第七章习题答案

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第七章习题

第七章

1．计算氢原子核外电子从第三能级跃迁到第二能级时产生的谱线H?的波长与频率。解： ? = RH??1?n2?1?? 1n2 2?= 3.289 ? 1015??1?1??1

??2232?s??= 4.57?1014s?1

??c?

2.998?108m?s?1=

4.57?1014s?1

= 656?10?9m

= 656nm

2．计算基态氢原子的电离能为多少？解： I = ?E = h?

= 6.626?10?34 J?s?3.289?1015s?1(1/12 ?1/?) =2.179?10?18J

3．下列各组量子数哪些是不合理的？为什么？

n l m (1) 2 1 0

(2)

(3) 2 3 +2

解：(1)合理；(2) l取值不合理，应小于n；

(3) l、m取值不合理，l应小于n，m取值为0, ?1, ?2,? ? l； 4．用合理的量子数表示： (1)3d能级； (2)4s1电子

解：(1)3d能级： n=3，l=2；(2)4s1电子：n=4，l=0，m = 0；

5．分别写出下列元素基态原子的电子分布式，并分别指出各元素在周期表中的位置。9F

10Ne

25Mn

29Cu

24Cr

55Cs

71Lu

解：

1s22s22p5

第二周期VIIA族 10Ne [He]2s22p6 第二周期VIIIA族 525Mn

[Ar]3d4s2

第四周期VIIB族

29Cu

[Ar]3d104s1

第四周期I B族 5

24Cr [Ar]3d

4s1

第四周期VI B族 155Cs [Xe]6s 第六周期I A族 145d16s2

71Lu [Xe]4f 第六周期IIIB族

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6．以(1)为例，完成下列(2)?(4)题。

(1)Na (Z = 11) [Ne]3s ；

(2) 1s22s22p63s23p3 ；解：

(1) Na (Z = 11) [Ne]3s1 ；

(3 ) (Z=24) [ ? ] 3d4s； (4 ) Kr (Z= ) [ ? ] 3d104s24p6； (3 ) Cr (Z=24) [Ar ] 3d54s1；

(2) P(Z=15) 1s2s2p3s3p； (4 ) Kr (Z= 36 ) [Ar] 3d4s4p；

7．写出下列离子的最外层电子分布式：

解：

S2?

