族 其可能的氧化态为：+2+41-38若推导基态原子电子组态的构造原理对未合成的重元素仍然 适合，请问：第8周期的最后一个元素的原子序数多大？请写出它 的基态原子的电子组态。38、第8周期的最后一个元素的原子序数为：148。电子组态：8S26P6 1-39若我们所在的世界不是三维的而是二维的，元素周期系将变成 什么样子？39、二维化的周期表可叫宝塔式或滴水钟式周期表。这种周期表的 优点是能够十分清楚地看到元素周期系是如何由于核外电子能级 的增多而螺旋发展的，缺点是每个横列不是一个周期，纵列元素的 相互关系不容易看清。1-40 1869年门捷列夫发现元素周期律时预言了一些当时尚未发现 的元素的存在，“类铝”就是其中之一，1879年，门氏的预言的“类铝”被发现。当时他已 知:Ca与Ti的熔点分别为1110K、1941K，沸点分别为1757K、3560K,密度分别为1.55g/m3.4.50 g/m3,试预言在周期表中处 于钙-钛之间的“类铝”熔沸点和密度，并与现代数据对比。40、“类铝”熔点在1110K-1941K之间，沸点在17573560K之间，密度在1.55g/m34.50 g/m，之间。1-41若核外电子的每个空间运动状态只能容纳一个电子，试问：仍 按构造原理的41号元素的最高氧化态和最低氧化态？41、最高氧化态+3,最低氧化态-5。1-42某元素的基态价层电子构型为5d26s2,请给出比该元素的原子 序数小4的元素的基态原子电子组态。42、68 号元素银：Is%2P63s23P63d104524P61-43某元素的价电子为4s24P4，问：它的最外层、次外层的电子数；它的可能氧化态，它在周期表中的位置（周期、族、区），它的基态原子的未成对电子数，它的氢化物的立体结构。43、其最外层电子数为6,其次外层电子树为18，它可能的氧化态日、+5,其在周期表中的位苴是第四周期、第VA族，基态原子未 成对电子数为2,其氢化物的立体结构为三角双锥1-44某元素基态原子最外层为5s2,最高氧化态为+4,它位于周期表哪个区？是第几周期第几族元素？写出它的+4氧化态离子的电子构型。若用A代替它的元素符号，写出相对应氧化物的化学式。44、其位于d区，是第五周期、第IVA族元素其离子的电子组态：Is22s22P63s23P63di4s24P6其氧化态的化学式：A 02l-45Na+,Mg2+,AF+的半径为什么越来越小？Na,K,Rb,Cs 的半径为什么越来越大？45、对于Na+、Mg2+、A F+,其外层电子结构是完全一致的，而由Na怪!I M+到A 9+其核中 质子数是递噌的，导致核外电子的吸引力增虽，故Na多M-M+半径逐渐变小而由Na到K、Rb、Cs,其核中质子数尽管是增加的，但是它们的核夕晅子层也是逐渐 噌强的，是决定原子半径的主要因素，故由Na到K,Rb到Cs其半径逐渐变大。46、周期中，从左到右随着原子半径的噌加，原子核的电荷数对核夕随子的吸引力噌强，是 原子半径有变小的趋势，这悬目互矛盾的因素。在外层电子未达到8电子饱和结构之前，核 电荷的增加占主要地位，古在同一周期中从左到右原子半径变小，只是最后T稀有气体的 原子半径大幅度噌加。长周期中的主族元素的原子半径变化情况和短周期的情况相似，从上到下一般起原子半 径者隧渐变大，主族元素与副族元素的变化规律一般相同。1-46周期系从上到下、从左到右原子半径呈现什么变化规律。主族元素与副族元素的变化规律是否相同？为什么？46、周期系从上到下、从左到右原子半径依次增大，其史主度薄规律性强王副读元素的 规律性，主族元素电子核外排布有规律性，副簇元素血律性不是很好。1-47周期系中哪一个元素的电负性最大？哪一个元素的电负性最小？周期系从左到右和从上到下的电负性变化呈现什么规律？为什么？47、F的电负性最大，而Cs的电负性最小。周期系从左到右逐渐变大，这是由于从会11右起原子半径史卜，得到电子能力逐渐变 强.而从上到下元素其电负性逐渐降低，这是由于尽管原子半径电荷数从上到下逐渐变大，但决定其得电子能力的主要因素为原子半径。1-48马立肯电负性的计算式表明电负性的物理意义是什么？48、马立肯电负性的计算式表明电负性的物理意义是建议把元素的第一电离能和电子亲和 能的平均值作为电负性的标度。尽管由于电子亲和能数值不齐全，马立肯电负性数值不多，但马立肯电负性与迤质电负性呈现很好的线性关系。1-49试计算F、O、N、H的阿莱-罗周电负性，并与泡林电负性对照。49、根据公式：x=(0.3592*/)+0.744计算，其中Z*为原子核有效电遁，r为原子 半径。1-50哪些元素的最高氧化态比它在周期表内的族序数高？50、副族元素的最高氧化态比其在周期表内的竣高如元素铀(Ce)1-51金属是否有负氧化态？51、另外某些主族元素也存在这种情况，如：元素S时应的化合物：H2S2O81-52周期系从上到下、从左到右元素的氧化态稳定性有什么规律？52、绝大多数元素的最高氢仪态等王它所在族的序数。非金属元素普遍可呈现负氢箧态。总的说来，同族元素从上到下表现正氮蟋的趋势增强，但这种总的趋势并不意味着从上 到下正氢箧态越来越稳定或者从上药卡愈来愈容易表现最高正氢仪态。1-53 什么叫惰性电子对效应？它对元素的性质有何影响？53.惰性电子对效应:主要是指原子半径较大的p区元素的原子中,最外层的n s电子对,随 原子半径的增大,它们与缴电子的能力差别较大,因此与其它原子发生键合时,n s电子由 于相比黑电子能量要低得多,所以不容易成健只能形成较低价的化合物,如N,P主要形成+5价化合物,而Sb,BL主要形成+3价化合物,即同族元素的原子比较,由上到下,n s电子 的成键能力是越来赖赢表现在化合物上就是高价化合物的稳定性越来越差，低价化合物 越来越稳定,人们把这种现象称为惰性电子对效应.1-54阅读中国大百科全书光盘第3盘化学部分中的条目“化学史”、“原子结构”、“周期律。”1-55试一试，会不会查阅英国化学会网站上的周期表：h ttp:/c h emso c.o rg/visel emen ts/pa ges1-56打开h ttp:/www.webel emen ts.c o m 网站，下载一张周期表，点 击表上的几个元素，获取这些元素的最新相对原子质量、同位素、宇宙地壳海洋人体中的丰度等数据。1-57 打 开网页 h ttp:/www.c h eml a b.pc.ma ric o pa.edu/perio d.h tml,翻动 网页至 Al tern a te styl es f o r th e Perio dic Ta bl e 点击其中下标 Gigu ere 的图标，观察一张会旋转的三维周期表。仔细考察这张周期表的结 构和特点。你是否也能制作一张新的活的周期表？（注：此网页上 附有大量有关元素周期系和元素周期表的文献以及可在网上浏览 的周期表。）1-58 登录 h ttp:www.iu pa c.o rg/搜索 a to mic weigh ts,查阅近 5年修正了哪些元素的相对原子质量，并修正本书附表的相应数据。第二章分子结构2-1画出。2、凡。2、CC)2、CO、NQ3、SF4的路易斯结构式。不要忘记标出孤对电子和分子的总电子数！1、解：0=0(12e);H-O-O-H 14(e)；C=O(10e)；0 二 C二O(16e);Cl-N-Cl(26e);F-S-F(34e)/、F F2-2画出硫酸根各共振体的结构式。2、解：共13种，如：0 0I To=s0 0-s=00 00=s=0 0-s=00s=o os0 等。I0 02-3 键可由s-s、s-p和p-p原子轨道头碰头”重叠构建而成,试讨论LiH(气体分子)、HC1、Cl2分子里的键分别属于哪一种?3、LiH属于s-s 樵HC1属于s-p 擒Cl2属于p-p 推2-4 2分子里有几个II键？它们的电子云在取向上存在什么关 系？用图形描述之。