成键;没有成单电子,为反磁性物质。
8.7 由下列配合物的磁矩推断各自的电子组态: (1)[Mn(NCS)6]4-(6.06μB); (2)[Cr(NH3)6]3+(3.9μB); (3)[Mn(CN)6]4-(1.8μB)。 解答
(1)Mn2+的价电子结构为 3d5,形成配合物时有两种电子组态:
250t32gegt2geg
n = 5 n = 1 μ计≈5(5 + 2) μ计≈1(1 + 2)
=5.9μB =1.73μB 知μ实=6.6μB,可见应为前者。
(2)Cr3+ 的价电子结构为 3d3 ,形成配合物时,只有一种电子组态:
0t3e2gg,μ计≈3(3 + 2)0t52geg=3.87μB,与实验值相符。 。
(3)与(1)同理可得
8.8 完成下列表格,会使你对dn离子的各种组态在八面体场中的分裂有一个完整的概念:
解答
8. 9(1)下列化合物中哪些可能作为有效的螯合剂?
(a) H2O;(b)HO—OH; (b) H2N—CH2—CH2—CH2—NH2; (c) (CH3)2N—NH2 (2)下列各配合物具有平面四方形或八面体几何构型,哪个当中的
2-3CO
是螯合剂?
(a)[Co(CO3)(NH3)5]+;(b)[Co(CO3)(NH3)4]+;(c)[Pt(CO3)(en)];
(d)[Pt(CO3)(NH3)(en)] 解答 (1)(c) (2)(b)和(c)
8.10 图 7.7 中连接圆圈的曲线示出下列反应水合焓的变化趋势,平滑曲线上的黑点是由实验值扣除晶体场稳定能之后描绘的。试用晶体场稳定能解释水合焓的这种变化趋势。 M2+(g) + H2O—→[M(H2O)6]2+(aq)
M为第 4 周期自 Ca至 Zn二价阳离子。(提示:判断 H2O 分子是强场还是弱场配位体;写出 CFSE 的表达式;假定有关离子的分裂能Δo 均相同;参考例题 7.2 答案的思路。) 解答
M2+受到水分子(弱场配位体)的正八面体场的影响(偶极吸引),使 d 轨道发生分裂,
2+
2+
2+
图7.7以△水合
θHm对M2离子的原子序数作图,实际上也是对dn作图(从d0~d10)。这时产
+
生 CFSE,它相对水合焓是很小的,如不考虑 CFSE 的影响,半径收缩,△水合
θHm从Ca2+→ Zn2+
增大,如图虚线所示。但实测值并不是直线,而是有两峰(双峰效应),这完全是由晶体场效应所引起的。以8.8题表中弱场栏可计算出各M2+的CFSE,将其加上虚线值则正好与实验值一致。
8.11 用晶体理论解释下列八面体氟化物晶格焓的变化趋势: MnF2(2780 kJ·mol-1) FeF2(2926 kJ·mol-1) CoF2(2976 kJ·mol-1) NiF2(3060 kJ·mol-1) ZnF2(2985 kJ·mol-1) 解答
参见例题 7.2。
8.12 下述两个反应
[Cu(H2O)4]2+ + 2NH3(aq) === [Cu(H2O)2(NH3)2]2+ + 2H2O(l);
[Cu(H2O)4]2+ + gly-(aq) === [Cu(gly)(H2O)2]+ + 2H2O(l)。
θ25℃时的△rHmθ△rSm值分别为-46.4 和-25.1kJ·mol
-1
θ,△rGm值分别为-42.8 和-49.0 kJ·mol-1,
值分别为-11.7 和+79.5 J·K-1·mol-1。两个反应中均有两个 Cu—OH2 键被破环,不同
在于前一反应生成2个Cu—NH3 键,而后一反应则生成一个Cu—NH2 键和1个 Cu—O 键。试回答: (1)根据
θ△rHm判断形成的哪一组新键更强些?
(2)根据反应分子数的变化判断哪一反应混乱度的增加应当更大些?
θ(3)题给的△rSmθ(4)根据△rGm值支持你对(2)的回答吗?
值判断形成的哪一个配离子更稳定?你的回答能否得到螯合效应的支持?
(5)给反应中所有的配离子命名。 解答
(1)第一组; (2)第二组; (3)支持;
(4)第二个;能。
(5) [Cu(H2O)4]2+ 四水合铜 ( Ⅱ ) 配阳离子, [Cu(H2O)2(NH3)2]2+ 二水二氨合铜 ( Ⅱ ) 配阳离子, [Cu(gly)(H2O)2]+二水一甘氨酸合铜(Ⅱ)配阳离子。