无机化学 第11章固体结构习题全解答-07-12-19

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大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)(课后习题详解固体结构)

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⼤连理⼯⼤学⽆机化学教研室《⽆机化学》(第5版)(课后习题详解固体结构)10.2 课后习题详解1. 填充下表:解:根据已知条件可得表10.1:表 10.12.根据晶胞参数,判断下列物质各属于何种晶系?解:根据已知条件可得表10.2:表 10.23. 根据离⼦半径⽐推测下列物质的晶体各属何种类型。

解:上述物质都为AB 型离⼦键化合物,在不考虑离⼦极化的前提下,晶体的离⼦半径⽐与晶体构型的关系为:+-r r 当=0.225~0.414时,晶体为ZnS 型;+-r r =0.414~0.732时,晶体为NaCl 型;+-r r =0.732~1.000时,晶体为CsCl型。

+-r r4. 利⽤Born-Haber 循环计算NaCl 的晶格能。

解:设计循环如下:5. 试通过Born-Haber 循环,计算MgCl 2晶格能,并⽤公式计算出晶格能,再确定两者符合程度如何(已知镁的I 2为1457 kJ?mol -1)。

解:设计的循环如下:则通过Born-Haber 循环,计算MgCl 2晶格能为:⽤公式计算出晶格能为:通过⽐较两种⽅法计算出的晶格能⼤⼩,可见⽤两种⽅法计算的结构基本相符。

6. KF 晶体属于NaCl 构型,试利⽤公式计算KF 晶体的晶格能。

已知从Born-Haber 循环求得的晶格能为802.5 kJ?mol -1。

⽐较实验值和理论值的符合程度如何。

解:根据题意可知,晶体属于构型,即离⼦晶体构型,故查表可知KF NaCl 。

1.748A =⼜因为,,所以1(79)82n =+=0()()133136269R r K r F pm pm pm +-=+=+=与Born-Haber 循环所得结果相⽐,误差为7. 下列物质中,何者熔点最低?解:⼀般情况下,离⼦晶体的晶格能越⼤,则其熔点越⾼。

影响晶格能的因素很多,主要是离⼦的半径和电荷。

电荷数越⼤,离⼦半径越⼩,其晶格能就越⼤,熔点越⾼。

所以的熔点最低。

无机化学课后习题参考答案大全【优秀】

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无机化学课后习题参考答案大全【优秀】(文档可以直接使用,也可根据实际需要修订后使用,可编辑推荐下载)无机化学课后习题参考答案大全第一章原子结构与元素周期系 (1)第二章分子结构 (4)第三章晶体结构 (6)第4章酸碱平衡 (9)第五章化学热力学基础 (15)第六章化学平衡常数 (16)第七章化学动力学基础 (23)第八章水溶液 (29)第9章配合物 (32)第十章沉淀平衡 (34)第11章电化学基础 (39)第12章配位平衡 (43)第13章卤素 (44)第14章氧族元素 (46)第15章氮磷砷 (48)第16章碳硅硼 (51)第17章S区金属(碱金属与碱土金属) (55)第18章过渡元素(一) (58)第18章过渡元素(二) (63)第19章镧系与锕系金属 (66)第一章原子结构与元素周期系1-1:区分下列概念(1) 质量数和相对原子质量(2) 连续光谱和线状光谱(3) 定态、基态和激发态(4) 顺磁性和逆磁性(5) 波长、波数和频率(6) 经典力学轨道和波动力学轨道(7) 电子的粒性与波性(8) 核电荷和有效核电荷答:(1) 质量数:指同位数原子核中质子数和中子数之和, 是接近同位素量的整数。

