答案
6.1?1S?2?2S??1??2?
126.2??1s?3p3624x?4py?4pz
6.3?113?3s?16px?2py
6.4
?21?13s?3pz
?1112?3s?2px?6pz
??13s?12p13x?6pz
6.5
?1?0.557?2s?0.707?2px?0.435?2pz
?2?0.557?2s?0.707?2px?0.435?2pz
6.6 0.3， 0.7
6.7?1?0.557s?0.436px?0.707py
?2?0.557s?0.436px?0.707py
6.8NH?2?4、BF?4、BeF4是正四面体结构。N、B和Be分别采用sp3杂化，四个
sp3杂化轨道分别与H或F的2p轨道形成?键。
6.9其结构为：
ClClAlAlClClClCl
6.10CH3F：0.255—0.273；CH2F2：0.272， 0.239；CHF3：0.244 6.11略 6.12略 6.13略
6.14NF3，三棱锥型结构；BF3，正三角形。
123
6.15Al采用sp3杂化，形成的四个sp3杂化轨道与四个氢原子的1s轨道形成?键。所以?AlH4??为正四面体构型。
124
第七章 题解
7.1 分别求出在正八面体强场和弱场中d4和d8组态的CFSE. 解：d4组态的强场组态是t24g CFSE＝4Dq?4＝16Dq
d4组态的弱场组态是t23ge1 g CFSE＝4Dq?3－6Dq＝6Dq
2d8组态在强、弱场中的组态均为t26geg，其CFSE相同，均为 CFSE＝4Dq?6－6Dq?2＝12Dq
7.2分别求出正四面体强场和弱场中d5，d6和d7组态的稳定化能。
解：
正四面体中，E?t2??1.78Dq，E?eg???2.67Dq
强场时： 5d组态，CFSE?4?2.67Dq?1?1.78Dq?8.90Dq
dd67组态，CFSE?4?2.67Dq?2?1.78Dq?7.11Dq 组态，CFSE?4?2.67Dq?3?1.78Dq?5.33Dq
弱场时： 5d组态，CFSE?2?2.67Dq?3?1.78Dq?0
dd67组态，CFSE?3?2.67Dq?3?1.78Dq?2.67Dq 组态，CFSE?4?2.67Dq?3?1.78Dq?5.33Dq
7.3 在正四面体场中，哪些组态在强、弱场中的CFSE相同？ 解：d1～d3，d9～d10.
如d2和d9在强场和弱场中的电子排布完全相同。
dd7.4 d8组态在正八面体强、弱场中有无姜－泰勒形变？
解：均没有。d8组态在正八面体强、弱场中的电子排布均为
2 9 没有简并能级。
7.5 d5组态在正八面体强、弱场中有无姜－泰勒形变？ 解：强、弱场中的电子排布分别为
强场（低自旋） 弱场（高自旋） 故知在强场（低自旋）中有，在弱场（高自旋）中没有。
7.6 d3组态在正八面体场中分裂为哪几个强场组态？每一组态含有多少个微观状
125
态？
123解：有t23g,t22ge1和eg ,t2geg 共4个强场组态，其微观状态数分别为 gt2g:36?5?41?2?3 ?20；t22ge1:g6?51?2 ?4?6012；t2e:6?gg4?31?2?363；eg:4?3?21?2?3?4
7.7 d4组态在正四面体场中分裂为哪几个强场组态？每一组态含有多少个微观状
态？
43122134答：有eg,egt2g,egt2g,egt2g ,t2g共5个强场组态，其微观状态数分别为
eg: 1; egt2g: 24; egt2g: 90; egt2g: 80; t2g: 15.43122134
7.8NH3和BCl3可以生成配位化合物，试说明其成键情况。
