朱文祥版中级无机化学答案前七章复习进程
23.2化学专业科目三《中级无机化学专题》考试大纲
福建师范大学申请成人高等教育学士学位考试化学专业《中级无机化学专题》课程考试大纲考试形式：开卷考试时间：120分钟一、参考教材（考生自备）1、《中级无机化学》，朱文祥编，高等教育出版社，2004年7月。
2、《中级无机化学》，唐宗薰主编，高等教育出版社，2003年。
3、《中级无机化学》，朱文祥、刘鲁美主编，北京师范大学出版社，1993年。
二、课程性质及其设置目的与要求（一）课程性质和特点化学类各专业本科学生在修读完无机化学，分析化学，物理化学,物质结构后修读本课程。
掌握近代无机化学的基本知识、基本理论；运用热力学、动力学及结构、谱学知识掌握重要类型无机物的结构及反应性；了解、熟悉近代无机化学的某些新兴领域。
（二）本课程的基本要求掌握近代无机化学的基本知识、基本理论；运用热力学、动力学、有机化学、物理化学和结构化学等课程所学的理论和知识讨论无机化合物性质的规律及其产生的原因；掌握重要类型无机物的结构及反应性，了解、熟悉现代无机化学的新领域、新知识和新成就。
使学生不仅加深对无机物性质的认识和了解，而且也能使学生者加深对结构化学、物理化学中学过的原理的理解。
（三）本课程与相关课程的关系《中级无机化学》是在学完基础无机化学、结构化学、物理化学、有机化学和分析化学等先行课程后开设的一门课。
学习本课程需具备高等数学、大学物理、线性代数、无机化学、有机化学、分析化学、结构化学和物理化学等课程基础。
二、课程内容与考核目标第一章酸碱理论与非水溶液化学（一）课程内容本章介绍了近代几种酸碱理论和非水溶液化学。
（二）学习要求了解酸碱理论的发展，掌握酸碱的水-离子理论、质子理论、溶剂体系理论、路易斯理论的要点，了解气态二元氢化物及其取代物的酸碱特性，掌握无机含氧酸及氨系酸碱的强度变化规律，了解质子酸在水溶液中的酸性强度变化规律，掌握路易斯酸碱强度变化规律，掌握软硬酸碱理论及其应用，了解超酸的概念及其应用，了解各种非水溶剂的特点及其应用，了解金属氨溶液的特点及其应用。
朱文祥版中级无机化学答案前七章7页
第一章3排除下列各酸在醋酸中的酸强度次序，并指出其中那些是超酸？ 4指出下列物质在液氨中的酸碱行为？ 5指出在100%硫酸中的酸碱行为？ 8方程式10、什么是硬软酸原理？试从化学键角度解释这种现象。
12粗略估计下述各酸的pKa 值： 第三章26、谱项之间的电子跃迁需遵循什么样的规则？28、说明无水CuSO 4、Cu(H 2O)62+和Cu(NH 3)42+的颜色差异，并指出产生这些差异的原因 29、指出Mn(H 2O)62+和Fe （H 2O ）63+的颜色有何特征？说明原因 30、MnO 4-中Mn 为d0组态，为什么他能有很深的颜色？说明颜色来源34、CrO 42-离子是d0配合物，但它能呈现颜色，1解释显色原因，2预言他的跃迁能量比Mn 4-高还是低？第四章6试解释二茂铁鎓离子是一种强氧化剂；二茂钴在合适的溶剂中是一中强还原剂；二茂镍易跟NO 气体反应生成7 CO 是一种很不活泼的化合物，试定性解释为什么他能跟过渡态金属原子形成稳定的化合物？跟金属结合的原子为什么是C 而不是O ？8举例说明什么叫做协同成键作用？16如果钒的羰基化合物符合EAN 规则，那么它的最简单化合物的分子式应该是什么？为什么它实际上又是不稳定的？17已知Mn2(CO)10只观测到2044~1980cm-1范围内的伸缩振动带，而Co2(CO)8观察到2071~2022cm-1的振动带以及另外两个1860cm-1和1858cm-1的振动带，试画出Mn2(CO)10和Co2(CO)8的合理的结构式？22试分析对比蔡斯盐中，乙烯与Pt2+的成键方式与金属羰基化合物中CO 与金属原子的成键方式的相同与区别点。
23在乙烯中用金属锂处理Co2(CO)8时得到一个化学式为的同的红色晶体，并放出CO,该晶体的红外光谱出现3个不同的羰基伸缩振动吸收峰2080~2000，1850和1600cm-1请据此推出他的最合理的结构式。
第五章5.4 在硼烷结构中，含有哪几种键型？请写出它们的结构简式。
中级无机化学
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② 键联原子的诱导作用
一个原子的电负性可因受周围原子诱导作用的影响而发生
分子键级等于2。而且电子都已自旋成对, 分子具有反磁性。
再如H2O，根据价电子对互
斥理论, H2O分子有V形的结构。 从BeH2直线型到H2O分子的
V型的变化过程中, s－s－s重叠
加大，能量降低。s－px－s重叠 减弱, 能量略有升高；s－pz－s重 叠，由非键变为重叠, 能量降
低；20p21y/仍6/16保持非键 。由此可得
2p 2s
C
2p
2s O
5.17 eV 3.54 eV 12.92 eV
