大学《无机化学》第四版 习题答案.pdf

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、3X（73=91-2天然氟是单核素（19F）元素，而天然碳有两种稳定同位素（C和130,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CF4+的峰？2、氢在质谱仪中能出现2个相应于CF旭）峰。1-3用质谱仪测得浪得两种天然同位素的相对原子质量和同位素丰度分别为”Br 789183占 50o 54%,81Br 80o 9163占49。46%,求*臭的相对原子质量（原子量）。3、漠的相对原子量为：78X50.54%+80.9163X49.63%=79.90651-4鸵的天然同位素2。3Tl和2。5Tl的核素质量分别为202o 97u和204。97u,已知鸵的相对 原子质量（原子量）为204。39,求匏的同位素丰度。4、设203T1的含量为x,则205Tl的含量为1-x20297x+204.97（l-x）=204.39解：x=30%即203Tl的含量为30%而2。5Tl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（Ag Cl）：m（Ag Br）=1。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:107.868+35.453 _ 1-x+35.453 1.13279解得：x=126.901-6表1-1中贝采里乌斯1826年测得的钠原子量与现代测定的箱的相对原子质量（原子量）相比，有多大差别？6、195.078-194.753=0.3251-7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教完Imo l金 原子（1年按365天计）?7、=1909880.77 年6.023X1023150 x10*8 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，尚未发生氢燃烧，不可能合成比家重的原子。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）。n21（来曼光谱）波长1 2 3 42（巴尔麦谱系）波长1 2 3 43（帕逊谱系）波长1 2 3 44（布来凯特谱系）波长1 2 3 45（冯特谱系）波长1 2 3 412、L=nh/2 7in-1,2,3,4,5.1-13计算下列辐射的频率并给出其颜色：（1）氨-氤激发光波长633nm;（2）高压汞灯辐 射之一 435。8nm;（3）锂的最强辐射670。8nmo13、（1）氮-短激光的频率为：u EX=4.74X04比（2）高压灯辐射之一的频率为：i-vA=6.884X1014 Hz（3）锂的霰虽辐射的频率为：g v柒447X1（）14电1-14 Bq分子分解为Br原子需要的最低离解能为190RJ。mo l，求引起澳分子解离需要 吸收的最低能量子的波长与频率。214、-Ox iCi：=v u=4.763X1014Hz6.02X1023 我=%=v/v=3.0X 10/4.763 X 1014=6.298 X 10-7m=629.8nm1-15高压钠灯辐射589.6nm和589.0nm的双线，他们的能量差为多少RJ.mo H?15、A5=h i-h u2Y.626X10-34X(3 0义1r _ 3 0 x 1q 8 x589.6x 10 589x 10=3.434 XI 严J1-16当频率为1.0X1015hz的辐射照射到金属匏的表面，发生光电子效应，释放出的光 量子的动能为5.2X1019,求金属艳释放电子所需能量。E=h v-Ew16、=6.626 XI(I34 XI.3 X1015-5.2 XIO19=3.414X1/9 J1-17变色眼镜因光照引起玻璃中的氯化银发生分解反应Ag Cl-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310RJ.mo l-l，问：引起变 色眼镜变暗的最大波长为多少？17、=310X 103/6.02X 102=XE X=3.8 6 X10-7m=3 8 6nm 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305RJ.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320nm,NO2气体在近地大气里会不会解离？18、5=305 X 1 02 X 102/XA.=3.92X10-7m=392nm 32Qmn 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103nm,问：它相应于氢 原子核外电子的哪一个跃迁？19、它里威氯原无核外电子L-K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,541OA,6558A的吸收(l A=10/m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 He?+?(b)以上跃迁都是由马二4向较高能级(nf)的跃迁。试确定nf值，求里德堡常数RhF。(c)求上述跃迁所涉及的粒子的电离能1(Hei+),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 3得到He?卡的能量。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 108ms1;h=6.626 X10-34Js;l eV=96.486KJ.mo l-l=2.4180 X 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、=w v=0.2 x 9,1x 10-31x 3,0 x 10 8=5.46 XIT23k g m/sXl=/Pi=6.626 X 1 CT34/5.46 X 1(I23=l.214 X10nm5=mv=7.02 x 0.2 x 3.0 x 108 x IO-3/6.02 x 1023=2.53 x 10-17k g m/sX2=/P2=1.214Xl t r17m1-22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。P=v=142 x l O-3 X152 x103/3600=5.996.22 S九=f=6.626X10-34/5”6=1.105 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)2d(e)3p(f)3f24、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 m n 1 m n 1 m n 1 m2 0 0 1 1 0 2 1-1 6 5 525、第二组是不可能存在的1-26 以下能级的角量子数多大？