5.13 写出下列各分子的休克尔行列式: ⑴ CH2=CH2 ⑵
⑶ C6H6
5.14 用HMO或先定系数法求出戊二烯基阴离子π电子分子轨道的表达形式及其对应的能量。 5.15 用HMO或先定系数法求出C6H6π电子分子轨道的表达形式及其对应的能量。 5.16 比较ROH,C6H5OH,RCOOH的酸性,并说明其理由。 5.17 试比较CO,R-COH,CO2碳氧间键长的大小。
5.18 环己烷——1,4二酮有五种可能构象:椅式,两种船式,两种扭转式(对称性一高一低)。请画出这五种构象,并确定它们所属的点群。
5.19 XeOnFm化合物是稳定的(n,m=1,2,3…),请用VSEPR模型,推导所有具有这一通式的化合物结构。
5.20 大部分五配位化合物采用三角双锥或四方锥结构,请解释:
a) 当中心原子为主族元素时,在三角双锥结构中轴向键比水平键长,而在四方锥中则相反。
b) 当中心原子为过渡金属时,如四方锥[Ni(CN)5]3-中,轴向Ni—C键217pm,水平187pm;而在三角双锥 [CuCl5]3-中,轴向键Cu—Cl 230pm,水平键239pm。
5.21 二硫二氮(S2N2)是聚合金属的先驱,低温X射线分析指出S2N2是平面正方形结构(D2h)假设该结构由S、N作sp2杂化形成σ键,N的2p轨道与S的一个3p、一个3d轨道形成π键。 (1)试描述S4N2可能的成键情况(S4N2为平面结构) (2)比较S4N2中2个不同S—N键与S2N2中SN键长度。
5.22 试用前线轨道理论说明乙烯在光照的条件下,发生环合反应生成环丁烷的机理。 5.23 试用前线轨道理论说明反应:
5.24 试用轨道对称守恒原理讨论己三烯环合反应对热与光的选择性. 习题6
6.1 写出B2H6和B3H9的styx数, 画出相应的结构图,并指出s, t, y, x字母的含义. 6.2 导出B4H10可能的styx数, 并写出对应的结构图. 6.3 根据式(6-11)求出B5H11, B6H10 可能的异构体数目.
6.4 金属团簇M5(M=Li, Na, K)有21种异构体, 试画出它们的拓扑结构. 6.5 计算下列各团簇的价电子数, 并预测它们的几何构型: Sn44-, Sn3Bi2, Sn3Bi3+, Sn5Bi4
6.6 试用12个五边形和8个六边形构成C36笼的结构.
6.7 [CO(NH3)6]2+是高自旋络合物,但在空气中易氧化成三价钴络合物[CO(NH3)6]3+,变成低自旋络合物,试用价键理论或晶体场理论来解释,看哪种比较合理。
6.8 Ni2+的低自旋络合物常常是平面正方形四配位的结构,高自旋络合物则都是四面体场结构,试由价键理论或晶体场理论来解释。
不可能是基元反应。
6.9 对于电子组态位d4的八面体过渡金属离子配合物,试计算: ⑴分别处在高、低自旋基态时的能量;
⑵当高、低自旋构型具有相同能量时,电子成对能P和晶体场分裂能10Dq的关系。
6.10 配合物[CO(NH3)4Cl2]只有两种异构体,若此络合物为正六边型构型有几种异构体?若为三角柱型时,又有几种异构体?那么到底应是什么构型?
6.11 将C2H6和C2H4通过AgNO3溶液,能否将它们分开?如果能分开,简要说明微观作用机理。 6.12 在八面体配合物中dx2-y2和dxy轨道哪个能量高?试用分子轨道理论说明其原因。 6.13 卤素离子,NH3,CN-配位场强弱次序怎样?试从分子轨道理论说明其原因。 6.14 硅胶干燥剂中常加入COCl2(蓝色),吸水后变为粉红色,试用配位场理论解释其原因。
6.15 尖晶石的化学组成可表示为AB2O4,氧离子紧密堆积构成四面体孔隙和八面体孔隙,当金属离子A占据四面体孔隙时,称为正常的尖晶石;而A占据八面体孔隙时,称为反式尖晶石,试从配位场稳定化能计算结果说明NiAl2O4是何种尖晶石结构。
6.16 试画出三方柱型配合物MA4B2的全部几何异构体。
6.17 判断下列络离子是高自旋还是低自旋,画出d电子的排布方式,说明络离子的磁性,计算晶体稳定化能。
Mn(H2O)62+,Fe(CN)64-,CO(NH3)63+,FeF63-
6.18 作图示出[PtCl3(C2H4)]+离子中Pt2+和C2H4间的化学键的轨道叠加情况并回答: ⑴Pt2+和C2H4间化学键对C-C键强度的影响。
-
⑵[PtCl3(C2H4)]是否符合18电子规律?解释其原因。 6.19 解释为什么大多数Zn
2+
的络合物都是无色的?
