第三章配位场理论和络合物结构教学教材.doc

第三章配位场理论和络合物结构

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第三章 配位场理论和络合物结构
一、选择题
1． 中央金属固定,下列离子或化合物作为配体时,场强最强的是：（ ）
A. CN-        B. NH3         C. H2O          D. SCN-
2． 具有理想正八面体的电子组态(高自旋时)是：（ ）
A. (t2g)3    B. (t2g)1       C. (t2g)4(eg)2   D. 以上都不对
3． 平面正方形场中,d轨道的最高简并度是：（ ）
A. 2         B. 3            C. 4            D. 1
4．导致Ni2+水合能在第一系列过渡金属元素中最大的主要原因是：( )
A. CFSE最大    B. 电子成对能最大   C. 原子序数最大   D. H2O是弱场
5.下列原子作为电子给予体时,哪个原子引起的分裂能最大：（ ）
A. C     B. F    C. O      D. N
6.决定成对能P的主要因素是:( )
A. 分裂能    B. 库仑能     C. 交换能   D. 配位场强度
7．下列配位化合物高自旋的是：（ ）
A. [Co(NH3)6]3+   B. [Co(NH3)6]2+  C. [Co(NO2)6]3-  D. [Co(CN)6]4-  
8.下列配位化合物磁矩最大的是:（ ）
A. [FeF6]3-    B. [Mn(CN)6]3-    C. [Ni(H2O)6]2+   D. [Co(NH3)6]3+
9.判断下列配位化合物的稳定化能大小的次序是: （ ）
(1) [CoF6]4- (2)[NiF6]4-   (3)[FeF6]3- 
A.(1)> (2)>(3)          B.(1)=(2)<(3) 
C.(1)<(2)<(3)           D.(2)>(1)>(3)
10.Ni和CO可形成羰基配合物Ni(CO)n,其中n是:( )
A. 6   B. 3  C. 4    D.5
11．[Cu(H2O)4·2H2O]2+溶液出现蓝色的原因是：（ ）
A. 自旋相关效应 B. d-d跃迁 C. σ-π跃迁 D. 姜-泰勒效应
12．配位化合物d-d跃迁光谱一般出现在什么区域：（ ）
A. 红外 B. 微波 C. 远紫外 D. 可见—紫外
13．关于[FeF6]3-络离子，下列哪个叙述是错误的：（ ）
A．是高自旋络离子 B. CFSE为0
C. 中心离子的电子排斥与Fe3＋相同 D. CFSE不为0
14．下列哪个轨道上的电子在XY平面上出现的几率密度为零:（ ）
A．3Pz   B. 3dx2-y2   C. 3s   D. 3dz2
15.下列分子中，呈反磁性的是:( )
A. B2        B. NO   C. CO   D. O2
16.晶体场稳定化能正确的大小顺序是:( )
A.[Mn(H2O)6]2+ <[Fe(CN)6]3-<[Fe(H2O)6]3+<[Ru(CN)6]3-
B.[Fe(H2O)6]3+<[Mn(H2O)6]2+<[Ru(CN)6]3-<[Fe(CN)6]3-
C.[Fe(CN)6]3-<[Fe(H2O)6]3+ D. CO
19.分裂能Δ0最大的是:( )
A. [FeF6]4- B. [Os(CN)6]4- C. [Ru(CN)6]4- D. [Fe(CN)6]4-
20.下列配合物中，磁矩约为2.8μB的是:( )
A.    K3[CoF6] B.     K3[Fe(CN)6] C.     Ba[TiF6] D.     [V(H2O)6]3+
21．CO与过渡金属形成羰基配位化合物时，C－O键会产生什么变化?（ ）
A．不变 B．加强 C．削弱 D．变短
22．下列配位体与金属离子形成σ—π配键时，哪个以侧基形式络合?（ ）
A．CO B． C2H2 C． N2 D． CN-
23．下列四种络合物中，d-d跃迁能量最低的是( )
A、[Fe(H2O)6] 2+ B、[Fe(H2O)6] 3+ C、[FeF6] 4- D、[FeF6] 3-
24．某一晶体场的△>P，则( )
A、该场为强场 B、电子按高自旋排布 C、络合物的磁矩为零 D、晶体场稳定化能大于零
25．在平面正方形络合物中，四个配体分别位于±x和±y上，下列d轨道中能量最高的是( )
A、dxy B、dx2-y2 C、dyz D、dz2
26．CuSO4水溶液呈蓝色的原因是( )
A、d—d跃迁 B、σ—π跃迁 C、姜—泰勒效应 D、σ—π配键
27．四种配位化合物 (1) CoF63- (2) Co(CN) 63- (3) Co(NH3) 63+ (4) CoCl63- 的d-d跃迁光谱，波数从大到小顺序为 （ ）
A. (2)>(3)>(1)>(4) B. (4)>(1)>(3)>(2) C. (3)>(2)>(1)>(4) D. (2)>(3)>(4)>(1)
28.下列分子中，不存在σ—π配键的是( )
A、[Co (NH3)6]Cl3 B、Ni(CO)4 C、HCo(CO)4 D、K[PtCl3(C2H4)]·H2O
29．下列哪个络合物的磁矩最大？ ( )
(A) 六氰合钴(Ⅲ)离子 (B) 六氰合铁(Ⅲ)离子
(C) 六氨合钴(Ⅲ)离子 (D) 六水合锰(Ⅱ)离子
30．推测下列三种络合物的d-d跃迁频率大小顺序： ( )
(1)六水合铁(Ⅲ) (2)六水合铁(Ⅱ) (3)六氟合铁(Ⅱ)
(A) 1>2>3 (B) 1>3>2 (C) 3>2>1 (D) 3>1>2