3s3p

K K+

3s3p

Pb Pb2+

Ag Ag+

Mn Mn2+

Co Co2+

4s4p4d 3s3p3d 3s3p3d

8．试完成下表。

原子序数价层电子分布式各层电子数

11 21 35 48 60 82

解：

原子序数

11 21 35 48

价层电子分布式

3s1 3d14s2 25 4s4p4d105s2

各层电子数 2,8,1 2,8,8,3 2,8,18,7 2,8,18,18,2

周期 3 4 4 5

族 IA III B VII A II B

区 s d p ds

周期

族

区

60 4f46s2 2,8,18, 22,8, 2 6 III B f

82 6s6p 2,8,18,32,18,4 6 IVA p

9．已知某副族元素A的原子，电子最后填入3d轨道，最高氧化值为4；元素B的原子，

电子最后填入4p轨道，最高氧化值为5： (1）写出A、B元素原子的电子分布式；

(2)根据电子分布，指出它们在周期表中的位置（周期、区、族）。

解： A原子最后电子填入3d轨道，应为第四周期d或ds区元素；最高氧化值为4，其价

电子构型应为3d24s2，为22Ti元素；

B原子最后电子填入4p轨道，应为第四周期p区元素，最高氧化值为5，其价电子构型为4s4p，应为33As元素；

(1) 22Ti： [Ar]3d24s2；33As：[Ar] 4s24p3；

(2) 22Ti：位于第四周期d区IVB；33As：位于第四周期p区VA；

10．有第四周期的A、B、C三种元素，其价电子数依此为1、2、7，其原子序数按A、B、

C顺序增大。已知A、B次外层电子数为8，而C次外层电子数为18，根据结构判断：

第七章习题

(1) C与A的简单离子是什么？

(2) B与C两元素间能形成何种化合物？试写出化学式。解：依题意，A应为19K，B应为20Ca，C应为35Br；

(1) C与A的简单离子是Br与K；

(2) B与C两元素间能形成离子型化合物：CaBr2。

11．指出第四周期中具有下列性质的元素：

(1) 最大原子半径； (2) 最大电离能； (3) 最强金属性；

(4) 最强非金属性； (5) 最大电子亲和能； (6) 化学性质最不活泼；

解：(1) 最大原子半径：K；(2) 最大电离能：Kr；(3) 最强金属性：K；

(4) 最强非金属性：Br；(5) 最大电子亲和能：Br；(6) 化学性质最不活泼：Kr； 12．元素的原子其最外层仅有一个电子，该电子的量子数是n = 4 , l = 0 , m = 0 ,ms = +1/2 ,

问：

(1) 符合上述条件的元素可以有几种？原子序数各为多少？

(2) 写出相应元素原子的电子分布式，并指出在周期表中的位置。

解：(1) 符合上述条件的元素有三种：K、Cr、Cu；原子序数分别为19、24、29；

(2) 相应元素原子的电子分布式为：[Ar]4s1，[Ar]3d54s1，[Ar]3d104s1；

分别位于周期表中第四周期的s区IA、d区VIB、ds区IB。 13．在下面的电子构型中，通常第一电离能最小的原子具有哪一种构型？ (1) ns2np3； (2) ns2np4； (3) ns2np5； (4) ns2np6 ；

解：通常第一电离能最小的原子具有(2) ns2np4构型，该构型原子失去一个电子后成为np

半满稳定构型，故其电离能较小。

14．某元素的原子序数小于36，当此元素原子失去3个电子后，它的角动量量子数等于2

的轨道内电子数恰好半满：

(1) 写出此元素原子的电子排布式；

(2) 此元素属哪一周期、哪一族、哪一区？元素符号是什么？

解：分析：原子序数小于36应为前四周期元素；角动量量子数等于2，l = 2，应为d 轨

道，前四周期只有第四周期有d轨道，因而应为第四周期元素；

(1) 失去3个电子后，3d轨道内电子数半满，该元素应有3d64s2构型，该元素原子

的电子排布式应为[Ar]3d4s；

(2) 该元素属第四周期VIIIB族d区，元素符号Fe。

15．已知H2O(g)和H2O2(g)的?fH?m 分别为?241.8kJ?mol?1、?136.3kJ?mol?1，H2 (g)和O2(g)

的离解能分别为436 kJ?mol?1 和493kJ?mol?1，求H2O2 中O―O键的键能。

解： H(g) + 1/2 O(g) ? f m (H 2 O) HO(g)

?H?b(H-H) 1/2?H?b(O-O) 2?H?b(H-O)

2H(g) + O(g)

?fH?m(H2O) + 2?H?b(H-O) = ?H?b(H-H) + 1/2?H?b(O-O) 2?H?b(H-O) = ?H?b(H-H) + 1/2?H?b(O-O) ? ?fH?m(H2O)

= [436 + (1/2)?493 ? (?241.8) ] kJ?mol?1 = 924.3 kJ?mol

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?fH?m(H2O2)

H2(g) + O2(g) H2O2(g)

?H?b(H-H)

?H?b(O-O) ?rH?m

2H(g) + 2O(g)

?fH?m(H2O2) + ?rH?m = ?H?b(H-H) + ?H?b(O-O) ?rH?m = ?H?b(H-H) + ?H?b(O-O) ? ?fH?m(H2O2)

= [436 + 493 ? (?136.3)] kJ?mol = 1065.3 kJ?mol

?rH?m = 2?H?b(H-O) + ?H?b(-O-O-) ?H?b(-O-O-) = ?rH?m ? 2?H?b(H-O)

= [1065.3 ? 924.3 ]kJ?mol = 141 kJ?mol?1 = E(-O-O-)

16．已知NH3(g)的?fH?m= ?46kJ?mol?1，H2N―NH2(g)的?fH?m= 95kJ?mol?1， E(H―H)= 436 kJ?mol，E(N≡N) = 946 kJ?mol

计算E(N―H)和E(H2N―NH2)。

?fH?m(NH3)