近年来，用原子轨道先经杂化，然后再组合成键能够满意
地解20释21/6C/16O与N2分子结构上的相似性。
12
C原子的2s和一条2p轨道进行sp不等性杂化，O原子的2s和
1条2p轨道也进行sp不等性杂化，各形成2条sp不等性杂化轨道，
np’ 0.41 0.37 0.31 0.00 0.00 np’ 1.00 1.00 1.00 0.94
nd
1.00 1.00 1.00 0.35 0.00
nd 1.00 1.00 1.00 1.00
nf
1.00 1.00 1.00 1.00 0.39 * 1s对2s的σ＝0.85。
主量子数等于(n－1)的各电子，其由表1.2求。
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以BeH2为例，根据价电子对互斥理论,可以推得BeH2分子为
中级无机化学1-5章年习题答案
无机化学习题参考答案第一章1.4．解：〔1〕H 2O 22C〔2〕S 2O 32- 3v C 〔3〕N 2O (N -N -O 方式) v C ∞〔4〕Hg 2Cl 2h D ∞〔5〕H 2C=C=CH 2 2d D 〔6〕UOF 4 C 5v 〔7〕BF 4-d T 〔8〕SClF 54v C〔9〕反-Pt(NH 3)2Cl 22h D〔10〕PtCl 3(C 2H 4)- 2v C1．B(CH 3)3和BCl 3相比，哪一个的Lewis 酸性强，为什么？一般来说，CH 3为推电子基团，Cl 为吸电子基团，因此的Lewis 酸性强。
〔BCl 3易水解；B(CH 3)3不溶于水，在空气中易燃〕2．BH 3和BF 3都可和(CH 3)2NPF 2生成加合物，在一种加合物中，B 原子和N 相连，另一种则和P 相连，绘出两种结构式，并说明形成两种结构的原因。
PFFH 3CH 3PF F H 3CH 3B BH 3F 3(该题可参考史启桢等翻译的"无机化学",作者Shriver 等,由高教社出版, 其中关于热力学酸度参数的部分，p.190-191; 或者该书的英文原版第5章的相关内容)3. 无水AlCl 3可作为傅-克烷基化反应的催化剂, 而吸水后则失效, 原因何在? 配位饱和〔6配位〕，失去Lewis 酸性4. 吸水后失效 的AlCl 3有什么方法可以脱水?因为Al 3+是典型的硬酸，与氧的亲合力很强，因此实验室不能在HCl ，NH 4Cl ，SOCl 2等气氛下加热脱水。
〔只能加强热生成 Al 2O 3后，用高温下用加C 和Cl 2用复原氯化法制备，这就不是脱水方法了〕。
第二章2.1 解：Ni 2+ d 8组态Pt 2+ d 8组态 第四周期〔分裂能小〕第六周期〔分裂能大〕P Ni ClP ClClCl P Ptrans cis四面体构型 平面四方形构型〔两种构型〕 只有一种结构 〔P 代表PPh 3〕2.2 解 〔1〕MA 2B 4〔2〕MA 3B 3M A ABB M ABA BM ABAB M A AA Btrans cis fac(面式) mer(经式) D 4h C 2v C 3v C 2v μ=0 μ≠0 μ≠0 μ≠0μfac >μmer2.3 Co(en)2Cl 2+D 2hC 2 光活异构体 C 2Co(en)2(NH 3)Cl 2+33Htrans cisCo(en)(NH3)2Cl2+3Cl333NHNH33trans(1) trans(2)cis2.4 Co(en)33+Ru(bipy)32+手性分子D3D3PtCl(dien)+dienHNCH2CH2CH2NH2NH2CH2基本上为平面分子,无手性2.5 (1) 分别用BaCl2溶液滴入，有白色沉液出现的为[Co(NH3)5Br]SO4，或分别加入AgNO3溶液，产生浅黄色沉淀的为[Co(NH3)5SO4]Br。
中级无机化学答案 7
第七章1 计算下列化合物的价电子数指出哪些符合FAN 规则(1) V(CO)6 (2) W(CO)6 (3) Ru(CO)4H (4) Ir(CO)(PPh 3)2Cl (5) Ni(η5C 5H 5)(NO) (6) [Pt(η2C 2H 4)Cl 3]解(1) V(CO)6 V 56CO 12共17不符合(2) W(CO)6 W 66CO 12共18符合(3) Ru(CO)4HRu 74CO 8H 2共17不符合(4) Ir(CO)(PPh 3)2ClIr 8CO 22PPh 34Cl 2共16符合(5) Ni(η5C 5H 5)(NO) Ni 10 C 5H 55NO 3共18符合(6) PtCl 3(η2C 2H 4) Pt283Cl 6C 2H 42共16符合2 下列原子簇化合物中哪些具有M M 双键?为什么?