相对原子质量:符号为Ar,被定义为元素的平均原子质量与核素12C 原子质量的1/12 之比,代替“原子量”概念(后者已被废弃);量纲为1(注意相对概念)。

(2) 连续光谱: 波长连续分布的光谱。

炽热的固体、液体或高压气体往往发射连续光谱。

电子和离子复合时,以及高速带电离子在加速场中运动时亦能发射这种光谱。

线状光谱:彼此分立、波长恒定的谱线。

原子受激发(高温、电孤等)时,电子由低能级轨道跃迁到高能级轨道,回到低能级时产生发射光谱(不同原子具有各自特征波长的谱线)。

(3) 定态是由固定轨道延伸出来的一个概念。

电子只能沿若干条固定轨道运动,意味着原子只能处于与那些轨道对应的能态,所有这些允许能态统称为定态。

主量子数为1 的定态叫基态,其余的定态都是激发态。

无机化学习题解答讲解

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《无机化学》习题解答第一章 溶液和胶体1. 求0.01㎏NaOH 、0.10㎏(2Ca 2+)、0.10㎏(21Na 2CO 3)的物质的量。

解:M (NaOH )= 40g·mol -1 M (2Ca 2+)= 80g·mol -1 M (21Na 2CO 3)= 53g·mol -1 它们的物质的量分别为()(NaOH)0.011000(NaOH) 0.25mol (NaOH)40m n M ⨯===()2+2+2+(2Ca )0.101000(2Ca ) 1.25mol (2Ca )80m n M ⨯=== ()2323231( Na CO )10.1010002( Na CO ) 1.89mol 1253( Na CO )2m n M ⨯===2. 将质量均为5.0g 的NaOH 和CaCl 2分别溶于水,配成500mL 溶液,试求两溶液的ρ(NaOH)、c (NaOH)、ρ(21CaCl 2)和c (21CaCl 2)。

解:M (NaOH )= 40g·mol -1 M (21CaCl 2)= 55.5g·mol -1()-1(NaOH) 5.0(NaOH)10.0g L 0.5m V ρ===⋅()-1(NaOH)10.0(NaOH)0.25mol L (NaOH)40c M ρ===⋅ ()2-121(CaCl )1 5.02(CaCl )10.0g L 20.5m V ρ===⋅ ()2-1221(CaCl )110.02(CaCl )0.18mol L 1255.5(CaCl )2c M ρ===⋅3. 溶液中KI 与KMnO 4反应,假如最终有0.508gI 2析出,以(KI +51KMnO 4)为基本单元,所消耗的反应物的物质的量是多少?解:题中的反应方程式为10KI + 2KMnO 4 +8H 2SO 4 = 5I 2 + 2MnSO 4 + 6K 2SO 4 + 8H 2O将上述反应方程式按题意变换为KI +51KMnO 4 +54H 2SO 4 =21I 2 +51MnSO 4 +53K 2SO 4 +54H 2O1mol 21moln (KI +51KMnO 4)mol 0.508254mol则所消耗的反应物的物质的量为n (KI +51KMnO 4)= 2×0.508254= 0.004(mol )4. 静脉注射用KCl 溶液的极限质量浓度为2.7g·L -1,如果在250 mL 葡萄糖溶液中加入1安瓿(10 mL)100 g·L -1KCl 溶液,所得混合溶液中KCl 的质量浓度是否超过了极限值?解:混合溶液中KCl 的质量浓度()-1(KCl)1000.010(KCl) 3.85g L 0.2500.010m V ρ⨯===⋅+ 所得混合溶液中KCl 的质量浓度超过了极限值。

