⑵ 第4周期的稀有气体元素
⑶ 原子序数为38的元素的最稳定离子; ⑷ 4p轨道半充满的主族元素。
解:第4周期是第一个长周期,其中开始出现含3d电子的元素。其外层电子
层数等于周期数4。
⑴ 第七个元素,除4s电子充满外,还应有5个3d电子,电子排布式为:[Ar]3d54s2, 未成对电子数为5。
⑵ 本周期最后一个元素,3d、4s、4p电子均因全充满,电子排布式为[Ar]3d104s24p6, 未成对电子数为0;
⑶ 第4周期最后一个元素序数为36,所以Z=38的元素,应是第5周期第2个元素, 其电子排布为[Kr]5s2,其最稳定的离子应为+2价离子,电子排布式为[Kr],未成对电子数为0;
⑷ 这应是第4周期的主族元素,3d和4s均应已充满,所以,它的电子排布式应为
[Ar]3d104s24p3,未成对的电子数为3。
9. 写出下列离子的电子排布式:Ag+、Zn2+、Fe3+、Cu+ 。 解:Ag+:[Kr]4d10 Zn2+:[Ar]3d10 Fe3+:[Ar]3d5 Cu+:[Ar]3d10
10. 将下列原子按电负性降低的次序排列,并解释理由: As、F、S、Ca、Zn 解:F、S、As、Zn、Ca
11. 基态原子价层电子排布满足下列条件之一的是哪一类或哪一个元素? ⑴ 具有2个p电子;
⑵ 有2个量子数为n = 4,l = 0的电子,有6个量子数为n = 3和l = 2的电子;
⑶ 3d为全充满,4s只有一个电子的元素。
解:⑴ ns2np2 ⅣA主族 ⑵ 3d64s2 Fe ⑶ 3d104s1 Cu 12. Give the values of n and l for the following subshells: ⑴ 2s ; ⑵ 4f ; ⑶ 5d .
解:⑴ 3,0 ⑵ 4,3 ⑶ 5,2 13. Give the electron configuration of the valence shells of ⑴ Na ; ⑵ Cr ; ⑶ Cu ; ⑷ Cl
解: ⑴ 3s1 ⑵ 3d54s1 ⑶ 3d104s1 ⑷ 3s23p5
第九章 共价键和分子间作用力
1. 根据价键理论写出下列分子的结构式:
BBr3、CS2、SiH4、PCl5、C2H4 解: 略。
2. 分别用VB法和MO法说明下列双原子分子共价键的类型。
O2 、B2 、CO 解:略
3. 试用轨道杂化理论说明下列分子的空间构型。
PF3、COCl2、C2H4、SiCl4、H2S
解:PF3:sp3不等性杂化,分子结构为三角锥型。 COCl2:sp2杂化,分子结构为平面三角形。 C2H4:sp2杂化,分子结构为平面三角形。 SiCl4:sp3等性杂化,分子结构为正四面体型。
H2S:sp3不等性杂化,其中两个sp3杂化轨道分别为孤对电子占有,另两
个分别与H成键,故分子结构为V型。
4. 试用轨道杂化理论说明,BF3是平面三角形的空间构型,而NF3却是三角锥形。
解:BF3中B的价电子结构为2s22p1,形成分子时,进行sp2杂化,三个sp2
杂化轨道分别与三个F原子的p轨道成键,故BF3分子为平面三角形;NF3中的N价电子结构为2s22p3,形成分子时,进行sp3不等性杂化,其中一个sp3杂化轨道为孤对电子占有,另三个电子分别与F成键,故分子结构为三角锥型。
5. Use the valence shell electron-pair repulsion theory to predict for each of the following: ⑴ the geometric arrangement of electron pairs around the central atom, ⑵ the molecule shape.