解： 1/2N2(g) + 3/2H2(g) NH3(g)

1/2?H?b(N2)

3/2?H?b(H2) 3?H?b(N-H)

N(g) + 3H(g) ?fH?m(NH3) + 3?H?b(N-H) = 1/2?H?b(N2) + 3/2?H?b(H2) ?H?b(N-H) = 1/3[1/2?H?b(N2) + 3/2?H?b(H2) ? ?fH?m(NH3)] = 1/3[ (1/2)?946 + (3/2)?436 ? (?46)] kJ?mol?1 = 391 kJ mol?1 = E(N―H)

?fH?m(N2H4)

N2(g) + 2H2(g) N2H4(g)

?H?b(N2)

2?H?b(H2) ?rH?m

2N(g) + 4H(g) ?fH?m(N2H4) + ?rH?m = ?H?b(N2) + 2?H?b(H2)

?rH?m = ?H?b(N2) + 2?H?b(H2) ? ?fH?m(N2H4)

= [946 + 2?436 ?95] kJ?mol?1 = 1723 kJ?mol?1

?rH?m = ?H?b(H2N-NH2) + 4?H?b(N-H) ?H?b(H2N-NH2) = ?rH?m ? 4?H?b(N-H)

= [1723 ? 4 ? 391]kJ mol?1

= 159 kJ mol= E(H2N―NH2)

17．写出O2分子的分子轨道表达式，据此判断下列双原子分子或离子：O2+、O2、O2?、

O22?各有多少成单电子，将它们按键的强度由强到弱的顺序排列起来，并推测各自的磁性。

第七章习题

解：O2分子的分子轨道表达式为：

O2 [(?1s)2(?*1s)2(?2s)2(?*2s)2(?2px)2(?2py)2(?2pz)2(?*2py)1(?*2pz)1]

O2+、O2?、O22?的分子轨道表达式为：

O2 [(?1s)(?1s)(?2s)(?2s)(?2px)(?2py)(?2pz)(?2py)]

O2? ?(?1s)2(?*1s)2(?2s)2(?*2s)2(?2px)2(?2py)2(?2pz)2(?*2py)2(?*2pz)1?

O22??(?1s)2(?*1s)2(?2s)2(??2s)2(?2px)2(?2py)2(?2pz)2(?*2py)2(?*2pz)2?

+?2?

O2、O2、O2、O2的单电子数分别为1、2、1和0，分别具有顺磁、顺磁、顺磁和抗(逆)磁性；

O2+、O2、O2?、O22?的键级分别为:

键级(O2+)=(8?3)/2 = 2.5；键级(O2) = (8?4)/2 = 2；键级(O2?)=(8?5)/2 = 1.5；键级(O22?)=(8?6)/2 = 1；

O2+、O2、O2?、O22?的键强度依次下降。

18．据电负性差值判断下列各对化合物中键的极性大小。

(1) FeO 和 FeS (2) AsH3 和 NH3

(3) NH3 和 NF3 (4) CCl4 和 SiCl4

解：(1) xO > xS，FeO极性大于FeS； (2) xN > xAs，N-H极性大于As-H；

(3) ?x(N-H)=(3.0?2.1)=0.9 ，?x(N-F)=(4.0?3.0)=1.0， N-F极性大于N-H；

(4) xC > xSi，Si-Cl极性大于C-Cl；

19．用杂化轨道理论解释为何PCl3是三角锥形，且键角为101°，而BCl3却是平面三角形的几何构型。

解：P原子的外层电子构型为3s23p3，根据杂化轨道理论， P原子以不等性sp3杂化轨道

与Cl原子成键，四个sp3杂化轨道指向四面体的四个顶点，其中的三个轨道为单电子，

与Cl原子的单电子配对成键；而另一个sp3杂化轨道已为一对孤电子对占据，不可能再与Cl原子成键，因而PCl3的分子构型为三角锥。同时，由于孤对电子对键对电子的斥力，使PCl3的键角小于109.5?成为101°。

而BCl3中的B原子为sp杂化，三个杂化轨道指向平面三角形的三个顶点，与三个Cl原子的单电子配对，因而是平面三角形构型，键角为120?。 20．第二周期某元素的单质是双原子分子，键级为1是顺磁性物质。

(1) 推断出它的原子序号； (2)写出分子轨道中的排布情况；解：应为B2分子。(1)为5B； (2)B2[(?1s)2(?*1s)2(?2s)2(?*2s)2 (?2py)1(?2pz)1]

21．下列双原子分子或离子，哪些可稳定存在？哪些不可能稳定存在？请将能稳定存在的

双原子分子或离子按稳定性由大到小的顺序排列起来。 H2 He2 He2+ Be2 C2 N2 N2+

解：按分子轨道理论，相应的分子轨道表达式与键级为：

H2 [(?1s)2]；键级=2/2=1； He2 ?(?1s)2(?*1s)2?；键级=(2?2)/2=0；

He2+ ?(?1s)2(?*1s)1?；键级=(2?1)/2= 0.5； 2*22*2

Be2?(?1s)(?1s)(?2s)(?2s)?；键级=(4?4)/2= 0；

C2?(?1s)2(?*1s)2(?2s)2(??2s)2 (?2py)2(?2pz)2?；键级=4/2= 2；

N2 [(?1s)2(?*1s)2(?2s)2(?*2s)2(?2py)2(?2pz)2(?2px)2]；键级=6/2= 3； N2[(?1s)(?1s)(?2s)(?

*2s)2

(?2py)(?2pz)(?2px)]；键级=(6?1)/2= 2.5；

221

无机及分析化学学习指导

He2、Be2不能稳定存在，其余均能存在。

稳定性由大到小为：N2、N2、C2、H2、He2。

22．实验测得H－F键的偶极矩 ? = 6.37?10?30 C?m，试计算 F 原子所带电量，并分析 H－F键的离子性。解：由 ? = q?l 得 q = ? / l

= 6.37?10?30 C?m / 91.7?10?12m

?20

= 6.95?10C

= 6.95?10?20C / (1.602?10?19C/元电荷)

= 0.434元电荷

H－F键的离子性为43.4%

23．试用价层电子对互斥理论判断下列分子或离子的空间构型。

NH4+ CO32? BCl3 PCl5(g) SiF62? H3O+ XeF4 SO2

解：

分子或离子中心原子电子构型 NH4+ CO32? BCl3 PCl5 SiF6

+H3O XeF4

N 2s22p3 C 2s22p2 B 2s2p P 3s23p3 Si 3s3p

O 2s2p Xe 5s25p6

(5?1?4)/2=0 (4+2?6)/2=0 (3?3)/2=0 (5?5)/2=0 (4+2?6)/2=0 (6?1?3)/2=1 (8?4)/2=2

VP 4 3 3 5 6 4 6

VP空间排布分子构型正四面体正四面体平面三角形平面三角形平面三角形平面三角形三角双锥正八面体正四面体正八面体

三角双锥正八面体三角锥

平面四方形

平面三角形 V形 SO S 3s3p (6?4)/2=1 3 2

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 BrF2

n (5?3)/2=1 (6?4)/2=1 (5?1?4)/2=0 (6?2)/2=2 (4?2)/2=1 (7?1?2)/2=2

VP 4 3 2 4 3 4

VP排布正四面体平面三角形直线形正四面体平面三角形正四面体

杂化类型 sp3 2sp sp sp3 sp2 sp

分子构型三角锥 V形直线形 V型 V型

V型

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。

第七章习题

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

外层电子排布式

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？

Cl2

?34.1℃

?183.0℃

?198.0℃

?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：

4.90×10?30 C·m、3.67×10?30 C·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sp3杂化、不等性sp3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：

杂化类型分子构型 CS2 sp 直线形 CO2 sp 直线形 CH3Cl sp四面体形 3 3

H2S sp V形 >0 3SO3 sp 平面三角形 0 2偶极矩? 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

无机及分析化学学习指导

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。

(1) Cl S； (2) F O ； (3) Fe Fe；

2+2+? ? ++

(4) Mg Cu ； (5) ClI； (6) K Ag ；解：(1) Cl? < S2?，(2) F? < O2? ，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；

(4) Mg < Cu，电荷相同，半径相近， 9~17电子构型 > 8电子构型； (5) 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。

(3) Pb2+、Hg2+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

第七章习题

MgO的晶格能U = 3824 kJ?mol；Mg的升华热?H?s =146.4 kJ?mol；

?1?1

Mg(g)的电离能 I1=737.7 kJ?mol，I2=1451 kJ?mol；解：

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

?H?s(Mg)

1/2D(O2) ?fH?m(MgO)

?1?1

Mg(g) O(g) ?rH?m = ?U

A1+A2 I1+ I2

2+2?

Mg + O?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?1

37．据理论计算公式，计算KBr的晶格能。解： U??138840Z?Z?A?1??1??kJ?moldn???1?1

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?mol38．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。

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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.

is 1.

(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. Solution:

Rb [Kr]5s

[Xe] 4f5d6s6p

La [Xe]5d6s

Cr [Ar]3d4sGd

[Xe]4f5d6s6p

[Ar]3d Sn2+

[Ar]3d Ti3+

[Xe]4f5d6s

712

[Kr]4d5s5p

1022

[Ar]3d[Xe]4f5d6s

1412

第七章习题

45．Predict the geometry of the following species (by VSEPR theory): SnCl2, I3, [BF4], IF5, SF6,

SO42?, SiH4, NCl3, AsCl5, PO43?, ClO4?. Solution:

n VP geometry n VP SiH4 0 4 NCl3 1 4 AsCl5 0 5 PO43? 0 4 ClO4? 0 4 SnCl2 1 3 angular

I3? 3 5 linear

[BF4]? 0 4

IF5 1 6

SF6 0 6

SO42? 0 4

tetrahedron square pyramidal octahedron tetrahedron

geometry tetrahedron trigonal pyramidal trigonal bipyramidal tetrahedron tetrahedron 46．Use the appropriate molecular orbital enerry diagram to write the electron configuration for

each of the following molecules or ions, calculate the bond order of each, and predict

which would exist. (1) H2+, (2) He2, (3) He2+, (4) H2?, (5) H22?. Solution: (1) H2+[(?1s)1], the bond order is 0.5; (2) He2[(?1s)(?1s)], the bond order is 0;

(3) He2+[(?1s)2(??1s)1], the bond order is 0.5;

(4) H2? [(?1s)2(??1s)1], the bond order is 0.5;

(5) H2 [(?1s)(?1s)], the bond order is 0; The (1), (3) and (4) would exist.

47．Which of these species would you expect to be paramagnetic? (a) He2+, (b) NO, (c) NO+, (d) N22+, (e) CO, (f) F2+, (g) O2.

Solution: The species to be paramagnetic are He2+, NO, F2+ and O2.

48．The boiling points of HCl, HBr and HI increase with increasing molecular weight. Yet the

melting and boiling points of the sodium halides, NaCl, NaBr, and NaI, decrease with increasing formula weight. Explain why the trends opposite.

Solution: HCl, HBr and HI are all molecular crystal. There is a force in moleculars. The

boiling points of HCl, HBr and HI increase with increasing molecular weight because

the force in moleculars increase with increasing molecular weight.

The melting and boiling points of the sodium halides, NaCl, NaBr, and NaI,

decrease with increasing formula weight, because the ionicity of NaCl, NaBr, and NaI decrease with increasing formula weight.

49．For each of the following pairs indicate which substance is expected to be: (a) More covalent :

MgCl2 or BeCl2 CaCl2 or ZnCl2 CaCl2 or CdCl2 TiCl3 or TiCl4 SnCl2 or SnCl4 CdCl2 or CdI2 ZnO or ZnS NaF or CuCl FeCl2 or FeCl3

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(b) higher melting point:

NaF or NaBr Al2O3 or Fe2O3 Na2O or CaO Solution: (a) More covalent :

MgCl2 < BeCl2 CaCl2 < ZnCl2 CaCl2 < CdCl2 TiCl3 < TiCl4 SnCl2 < SnCl4 CdCl2 < CdI2 ZnO < ZnS NaF < CuCl FeCl2 < FeCl3 (b) higher melting point:

NaF > NaBr Al2O3 > Fe2O3 Na2O < CaO

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