大学无机化学第十一章试题及答案资料讲解

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⼤学⽆机化学第⼗⼀章试题及答案资料讲解⼤学⽆机化学第⼗⼀章试题及答案第⼗⼀⼆章碱⾦属和碱⼟⾦属总体⽬标:1.掌握碱⾦属、碱⼟⾦属单质的性质,了解其性质、存在、制备及⽤途之间的关系2.掌握碱⾦属、碱⼟⾦属氧化物的类型及重要氧化物的性质及⽤途3.掌握碱⾦属、碱⼟⾦属氢氧化物溶解性和碱性的变化规律4.掌握碱⾦属、碱⼟⾦属盐类的性质;认识锂和镁的相似性各节⽬标:第⼀节⾦属单质1.了解碱⾦属和碱⼟⾦属单质的物理性质,包括颜⾊、状态、熔点、沸点、硬度、密度、导电性2.掌握碱⾦属和碱⼟⾦属单质的化学性质,主要包括:①与⽔的反应②与⾮⾦属的反应(O2、Cl2、N2、H2等等)③与液氨的反应④与其他物质反应3.了解碱⾦属和碱⼟⾦属的存在、熔盐电解法和热还原法制备⽅法及⽤途第⼆节含氧化合物1.掌握碱⾦属、碱⼟⾦属氧化物的类型,包括普通氧化物、过氧化物、超氧化物和臭氧化物及⼀些重要氧化物的性质和⽤途2.掌握碱⾦属、碱⼟⾦属氢氧化物在同族从上到下溶解性增⼤及随离⼦半径的增⼤碱性增强的变化规律第三节盐类1.掌握碱⾦属、碱⼟⾦属重要盐类的热稳定性和溶解性的变化规律及⽤途2.认识锂和镁的相似性,掌握它们的特性Ⅱ习题⼀选择题⒈下列氮化物中最稳定的是() (吉林⼤学《⽆机化学例题与习题》)A. Li3NB. Na3NC. K3ND. Ba3N2⒉已知⼀碱⾦属含氧化合物,遇⽔、遇CO 2均可放出氧⽓,在过量氧⽓中加此碱⾦属,可直接⽣成该含氧化合物,此氧化物之阴离⼦具有抗磁性,此物质为()A.正常氧化物B.过氧化物C.超氧化物D.臭氧化物⒊超氧离⼦-2O ,过氧离⼦-22O 与氧分⼦O 2相⽐较,稳定性低的原因是()A. -2O 、-22O 反键轨道上的电⼦⽐O 2的少,从⽽它们的键级⼩B. -2O 、-22O 反键轨道上的电⼦⽐O 2的少,从⽽它们的键级⼤C. -2O 、-22O 反键轨道上的电⼦⽐O 2的多,从⽽它们的键级⼩D. -2O 、-22O 反键轨道上的电⼦⽐O 2的多,从⽽它们的键级⼤⒋电解熔融盐制⾦属钠所⽤的原料是氯化钠和氯化钙的混合物,在电解过程中阴极析出的是钠⽽不是钙,这是因为()A.)/()/(200Ca Ca Na Na ++>??,钠应先析出B.还原⼀个钙离⼦需要2个电⼦,⽽还原⼀个钠离⼦只需⼀个电⼦,C.在⾼温熔融条件下,⾦属钠的析出电位⽐⾦属钙低D.析出钙的耗电量⼤于析出钠的耗电量⒌已知)/()/(00Na Na Li Li ++>??,这是由于()A.锂的电离能⼤于钾、钠B.锂与⽔的反应速度较钾、钠与⽔的更为强烈C.锂与⽔的反应速度较钾、钠与⽔的更为缓慢D.Li 的⽔化能⼤于Na +和K +的⽔化能⒍碱⾦属氢氧化物的溶解度较碱⼟⾦属氢氧化物为⼤,这是由于()A.它们的氢氧化物碱性强B.它们的氢氧化物电离度⼤C.碱⾦属离⼦的离⼦势⼤D.碱⾦属离⼦的电离势⼩⒎锂和镁性质上的相似性是由于()A.锂、镁的离⼦极化能⼒相似B.锂、镁的离⼦变形性相似C.两者离⼦均为8电⼦层构型D.两者离⼦半径相近、离⼦电荷相同⒏下列硫酸盐中热稳定性最⾼者是()A. Fe2(SO4)3B. K2SO4C. BeSO4D. MgSO4⒐⽤⾦属钠在⾼温下能把KCl中的K还原出来,原因是()A.⾦属钠⽐⾦属钾更活泼B.在⾼温下,⾦属钾⽐⾦属钠更易挥发,可以使反应△rS0增⼤C.NaCl的晶格能⾼于KCl、NaCl更稳定D.⾼温下,KCl可分解成单质⾦属钾和氯⽓,氯⽓和⾦属钠⽣成氯化钠⒑下列⾦属元素中形成化合物时共价倾向较⼤的是()A.NaB.LiC.CaD.BeO的键级为()⒒超氧离⼦2A. 2B. 5/2C. 3/2D. 1⒓除锂盐外,碱⾦属可形成⼀系列复盐,⼀般的讲复盐的溶解度()A.⽐相应的简单碱⾦属盐为⼤B.⽐相应的简单碱⾦属盐为⼩C.与相应的简单碱⾦属盐溶解度相差不⼤D.与相应的简单碱⾦属盐溶解度相⽐较,⽆规律性⒔下列化合物中熔点最⾼的是()A. MgOB. CaOC. SrOD. BaO⒕180C时Mg(OH)2的溶度积是1.2×10-11,在该温度时,Mg(OH)2饱和溶液的pH值为A. 10.2B. 7C. 5D. 3.2⒖碱⼟⾦属氢氧化物溶解度⼤⼩顺序是()A.Be(OH)2>Mg(OH)2>Ca(OH)2>Sr(OH)2>Ba(OH)2B.Be(OH)2C.Mg(OH)2D.Be(OH)2⒗Ca2+、Sr2+、Ba2+的铬酸盐溶解度⼤⼩顺序是()A. CaCrO4B. CaCrO4C. CaCrO4>SrCrO4>BaCrO4D. BaCrO4⒘由MgCl2.6H2O制备⽆⽔MgCl2可采⽤的⽅法是()A.加热脱⽔B.⽤CaCl2脱⽔C.⽤浓H2SO4脱⽔D.在HCl⽓流中加热脱⽔⒙Ca2+、Sr2+、Ba2+的草酸盐在⽔中的溶解度与铬酸盐相⽐()A.前者逐渐增⼤,后者逐渐降低B.前者逐渐降低,后者逐渐增⼤C.⽆⼀定顺序,两者溶解度很⼤D.两者递变顺序相同⒚卤化铍具有较明显的共价性,是因为()A.Be2+带有2个单位正电荷B.Be2+的半径⼩,离⼦势⼤,极化能⼒强C.Be2+次外层只有2个电⼦D.卤离⼦变形性⼤⒛Ba2+的焰⾊反应为()A.黄绿⾊B.紫⾊C.红⾊D.黄⾊21.下列氧化物中,最稳定的是() (吉林⼤学《⽆机化学例题与习题》) A.Li+ B.Na+ C.K+ D.Mg2+22.下列化合物中,溶解度最⼩的是() (吉林⼤学《⽆机化学例题与习题》) A.NaHCO3 B.Na2CO3 C.Ca(HCO3)2 D. CaCl223.下列碳酸盐中,热稳定性最差的是() (吉林⼤学《⽆机化学例题与习题》)A.BaCO3B.CaCO3C.K2CO3D.Na2CO3⼆填空题⒈⾦属锂应保存在中,⾦属钠和钾应保存在中。