(1) Fe 3(CO)12 (2) H 2Os 3(CO)10 (3) H 4Re 4(CO)12 (4) [Re 4(CO)16]2 解(1) Fe 3(CO)12 38 (Fe)12 2 (CO)48 (5448)/23三条键连接三个Fe三个Fe 按三角形排布 故应该无(2) H 2[Os 3(CO)10]2 38 (Os)10 2 (CO)246 (5446)/24四条键连接三个Os 三个Os 按三角形排布 故应该有一条M M 键 (3) H 4 [Re 4(CO)12]4 47 (Re)12 2 (CO)456 (41856)/28 八条键连接四个Re四个Re 按四面体排布 故应该有两条M M 键 (4) [Re 4(CO)16]2 47 (Re)16 2 (CO)262 (41862)/2 5五条键连接四个Re 四个Re 按蝶形排布 故应该无MM 键 3 [HFe 4(CO)13]和H 3Os 4(CO)12I 具有怎样的结构画图说明之解具有蝶形的结构4 金属羰基化合物中CO 和金属原子的配位方式有几种各是什么举例说明解在金属羰基化合物中CO 分子通常有五种配位方式即端基边桥基半桥基面桥基和侧基配位(a)[HFe 4(CO)13](H 未画出)和(b)H 3Os 4(CO)12I 的结构 C O M (a)(b)(c)(d)(e)CO 和金属原子的几种配位方式 (a) 端基配位 (b) 边桥基配位 (c) 半桥基配位 (d) 面桥基配位 (e) 侧基配位5 简述[Re 2Cl 8]2的成键过程说明它的构象为什么它是重叠型的 解[Re 2Cl 8]2具有D 4h 对称性Re Re 键为C 4轴4个Cl 原子在Re 周围形成近似平面正方形的排列(右图)定性的分子轨道理论认为Re 的d x 2y 2轨道用来同Cl 形成金属配体σ键(d x 2y 2与sp x p y 轨道杂化产生四条dsp 2杂化轨道用来接受四个Cl 配体的孤对电子形成四条正常的σ键)其余的d 轨道相互重叠形成Re Re金属键分子轨道为σ(d z 2d z 2)π(d xz d xz , d yz d yz )和δ(d xy d xy )三类他们分别属于D 4h 群的a1g e u 和b 2g 对称类别定性的分子轨道能级图如右下图所示[Re 2Cl 8]2共有24个价电子8个Re Cl 键用去16个剩下8个用来构成Re Re 键他们填充在一条σ两条π和一条δ分子轨道中, 共得到4条成键分子轨道相当于一个四重键如此高的键级可说明金属金属键的缩短ReRe 四重键能约为300500 kJ ·mol 1比一般单键或双键键能都高故含四重键的[Re 2Cl 8]2能够稳定存在假如把[Re 2Cl 8]2中的某一个Re Cl 平面旋转45使成交错型(下图)这时虽然降低了Re Cl 键的排斥能但两个Re 原子的d xy轨道不再重叠δ键因此而遭破坏键级降低键能减小这就是为什么[Re 2Cl 8]2不采取交错型而采取重叠型的理由完全是由于δ键对空间构型所起的重要作用不过由于d z 2轨道重叠最大d xz 和d yz 其次d xy最小所以Re Re 四重键中δ成分对总键能的贡献较小 6 回答下列问题:(1) 为什么羰基化合物中过渡元素可以是零价(如Fe(CO)5)或者是负价(如[Co(CO)4]) 答羰基配体为π酸配体可接受来自中心金属的d(p)电子形成反馈π键σπ协同成键的结果使化合物能稳定存在首先当金属为0价或负价时有多余的d 电子可以反馈出其次当金属为0价或负价时价轨道较为扩展有利于轨道重叠相反当金属为高价时或没有多余d 电子馈出或价轨道收缩不利于重叠(2) 为什么金属MnTc Re Co Rh Ir易形成多核羰基化合物答 多核羰基化合物中必定存在金属键如果金属价轨道中d电子太多电子间的相互排斥妨碍金属键的生成如果金属价轨道中d 电子太少金属无多余d 电子反馈给属于π酸配体的CO 生成反馈π键这些元素其d 电子分别为57个不太多也不太少正好适合金属键和反馈π键的生成这些元素都是奇电子其单核羰基化合物亦为单电子故易相互聚合形成金属键(3) 为什么CO RNC 和PF 3能形成类似的有机金属配合物 答他们均属于π酸配体和以相同的σπ的协同成键方式成键因此能形成类似的有机金属配合物7 CO 是一种很不活泼的化合物为什么它能同过渡金属原子形成很强的配位键CO 配位时配位原子是C 还是O 为什么Re Re 分子轨道的形成示意图 和MO 定性能级图 u ug g 1g pm pm pmpm [Re 2Cl]2离子的结构Re Re 键中d xy 的重叠 (a) 重叠型 (b) 交错型答因CO 是一个π酸配体σπ的协同成键方式使得配位键很强CO 是以C 作为配位原子的这是因为O 的电负性很大其孤对电子的能量低之故8 解释下列事实:(1) V(CO)6容易还原为[V(CO)6]但V 2(CO)12还不如V(CO)6稳定; 答V(CO)6有51217e 故易得到电子形成满足EAN 规则的V(CO)6V 2(CO)12虽然满足EAN 规则但V 的配位数为7与配位数为6的V(CO)6相比空间过分拥挤空间位阻作用使其稳定性减小(2) 