无机及分析化学（第二版）各章要求及例题讲析5-9章南京廖华答案网

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文章发布时间 : 2024/11/15 10:19:52星期五

平面三角形 V形 SO2 S 3s23p4 (6?4)/2=1 3

解： 24．用VSEPR理论和杂化轨道理论推测下列各分子的空间构型和中心原子的杂化轨道类型。

PCl3 SO2 NO2 SCl2 SnCl2 BrF2

解：分子 PCl3 SO2 NO2+ SCl2 SnCl2

n (5?3)/2=1 (6?4)/2=1 (5?1?4)/2=0 (6?2)/2=2 (4?2)/2=1

VP 4 3 2 4 3

VP排布正四面体平面三角形直线形正四面体平面三角形

杂化类型 sp3 sp2 sp sp3 sp2

分子构型三角锥 V形直线形 V型 V型

正四面体 V型 BrF2 (7?1?2)/2=2 4 sp

25．离子键无饱和性和方向性，而离子晶体中每个离子有确定的配位数，二者有无矛盾？解：离子键无饱和性和方向性是指正负离子的静电吸引作用，只要离子半径允许，就可以吸

引尽可能多各个方向的异号离子；而离子晶体中每个离子有确定的配位数是由正负离子的半径确定的，具有确定半径的离子周围排列异号离子的数量(即配位数)是一定的，两者之间并不矛盾。

26．写出下列离子的外层电子排布式，并指出电子构型类型：

Mn2+ Hg2+ Bi3+ Sr2+ Be2+

解：

离子 Mn2+ Hg2+ Bi3+ Sr2+ Be2+ 3s23p63d5 5s25p65d10 6s2 4s24p6 1s2

电子构型类型 9~17电子构型 18电子构型 18+2电子构型 8电子构型 2电子构型 27．试由下列各物质的沸点，推断它们分子间力的大小，列出分子间力由大到小的顺序，

这一顺序与分子量的大小有何关系？

?34.1℃ ?183.0℃ ?198.0℃ Cl2 O2 N2

外层电子排布式

?252.8℃ 181.2℃ 58.8℃ H2 I2 Br2

解：分子晶体的沸点高低取决于分子间力的大小。分子间力的大小顺序为：

I2 > Br2 > Cl2 > O2 > N2 > H2

这一顺序与分子量大小的顺序一致。对非极性分子，分子间力仅存在色散力，分子量愈大，

色散力愈大，分子间作用力愈强，相应的熔、沸点愈高。 28．指出下列各组物质熔点由大到小的顺序。

(1) NaF KF CaO KCl；(2) SiF4 SiC SiCl4； (3) AlN NH3 PH3 ； (4) Na2S CS2 CO2 ；

解：(1) 均为离子晶体，从离子的电荷、半径考虑，熔点高低顺序： CaO > NaF > KF > KCl；

(2) SiC为原子晶体，熔点最高；SiF4和SiCl4为分子晶体，熔点主要由色散力决定；因

此熔点由高到低为：SiC > SiCl4 > SiF4 ；

(3) AlN为原子晶体，熔点最高；NH3和PH3为分子晶体，但NH3分子间存在氢键，因

此熔点由高到低为：AlN > NH3 > PH3 ；

(4) Na2S为离子晶体，CS2和CO2为分子晶体，熔点顺序为：Na2S > CS2 > CO2 ； 29．已知NH3、H2S、BeH2、CH4的偶极矩分别为：

?30 ?30

4.90×10C·m、3.67×10C·m、0 C·m、0C·m，试说明下列问题： (1) 分子极性的大小；(2) 中心原子的杂化轨道类型；(3) 分子的几何构型。解：(1) 分子极性由大到小为：NH3 > H2S > BeH2 = CH4；

(2) 中心原子的杂化轨道类型分别为：不等性sp杂化、不等性sp杂化、sp杂化、等

性sp杂化；

(3) 分子的几何构型分别为：三角锥形、V形、直线形、正四面体形。 30．下列化合物中哪些可能有偶极矩？ CS2 ； CO2 ； CH3Cl ； H2S ； SO3；解： CS2 CO2 CH3Cl H2S SO3 杂化类型分子构型 sp 直线形 sp 直线形 sp3 四面体形 sp3 V形 sp2 平面三角形 0 偶极矩? 0 0 >0 >0 31．根据离子半径比，推测下列离子晶体属何种类型。 MnS CaO AgBr RbCl CuS

解： MnS CaO AgBr RbCl

CuS

离子半径比 80/184=0.434 99/140=0.707 126/196=0.643 148/181=0.818 72/184=0.391 晶体类型 NaCl型 NaCl型 NaCl型 CsCl型 ZnS型 32．比较下列各对离子极化率的大小，简单说明判断依据。

?2??2?2+3+

(1) Cl S； (2) F O ； (3) Fe Fe； (4) Mg2+ Cu2+ ； (5) Cl? I? ； (6) K+ Ag+ ；

?2??2?