《无机化学》习题解析和答案

《无机化学》习题解析和答案

1、教材《无机化学》北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室编,高等教育出版社,2002年8月第4版。

2、参考书《无机化学》北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室编,高等教育出版社,1992年5月第3版。

《无机化学》邵学俊等编,武汉大学出版社,2003年4月第2版。

《无机化学》武汉大学、吉林大学等校编,高等教育出版社,1994年4月第3版。

《无机化学例题与习题》徐家宁等编,高等教育出版社,2000年7月第1版。

《无机化学习题精解》竺际舜主编,科学出版社,2001年9月第1版《无机化学》电子教案绪论(2学时)第一章原子结构和元素周期系(8学时)第二章分子结构(8学时)第三章晶体结构(4学时)第四章配合物(4学时)第五章化学热力学基础(8学时)第六章化学平衡常数(4学时)第七章化学动力学基础(6学时)第八章水溶液(4学时)第九章酸碱平衡(6学时)第十章沉淀溶解平衡(4学时)第十一章电化学基础(8学时)第十二章配位平衡(4学时)第十三章氢和稀有气体(2学时)第十四章卤素(6学时)第十五章氧族元素(5学时)第十六章氮、磷、砷(5学时)第十七章碳、硅、硼(6学时)第十八章非金属元素小结(4学时)第十九章金属通论(2学时)第二十章s区元素(4学时)第二十一章p区金属(4学时)第二十二章ds区元素(6学时)第二十三章d区元素(一)第四周期d区元素(6学时)第二十四章d区元素(二)第五、六周期d区金属(4学时)第二十五章核化学(2学时)1 .化学的研究对象什么是化学?●化学是研究物质的组成、结构、性质与变化的一门自然科学。

