名词解释1 钻穿效应:定电子避开其余电子的屏蔽,其电子云钻到近核区,受到较大的核电荷作用,使其能级降低的效应。
2 屏蔽效应:其他电子对某一电子的排斥作用而抵消了一部分核电荷,从而引起有效核电荷的降低,削弱了核电荷对该电子的吸引。
3 价态电离能:原子以杂化轨道参与成键时,移去电子所需能量4 价态电子亲和能:原子以杂化轨道参与成键时,接受电子时所放出的能量5 原子的电负性:一个分子中的原子对电子吸引力的能力6 电子亲和能:基态的气态原子获得一电子成为-1价气态离子时所放出的能量7 电离能:基态的气态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小能量8 物质波:又称德布罗意波,是指空间中某点某时刻可能出现的几率,其中概率的大小受波动规律的支配9 几率密度:电子在核外空间某处单位体积内出现的几率10 等几率密度面:将核外空间电子出现的几率密度相当的点用曲面连接起来11 径向分布函数的物理意义:在半径为r处单位厚度球表层内找到电子的几率,反映了电子云的分布随半径r变化的情况12 有机金属化合物:至少还有一个金属-碳键的化合物13 ψ2的物理意义:原子核外空间某点电子出现的几率密度14 测不准原则:不可能同时准确地测定微观粒子的位置和动量15 原子簇:原子间相互成键形成笼状或者多面体结构的一类化合物16 金属原子簇:金属原子通过金属-金属键至少与两个同类原子直接键合形成多面体原子骨架的化合物17 溶剂的拉平效应:当一种酸溶于某种溶剂时,酸中的质子完全转到溶剂分子中,这种将酸(或碱)的强度拉平的作用称为溶剂的拉平效应18 硬碱:一些电负性大、半径较小、不易被氧化、不易变形的原子,以这类原子为配位原子的碱19 Lewis酸:凡能接受电子对的物质20 Lewis碱:凡能给出电子对的物质二、简答下列问题.1. 基态光谱项的确定原则.①同一组态(即n,l相同)的原子,S只最大者能级最低;②S值相同时,L值最大者,能级最低;③L和S值均相同时,半满前,J值越小,能级越低;半满后,J值越大,能级越低。
2. 电子光谱项的基本规律.a 同种轨道不同电子数的电子组态中,电子数互补的电子组态,具有相同的光谱项。
b 无论何种电子组态,只要是全充满(s2,d10,p6),它的光谱项为1s3.原子核外电子的排布的基本原则.①Pauling不相容原理;②洪特规则;③能量最低原理。
4. 为什么氧原子的电子亲和能比硫原子的电子亲和能小?第二周期原子半径比第三周期小得多,电子云密度大,电子间排斥力强,以致接受一个电子形成负离子时放出的能量少,而第三周期元素,原子体积较大,且同一价电子层中还有空的d轨道,可容纳电子,电子间斥力显著减小,因而接受一个电子形成负离子时放出的能量较前者有所增加。
5原子簇主要包括哪几类?①P 4,P 4O 10,P 4O 6;②无配体原子簇;③硼烷及硼烷阴离子;④富勒烯及其衍生物;⑤金属原子簇。
6金属原子簇主要包括哪几类?①多核的金属羰基、亚硝酰配合物;②低价卤化物和羧酸配合物;③无配体原子簇。
7. 写出原子的电子光谱项和电子光谱支项的基本形式.电子光谱项的基本形式:2S+1L ; 电子光谱支项的基本形式:2S+1L J8元素K 和Cu 的最外层电子结构相同,均为4S 1,但第一电离能不同,I 1(K)=418.9kJ/mol ,I 1(Cu)=745.5kJ/mol ,解释此现象。
K :S 区元素,次外层的3s 23p 6电子云分布较密集于核附近,对最外层电子(4s 1)的屏蔽作用大,4s 1电子容易失去。
Cu :ds 区元素,次外层电子结构为3d 23p 63d 10,d 电子云伸展范围较大,对最外层电子的屏蔽作用较差,有效核电荷大,4s 1电子不易失去。