解：(1) Cl < S，(2) F < O ，负电荷愈高、半径愈大极化率愈大；

(3) Fe2+ > Fe3+，正电荷愈高、半径愈小极化率愈小；

2+2+

(4) Mg < Cu，电荷相同，半径相近， 9~17电子构型 > 8电子构型； (5) Cl? < I? ；I?半径大于Cl?；

(6) K+ < Ag+，电荷相同，半径相近，Ag+ 18电子构型> K+ 8电子构型； 33．将下列离子按极化力从大到小的顺序排列。

Mg2+ Li+ Fe2+ Zn2+

解：极化力由小到大为： Mg2+ < Fe2+ < Zn2+ < Li+。

Li+：2电子(He)构型，半径特小，极化能力最强； Mg2+ < Fe2+ < Zn2+：电荷相同、半径相近，

极化能力8电子构型<9~17电子构型<18电子构型。

34．判断下列各组分子之间存在着什么形式的分子间作用力。

CO2与N2 HBr(气) N2与NH3 HF水溶液

解：CO2与N2：均为非极性分子，只存在色散力；

HBr(气)：为极性分子，存在色散力、诱导力和取向力，无氢键； N2与NH3：为非极性分子与极性分子，存在色散力、诱导力；

HF水溶液：为极性分子，存在色散力、诱导力和取向力，还有氢键； 35．从离子极化讨论下列问题：

(1) AgF在水中溶解度较大，而AgCl则难溶于水。

(2) Cu+ 的卤化物CuX的r+ / r?＞ 0.414，但它们都是ZnS型结构。 (3) Pb2+、Hg2+、I? 均为无色离子，但 PbI2 呈金黄色，HgI2 呈朱红色。

解：(1) 虽然Ag+是18电子构型，极化能力和变形性均很大，但F?半径很小，不易变形，

因而AgF极化作用不强，是离子晶体，在水中溶解度较大；而AgCl中，由于Cl?半径较大，变形性较大，AgCl的极化作用较强，共价成分较大，难溶于水。

(2) 由于Cu+ 是18电子构型，极化能力和变形性均很大，X?又有较大极化率，易变形，因

此CuX的离子极化作用较强，带有较大的共价成分，使之成为具有较大共价成分的ZnS型结构。 2+2+?

(3) Pb、Hg分别为18+2和18电子构型，极化能力和变形性均很大，I又有较大极化率，

易变形，因而PbI2和HgI2的离子极化作用较强，由于离子极化作用的结果使相应化合物的颜色加深，分别生成金黄色和朱红色化合物。

36．根据下列数据计算氧原子接受两个电子变成O2? 的电子亲和能A(A1+A2)。

MgO的标准摩尔生成焓?fH?m(MgO)= ?601.7 kJ/mol；O2(g)的离解能D = 497 kJ?mol?1 MgO的晶格能U = 3824 kJ?mol?1；Mg的升华热?H?s =146.4 kJ?mol?1； Mg(g)的电离能 I1=737.7 kJ?mol?1，I2=1451 kJ?mol?1；解：

Mg(s) + 1/2O2(g) MgO(s) ?fHm(MgO)

1/2D(O2) ?H?s(Mg)

Mg(g) O(g)

?rH?m = ?U

Mg2+ + O2? A+A 12I1+ I2

?fH?m(MgO) = ?H?s(Mg) + I1+ I2 + 1/2D(O2) + A1+A2 + ?rH?m A1+A2 = ?fH?m ? (?H?s(Mg) + I1+ I2 + 1/2D(O2) + ?rH?m)

= [? 601.7 ? 146.4 ? 737.7 ? 1451 ? 497/2 + 3824] kJ?mol

= 638.7 kJ?mol

37．据理论计算公式，计算的晶格能。 138840Z?Z?AKBr1???1U??解：

d?1??kJ?moln??