(太宽泛)●化学研究的是化学物质(chemicals) 。

●化学研究分子的组成、结构、性质与变化。

●化学是研究分子层次以及以超分子为代表的分子以上层次的化学物质的组成、结构、性质和变化的科学。

●化学是一门研究分子和超分子层次的化学物种的组成、结构、性质和变化的自然科学。

无机化学课后习题及答案

无机化学课后习题及答案

北师大版本无机化学课后习题与答案北师大版本第一章物质的结构 (2)第二章分子结构 (11)第三章晶体结构 (17)第4章酸碱平衡 (22)第五章化学热力学基础 (32)第六章化学平衡常数 (49)第七章化学动力学基础 (57)第八章水溶液 (71)第9章配合物 (75)第十章沉淀平衡 (78)第十一至三十章元素化学 (85)第一章物质的结构1-1 在自然界中氢有三种同位素,氧也有三种同位素,问:总共有种含不同核素的水分子?由于3H太少,可以忽略不计,问:不计3H时天然水中共有多少种同位素异构水分子?1-2 天然氟是单核素(19F)元素,而天然碳有两种稳定同位素(12C和13C),在质谱仪中,每一质量数的微粒出现一个峰,氢预言在质谱仪中能出现几个相应于CF4+的峰?1-3 用质谱仪测得溴得两种天然同位素的相对原子质量和同位素丰度分别为79Br 789183占50。

54%,81Br 80。

9163占49。

46%,求溴的相对原子质量(原子量)。

1-4 铊的天然同位素203Tl和205Tl的核素质量分别为202。

97u和204。

97u,已知铊的相对原子质量(原子量)为204。

39,求铊的同位素丰度。

1-5 等质量的银制成氯化银和碘化银,测得质量比m(AgCl):m(AgBr)=1。

63810:1,又测得银和氯得相对原子质量(原子量)分别为107。

868和35。

453,求碘得相对原子质量(原子量)。

1-6 表1-1中贝采里乌斯1826年测得的铂原子量与现代测定的铂的相对原子质量(原子量)相比,有多大差别?1-7 设全球有50亿人,设每人每秒数2个金原子,需要多少年全球的人才能数完1mol金原子(1年按365天计)?1-8 试讨论,为什么有的元素的相对质量(原子量)的有效数字的位数多达9位,而有的元素的相对原子质量(原子量)的有效数字却少至3~4位?1-9 太阳系,例如地球,存在周期表所有稳定元素,而太阳却只开始发生氢燃烧,该核反应的产物只有氢,应怎样理解这个事实?1-10 中国古代哲学家认为,宇宙万物起源于一种叫“元气”的物质,“元气生阴阳,阴阳生万物”,请对比元素诞生说与这种古代哲学。

高等教育出版社 无机化学 第十一章 课后习题答案

高等教育出版社 无机化学 第十一章 课后习题答案
解lg K = = =
x == 0.786V
== 0.786V
18.粗铜片中常含杂质Zn,Pb,Fe,Ag等,将粗铜作阳极,纯铜作阴极,进行电解炼,可以得到纯度为99.99%的铜,试用电极电势说明这四种杂质是怎样和铜分离的。

电极电势比较大,△rG 则比较小,所以进行的彻底。
19.在含有CdSO4溶液的电解池的两个极上加外电压,并测得相应的电流。所得数据如下:
E/V
0.5 1.0 1.8 2.02.2 2.4 2.6 3.0
I/A
0.002 0.0004 0.007 0.008 0.028 0.069 0.110 0.192
试在坐标纸上作图,并求出分解电压。

得出E=3.0V
20.在一铜电解试验中,所给电流强度为5000A,电流效率为94.5%,问经过3h(小时)后,能得电解铜多少kg(千克)?
16.对于298K时Sn2+和Pb2+与其粉末金属平衡的溶液,在低离子强度的溶液中[Sn2+]/ [Pb2+]=2.98,已知 = -0.126V, 。
解Sn + Pb2+ Sn2++ Pb
K =[Sn2+]/ [Pb2+]=2.98
lg K = = =
x ==—0.14V
==—0.14V。
17.在298K时反应Fe3++ Ag Fe2++ Ag+的平衡常数为0.531。已知 = +0.770V,计算 。