4、分子有个键笈诞其电子N在取向上相对垂直2-5 用 VSEPR 模型讨论 CO2、H2O、NH3、CO32,PO；、PO43 的 分子模型，画出它们的立体结构，用短横代表分子的.键骨架，标明分子构型的几何图形名称。5、由VSEPR知：CCh的立体结构：o=c=O,分子构型直线型h2o的立体结构：NH3的立体结构为：CO?的立体结构为:P03的立体结构为:POs的立体结构为：P0产的立体结构为：分子结构为V型分子结构为三角型分子结构为三角锥型分子结构为平面三角形 分子结构为平面三角形 分子结构为正四面体2-6讨论上题列举的分子（或离子）的中心原子的杂化类型。6、CO2 sp 杂化 PO3p3 杂化H20 sp5杂化 P05sp杂化NH3sp3 杂化 P043.sp3杂化CO3/p2杂化2-7图2-13中的丙烷分子中的所有化学键都是单键（.键）,因而可以自由旋转，试问：丙烷分子处在同一个平面上的原子最多 可以达几个？若你不能在纸面上讨论，或不敢确认自己的结论，请 用立体分子模型莱讨论（用黏土和木棍搭模型最省钱；搭模型有助 于更好地掌握立体结构知识；但用模型讨论完后仍要在纸面上画图 描述）。7、最多有5个原子在同一平面内2-8图2-13中的C10H10 叫金冈I烷，它的衍生物金刚胺是抗病毒药物。请问：金刚烷分子里有几个六元环？这些六元环都相同 吗？试设想，把金刚烷分子装进一个空的立方体里，分子的次甲基(-CH2-)上的碳原子位于立方体面心位置，分子中的-CH-基团的 碳原子、将处在什么立方体的什么位置？金刚烷中的氢原子各取 什么方向？在解题或搭模型时不要忘记借用杂化轨道的概念。8、只有4个六元环2-9借助VSEPR模型、杂化轨道模型、.键与 键大.键 以及等电子体概念，讨论OF2、CIF3、SOCU、XeF?.SF6、PC&的分子结构。9、OFa分子结构为V型C1F3分子结构为T型SOG分子结构为三角锥型工响分子结构为直型SF6分子结构为正，湎体型PC4分子结构为三角锥型2-10有一种叫做丁三烯的平面分子，请根据其名称画出路易斯结构 式，标明分子的价电子数，再讨论分子中碳原子的杂化轨道、碳碳 键的键角、.键或大.键的取向，用图形来解题。10、路易畸构式为：价电子数为：20碳碳键的键角约为：180两端C原子的杂化轨道类型为：sp2中间的C原子的杂化轨道为叩2-11实验证明，臭氧离子。3一的键角为10。，试用VSEPR 模型解释之。并推测其中心氧原子的杂化轨道类型。11、中睡VSEPR理论：中心原子的电召寸数为：6+172=3.5所以，杂优轨道类型为：sp3不等性杂化。而其中有两个蛔寸电子，使得成域子对受 到排斥力较大，从而使109 28 缩为10。2-12第二周期同核双原子分子中哪些不能稳定存在？哪些有顺磁性？试用分子轨道模型解释之。12、不存在的有:B0具有111页磁性有：B2,O2Li2(al s)2(al s*)V2s)2Be2(al s)2(al s*)V2s)V2s*)2B2(al s)2(al s*)2(cf2s)2(a2s*)2(兀2py)】(兀2pz)】C2(al s)2(al s*)2(a2s)2(a2s*)2(兀2py)2(ir2pz)2N2(al s)2(al s)2(a2s)2(a2s)2(ir2py)2(7r2pz)2(o2px)2OX bl s武a Is)2(a2s)2(a2s)2(a2px)2(ic2py)2(ir2pz)2(z2py)2Fa(al s)2(al s)2(a2s)2(a2s)3a2px)2(兀2py)2(x2pz)2(兀2py)2(ir2pz)22-13 O2+.O2、O2-和。2?一的实测键长越来越长，试用分子轨道理 论解释之。其中哪几种有顺磁性？为什么？