通常Ni 不易氧化为Ni3但Ni(C 5H 5)2中的Ni 2却易氧化假定其分子轨道类似于二茂铁 答Ni(C 5H 5)2有20个电子在反键分子轨道中有两个单电子如果因被氧化而失去一个电子可以减小反键中的电子增加键级从而增加分子的稳定性(3) WCp 2H 2和ReCp 2H 具有倾斜夹心型结构 答W 的两个H 配位离子及Re 的1个H 配位离子使其两个Cp 不再平行9 研究双氮配合物有什么意义 解研究双氮配合物对于实现温和条件下化学模拟生物固氮有着非常重大的意义 10 如何制备二茂铁和蔡斯盐比较二者成键方式的异同点解PtCl 4C 2H 4(过量)[(η2C 2H 42]2 2PtCl 62 KCl H 2OC 2H 4)PtCl 3]·H 2O反应中形成的PtCl 6可被过量已烯还原为铂生成物K[(η2C 2H 4)PtCl 3]·H 2O 为黄色固体这就是我们熟知的Zeise 盐Zeise 盐的[Pt(η2C 2H 4)Cl 3]阴离子部分具有平面正方形的几何构型3个Cl 和Pt 在同一平面内乙烯分子位于正方形的第四个顶点两个C 原子与Pt()等距离由于已烯的反位影响使反位Pt Cl 键稍长平面正方形略有变形C C 键和正方形平面呈84角乙烯配体中的4个H 原子对称地远离Pt()离子而向后弯折致使乙烯分子不再是一个平面型分子Chatt 和Duncanson(1953年)提出了用于定性解释Pt()C 2H 4之间的化学键的DCD 模型DCD 模型认为当乙烯和Pt()成键时乙烯充满电子的π轨道和Pt()离子的dsp 2杂化轨道重叠形成三中心σ配键Pt 其中Pt()是电子对的受体乙烯分子是电子 对给体同时Pt()离子充满电子的d 轨道和乙烯的反键π* 轨道重叠形成另一个三中心π反馈配键Pt 此时 Pt()是电子的给体乙烯分子是电子的受体因此Pt()C 2H 4之间的化学键为σπ配键(右图)这种σ配键和反馈π键协同作用的结果使得Zeise 盐相当稳定二茂铁的制备方法校多如(1) 碱金属盐法用环戊二烯钠和无水金属卤化物或羰基化合物在THF 中反应FeX 2 2NaC 5H 5 (η5C 5H 5)2Fe 2NaX(2) 胺盐法工业上用铁粉和乙胺盐熔融产生无水FeCl 2然后在碱性试剂有机碱(Et 2NH)存在下与环戊二烯作用制备金属茂Fe 2 Et 2NH ·HCl FeCl 2 H 2 2 Et 2NHC 6H 6, O C C C Pt()C 2H 4间的配键 授予作用 d -p 反馈键 空*轨道充满的轨道 空的价轨道 充满的价d 轨道 MH 2 C C H 2THFFeCl 2 2 C 5H 62Et 2NH (η5C 5H 5)2Fe 2 Et 2NH 2Cl其中有机胺Et 2NH 能移去环戊二烯上的氢和除去反应中生成的HCl 使反应在较低温度下进行本法原料为铁粉价格便宜且胺盐能循环使用(3) 格林试剂法用格林试剂C 5H 5MgBr与FeCl 3作用制备二茂铁其中Fe 3被格氏试剂还原为Fe 2再与C 5H 5MgBr 反应生成了(η5C 5H 5)2FeFeCl 2 2 C 5H 5MgBr (η5C 5H 5)2FeMgBr 2 MgCl 2 (4) 高温直接反应法用环戊二烯和铁在高温下反应也可制得了二茂铁2 C 5H 6 Fe (η5C 5H 5)2Fe H 2(5) 羰合物反应法 Fe 的羰合物与环戊二烯发生配体置换反应也可以生成二茂铁Fe(CO)5 2C 5H 6 (η5C 5H 5)2Fe 5 CO H 2金属茂(η5C 5H 5)2Fe 的定性分子轨道能级图示于左其中每个Cp 环都可以看作是正五角形具有5条π分子轨道他们构成一组强成键一组二重简并的弱成键和另一组二重简并的强反键分子轨道(右图)两个Cp 环共组成10条配体群π轨道分别具有a ﹑e 1﹑和e 2对称性在能级图中左边是配体两个Cp 环的10条π轨道右边是第一系列过渡元素的9条价轨道(3d 4s 4p)中间是两个Cp 环的π轨道和金属价轨道组成的19条分子轨道其中有9条成键和非键分子轨道以及10条反键分子轨道(能量较高的反键轨道在图中未全部画出)图中虚线框里表示的是前线轨道由Cp 的配体群轨道与Fe 原子的价电子轨道按对称性相当原则匹配成的二茂铁的分子轨道示于左下图由图可见配体e 2u 轨道在铁原子中找不到对称性与之相当的原子轨道因而仍保留原来轨道的能级成为非键轨道 根据(η5C 5H 5)2M 的分子轨道能级图配体的a 2u ﹑a 1g ﹑e 2g 虽然与铁原子的相应轨道对称性相当但由于能级差太大也不能成键分别成乙醚苯 573 K N 573 K 键 键 键 σ键d z 2 u uug g g 二茂铁中配体群轨道和与之相匹配的金属原子轨道及其组合由一组Cp 环的P 轨道形成的分子群轨道原Fe Fe金属茂的定性分子轨道能级图为非键轨道只有配体的e 1g 与铁原子的e 1g 