3.现有下列物质:KMnO4, K2Cr2O7, CuCl2, FeCl2, I2, Br2, Cl2, F2在一定条件下它们都能作为氧化剂,试根据电极电势表,把这些物质按氧化本领的大小排列成顺序,并写出它们在酸性介质中的还原产物。

无机化学 第11章 答案

无机化学 第11章 答案

11-10 与二氧化锰反应制氯气,盐酸的最低浓度? 与二氧化锰反应制氯气,盐酸的最低浓度?
MnO2+ 4 HCl = MnCl2 + Cl2 + 2 H2O 正向进行 必须 E= ϕ(MnO2 /Mn2+) - ϕ(Cl2 /Cl-) > 0 HCl , [H+]= [Cl-] = x mol•L-1 设: [Mn2+ ]= 1mol•L-1 , p(Cl2)=p° ° ϕ(MnO2 /Mn2+ ) =ϕ°+ 0.0592/2 lg[H+]4 ϕ ϕ(Cl2 /Cl- ) = ϕ°+ 0.0592/2 lg[Cl-]-2 x = 5.42 mol•L-1
E θ = 0.33
11-5 写电池反应,电池符号。 写电池反应,电池符号。 (1) Fe2+ = Fe3+ + e- I2+ 2e- = 2 I -
ϕ θ = 0.77
正极反应
ϕ θ = 0.535
负极反应
电池反应: 电池反应:2 Fe3+ + 2 I - = 2 Fe2+ + I2
电池符号: 电池符号: (-) Pt, I2|I -(c)|| Fe2+ (c),Fe2+ (c),| Pt (+) - E θ = 0.235
(5) O2+2H2O+ 4e- = 4 OH- ϕ θ = 0.401 正极反应 2H2O+ 2e- =H2 +2 OH- ϕ θ = - 0.8288 负极反应 电池反应: 电池反应: O2 + 2H2 = 2H2O 电池符号: 电池符号: (-) Pt, H2|OH-(c)|| OH-(c),| O2 , Pt (+) - E θ = 1.230
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第11章固体结构1、指出下列物质哪些是金属晶体?哪些是离子晶体?哪些是共价键晶体(又称原子晶体)?哪些是分子晶体?Au (s) AlF3 (s) Ag (s) B2O3 (s) BCl3 (s) CaCl2 (s)H2O (s) BN (s) C (石墨) H2C2O4 (s) Fe (s) SiC (s)CuC2O4 (s) KNO3 (s) Al (s) Si (s)解:金属晶体:Au(s) Ag(s) Fe(s) Al(s)离子晶体:AlF3(s) CaCl 2(s) CuC2O4(s) KNO3(s)共价键晶体:BN(s) C(石墨) SiC(s) Si(s)分子晶体:B2O3(s) BCl3(s) H2O(s) H2C2O4(s)2、大多数晶态物质都存在同质多晶现象。

即在不同的热力学条件(温度、压力等)下,由于晶体内部粒子(原子、离子或分子)的热运动,它们在三维空间的排列方式将会发生一些变化。

例如:α-Fe(体心立方) 906℃γ-Fe (面心立方)α-CsCl (简单立方)445℃β-CsCl (面心立方,NaCl型结构)α-NH4Cl (简单立方) 184℃β-NH4Cl (面心立方,NaCl型结构)试问,同一种物质的不同类型的晶体,它们的晶面角是否相同或者守恒?晶面角守恒的本质原因是什么?解:根据晶面角守恒定律,同一种晶体晶面大小和形状会随外界的条件不同而变化,但同一种晶体的相应晶面(或晶棱)间的夹角却不受外界条件的影响,它们保持恒定不变的值。

晶面角守恒决定于晶体内部的周期性结构。

解:I2,正交晶系;H2C2O4,单斜晶系;NaCl,立方晶系;β-TiCl3,正交晶系;α-As,三方晶系;Sn(白锡),四方晶系;CuSO4.5H2O,三斜晶系。