KBr晶体：r+/r?=133/196=0.679 为NaCl型晶体，A =1.748，

Z+ = Z? = 1， n = ( 9 + 10 ) /2 = 9.5， d = (133+196) pm = 329 pm U??138840?1?1?1.748?1?1???kJ?mol3299.5???1?1??660kJ?mol 38．试分析温度对导体和半导体的导电性的影响。解：温度升高，导体内质点的热运动加快，阻止了电子在电场中的定向运动，因而电阻增

大，所以，温度升高导体的导电能力下降；

温度升高，半导体价带中的更多电子获得能量跃迁进入空带，使空带成为导带，同时在价带

中留下空穴，使价带也成为导带，因而，温度升高，半导体的导电能力增强。

39．试说明石墨的结构是一种多键型的晶体结构。利用石墨作电极或作润滑剂各与它的哪

一部分结构有关？

解：石墨是一种层状晶体，层于层之间靠分子间力结合在一起；而同一层内的C原子互相

以sp2杂化轨道形成共价键；同时同一层内每个C原子上还有一个垂直于sp2杂化平面的2p轨道，每个未杂化的2p轨道上各有一个自旋方向相同的单电子，这些p轨道互相肩并肩重叠，形成大?键，因而石墨晶体中既有共价?键和?键又有分子间作用力，为多键型分子。

利用石墨作电极与石墨晶体中同一层内C原子的大? 键有关，同一层内每个C原子上未参

与杂化的一个2p轨道各有一个单电子，平行自旋形成大?键，大?键上的电子属整个层的C原子共有，在外电场作用下能定向流动而导电，因而石墨可作电极。石墨作润滑剂则与石墨晶体中层与层之间为分子间作用力有关，由于分子间作用力要比化学

键弱得多，因此石墨晶体在受到平行于层结构的外力时，层与层之间很容易滑动，这是石墨晶体用作固体润滑剂的原因。

40．一价铜的卤化物CuF、CuCl、CuBr、CuI按r+ / r?比均应归于NaCl型晶体，但实际上

都是ZnS型，为什么？

解：由于Cu+ 是18电子构型，极化能力和变形性均很大，X?又有较大极化率，易变形，因

此CuX的离子极化作用较强，带有较大的共价成分，使之成为具有较大共价成分的ZnS型结构。

41．(1) Write the possible values of l when n=5.

(2) Write the allowed number of orbitals (a) with the quantum numbers n = 4, l = 3; (b) with the quantum numbers n = 4, (c) with the quantum numbers n = 7, l = 6, m = 6; (d) with the quantum numbers n = 6, l = 5.

Solution: (1) When n =5, the possible values of l is 0, 1, 2, 3 and 4 .

(2) (a)The allowed number of orbitals with the quantum numbers n = 4 , l = 3 is 7.

(b) The allowed number of orbitals with the quantum numbers n = 4 is 16.

(d) The allowed number of orbitals with the quantum numbers n = 6, l = 5 is 11.

42．How many unpaired electrons are in atoms of Na, Ne, B, Be, Se, and Ti?

Solution: atom Na Ne B Be Se Ti

unpaired electrons 1 0 1 0 2 2 43．What is electronegativity?

Arrange the members of each of the following sets of elements in

order of increasing electronegativities:

(1) B, Ga, Al, In; (2) S, Na, Mg, Cl; (3) P, N, Sb, Bi; (4) S, Ba, F, Si,

Solution: Electronegativity is a ability that a element’s atom attracted electron in a molecular. The order of increasing electronegativities are

(1) In < Ga < Al < B ; (2) Na < Mg < S < Cl; (3) Bi < Sb < P < N; (4) Ba < Si < S < F;

44．Write the electron configuration beyond a noble gas core for (for example, F, [He]2s2p) Rb,

La, Cr, Fe2+, Cu2+, Tl, Po, Gd, Sn2+ Ti3+ and Lu.

Rb [Kr]5s1

Solution:

[Xe] 4f5d6s6p

La [Xe]5d16s2

Cr [Ar]3d54s1

Fe2+ [Ar]3d6

Cu2+ [Ar]3d9

[Xe]4f145d106s26p1

Gd [Xe]4f5d6s

Sn2+

[Kr]4d5s5p

Ti3+ [Ar]3d

Lu [Xe]4f5d6s

45．Predict the geometry of the following species (by VSEPR theory): SnCl2, I3?, [BF4]?, IF5, SF6, SO42?, SiH4, NCl3, AsCl5, PO43?, ClO4?. Solution:

SnCl2 I3? [BF4]? IF5 SF6 SO42?

n VP n VP SiH4 0 4 NCl3 1 4 AsCl5 0 5 PO43? 0 4 ClO4? 0 4 1 3

3 5 linear

0 4

1 6

0 6

0 4

geometry angular tetrahedron square pyramidal octahedron tetrahedron

geometry tetrahedron trigonal pyramidal trigonal bipyramidal tetrahedron tetrahedron

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