轨道不仅对称性相当而且能级也最接近故能形成两个强的π键因此Fe 2的6个价电子和两个Cp 环的12个电子共18个电子(正好符合EAN 规则)分别填入a1g a 2u e 1g e 1u e 2g 和a 1g 9条成键和非键分子轨道中10条反键轨道全空所以二茂铁分子是十分稳定的分子中不存在单电子因而二茂铁具有抗磁性另外由于填充的轨道或者是a 或者是成对的e 1和e 2所以他们是主轴对称的可以推测不存在高的转动势垒所有这些都与实验事实相符11写出下面反应的产物(1) Cr(CO)6丁二烯(2) Mo(CO)6 CH 3CN (3) Co(CO)3(NO) PPh (4) CpCo(CO)2 双烯(5) (η5C 5H 5)Fe(CO)2Cl NaC 5H解(1) Cr(CO)6 Cr(CO)4(C 4H 6) 2CO(2) Mo(CO)6 CH 3CN Mo(CO)5(NCCH 3) CO(3) Co(CO)3(NO) PPh Co(CO)2(NO)(PPh 3) CO(4) CpCo(CO)2 双烯 CpCo(双烯) 2CO(5) (η5C 5H 5)Fe(CO)2Cl NaC 5H (η5C 5H 5)2Fe NaCl 2CO12 试写出(1) 乙烯在有机铝(如Al(C 2H 5)3)钛存在下聚合的催化机理;解第一步反应是Ti(IV)还原为Ti(III)并在TiCl 3晶体中Ti 原子上产生配位空位(该空位也可能被溶剂分子占有):乙烯分子在空位配位且经插入反应形成四中心的过渡态烷基迁移到乙烯上得到一个新的Ti 烷基配合物在Ti 离子重新出现的空位上再被乙烯分子配位接着又进行烷基的迁移如此循环不断最后得到聚乙烯即这一聚合反应的重要特点是由于受到配位在Ti 离子上的R 和Cl 配体空间位阻的影响使得乙烯的配位和烷基的迁移只能以一定的方式进行从而得到立体定向的聚合物(2) Ru 3(CO)12催化水煤气交换反应的机理解Ru 3(CO)12催化水煤气变换的反应为:CO H 2O H 2 CO 2反应中三核钌的原子簇阴离子[Ru 3(CO)11H]是反应中的催化活性体它和CO 及H 2O 反应生成Ru 3(CO)12及H 2其催化循环过程及反应机理示于下:Ru 3(CO)12 OH [Ru 3(CO)11H] CO 2[Ru 3(CO)11H] CO [Ru 3(CO)12H][Ru 3(CO)12H] H 2O Ru 3(CO)12 H 2 OH(其中口表示空位) 31213试说明第二三系列过渡金属元素比第一系列过渡金属元素更容易形成原子簇化合物 解造成这种现象的原因是d 轨道的大小问题由于3d 轨道在空间的伸展范围小于4d 和5d 因而只有第二三过渡系列的元素才更易形成原子簇化物14解释什么是协同成键作用解CO 中C 上的孤电子对5σ填入金属离子的空轨道形成σ配键为了不使中心金属原子上过多负电荷累积中心金属原子可以将自己的d 电子反馈到CO 分子之上形成反馈π键这种成键作用叫协同成键作用生成的键称为σπ配键反馈π键的形成, 使电子从中心金属原子转入CO 的π键(等价于CO 的上述σ配键和反馈π键的形成是同时进行的这种协同作用十分重要因为金属的电子反馈进入CO 的π*轨道,从整体来看, 必然使CO 的电子云密度增大, 从而增加了CO 的路易斯碱度, 即给电子能力, 给电子能力加强, 结果又使σ键加强另一方面, CO 把电子流向金属生成σ键, 则使CO 的电子云密减小, CO 的路易斯酸性增加, 从而加大了CO 接受反馈π电子的能力, 换句话说, σ键的形成加强了π键15 举例说明π酸配位体与π配位体的成键特征和π酸配合物和π配合物的异同下列配位体哪些是π酸配位体哪些是π配位体 CO C 5H 5N2CN PR 3AsR 3C 6H 6C 2H4C 4H 6(丁二烯)bipy phen答π酸配体给出σ电子接受反馈π电子π酸配体配合物是涉及双中心的σπ的协同成键方式而π配体是以π电子去进行σ配位接受反馈π电子π配体配合物是涉及三中心的σπ的协同成键方式π酸配体CO N2CN PR 3AsR3 py bipy phen;π配体C 5H 5C 6H 6C 2H 4C 4H 6py( ) bipy( )phen( ).NN N N N Ru (CO)[Ru 3(CO)11H]3(CO)11H] OH H 2 或 [Ru 3(CO)11(CHO)] Ru 3(CO)12催化水煤气变换的循环过程和反应的机理。
中级无机化学第七章
中级无机化学第七章
7.1.2 冠醚配合物的结构
在金属离子与冠醚形成的配合物的结构特征示于左下图。
典型的配位方式常有以下四种：
1 金属离子的大小正好与冠醚
配体的孔穴相当，这时金属离子刚
好处在配位体的孔穴中心。如K(18
－C－6)(SCN)配合物, K＋离子正
好位于冠醚框
孔的中心，与 处在六边形顶 点的氧原子配 位, 而K＋离子
第七章 冠醚