(a)Is(b)l p(c)4d(d)2d(e)3p(f)3f26、Is角量子数为。4p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？427、4s能级有1个轨道5p能级有3个轨道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)I(b)Al(c)Cl(d)Ti(Z=22)(e)Zn(Z=30)(f)As(Z=33)28、a:Is22s22P63s23P64slb:Is2232P6333Plc:Is22522P63523P$d:l s22s22p63s23p63d24s2e:Is22522P63523P63/4s2f:Is22522P匕，3P63d14s24P31-29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。族第166号元素位于第1皿期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)Is 22s b)l sz2s2 2Ps(c)1 sz2s2 2p5(d)Is 22s2 2p6 3sz3p6(e)1 s22sz2Pf)Ar 3d(g)Ar 4 s2 V WW WWv1-31下列哪些组态符合洪特规则？Is 2s 2p 3s 3ptill tillt!t I t t t31、第一组符合第WS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)Is23d3(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：g51-33 Li+、Na+、I+、Rb+、Cs的基态的最外层电子组态与次外层电子组态分别如33、何？Li*最外层电子组态是:1 s2Na*最外层电子组态是:2s22p6K4最外层电子组态是:3s23p6Rb*最外层电子组忝是:4 s24p6C s*最外层电子组态是:5s25p6次外层无电子次外层电子基态为1S2次外层电子基态为2322P6次外层电子基态为3523P63#次外层电子基态为4524P64#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电书卜壳的有：Al3+,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)3s23P5(b)3d64s2(c)5s2(d)4f96s2(e)5。6sl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IIIB族 e:ds区，第六周期，第IB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 Ar3d24sGe Ar 3d14524P2Ag Kr4d105s1Rb 冏 4slNe 1322s22P61-37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：8s26P1-39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。61-40 1869年门捷歹U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1110K1941K之间，沸点在17573560K之间，密度在1.55g/m3 4.50 g/n?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M银：Is%22P63s23P63d104,4P61-43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,其在周期表中的位置是第四周期、第VA族，基态原子未 成对电子数为2,其氢化物I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：AO21-45 Na+,Mg2+,Al3+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 Al3+,其外层电子结构是完全一致的，而由Na唾（I Mg2+到其核中 质子数藏的，导致核外电子的吸引力增虽，故Na倒M M+半跑渐变小而由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味子的吸引力噌强，是 原子半径有变小的趋势，这尉目互矛盾的因素。在外层电子未达到8电子饱和结构之前，核 电荷的锄口占主要地位，古在同一周期中从左到右原子半径变小，只是最后f 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 径都逐渐变大，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？746、周期系从上到下、从左到右原子半径依次增大，基生主鲂案规律性强王副鲂索的 规律性，主族元素电子核外排布有规律性，副簇元素质律性不是很好。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，这是由于从显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，但马立肯电负性与渔林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=(0.35927-)+0.744计算，其中2*为原子核有效电瓶，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躅高如元素铀(Ce)1-51金属是否有负氧化态？51、另外某些主族元素也存皿种情况，如：元素S对应的化合物：H2s1-52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陵鞭壬它所在族的序数。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氯蟋的趋势增强，但这种总的趋势并不意味着从上 到下正氢也态越来越稳定或者从上到下愈来愈容易表现最高正氧化态。