13 O2+(al s)2(al s 4(j2s)102s)2(a2px)2(兀2py)兀2pz)(兀2py)1O2(ol s)al s)2(a2s)2(a2s)2(a2px)2(兀2py)飞兀2Pzy(x2py)2O2(al s)2(ol s)2(a2s)2(a2s)2(a2px)2(z2py)2(x2pz)2(it2py)2(x2pz)1O22(al s)2(al s)2(a2s)2(a2s)2(a2px)2(z2py)2(z2pz)2(兀2py)2(x2pz y 键级为：Q2+：2.5,02：2,Of：1.5,O22-：1所以稳定性为：o24o2o2-o22-呈III诳欠性的物质有：02+,02,022-14试用分子轨道模型作出预言,。2十的键长与。2的键长哪个较 短，N2+的键长与N2的键长哪个较短？为什么？14、4的颜大于N：的题，故N的键长d吁N/的键长.2-15计算表明，CO、NO 的分子轨道能级图中的.轨道和.轨道的顺序跟 分子轨道里的顺序相同。它们有没有顺磁 性？计算它们的键级，并推测它们的键长顺序。15、CO 的分子轨道(ol sy(ol s*y(o2sy(o2s*y(x2py)2(7i2pz)2(o2px)2NO 的好抽(Ql s)2(Qis*y(Q2s)2(Q2s*y(兀2py)飞兀2pz)2(o2p&2(兀2py*)1CO是逆磁性，NO为III舷性CO的颜为3,NO除级为2.5,所以NO的键长C0的穗长2-16为什么大 键中的电子数达到轨道数的2倍，整个大 键就会崩溃？16、当 腱中的电子数达到轨道数的2倍时，成域子数等于反腱电子数，键级等于零，不 稳定.汽2-17偶极矩的SI制单位为C.m,有的教材已经用 W30 C.m 代替D作为键矩和分子偶极矩的单位，其数值的数量级与用德拜 为单位是相同的，但数值却不同，为免相混，请计算D与IO30 C.m 的换算系数。17、l D=3.33Xl(J30C-m2-18 NF3和NH3的偶极矩(表2-4)相差很大，试从它们的组成 和结构的差异分析原因。18、NH3及NF3两种分子，NH3电子云偏向N且有一对孤对电子，所以导致NH3的负电荷 重心与正电荷重心不自缰合，而在NF3中N-F的电子云偏向F,且N有T寸孤电子,所以导 致NF?的负电荷重心与正电荷重心地好地重合。因此偶极矩大小：bH NF3.2-19 C2H2的偶极矩等于零，而通式相同的H2O2的偶极矩等于2.1D,大于H2O的偶极矩(1.85D),试根据偶极矩的实测结果推 测C2H2和 耳。2的分子立体结构。19、从偶极矩我们可以看出为平面型分子，而肯定不是平面型分子，分子构型可具体如下描 述：两氧原子位于一本摊开的书的书轴上，而氟则分别在两个不同的面上。2-20二氯乙烯有3种同分异构体，其中一种偶极矩等于零，另两种 偶极矩不等于另。试推测他们的分子结构，作出必要的解释，并再 结构式下标示偶极矩大小的顺序。2。、三种异构体的结构如下：A 无偶极矩B:存在偶极矩C:存在偶极矩，A由于对称性好，故极，毓消无偶极矩，B和C极性不自缄消，故存在偶极矩，偶极矩大小为：CC=O)相比，键能较大，键长较小，偶极矩则小得多，且方向相反，试从结构角度作出解释。23、C原子和0原子麒时不仅形成2个共用电子对，而且氧原子上的已经成对的电子还 要进入碳原子的空轨道(配位键)，使碳原子反而呈电负性，该偶极与氢玻太电负性吸引 电子是相反的、因此C0分子的偶极正接近零。2-24极性分子极性分子、极性分子非极性分子、非极性分子非极性分子,其分子间得范德华力各如何构成？为什么？24、极性分子-极性分子之间存在色散力，诱导力，取向力；极性分子-非极性分子存在色散力，诱导力；非极性分子-非极性分子存在色散力。2-25考察表2-5中HC1、HBr、HI的色散力、取向力、诱导力以及它们构成的范德华力的顺序，并作出解释。25、对于取向力及诱导力其大小主要决定与分子的极性，而色散离主要决定分子里的大小，分子量大，之间相互作用越强。2-26元素的范德华半径随周期系从上到下、从左到右有何变化规律？26、元素的范德华力从琏!I右逐渐变小（惰性气体除外）从上到下逐渐变大-2-27从表2-6可见，氟化氢分子之间的氢键键能比水分子之间的键 能强，为什么水的熔、沸点反而比氟化氢的熔沸点低？