1 冠醚的命名和结构特征 2 冠醚的配位性能和冠醚配合物的结构 3 影响冠醚配合物稳定性的因素
中级无机化学第七章
7.1 冠醚配合物
尽管碱金属离子都是路易斯酸，但 由于他们的电荷只有＋1，离子半径一 般又较大，所以他们同路易斯碱的给体 原子的电子对之间的总静电吸引力较小 ；此外，碱金属的电负性小，与给体之 间也难以形成强的共价键。所以，一般 说来，碱金属阳离子形成的电子给体／ 受体化合物很少，只有少数被研究，其 中最特征的是冠醚的化合物。
NCS－
K
＋
与SCN－根结
中级合无较机化弱学第。七章
2 金属离子稍大于配位体 的孔穴，这时, 金属离子则 位于配位体的孔穴之外
如 二 苯 并 － 18C － 6 与 RbSCN形成的配合物，由于 Rb＋的直径略大于冠醚的腔 径，所以它位于氧原子所成 平面(孔穴)之外，整个结构 像一把翻转的伞形。
再如, 在K(苯并－15C－5)2＋ 中，由于K＋的直径比配位体的 腔孔大, 使得K＋与两个配位体 形成具有夹心结构的 2 : 1形配 合物, 两个配体的所有10 个氧 原子都参予了配位。
polyethers)。
中级无机化学第七章
根据冠醚的结构，冠醚在水中和在有机溶剂 中的溶解度都不会太大。这是由于冠醚分子的外 层亲脂而内腔亲水的矛盾所造成的。
北京大学中级无机化学答案
无机化学习题参考答案(II) 1.4．解：（1）H2O22C（2）S2O32-3vC（3）N2O (N-N-O方式)vC∞（4）Hg2Cl2hD∞（5）H2C=C=CH22dD（6）UOF4C5v（7）BF4-dT（8）SClF54vC（9）反-Pt(NH3)2Cl22hD（10）PtCl3(C2H4)-2vC1．B(CH3)3和BCl3相比，哪一个的Lewis 酸性强，为什么？一般来说，CH3为推电子基团，Cl 为吸电子基团，因此的Lewis 酸性强。
（BCl3易水解；B(CH3)3不溶于水，在空气中易燃）2．BH3和BF3都可和(CH3)2NPF2生成加合物，在一种加合物中，B原子和N相连，另一种则和P相连，绘出两种结构式，并说明形成两种结构的原因。
(该题可参考史启桢等翻译的"无机化学",作者Shriver等,由高教社出版, 其中关于热力学酸度参数的部分，p.190-191; 或者该书的英文原版第5章的相关内容)3. 无水AlCl3可作为傅-克烷基化反应的催化剂, 而吸水后则失效, 原因何在?配位饱和（6配位），失去Lewis酸性4. 吸水后失效的AlCl3有什么方法可以脱水?因为Al3+是典型的硬酸，与氧的亲合力很强，因此实验室不能在HCl，NH4Cl，SOCl2等气氛下加热脱水。
（只能加强热生成 Al2O3后，用高温下用加C和Cl2用还原氯化法制备，这就不是脱水方法了）。
第二章2.1 解：Ni2+ d8组态Pt2+ d8组态第四周期（分裂能小）第六周期（分裂能大）trans cis 四面体构型平面四方形构型（两种构型）只有一种结构（P代表PPh3）2.2 解（1）MA2B4（2）MA3B3trans cis fac(面式) mer(经式)D 4h C 2v C 3v C 2vμ=0 μ≠0 μ≠0 μ≠0μfac >μmer2.3 Co(en)2Cl 2+D 2hC 2 光活异构体 C 2Co(en)2(NH 3)Cl 2+trans cis Co(en)(NH 3)2Cl 2+trans(1) trans(2) cis 2.4 Co(en)33+Ru(bipy)32+手性分子D 3D 3PtCl(dien)+dien HNCH 2CH 2CH 2NH 2NH 2CH 2基本上为平面分子,无手性2.5 (1) 分别用BaCl 2溶液滴入，有白色沉液出现的为[Co(NH 3)5Br]SO 4，或分别加入AgNO 3溶液，产生浅黄色沉淀的为[Co(NH 3)5SO 4]Br 。
中级无机化学习题答案
中级无机化学习题答案。
子原氧基羟非同相有应断判值aKp据根)1( 答解7为约5加增值aKp-4OP2H 2为约值aKp 子原氧基羟非个一4OP3H 2 。
21为约aKp-24OPH案答考参题习后课章一第碱斯易路是些哪酸斯易路是些哪中物合化列下.1 2lCnS 2)3ON(gH OC 2OC 2lCeB 3HP -4HB2lCnS 2)3ON(gH OC 2OC 2lCeB 酸斯易路答解2lCnS OC 3HP 碱斯易路碱轭共和酸轭共的种物列下出写.2-4OSH IH O2H 2HN 2HN碱轭共酸轭共答解-2HN +4HN 3HN-2HN 3HN -2HN -HO +O3H O2H-I IH -24OS 4OS2H -4OSH。