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ns电子对,随 原子半径的增大,它们与鬼电子的能力差别较大,因此与其它原子发生键合时,ns电子由 于相比版电子能量要低得多,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,而陶期，主要形成+3价化合物,即同族元素的原子比较，由上到下,ns电子 的成键能力是越蓝疲弱,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 t t p:/c h emso c.o rg/visel ement s/pa g es 1-56打开h t t p:/w w w.w ebel ement s.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。81-57 打开网页 h t t p:/w w w.c h eml a b.pc.ma ric o pa.edu/perio d.h t ml,翻动网 页至 Al t erna t e st yl es f o r t h e Perio dic Ta bl e点击其中下标Gig u 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 t t p:/w w w.iu pa c.o rg/搜索a t o mic w eig h t s,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、H2O2、CO2、CO、NC13、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=C=O(16e);Cl-N-Cl(26e);F-S-F(34e)2-2画出硫酸根各共振体的结构式。2、解：共13种，如：0 0 0 0VOw*o=s0 0-S=0o=s=-O-o990 10 10T0T10-S一一0 II1 o=s011 0S=0 11oso 等。III 01010102-3 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-p2-42分子里有几个n键？它们的电子云在取向上存在什么关系？用图形描述之。4、分子有个隆笈键其电子云在取向上相对垂直92-5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H20的立体结构：NH3的立体结构为：C5的立体结构为:PG.的立体结构为:P03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 PQp3杂化H20 sp2 杂化 P03.$p杂化NH3sp3杂化 po/s p3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个原子在后I平面内2-8图2-13中的Cio Ho 叫金冈”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、C1F3、SOC12,XeF2、SF6、PC15 的分子结构。9、OR分子结构为V型C1F3分子结构为T型SOQ分子结构为三角锥型乂无分子结构为直缠SF6分子结构为正/画体型PCk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 10形来解题。10、路易斯结构式为：价电子数为：20碳碳键的诞角约为：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-的键角为1。，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、木睡VSEPR理论：中心原子的电石寸数为：6+1/2=3.5所以，杂优轨道类型为：sp?不等性杂化，而其中有两个故对电子，使得成麻五寸受 到拄斥力较大,从而使1090 28,缩为100.2-12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:B0,6具有111页磁性有:B2,O2Li2(Ql s)2(Es*亢 q2s尸Be2(a l s)2(a l s*)V2s)V2s*)2B2(a l s)2(a l s*)2(c f 2s)2(a 2s*)2(兀2py)】(兀2pz)1C2(q1s)2(q1s*)2(q2s)2(q2s*)2(兀2py)2(jr2pz)2N2(a l s)2(a l s)2(a 2s)2(a 2s)2(z2py)2(u 2pz)2(a 2px)2OX0202-022-呈III敝性的物质有：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的触大于N?+的藏，故N的键长小于用+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(Ql sy(Ql s)2(a 2s)2(a 2s)2(x 2py)2(ir2pz)2(a 2px)2N。的好抽(a l sy(Ql s*y(G2sy(a 2s*y(ir2py)2(x 2pz)2(a 2px)2(兀2py*)1CO是逆磁性，NO为III赧性CO的颜为3,NO腱级为25,所以NO的键长CO的键长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 键中的电子数达轨道数的2倍时，成键电子数等于反键电子数，键级等于零，不 稳定。咒2-17偶极矩的S1制单位为C.m,有的教材已经用10-3。Cm 代替口作为键矩和分 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l OJOc.m的换算系数。17、l D=3.33Xl(J30Cm2-18 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NF?两种分子，NH3电子云偏向N且有一对孤对电子，所以导致NH?的负电荷 重心、与正电荷重心不将缰合，而在NF3中N-F的电子云偏向F,且N有T寸孤电子,所以导 致用的负电荒重心与正电荒重心而好地重合。因此偶极矩大小：m NF3.122-19 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 乩。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，而面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。20、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，唾消无偶极矩，B和C极性不自缄消，故存在偶极矩，偶极矩大小为：CVB。