二、多选题
1．正八面体场中，d轨道能级分裂为两组，其中能量较低的一组称为t2g，包括下列哪些轨道？（ ）
A、dxy B、dx2-y2 C、dyz D、dz2 E、 dxz
2．具有理想正八面体的电子组态(高自旋时)是?（ ）
     A. (t2g)3      B. (t2g)1      C. (t2g)4(eg)2 D. d0 E d10
3．决定成对能P的因素有？（ ）
   A. 分裂能      B. 库仑能     C. 交换能       D. 配位场强度 E . CFSE
4．下列配位化合物低自旋的是? ( )
A. [Co(NH3)6]3+       B. [Co(NH3)6]2+ C. [Co(NO2)6]3-          
D. [Co(CN)6]4- E. [Co(H2O)6]2+
5．下列分子和离子中，具有顺磁性的是？（ ）
A.   [Co(NO2)6]3-  B.   [Fe(CN)6]4- C.  B2 D.  CO E. [Cu(H2O)6]2+
6．和H2O相比，下列哪些配位体对Δ值影响较大？（ ）
A.  CN-    B. NH3     C.  F-      D. SCN-  E. OH-
7．关于 [Fe(CN)6]4-络离子，下列哪些叙述是错误的?( )
A、是高自旋络离子 B、CFSE为0
C、中心离子的电子排布与Fe3＋相同 D、CFSE不为0 E、是顺磁性的
8．下列络合物中，哪些满足18电子层结构？（ ）
A. Ni(CO)4 B. Fe(CO)5 C. Cr(CO)6 D. Mn2(CO)10 E. Co2(CO)8
9．络合物的化学键理论主要有哪些？（ ）
A. 价键理论 B. 晶体场理论 C. 分子轨道理论 D. 配位场理论
E. 点阵理论
10．利用CFSE，可以解释？（ ）
A. 光谱化学系列 B. 络合物的紫外可见光谱 C. 第一系列过渡元素二价离子六水合物的水化热 D. 第一系列过渡元素二价离子卤化物的晶格能
E. 络合物中心离子d轨道的分裂