由理明说并强较性酸个一哪中对各列下.3+3]6)O2H(aG[和+3]6)O2H(lA[ )b( +2]6)O2H(eF[和+3]6)O2H(eF[ )a( 4OlCH和3OlCH )d( 4)HO(eG和4)HO(iS )c( 4OS2H和4OP3H )f( 4OnMH和4OrC2H )e(+2]6)O2H(eF[和+3]6)O2H(eF[ )a( 答解大力能子电引吸高荷电子离心中者前性酸斯易路解离易+H 大力能化极的O对高荷电子离心中者前性酸子质+3]6)O2H(aG[和+3]6)O2H(lA[)b(低量能道轨d 小径半子离心中者前性酸斯易路解离易+H 大力能化极的O对小径半子离心中者前性酸子质4)HO(eG和4)HO(iS )c(低量能道轨d 小径半子离心中者前性酸斯易路解离易+H 大力能化极的O对小径半子离心中者前性酸子质4OS2H和4OP3H )f( 4OnMH和4OrC2H )e( 4OlCH和3OlCH )d( 。
强越性酸多子原氧基羟非者后为均则规gniluaP 用应.4构结的)0.2=aKp(2OP3H 和)08.1=aKp(3OP3H、)21.2=aKp(4OP3H断判)1( 。
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第一章3排除下列各酸在醋酸中的酸强度次序，并指出其中那些是超酸？4指出下列物质在液氨中的酸碱行为？5指出在100%硫酸中的酸碱行为？8方程式10、什么是硬软酸原理？试从化学键角度解释这种现象。
12粗略估计下述各酸的pKa值：第三章26、谱项之间的电子跃迁需遵循什么样的规则？28、说明无水CuSO4、Cu(H2O)62+和Cu(NH3)42+的颜色差异，并指出产生这些差异的原因29、指出Mn(H2O)62+和Fe（H2O）63+的颜色有何特征？说明原因30、MnO4-中Mn为d0组态，为什么他能有很深的颜色？说明颜色来源34、CrO42-离子是d0配合物，但它能呈现颜色，1解释显色原因，2预言他的跃迁能量比Mn4-高还是低？第四章6试解释二茂铁鎓离子是一种强氧化剂；二茂钴在合适的溶剂中是一中强还原剂；二茂镍易跟NO气体反应生成7 CO是一种很不活泼的化合物，试定性解释为什么他能跟过渡态金属原子形成稳定的化合物？跟金属结合的原子为什么是C而不是O？8举例说明什么叫做协同成键作用？16如果钒的羰基化合物符合EAN规则，那么它的最简单化合物的分子式应该是什么？为什么它实际上又是不稳定的？17已知Mn2(CO)10只观测到2044~1980cm-1范围内的伸缩振动带，而Co2(CO)8观察到2071~2022cm-1的振动带以及另外两个1860cm-1和1858cm-1的振动带，试画出Mn2(CO)10和Co2(CO)8的合理的结构式？22试分析对比蔡斯盐中，乙烯与Pt2+的成键方式与金属羰基化合物中CO与金属原子的成键方式的相同与区别点。
23在乙烯中用金属锂处理Co2(CO)8时得到一个化学式为的同的红色晶体，并放出CO,该晶体的红外光谱出现3个不同的羰基伸缩振动吸收峰2080~2000，1850和1600cm-1请据此推出他的最合理的结构式。
第五章5.4 在硼烷结构中，含有哪几种键型？请写出它们的结构简式。
解：第七章 元素与元素性质的周期性【补充习题及答案】1．请写出下列原子的电子构型：Sc 、Fe 、P 、Cs 、Eu 、Pt 、Xe 、Br 、Se 。
1 26 2 2 3 17 2答案：Sc ：[Ar]3d 4s ；Fe ：[Ar]3d4s；P ：[Ne]3s3p ；Cs ：[Xe]6s；Eu ：[Xe]4f6s；Pt ：[Xe]4f 5d 6s ；Xe ：[Kr]4d5s 5p ；Br ：[Ar]3d 4s 4p ；Se ：[Ar]3d4s 4p3 ＋2＋ 3＋ 3 ＋2＋ 4＋ 4＋ 3＋ 2．金属离子Al 、Zn 、Ga 、In 、Be 、Th 、Zr 、Sc 与有机芳香配体所形成的配合物是电致发光材料研究的重要研究对象。
写出这些离子的电子构型。
3＋ 21 2＋2 10 3＋2 1 3＋2 1 2 答案：Al 2：[Ne]3s 3p ；Zn 4 2 2：[Ar]4s3d 4 2 ；Ga 23 ：[Ar]4s 4p ；In 2 1：[Kr]5s5p；Be＋：[He]2s ；Th＋：[Rn]7s 6d ；Zr＋：[Kr]5s 4d ；Sc＋：[Ar]4s 3d 。
3．请指出下列各组中半径最小的原子或离子：14 9 1 10 2 6 10 2 5 102 4（a ）Li 、Na 、K （b ）P 、As 、Bi （c ）O ＋、O 、O －（d ）S 、Cl 、Kr（e ）Pd 、Ni 、Cu答案：（a ）Li原子。
（b ）P原子。
（c ）O ＋离子。
（d ）Cl原子。
（e ）Ni原子。
4．请按原子或离子半径递减的顺序排列下列各组元素。
（a ）Cu 、Cu、Cu ；（b ）Ni、Pd 、Pt；（c ）O 、S3＋ 3＋ 3＋ 3＋ 2－ － ＋2 －、Se 2＋； 3＋（d ）La 、Eu 、Gd ＋、Yb 2 ＋；（e ）Te 、I 、Xe 、Cs 、Ba 、La答案：（a ）Cu > Cu > Cu 。