6.20 试画出N2和CO与过渡金属配合物的成键轨道图形。 6.21 作图给出下列每种配位离子可能出现的异构体 ⑴[Co(en)2Cl2] +
⑵[Co(en)2(NH3)Cl] 2+ ⑶[Co(en)(NH3)2Cl2] +
6.22 许多Cu2+的配位化合物为平面四方型结构,试写出Cu2+的d轨道能级排布及电子组态。
6.23 [Ni(CN)4]2-是正方形的反磁性分子,[NiCl4]2-是顺磁性离子(四面体型),试用价键理论或配位场理论解释之。
6.24 Ni(CO)4是个毒性很大的化合物
⑴试根据所学的知识说明其几何构型; ⑵用晶体场理论写出基态的电子理论; ⑶能否观察到d-d跃迁谱线?为什么?
6.25 写出羰基化合物Fe2(CO)6(μ2-CO)3的结构式,说明它是否符合18电子规则。已知端接羰基的红外伸缩振动波数为1850-2125cm-1,而桥式羰基的振动波数为1700-1860cm-1,试解释原因。 6.26 用18电子规则(电子计数法)推测下列分子的几何结构:
(1)V2(CO)12 (2) Cr2(CO)4Cp2 (3) [ Mo6(μ3-Cl)8Cl6]2- (4) [Rh6C(CO)15]2-
6.27 水和乙醚的表面能分别为72.8和17.1×10-7J﹒cm-2, 试解释两者存在如此大差异的原因.
6.28 20°C的邻位和对位硝基苯酚, 在水中与苯中的溶解度之比, 分别为
0.39和1.93, 试用氢键说明差异原因. 习题7
7.1 判断下列点是否组成点阵?
7.2 试从右边图形中选出点阵结构。
7.3 从下面点阵结构标出晶面指标(100),(210),(1 直线表示。
0),(230),(010),每组面用`3条相邻
7.4 晶轴截距为(1)2a,2b,c (2)2a,-3b,2c (3)a,b,-c的晶面指标是什么? 7.5 画出一个正交晶胞,并标出(100),(010),(001),(011)和(111)面。 7.6 一立方晶胞边长为432 pm,试求其(111),(211)和(100)晶面间距。
7.7 试证明在正交晶系,晶面间距 计算公式为
在立方晶系上式简化为:
7.8 已知金刚石立方晶胞参数 a = 356.7 pm,写出其中碳原子的分数坐标,并计算C-C键键长和晶体密度。 7.9 为什么14种Bravais格子中有正交底心而无四方底心? 7.10 为什么有立方面心点阵而无四方面心点阵,请加以论述。
7.11 下面所给的是几个正交晶系晶体单位晶胞的情况。画出每种晶体的布拉威格子。 (1)每种晶胞中有两个同种原子,其位置为(0,
,0);(
,0,
)。
,
+ z);(0,0,
+
(2)每种晶胞中有4个同种原子,其位置为(0,0, z);(0, z)。
(3)每种晶胞中有4个同种原子,其位置为(x,y, z);(
,
)。
,
, z);(0,
, z);( , , );( ,
(4)每种晶胞中有两个A原子和两个B原子,A原子位置为( 置为(0 ,0,
);(
,
,0)。
,0 ,0);(0, ,
),B原子位
7.12 已知CaO为立方晶系,晶胞参数为 a = 480 pm ,晶胞内有4个分子,试求CaO晶体密度。 7.13 金属钨的粉末衍射线指标如下:110,200,211,220,310,222,321,400 …… (1) 试问钨晶体属于什么点阵形式?
(2) X射线波长为154.4pm, 计算晶胞参数.
7.14 CaS晶体(密度为2.58g/cm3)已由粉末法证明晶体为立方面心点阵,试问以下哪些衍射指标是允许的
(1) 100,110,111,200,210,211,220,222? (2) 计算晶胞边长。
(3) 若用CuKα辐射(λ= 154.18 pm),计算最小可观测Bragg角。
7.15 四氟化锡(SnF4)晶体属四方晶系(空间群I4/mmm),a = 404 pm,c = 793 pm,晶胞中有2个分子,原子各占据以下位置:Sn (0,0,0; , , ),F(0, (1)画出晶胞简图;
(2)计算Sn-F最近距离以及Sn的配位数。
,0;
,0,0;0,0,0.237;0,0,
)。
7.16 试用结构因子论证:具有面心点阵晶体,衍射指标h、k、l奇偶混杂时,衍射强度为零。 7.17 论证具有体心点阵的晶体,衍射指标 h + k + l = 奇数时,结构振幅
。
7.18 硅的晶体结构与金刚石同属A4,用X射线衍射测的晶胞参数a = 543.089 pm密度测定为2.3283 g/cm3,计算Si的原子量。