27、因为一个氟化氢分子只育绑成一个氢键，但一个水分子自绑成二个氢键。2-28为什么邻羟基苯甲酸的熔点比间羟基苯甲酸或对羟基苯甲酸 的熔点低？28、解：邻羟基苯甲酸分子内形成氢键，间羟基苯甲酸和对羟基苯 甲酸分子间形成氢键。2-29温度接近沸点时，乙酸蒸气的实测分子量明显高于用原子量和 乙酸化学式计算出来的分子量。为什么？乙醛会不会也有这种现 象？29、解：部分气态乙酸分子因氢键而缔合成（CH3c o OH）2,乙醛 分子没有形成氢键的条件。2-30根据对称性的概念，以下哪些分子有手性，哪些分子有极性？S8,N4s4、CH3-CH3、H2O2（非平面结构）、CHC1=CHC1、C6H6、HNO3、H2SO4、SO3、HOC1 30、手性：CHQ=CHC1、C6H6 极性：H2O2（非平面结构）、HNO3、SO3、HOC12-31 阅读 Lin u s Pa u l in g&Peter Pa u l in g.Ch emistry.W.H.Freema n a n d Co mpa n y975,180 181,6 13 节。回答如下问 题：什么叫电中性原理？怎样用电中性原理解释HCN和N2O分 子中原子的排列形式？2-32 阅读 Lin u s Pa u l in g&Peter Pa u l in g.Ch emistry.W.H.Freema n a n d Co mpa n y,1975,174178,642 节。回答如下问 题：怎样用A和B 的电负性差估算AB 键的离子性百分数？怎 样用电负性差估算反应热？2-33在计算机上使用ACD/Ch emsketc h程序画甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、乙快、立方烷、金刚烷、C60等分子的立体结构图（棍棒 式、球棍式、球式等），并使其旋转（该程序可从网站 h ttp:/www.a c刊a bs.c o m/do wn l o a d/下 载,是免 费 程序）。2-34分别用ACD/Ch emsketc h程序画联票和2,2-二甲基-1,1-联蒸的立体结构图，使其旋转，观察这两个分子的碳原子是否都在 一个平面上，对观察的结果作适当的理论解释。这两种分子是否手 性？为什么？2-35打开如下网页h ttp:/www.wba il eyn et.c o m/wl dc h em/mo del s/in dex/h tm,用 鼠标点 击，出现它的结构式，用鼠标点住CIO2，使其旋转；按住Sh if t 键同时用鼠标拉动该结构，观察图形的放大或缩小；再按住c o n tro l 动该结构使其移动位置，最后，用鼠标点住该分子，观察结构式下 面的表格中显示该分子的键角（此键角数值与用VSEPR预言有何 差别？）回到c o mpl ete l ist中选其他VSEPR模型的分子，用同样操 作考察分子的立体结构和参数。第三章晶体结构3-1给出金刚石晶胞中各原子的坐标。1、解:0,0,0;1/4,1/4,1/4;3/4,1/4,3/4;3/4,3/4,1/4;1/4,3/4,3/4或 0,0,0;3/4,1/4,1/4;3/4,3/4,1/4;1/4,1/4,3/4;3/4,3/4,3/4o3-2给出黄铜矿晶胞（图3-48）中各种原子（离子）的坐标。2、解：Cu0,0,0;1/2,1/2,1/2;0,1/2,1/4;1/2,0,3/4oFe 1/2,1/2,0;1/2,0,1/4;0,0,1/2;0,1/2,3/4。S3/4,1/4,1/8;1/4,3/4,1/8;1/4,1/4,3/8;3/4,3/4,3/8;3/4,1/4,5/8;l/4,3/4,5/8;l/4,3/4,5/8;l/4,l/4,7/8;3/4,3/4,7/8o3-3亚硝酸钠和红金石（Ti。?）哪个是体心晶胞（图3-49）?为什 么？3、解：亚硝酸钠是体心晶胞，金红石是素晶胞。