4、试画出金属Na和Mg单质的分子轨道能级图,并据此解释其导电性。

解:根据金属能带理论,金属Na和Mg基态时的电子填充情况如下图所示:Na的3s能带半充满,在电场的作用下其电子获得能量可借助空轨道发生定向移动,所以能够导电。

Mg的3p空带中没有电子,3s能带全充满,似乎不具有导电性,但Mg原子的3s 轨道与3p轨道的能级差很小,导致金属Mg的3s能带与3p能带部分重叠,3s满带中的电子在电场的作用下可借助3p能带中的空轨道发生定向移动,因此金属Mg也可以导电。

5、试画出等径圆球密堆积模型中的二维密置层,以及二维密置层叠加形成的四面体空隙和八面体空隙,并计算四面体空隙和八面体空隙可容纳的圆球半径(既原子半径)的大小。

它们对解释合金和离子晶体的结构是非常重要的。

解:半径为正四面体的中心到每个面的距离,根根据立体几何知识计算可得:-r=0.225r,2(2)图中等径圆球所组成的八面体为正八面体,每条边长为2r,八面体的中截面为正方形,边长为2r,此正方形中心到正方形顶点的距离为等径圆球的半径与八面体可容纳圆球的半径之和,所以有:-=0.414r。

6、判断下列各组化合物中哪一化合物的化学键具有更强的极性?(1)H2O ,H2S (2)CCl4,SiCl4(3)NH3,PCl3(4)Na2O ,Ag2O(5)ZnO ,ZnS (6)AlCl3,BF3解:可根据电负性差值判断题中各组化合物化学键的极性,电负性差值越大,则化学键极性越大。