12 2 2 2 2 2（b ）Pt ＋ > Pd ＋ > Ni 2 ＋。
（c ）Se 2－ 3> S 2－ 3 > O －。
3 3 （d ）La 2 ＋－> Eu －＋ >Gd ＋ > Yb ＋＋。
2＋3 ＋（e ）Te > I > Xe > Cs > Ba > La 。
5．一般而言，周期表中同一族元素从上到下原子半径逐渐增大，而铪的原子半径却比锆的原子半径略小，请解释原因。
答案：铪紧邻镧系元素。
镧系收缩效应使其有效核电荷增至比同族上一周期的锆的有效核电荷还略大，因此原子半径比锆的原子半径还小。
6．指出下列原子的基态具有的未成对电子数：Sc 、Ti 、Al 、Sn 、Re 、Te 、Br 、Au 、Lu 。
答案：Sc ：1；Ti ：2；Al ：1；Sn ：2；Re ：5；Te ：2；Br ：1；Au ：1；Lu ：1。
7．试预测：（a ）114号元素原子的电子排布，并指出它将属于哪个周期、哪个族？可能与哪个已知元素的性质最为相似？（b ）第7周期最后1种元素的原子序数是多少？答案：（a ）电子排布为[Rn] 5f 6d7s 7p ，属于第7周期、14族元素，应该与Pb 的性质最相似。
14102 6（b ）电子排布式为[Rn] 5f 6d 7s 7p ，原子序数为118。
8．请按照第一电离能递增的顺序排列下列几组原子。
（a ）Be 、Mg 、Ca ；（b ）Te 、 I 、Xe ；（c ）Ga 、Ge 、In答案：（a ）Ca < Mg < Be 。
（b ）Te < I < Xe ；22214 10 2 22（c）In < Ga <Ge。
9．不参考有关数据，请你预测下列各组元素的电负性并按递增的顺序排列。
（a）C、N、O （b）S、Se、Cl （c）Si、Ge、Sn （d）Tl、S、Ge 答案：（a）C < N < O；（b）Se < S < Cl；（c）Sn < Ge < Si；（d）Tl≈Ge < S。
10．不参看有关数据，试推测下列每一对原子中哪一个原子具有较高的第一电离能和较大的电负性？（a）19和29号元素；（b）37和55号元素；（c）37和38号元素；解：（a）29号元素。
（b）37号元素。
（c）38号元素。
12．查阅化学物理手册，找出相关数据，指出第1、2、11、12、15、16族和18族元素以下性质的周期性变化趋势：（a）熔点；（b）沸点；（c）氧化物的化学式；（d）氧化物颜色的变化答案：（a）熔点（℃）的周期性变化趋势第1族：Li Na K Rb Cs逐渐降低第2族：Be Mg Ca Sr Ba逐渐降低，但Mg不符合规律第11族：Cu Ag Au 无明显规律第12族：Zn Cd Hg 逐渐降低第15族：N P As Sb Bi 无明显规律第16族：O S Se Te Po 逐渐升高，但Po降低第18族：He Ne Ar Kr Xe 逐渐升高3仅供学习与参考（b）沸点（℃）的周期变化趋势——沸点变化的趋势和熔点变化的趋势相似第1族：Li Na K Rb Cs 逐渐降低第2族：Be Mg Ca Sr Ba 无明显规律第11族：Cu Ag Au 无明显规律第12族：Zn Cd Hg 逐渐降低第15族：N P As Sb Bi 无明显规律第16族：O S Se Te Po 逐渐升高，但Po降低第18族：He Ne Ar Kr Xe 逐渐升高（c）重要氧化物的化学式及其颜色——同族元素氧化物的化学式大致相似第1族：通式M2O，另外Na还有Na2O2，K还有KO2。
第2族：通式MO，Ba有BaO和BaO2两种第11族：Cu：CuO；Ag：Ag2O；Au：Au2O3第12族：通式MO第15族：N：N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5；P~Bi：M2O3第16族：O：O3；S：SO2、SO3；Se：SeO2、SeO3；Te：TeO2；Po：PoO2第18族：He、Ne、Ar、Kr均无氧化物，Xe：XeO3、XeO4（d）氧化物的颜色——同族元素从上到下氧化物的颜色逐渐加深第1族：LiO：白色；Na2O：银白色；K2O：灰白色；Rb2O：黄褐色；Cs2O：黄橙色Na2O2：淡黄色；KO2：橙黄色第2族：BeO、MgO：白色；CaO：灰白色；SrO：白色；BaO：黄白色，BaO2：白色第11族：CuO：黑色；Ag2O：棕黑色；Au2O3：棕色第12族：Zn：白色；Cd：棕色；Hg：红色4仅供学习与参考第15族：N：N2O、NO：无色，NO2：红褐色，N2O3：蓝色，N2O4、N2O5无色；P2O3~Sb2O3：白色；Bi2O3：黄色第16族：O3：蓝色；SO2、SO3：无色；SeO2：白色；TeO2：白色；PoO2：黄色第18族：Xe：XeO3：白色，XeO4：黄色仅供学习与参考学习资料仅供学习与参考。