三、填空题
1．说明配合物中心离子(或原子)与配位体之间化学键的理论有 ， ， , 。
2． 成对能(P)是由_ 和_ 贡献的。
3． 在八面体场中,d轨道的分裂结果是,与球对称部分的能量Es相比eg轨道能量 ,t2g轨道能量 。
4．能的大小可以从理论上予以近似计算,但通常可借助于 。
5．当配位体固定时,分裂能随中央金属离子而改变具体情况是 。
6．相同浓度三价铁水溶液的颜色比二价铁要深且偏红,这说明三价铁水合物的Δ值 。
7．同周期中,同价过渡金属离子,在弱场八面体作用下,其高自旋络合物的热力学稳定性的顺序是 。
8．第一个公认的有机金属络合物是K[PtCl3(C2H4)]是1831年由W.C.Zeise制得，第二个有机金属络合物是 , 是1952年制得。
9．按晶体场理论，正四面体型配合物中，中心离子d轨道裂分为两组，能量较低者记为 ，包括的d轨道有 ，能量较高者记为 ，包括的d轨道有 。
10. 正八面体强场的Δ P，电子按 自旋排布。

四、判断题
1．过渡金属配合物的磁矩主要是中央金属的电子自旋运动贡献的。（ ）

2．物质的反磁性是任何物质都具有的。（ ）

3．晶体场分裂能越大越易形成高自旋络合物。（ ）

4. 同周期中,同价过渡金属离子,在弱场八面体作用下,其高自旋络合物的热力学稳定性的顺序是d1d4>d5d9>d10。（ ）
5． 当配位体场的对称性降低时,则d轨道分裂组数增加。（ ）

6．在八面体配合物中d电子数从4－7时,强场和弱场具有相同的电子排布。（ ）
7． 晶体场分裂能的大小,既与配位体有关,也与中心离子有关。（ ）

8． 配合物的CFSE 的大小,是衡量配合物稳定性的重要因素。（ ）

9．四面体配合物大多是低自旋络合物。（ ）

10． 在正八面体络合物中,有六个配位体的电场作用,使d能级分裂,而在四面体络合物中,只有四个配位体的电场作用, 故正八面体场的分裂能大于正四面体场的分裂能。（ ）

五、简答题
1、 晶体场理论的主要观点是什么？

2、 试用晶体场理论解释为什么正四面体配位化合物大多是高自旋？

3、 按晶体场理论，正四面体配合物中，中央离子d轨道分裂为几组，分别是哪些轨道？

4、判断下列络离子哪些是顺磁性的，哪些是反磁性的，简要说明为什么？
[Fe(CN)6]3- （CN－为强场配离子）；[Cr(H2O)6]2+ (Δ< P)
[Co(NH3)6]3＋ (Δ> P) ；[Mn (H2O)6]2+ (Δ< P)

5、在羰基络合物Cr(CO)6中，中心原子Cr与配体之间存在什么键？它的稳定性怎样？

6、在八面体配合物中，中心离子的d1~d10的排布，在弱场(电子成对能P>分裂能ΔO)时与强场(分裂能ΔO>电子成对能P)时有什么不同？

六、计算题
1、对于电子组态d4的八面体过渡金属离子配合物，计算：①分别在高低自旋时基态的能量；②当高低自旋的构型具有相同能量时，成对能P和晶体场分裂能l0Dq的关系。

2、已知[Co(CN)6]3- Δ=34000 cm-1, P=21000 cm-1
[Fe(H2O)6]3+ Δ=13700 cm -1, P=30000cm-1
试确定上述络合物的磁矩，并计算晶体场稳定化能CFSE。

3、[Fe(CN)6]3- 和[FeF6]3-的磁矩分别为1.7μB和5.9μB，
a) 计算这两种络离子中心离子未成对电子数。
b) 写出中心离子d轨道上电子排布。
c) 指出它们是强场还是弱场络合物，简要说明原因。

4、 计算八面体弱场和强场配合物中中央金属离子d6的CFSE。

5、 [CoF6]3-的成对能为2.1×104 cm-1,分裂能为1.3×104 cm-1,晶体场稳定化能是多少?

 6、计算四面体场配合物d6的CFSE。

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