9SP3杂化轨道的电负性X(SP 3) 、SP2杂化轨道的电负性X(SP 2)和SP 杂化轨道的电负性 X(SP)之间大小关系是什么?X(SP)>X(SP2)>X(SP3)10 σ 轨道的电负性与п轨道的电负性之间的大小关系。
σ >п 11原子轨道的相对论性收缩.原子体系中,电子运动的速率极快,尤其是原子序数较大的原子,近核的S 和P 电子受核的引力较大,其运动速度可与光速相比,使得电子的相对论质量显著增加,导致近核的S 和P 轨道半径减小,即近核的S 和P 轨道半径发生了收缩,称为原子轨道的相对性收缩。
12在同类杂化轨道上,不含电子的电负性X(0)、含一个电子的电负性X(1)和含2个电子的电负性X(2)之间的大小关系。
X(0) > X(1) > X(2)13. 电子云的角度分布图与原子轨道的角度分布图的区别. 电子云角度分布图瘦,正值,原子轨道角度分布图有正负。
三计算Li 原子的第一电离能.Li(3) 1s 22s 1 I 1(Li)=E(Li +)-E(Li)=mol kJ ev /72.55576.5285.02-36.13-13.0-36.13-2-13.0-36.13-2222222==⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯)()()( 四、某原子外层的电子组态为d1,推定其电子光谱项,并讨论其简并度.2,1,0,2±±==l m l ,m s=+-1/2,则简并度为10;,光谱项为D 2。
五Ca(Z=20)原子核外电子的排列有以下两种可能的排列顺序:(1) 1S22S22P63S23P63d2 或 (2) 1S22S22P63S23P64S2 ;应用Slater 方法,通过计算Ca 原子中3d 、4S 电子的能量E 和E4S ,判断其核外电子合理的排列顺序.解:通过(1)排列,价层被屏蔽电子为3d 电子,求E3d 电子排列顺序 1s22s22p(不相邻内层) 3s23p6(相邻内层) 3d2(同层) 单电子屏蔽常数 1.0 1.0 0.35 产生屏蔽作用的电子数1081d 3σ:35.18135.080.1100.1=⨯+⨯+⨯65.135.1820)(33=-=-=*d d Ca Z Z σevn Z ev E d 1.4365.1ev 6.136.132223-=⨯-=⨯-=**)(按(2)排列,价层被屏蔽电子为4s 电子,求E4s 电子排列顺序 1s22s22p6 3s23p6 4s2 单电子屏蔽常数1.00.85 0.35 产生屏蔽作用的电子数 1081s 4σ:15.17135.0885.0100.1=⨯+⨯+⨯85.215.1720)(44=-=-=*s S Ca Z Z σevev n z ev E s 07.87.385.26.13)(6.132224-=⨯-=⨯-=**d 34E E s ,则(2)式排列合理六、已知氢原子基态的波函数为: Ψ1s = [1/(πa 03 )]1/2 exp[- r/a0] 式中, r 是电子离核的距离,a0的数值为52.9pm,是氢原子的第一个Bohr 轨道的半径。
计算在离核为52.9pm(即a0)的空间某一点上:(1) Ψ1s 的数值;由公式得到 (2) 电子出现的几率密度ρ;p=k(3) 在1pm3 体积中电子出现的几率P .P= 七、如何制备[Ln(C5H5)3]?LnCl3+3NaC5H5 THF Ln(C5H5)3+3NaCl 八、求2D 光谱项的光谱支项.2D :2,21,212===+L S S2325)1(),(,=--++=S L S L S L J232252D D ,九、如何制备William Zeise Salt ?画出Zeise Salt 阴离子的结构示意图,并说明其成键过程。
解;1 制备 K 2[Ptcl 4]+H 2C=CH 2 SnCl 2 K[PtCL 3(C 2H 4)]+KCl 成键过程 1.Pt :[Xe] 4f 145d 96s 1 Pt[Ⅱ]:[Xe]4f 145d 8 在配体的影响下,5d 轨道电子重新分配形成,dx2-y2空轨道,其与6s6p x 6p y 轨道形成四个dsp2杂化轨道 2 其中三个杂化dsp2轨道分别接受Cl -1的孤对电子形成3个σ键3 C2H4上的π电子进入剩余的dsp2空轨道,形成σ键,同时dsz 2上的电子进入π*轨道形成一个反馈π轨道。
在Pt[Ⅱ]和C2H4间形成了σ-π双键. 十、列举制备二茂铁的三种方法。
(1)C 5H 6+Fe300℃,K2O,N2 Fe(C 5H 5)2+H 2 (2)2NaC 5H 5+FeCl 2 THF Fe(C 5H 5)2+2NaCl(3)C 5H 6+FeCl 2+(C 5H 5)2NH THF Fe(C 5H 5)2+2(C 5H 5)2NH·HCl 十一如何制备二苯铬?3CrCl 3+2Al+6C 6H 6→3[Cr(C 6H 6)2](AlCl 4)[Cr(C 6H 6)2]++S 2O 42-+4OH -→Cr(C 6H 6)2+SO 32-+2H 2O十二、如何制备双核原子簇[Re 2C l8]2- ? 画出[Re 2C l8]2-的结构示意图,并说明其成键过程。
制备:(1)2KReO 4+2NaH 2PO 2+8HCl→K 2Re 2Cl 8+4H 2O+2NaH 2PO 4 (2)2KReO 4+4H 2+8HCl(浓)高压 K 2ReCl 8+8H 2O (3)2ReCl 9+EtNH 2Cl 熔融 3(Et 2NH 2)2Re 2Cl 8 (2)成键:a 、Re :[Xe]4f 145d 56S 2 Re( Ⅲ):[Xe]4f 145d 4b 、在配体的影响下,5d 轨道电子重新分配形成dx2-y2空轨道,其与6S6PxPy 轨道组成4个dsp2杂化空轨道,分别和cl-的3Px 上的孤对电子形成4个σ键C 、Re( Ⅲ)的5dz2轨道和6Pz 轨道杂化,形成2个dp 杂化轨道上下两个Re( Ⅲ)的成键轨道间形成σ键。
d 、两个Re 的 dxz-dxz 重叠在xz 平面和dyz-dyz 重叠在yz 平面形成两个π键(d-d π键)E 、两个Re 的dxy-dxy 面对面重叠形成 键十三、计算d 1 电子的总角量子数j 的值,并用矢量图表示其物理意义。
(1)已知d 1电子的轨道叫量子数l=2,自旋角量子数s=1/2根据s l J P P P +=23,25)1(),(j =--++=s l s l s l物理意义:1.轨道角量子数为l=2. 2.轨道角动量为Pl=[l(l+1)]1/2h=2.45h 3.自旋角量子数为s=1/24自旋角动量Ps=[s (s+1)]1/2h=0.87h 5总角动量Pj j=5/2,Pj=[j(j+1)]1/2=2.96h J=3/2, Pj=[j(j+1)]1/2=1.94h十四、完成下列反应方程式1. Fe(s) + 5 CO(g) 200ºC, 20MPa Fe(CO)5 (l)2.Ni(s) + 4 CO(g) 30ºC Ni(CO)4 (l)3.Re2O7 + 17 CO(g) 250ºC, 35MPa Re2(CO)10(s) + 7 CO24.Fe(CO)5 + 2 Na Na2[Fe(CO)4]+ CO5.Mn2(CO)10 + C l22Mn(CO)5Cl6.Fe(CO)5 + PPh3(Ph2P)Fe(CO)4 + CO7.Fe(CO)5 + 2NO Fe(CO)2(NO)2 + 3CO8.Fe(CO)5 + Br2Fe(CO)4Br2 + CO9.Fe(CO)5 + C4H6[Fe(CO)3(C4H6)] +2CO10.Fe(C5H5)2 + (CH3CO)2O H3PO3(CH3COC5H4)Fe(C5H5) + CH3COOH。