2-21图2-50所示分子的实测偶极矩为1.5D,已知C-S键的键矩为 0.9D,试推测该 分子的可能立体结构。21、该分子的立体结构肯定不是平面型的，可能的结构为两个不环分别在一个摊开的书的两面上，而两个硫原子贝粒书输匕2-22水的偶极矩为1.85D,已知 H-O 键的键矩为1.51D,乩0 的实测键角为104.5,借助矢量加和法由H-O键矩计算水分子偶极矩。22、U（出0）=21i（H-0）c o s（6/2）=2X 1.5IDXc o s（104.50/2）=1.85D VWSAAA*VS/S/WW2-23一氧化碳分子与醛酮的趣基（C=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，该偶极与氢皎太电负性吸引 电子是相反的、因此C0分子的偶极短接近零。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H。、HBr、Hl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量的大小，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!1右逐渐变小（惰性气体除外）从上到下逐渐变大。132-27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T氟化氢分子只育绑成T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（CH3COOH）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？Sg、N4s4、CH3-CH3、H2O2（非平面结构）、CHC1=CHC1、C6H6、HNO3、H2so4、SO3、HOC1 o30、手性：CHC1=CHQ、C6H6 极性：H2O2（非平面结构）、HNO3、SO3、HOC12-31 阅读 Linu s Pa u l ing&Pet er Pa u l ing.Ch emist ry.W.H.Freema n a ndCo mpa ny,1975,180-181,6-13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 Linu s Pa u l ing&Pet er Pa u l ing.Ch emist ry.W.H.Freema n a ndCo mpa ny,1975,174-178,612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 emsk et c 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 t t p:/w w w.a c dl a bs.c o m/do w nl o a d/下 载,是免费程序）。2-34分别用ACD/Ch emsk et c h程序画联蒸和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 t t p:/w w w.w ba il eynet.c o m/w l dc h em/mo del s/index/h t m,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 nt ro 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 et e 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;3/4,3/4,3/4。143-2给出黄铜矿晶胞（图3-48）中各种原子（离子）的坐标。2、解：Cu 0,0,0;l/2,l/2,l/2;0,l/2,l/4;l/2,0,3/4。Fel/2,l/2,0;l/2,0,l/4;0,0,l/2;0,l/2,3/4oS 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;1/4,3/4,5/8;1/4,1/4,7/8;3/4,3/4,7/8。3-3亚硝酸钠和红金石（TiC2）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）。3-5白鸨矿晶体（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 no 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 no i点阵单位。请通过操作给出下列三维布拉维点阵单位的相应 Vo l o no 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）内容。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、银、铜、铁、锡的 颜色各不相同？为什么愚人金有金的光泽？为什么 ZnS（闪锌矿）呈白色、Hg S（朱砂）15 16氧离子构成什么多面体？如何连接？坐标为0,1/2,0;1/2,0,0;0,0,1/2O请问：这种晶体结构中，铢的配位数为多少？3-18有一种典型离子晶体结构叫做ReC3型，立方晶胞，Re6+的坐标为0,0,0;O?-的17、解：见：周公度.结构和物性.高等教育.,1993,274293息画出其晶胞。(ZnS)的堆积填隙模型为硫离子作六方最密堆积，锌离子作四面体填隙，请根据以上信3-17找一找，在六方最密堆积的晶胞里，四面体空隙和八面体空隙在哪里？已知纤维锌矿16、解:6;3o参考图解如图3-53。堆积层上每个原子周围有几个原子，在该原子的上下层又分别有几个原子？(参考3-54)3-16试在金属密堆积的面心立方晶胞的透视图上画出一个二维密堆积层，数一数，在该密15、解：面心立方晶胞。转，问：原先的素立方晶胞将转化为什么晶胞？团发生自由旋转。假设干冰晶体中的二氧化碳分子能够无限制地以碳原子为中心自由旋3-15温度升得足够高时，会使某些分子晶体中原有一定取向的分子或者分子中的某些基14、解：面心立方晶胞。坐标上铜原子和金原子可以随机地出现。问：此时，该合金晶胞是什么晶胞？3-14温度足够高时，某些合金晶体中的不同原子将变的不可区分，Cu3Au晶体中各原子3/5o层垛积是,h h c c c h h c c c h h c c c，即h h c c c垛积型，说明六方垛积和立方垛积分别占2/5和13、解：四面垛积是h c h c h c h，即h e垛积型，说明六方垛积和立方垛积各占50%；五-c u bic-的第一个字母。)垛积和三层垛积的混合？(注：h是六方-h ex a g o n