3-4黄铜矿晶胞（图3-48）是不是体心晶胞？4、解：是体心晶胞。考虑方法如：体心铜原子与顶角铜原子周围的氧原子的方向相同，而且氧原子上（例如体心铜原子左下前的氧原子与右上前顶角铜原 子对比）连接的铁原子的方向也相同（注意：顶角原子是完全等同的，因此，体心原子可 与任一顶角原子对比）O3-5白鸽矿晶体（图3-50）是素晶胞还是体心晶胞？说明理由。5、解：是体心晶胞。3-6碳酸氢钠晶胞的投影如图3-51所示，请问：平均每个晶胞含有 几个相当于化学式Na HCO3的原子集合（代号：Z）?6、解：平均每个晶胞含有4个相当于化学式Na HCO3的原子集合。3-7推算典型离子晶体的各种堆积-填隙模型的堆积球和填隙球的半 径比。7、解：见表3-7。3-8在闪锌矿和萤石的四面体配位多面体模型中除存在四面体外还 存在什么多面体？在后者的中心是否有原子？8、解：八面体。没有原子。3-9图3-52由黑白两色甲壳虫构成。如果黑白两色没有区别，每个 点阵点代表几个甲壳虫？如果黑白两色有区别，一个点阵点代表几 个甲壳虫？前者得到什么布拉维点阵型式，后者又得到什么布拉维点阵型式？9、解：前者1个甲壳虫1个点阵点，二维菱形单位；后者2个甲壳虫1个点阵点，二维面心立方。3-10图3-53是一种分子晶体的二维结构，问：每个点阵点所代表 的结构基元由几个分子组成？图中给出的点阵单位（每个平均）含 几个点阵点？含几个分子？10、解：每个点阵点代表6个分子。点阵单位含1个点阵点，6个 分子。3-11晶体学中的点阵单位并非只有布拉维单位一种，例如有一个叫 Vo l o n o i的人给出了另一种点阵单位，获得这种点阵单位的方法是:以一个点阵点为原点向它周围所有相邻的点作一连线，通过每一连 线的中点作一个垂直于该连线的面，这些面相交得到一个封闭的多 面体，就是Vo l o n o i点阵单位。请通过操作给出下列三维布技维 点阵单位的相应Vo l o n o i点阵单位：（1）立方素单位；（2）立方 体心单位。11、解：一种具体的晶体究竟属于哪一种布拉维点阵型式，是由它 的微观对称性决定的，晶体学家把这样确定的点阵型式称为晶体的 正当点阵型式，然而，一个晶体结构的测定步骤是倒过来的，首先 是确定晶体的点阵型式，然后再确定它的阵点的（化学和几何）内 关重要。(6)由此可见，按照能带理论，带隙的大小对固体物质的性质至质的理论。(5)能带理论是一种既能解释导体，又能解释半导体和绝缘体性(4)能带理论能够对金属导电进行解释。(3)能带和能带之间存在能量的间隙，简称带隙，又称禁带宽度。带三类。(2)按能带填充电子的情况不同，可把能带分为满带、空带和导(1)能带中的分子轨道在能量上是连续的。论的扩展，要点有：12、解：金属键的另一种理论是能带理论。能带理论是分子轨道理最好阅读后写一篇小文(主题任选)。的知识和能力，以调整自己的学习方法预定目标与学习计划安排。182(注：“费密能”的定义在166页上)。请通过阅读测试一下自己呈无色？请阅读：拿骚.颜色的物理和化学.科学.，1991,168铅矿)呈黑色？天然的金刚石为什么有蓝、红、黄、绿色而并非全为什么Zn S(闪锌矿)呈白色、HgS(朱砂)呈红色而PbS(方银、铜、铁、锡的颜色各不相同？为什么愚人金有金的光泽？3-12你想知道能带理论如何解释固体的颜色吗？例如：为什么金、容。3-13二层、三层为一周期的金属原子二维密置层的三维垛积模型只 是最简单的当然也就是最基本的金属堆积模型。利用以下符号体系 可以判断四层、五层为一周期的密置层垛积模型是二层垛积和三 层垛积的混合：当指定层上下层的符号（A、B、C）相同时，该指 定层用h表示，当指定层上下层的符号不相同时，该指定层用c表 示。用此符号体系考察二层垛积，得到h h h h h h，可称为 垛积，用以考察三层垛积时，得到CCCCCC，可称为C堆积。请问：四 层、五层为一周期的垛积属于什么垛积型？为什么说它们是二层 垛积和三层垛积的混合？（