解：在NH3分子中N的外层电子结构为2s22p3，它采用不等性的sp3杂化，其中三个相同的杂化轨道与H原子的1s轨道形成?键，另一个不相同的杂化轨道上有一对孤对电子。故NH3分子呈三角锥型结构。实验测得它的键角是106047?。
在BCl3分子中硼的外层电子结构是2s22p1，B原子采用sp2杂化，3个sp2杂化轨道分别和Cl的3个p轨道形成?键。故BCl3分子呈正三角形。
因为在BCl3分子中B有空的p轨道，与NH3分子中的孤对电子可形成配键而生成配位化合物，但在配合物中，B原子采用sp3杂化，所以NH3和BCl3成配合物后，分子呈顶点相连的双三角锥构型。
7.9试用价键理论和晶体场理论解释下列分子的磁性：
3?（1）Ni?CN?4，PdCl42?是正方形，反磁性；
（2）NiCl42?正四面体形，顺磁性。 解：价键理论的解释：
3?（1）Ni?CN?4，PdCl42?为正方形，中心离子中8个d电子挤到4个d轨道上，空出一个d轨道作dsp2杂化，然后与4个配位体形成4个共价配键，成为正方形络合物。成单电子数为0，反磁性。
（2）NiCl42?正四面体形，Ni2?采用了sp3杂化，有2个成单电子，所以为顺磁性。
晶体场解释：
（1）Ni?CN?4，PdCl3?2?4为正方形，形成正方形场，中心离子为d8组态，其
222222ddyz，dz，dxy，电子在分裂后的d轨道上按能级高低填充，即dxz，由于dx?y2轨道能级太高，没有电子填充，未成对d电子数为0，为反磁性。
（2）NiCl42?为正四面体场，中心离子的8个d电子在分裂后的d轨道上按能级高低填充，即dz，dx2222?y2，dxy，dxz，dyz，有2个成单电子，故为顺磁
211性。
7.10对于电子组态为d4的正八面体过渡金属离子配合物，考虑到电子成对能P，试计算
（1）分别处在高、低自旋基态时的能量； （2）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。 解：（1）八面体场中，
126
高自旋基态时d电子排布为t3e1
2ggEHS?3???4Dq??1?6Dq??6Dq
低自旋基态时d电子排布为t4e0
2ggELS?4???4Dq??0?6Dq?P??16Dq?P（2）当高、低自旋构型具有相同能量时，则
?16Dq?P??6Dq
P?10Dq
7.11化学式为AB2O4的一类晶体统称为尖晶石，如MgAl2O4、NiAl2O4等。其中氧离子为立方密堆积（详见第九章）。金属离子A占据O所围成的正四面体空隙的称为正常尖晶石型；A占据O所围成的正八面体空隙的称为反尖晶石型。试从晶体场稳定化能说明NiAl2O4晶体是什么结构（Ni2?为d8结构）？ 解：若Ni2?填入四面体空隙，其d电子排布为e4t4
g2g此时晶体场稳定化能CFSE?4?2.67Dq?4?1.78Dq?3.56Dq 若Ni2?填入八面体空隙，其d电子排布为t6e2
2gg此时晶体场稳定化能CFSE?6?4Dq?2?6Dq?12Dq
Ni2?倾向于填入稳定化能大的空隙中，即填入八面体空隙，所以是反尖晶石
型。
7.12计算化合物K3?FeF6?和K3?Fe?CN?6?的磁矩。
解：K3?FeF6?中，FeF63?为高自旋配合物，d电子排布t3e2
2gg??K3?Fe?CNn?n?2??B?5?5?2??B?35?B?5.9?B
0 e2gg??6?，Fe?CN?3为低自旋配合物，d电子排布t56??n?n?2??B?3?1?1?2??B?3?B?1.7?B
7.13画出Co?NH3?6配合离子的分子轨道能级图，指出配位离子形成前后电子的排布，并在能级图上标明分裂能位置。
t1*u*a1g4p4s?e*gt2g3d?egt1ua1gCo3?Co?NH3?63?6NH3
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