NO2、SF6、SO32-、ClO4-、C1O3-、NH4+
解: NO2:价电子对数=(5+0)/2=2.5,相当于3,有1对孤对电子,V形构型。
SF6:价电子对数=(6+6)/2=6,无孤对电子,八面体构型。
2?:价电子对数=(6+2)/2=4,有一对孤对电子,三角锥体构型。 SO3?:价电子对数=(7+1)/2=4,有一对孤对电子,三角锥体构型。 ClO3NH?4:价电子对数=(5+4-1)/2=4,有一对孤对电子,四面体构型。 6. 用VB法和MO法分别说明H2能稳定存在.而He2不能稳定存在。 解:VB法认为共价键具有饱和性,H原子有一个未成对电子,故可以和另一个H原子构成H2分子,而He原子无未成对电子,已饱和故不能形成He2。按照MO法,H2的键级为1,而He2的键级为0,所以H2能稳定存在而He2不能稳定存在。
7. Predict the relative stabilities of the species O2+, O2, O2- according to molecular orbital theory. 解:O?2的键级=(10-5)/2=2.5
O2的键级=(10-6)/2=2
O?2的键级=(10-7)/2=1.5
?所以,稳定性:O?2>O2>O2
8. 试用MO法说明N2+和CN-的磁性。
解:N?2的分子轨道中电子排布为:
*22*2221(?1s)2(?1s)(?2s)(?2s)(?2py)?(?2pz)(?2px)
其中有一个未成对电子,所以N?2为顺磁性物质。
CN?的分子轨道中电子排布为:
*22*2222(?1s)2(?1s)(?2s)(?2s)(?2py)?(?2pz)(?2px)
无未成对电子,故CN?为反磁性物质。
9. 分别用价键理论和价键轨道理论写出BeCl2的空间构型,并比较两者的异同。 解:略。
10. 试用HMO法写出SO3的空间构型,并说明此分子是否有极性?
解:由于SO3分子结构为平面正三角形,分子含有中四中心六电子?键(?64),结构对称,故SO3分子无极性。 11. 区别下列名词
(1) 分子构型和分子的电子构型; (2) 杂化轨道和分子轨道; (3) 等性杂化和不等性杂化; (4) 成键分子轨道和非键分子轨道; (5) 极性键和极性分子; (6) 化学键和氢键。 解:略。
12. 下列说法是否正确?
(1) 原子形成共价键的数目与其基态时所含有的未成对电子数相等; (2) 直线形分子是非极性分子;
(3) 凡是三原子组成的直线形分子,中心原子是以sp杂化方式成键的。 (4) 同类分子中,分子越大,分子间作用力也越大。 解: (1)不正确;(2)不正确;
(3)不正确;(4)正确。
13. 下列分子中,哪些分子具有对称的空间构型?哪些分子有极性? SO2、NH3、H2S、CHCl3、PCl3、BeF2、CCl4、Cl2 解:具有对称的空间构形的分子有:BeF2、CCl4、Cl2。
有极性的分子有:SO2、NH3、H2S、CHCl3、PCl3。 14. 解释下列现象:
(1) F的电负性大于O,但HF的沸点却低于H2O;
(2) 乙醇(C2H5OH)和二甲醚(CH3OCH3)分子式相同,但前者的沸点为78.5oC,后者却为-23oC;
(3) 邻羟基苯甲酸在CCl4中的溶解度比对羟基苯甲酸大。 解: (1)略。
(2)H2O能形成分子间氢键,而H2S则不能。
(3)邻羟基苯甲酸中存在着分子内氢键从而减小了它的极性,而CCl4是非极性分子,因此它在CCl4中的溶解性极大。对羟基苯甲酸中不存在分子内氢键,极性较强,故在CCl4中的溶解性极小。 15. 下列分子间存在什么形式的分子间力?
(1) 苯和四氯化碳;(2)乙醇和水;(3)液氨;(4)氯化氢气体。 解: (1)只存在色散力。
(2),(3),(4)中取向力,诱导力,色散力同时存在。
第十章 s区元素
1.什么是氕、氘、氚,它们各有什么异同? 解:略。
2.氢化物有哪几种类型?它们在结构上、性质上有什么不同?各举例说明之。 解:略。
3.试从碱金属和碱土金属元素的原子结构来说明它们的化学活泼性。 解:略。
4.为什么把CO2通人Ba(OH)2溶液时有白色沉淀,而把CO2通人BaCl2溶液时没有沉淀产生?
?解:CO2通入水中生成H2CO3或HCO3,它们在溶液中存在着解离平衡: