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北京大学中级无机化学答案

无机化学习题参考答案(II)第一章1.4.解:(1)H 2O 22C(2)S 2O 323v C(3)N 2O (NN O 方式) v C ∞(4)Hg 2Cl 2h D ∞(5)H 2C=C=CH 2 2d D (6)UOF 4 C 5v (7)BF 4d T (8)SClF 54v C (9)反-Pt(NH 3)2Cl 2 2h D(10)PtCl 3(C 2H 4)2v C1.B(CH 3)3和BCl 3相比,哪一个的Lewis 酸性强,为什么?一般来说,CH 3为推电子基团,Cl 为吸电子基团,因此的Lewis 酸性强。

(BCl 3易水解;B(CH 3)3不溶于水,在空气中易燃)2.BH 3和BF 3都可和(CH 3)2NPF 2生成加合物,在一种加合物中,B 原子和N 相连,另一种则和P 相连,绘出两种结构式,并说明形成两种结构的原因。

PFFH 3C CH 3NPF F H 3CCH 3NB BH 3F 3(该题可参考史启桢等翻译的"无机化学",作者Shriver 等,由高教社出版, 其中关于热力学酸度参数的部分,p.190-191; 或者该书的英文原版第5章的相关内容)3. 无水AlCl 3可作为傅-克烷基化反应的催化剂, 而吸水后则失效, 原因何在?配位饱和(6配位),失去Lewis 酸性 4. 吸水后失效 的AlCl 3有什么方法可以脱水?因为Al 3+是典型的硬酸,与氧的亲合力很强,因此实验室不能在HCl ,NH 4Cl ,SOCl 2等气氛下加热脱水。

(只能加强热生成 Al 2O 3后,用高温下用加C 和Cl 2用还原氯化法制备,这就不是脱水方法了)。

第二章2.1 解:Ni2+ d8组态Pt2+ d8组态第四周期(分裂能小)第六周期(分裂能大)trans cis 四面体构型平面四方形构型(两种构型)只有一种结构(P代表PPh3)2.2 解(1)MA2B4(2)MA3B3trans cis fac(面式) mer(经式)D4h C2vC3vC2v=0 0 0 0fac mer2.3 Co(en)2Cl2+D2hC2光活异构体 C2Co(en)2(NH3)Cl2+Cl3ClNH3ClH Ntrans cisCo(en)(NH3)2Cl2+NH3NH3ClClClNH3ClNH3ClNH3ClNH3ClClNH3NH3trans(1) trans(2) cis2.4 Co(en)33+Ru(bipy)32+手性分子D 3D 3PtCl(dien)+dien基本上为平面分子,无手性2.5 (1) 分别用BaCl2溶液滴入,有白色沉液出现的为[Co(NH3)5Br]SO4,或分别加入AgNO3溶液,产生浅黄色沉淀的为[Co(NH3)5SO4]Br。

(2)等物质量的异构体中分别加入过量AgNO3,产生少量沉淀(1molAgCl↓)的为前者(摩尔比为2:1),产生大量沉淀(2molAgCl↓)的为后者。

或用电导方法测量,前者和后者的电导比为2:3(3)[Co(H2O)4Cl2]+顺式C2v 、反式D4h,对称性不同,偶极矩不同,可以用物理方法鉴别,例如红外或Raman光谱不同。

2.6 8个CN-基团在化合物中的化学环境是完全等同的,可能的结构是四方反棱柱和四方棱柱构型,不可能是12面体(D2d点群),实验证明是四方反棱柱。

2.7 根据HSAB的协同作用(symbiotic)原理,软配体可使中心金属变软,反之亦然,CN是软配体,NH3是硬配体。

桥连配体NCS中 S比N软,因此分子结构为:(H3N)5Co-NCS-Co(CN)52.8 同上题,桥连配体NC中 C比N软,因此,分子结构为:Co(NH3)5-NC-Co(CN)52.9 AgO晶体中的Ag(Ⅱ)实际上是Ag(Ⅰ)和Ag(Ⅲ)混合而成,d10 的Ag(I)为sp杂化,直线型d8的Ag(Ⅲ)倾向dsp2杂化,以获得更多的晶体场稳定化能,因此为平面四方。

COL ICSD Collection Code 202055DATE Recorded Dec 19, 1988; updated Aug 1, 1989NAME Silver(I,III) oxide - tetragonalFORM Ag O= Ag OTITL Structure and magnetic properties of tetragonal Silver(I,III)oxide Ag OREF Journal of Solid State ChemistryJSSCB 65 (1986) 225-230REF Journal of Solid State ChemistryJSSCB 68 (1987) 380AUT Yvon K, Bezinge A, Tissot P, Fischer PCELL a=6.883(3) b=6.883(3) c=9.122(4) ?90.0 ?90.0 ?90.0V=432.2 Z=16SGR I 41/a Z (88) - tetragonalCLAS 4/m (Hermann-Mauguin) - C4h (Schoenflies)PRS tI32ANX ABX2PARM Atom__No OxStat Wyck -----X----- -----Y----- -----Z----- -SOF-Ag 1 3.000 8c 0. 0. 0.Ag 2 1.000 8d 0. 0. 1/2O 1 -2.000 16f 0.0798(3) 0.0130(5) 0.2128(3)WYCK f d cITF Ag 1 U=0.0168(8)ITF Ag 2 U=0.0058(6)ITF O 1 U=0.0066(4)REM NDP (neutron diffraction from a powder)RVAL 0.0662.10 Mn(CO)5(NO)(1)C4v(2)Co(PPh2Me)2(NO)Cl2PPCl NOClClClPPNO NOClPClP PClPCl NOC 2v C 2v C 1 C 1(对映体的点群不变,未给出) (3)[Fe(CO)4(CN)]-C 2v C 3v (4)Ni(PPhMe 2)2Br 3Br BrP PP Br BrPBr BrBrPBrPBrC 2v C sD 3h (5)Ru(PPh 3)3Cl 2Cl ClPP PPCl PClPP Cl PPClD 3h C s C 2v(6)VOCl 42C 3v C 2v第三章习题3.1 3-6Fe(CN)3+26Fe(H O)3+Fe 为d 5,CN-强场配体H 2O 为弱场配体∴3-6Fe(CN)为LS3+26Fe(H O)为HS有一个未成对电子有五个未成对电子d 8 Ni(CN)42NiCl 42CN-强场 LSCl-弱场 HS平面四方 四面体3.2 Ni 2+为d 8组态第四周期Pt 2+ 为d 8组态,第六周期 按照g f ∆=⨯g 为金属离子的性属,周期数越高,g 因子越大 ∴Pt 2+的g 因子大于Ni 2+的g 因子。

( PtCl 42)(NiCl 42)分裂能大,容易形成平面四方构型,小,则为四面体构型3.5(1)2p 1 L=1, 12S =, 基谱项 2P (2)2p 2 L=1, S=1, 基谱项 3P (3)2d 1L=2, 12S =, 基谱项 2D (4)2d 3 L=3, 32S =, 基谱项 4F(5)3d 5 L=0, 52S =, 基谱项 6S(6)3d 9 与3d 1类似 L=2, 12S =, 基谱项 2D3.6 CoF 63中,Co 3+的电子组态为d 6,高自旋(弱场配体)∴在T -S 图中,允许在跃迁是5T 2g5E g ,只有一个吸收带。

3.7 1017600cm -∆=1918cm B -=Cr(H 2O)63+中Cr 3+为d 3组态 从T -S 图上得到: 可能的两个允许跃迁为4A 24T 2 4A 214T →0/17600/91819.2B ∆==在横轴上找到19.2的点,作垂线与4T 2和4T 1分别相交于E/B=28.5和E/B=19.5两点。

∴E 1/B=28.5 E 1=28.5×918=26200(cm 1) E 2/B=19.5E 2=19.5×918=17901(cm 1)3.8 (1)LSRh(NH 3)63+d 6组态 强场1A 1g(2)Ti(H 2O)63+d 12T 2g(3)Fe(H 2O)63+ d 5HS ,弱场6A 1g3.9 CrL 6d 3LMCT 光谱(a )4A 2g →4T 2g (4F)(低能量峰)4A 2g →4T 1g (4F)(高能量峰)(b ) en ox 2F配位场强度减弱F 的配位场强度最弱,在T-S 图中偏左,∴有可能得4A 2g →4T 1g (4P)的跃迁 3.10 Mn 2+为d 5,H 2O 为弱场配体d 5弱扬,基谱项为六重态的6A 1,而高能级谱项中没有相应的六重态谱项,∴没有自旋允许的跃迁。

Cr(aq)3+为d 3,弱场允许的电子跃迁有4A 2→4T 1,4A 2→T 1,吸收光谱在能量较低的可见光区,∴有色。

3.11 d 2组态的金属含氧酸根离子+4 +5 +6 +6 CrO 44, MnO 43,FeO 42和RuO 42, 四周期 四周期 四周期 五周期氧化态和所在周期的位置对下列性质有影响(1)RuO42的t∆最大,CrO44的t∆最小。

(2)FeO42有最短的M-0键,∵Fe(Ⅵ)离子半径最小rFe(Ⅵ)< r Mn(Ⅴ)< r Cr(Ⅳ)(3)是LMCT第四章习题4.1 进入基团y 不同而反应速率相同,说明反应与y 无关,速控步为离去基团的解离,因此反应属于S N 1反应,即离解机理,或D 机理。

4.2PtClCl Cl ClNH 3ClPtNH 3ClCl PtNO 2Cl ClNH 3NO 2-NO 2-NO 2H 3NClPtClCl Cl ClClPtNO 2ClCl NH 3PtCl cistrans 2----2-2-∵ 反位效应的顺序为: NO 2Cl NH 34.3 (1)PR 3PR 3PR 3PR 3PR 3Cl Cl-Cl-PR 3PR Cl cis2++cis- PtCl 2(PR 3)2 反位效应 PR 3>Cl -(2) . trans-PtCl 2(PR 3)2 反位效应 PR 3>Cl -Cl Cl Cl PR 3Cl PR 3PR 3PR 3trans2--反位效应PR 3>Cl - (3)py Cl -Cl -NH 33NH 3NH 3ClPtNH 3ClPtpy2++∵反位效应Cl->NH3≥py4.5 速率=k1[Au(dien)Cl2+]+k2[Au(dien)Cl2+][Cl*-]取代反应中存在两种机理①前一项表示SN1反应,即单分子反应的离解机理,②后一项表示双分子取代的缔合机理。

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