所以有:(1) H2O Δχ=3.44-2.18=1.26H2S Δχ=2.58-2.18=0.40则化学键的极性为H2O>H2S(2) CCl4 Δχ=3.16-2.55=0.61SiCl4 Δχ=3.16-1.90=1.26则化学键的极性为SiCl4>CCl4(3) NH3 Δχ=3.04-2.18=0.86PCl3 Δχ=2.19-2.18=0.01则化学键的极性为NH3>PCl3(4)Na2O Δχ=3.44-093=2.51Ag2O Δχ=3.44-1.93=1.51则化学键的极性为Na2O>Ag2O(5)ZnO Δχ= 3.44-1.65=1.79ZnS Δχ=3.44-2.58=0.86则化学键的极性为ZnO>ZnS(6) AlCl3Δχ=3.16-1.61=1.55BF3 Δχ=3.98-2.04=1.94则化学键的极性为BF3>AlCl37、通过下列各AB型二元化合物中正、负离子的半径比的计算,推断其晶体的结构类型(NH4+、Cd2+、Tl+的鲍林离子半径分别为151pm、97pm、140pm):(1) NaF KF RbF CsF KCl RbCl(2) CsBr CsI RbCl TlCl TlBr NH4Cl(3) CuBr CdS MnS BN AlAs AlP解:根据离子晶体的半径比规则有:(1) NaF()950.70()136r N ar F+-==在0.414~0.732之间晶体结构为NaCl型KF()1330.98()136r Kr F+-==在0.732~1.00之间晶体结构为CsCl型RbF()1481.09()136r R br F+-==实际晶体结构为NaCl型CsF()1691.24()136r C sr F+-==实际晶体结构为NaCl型KCl()1330.73()181r Kr C l+-==在0.414~0.732之间晶体结构为NaCl型RbCl()1490.82()181r Rbr C l+-==在0.732~1.00之间晶体结构为CsCl型(2) CsBr()1690.87()195r C s r B r +-== 在0.732~1.00之间 晶体结构为CsCl 型 CsI()1690.78()216r C s r I +-== 在0.732~1.00之间 晶体结构为CsCl 型RbCl ()1480.82()181r Rb r C l +-== 在0.732~1.00之间 晶体结构为CsCl 型TlCl ()1400.77()181r Tl r C l +-== 在0.732~1.00之间 晶体结构为CsCl 型TlBr ()1400.71()195r Tl r Br +-== 在0.414~0.732之间 晶体结构为NaCl 型NH 4Cl4()1510.83()181r N H r C l +-== 在0.414~0.732之间 晶体结构为NaCl 型(3) CuBr ()960.49()195r C u r Br +-== 在0.414~0.732之间 晶体结构为NaCl 型CdS22()970.53()184r C d r S+-== 在0.414~0.732之间 晶体结构为NaCl 型MnS 22()800.43()184r M n r S+-== 在0.414~0.732之间 晶体结构为NaCl 型BN33()200.12()171r B r N+-== 实际为原子晶体,其结构为与石墨结构相似的层状结构AlAs33()500.225()222r Al r As+-== 在0.225~0.414之间 晶体结构为 ZnS 型AlP33()500.24()212r Al r P+-== 在0.225~0.414之间 晶体结构为ZnS8、写出下列各组离子的电子排布式,并指出它们的外层电子属哪种构型 [ 2e -、8e -、18e -、(18+2)e -、(9~17)e -],判断各组极化力的大小:(1) Na + , Ca 2+ (2) Pb 2+ , Bi 3+ (3) Ag + , Hg 2+ (4) Ni 2+ , Fe 3+ (5) Li + , Be 2+解:(1)Na+ :1s22s22p6属8e-构型Ca2+:1s22s22p63s23p6 属8e-构型离子的电子构型相同,但由于Ca2+离子的电荷相对较高,所以极化力Ca2+>Na+(2) Pb2+:1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s2 属(18+2)e-构型Bi3+:1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s2 属(18+2)e-构型离子的电子构型相同,由于Bi3+的电荷高,所以极化力Bi3+>Pb2+(3)Ag+ :1s22s22p63s23p63d104s24p64d10 属18e-构型Hg2+: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d10 属18e-构型离子的电子构型相同,由于Hg2+的电荷高,所以极化力Hg2+>Ag+(4)Ni2+:1s22s22p63s23p63d8 属(9~17)e-构型Fe3+:1s22s22p63s23p63d5 属(9~17)e-构型离子的电子构型相同,由于Fe3+的电荷高,所以极化力Fe3+>Ni2+(5)Li+:1s2 属2e-构型Be2+:1s2 属2e-构型离子的电子构型相同,由于Be2+的电荷高,所以极化力Be2+>Li+9、离子的极化不仅可以使离子晶体中的共价键成分增多,而且键长缩短,晶体结构发生变化,并影响到晶体的颜色、溶解性、熔点、沸点和导电性等。

下表列出了一些AB型二元晶体的实际晶型,试根据阴、阳离子的半径比预测其理论晶型,并用离子极化理论解释两者的差别:解:CuBr()960.49()195r C ur Br+-==预测的理论晶型为NaCl型CuI()960.44()216r C ur I+-==预测的理论晶型为NaCl型AgCl()1260.69()181r Agr C l+-==预测的理论晶型为NaCl型AgBr()1260.65()195r Agr Br+-==预测的理论晶型为NaCl型AgI()1260.58()216r A gr I+-==预测的理论晶型为NaCl型CdS22()970.53()184r C dr S+-==预测的理论晶型为NaCl型Cu+、Ag+、Cd2+ 3种离子都为18e-电子构型,离子的极化力强,与半径大、所带负电荷多的阴离子结合,其离子间的共价键成分增加,离子间距缩短,化学键表现出一定的方向性,晶体的构型向阳离子配位数较小的方向转变。

因此理论上CuBr、CuI、AgI、CdS为NaCl 型,但实际上却是四配位的ZnS型,且化合物的颜色一般也因离子极化而加深。

10、根据离子极化理论解释下列两组化合物的溶解度大小变化:(1) CuCl>CuBr>CuI;(2) AgF>AgCl>AgBr>AgI解:(1)在CuCl、CuBr、CuI 3种化合物中,Cu+离子的电子构型为18e-电子构型,极化能力强,随着阴离子的半径增大,阳离子对阴离子的极化作用增加,电子云重叠程度增大,化学键的共价成分增加,因此晶体在水中的溶解度相应降低。

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