第3章配位化学-习题答案
3.25 Orgel 图和 Tanabe-Sugano 图都是标示过渡金属配合物中心离子的谱项分裂方式以及能
39 天天learn()为您提供大学各个学科的课后答案、视频教程在线浏览及下载。
NH3
Cl
O2N
NH3
Co
O2N
NH3
Cl
3.19 有两种几何异构体的配合物为(d)MA2BC (平面四边形)
A
B
M
A
C
A
B
M
C
A
cis-
trans-
3.20
配离子
成对能P / cm-1 △ / cm-1 d 电子排布 磁矩μs(μB)B
[Co(NH3)6]3+
17 800
23 000
t2g6eg0
3.8 (b)Fe(H2O)62+产生Jahn-Teller效应。
3.9
H3N H3N
NO2 NH3
Co
NO2
NO2
mer-
H3N O2N
NO2
Co
NH3
NH3 NO2
fac-
3.10 具有平面四边形结构的配合物为(c)PtCl42—。
3.11 (a)4CoCl2· 6H2O + 4NH4Cl + 20NH3 + O2 → 4[Co(NH3)6]Cl3 + 26H2O (b)K2Cr2O7 + 7 H2C2O4 → 2K[Cr(C2O4)2(H2O)2]+ 6CO2 + 3H2O
(b) 平面四边形[IrH(CO)(PR3)2]HBiblioteka PR3IrOC
PR3
H
PR3
Ir
R3P
CO
cis-
trans-
(c)八面体[Co(NO2)3(NH3)3]
NO2
NO2
H3N
NH3
Co
H3N
NH3
Co
H3N
NO2
O2N
NO2
NO2
NH3
mer-
fac-
(d)八面体[CoCl2(en)(NH3)2]
36 天天learn()为您提供大学各个学科的课后答案、视频教程在线浏览及下载。
[Co(NH3)6]3+:Co2+为d6组态,d电子排布为t2g6eg0,抗磁性,八面体构型。 (c)最终的[Co(NH3)6]3+ CFSE=-0.4Δo×6+2P =-2.4×23 000+2×17 800=-19 600(cm-1)
3.24 dn组态与d10-n组态谱项的分裂方式相同,但是方向相反,即能级次序相反。例如,d1、 d9组态都只有一个谱项即2D,在八面体场中分裂成2T2和2E两个能级;d2、d8组态的基谱项为 3F,在八面体场中分裂为6T2、6T1和6A2三个能级;d3、d7组态的基谱项为3F,在八面体场中 分裂为4T2、4T1和4A2三个能级;d4、d6组态的基谱项为5D,在八面体场中分裂为5T2和5E两个 能级。d5组态的基谱项为6S,在八面体场中不分裂,为6A1能级。
Cl
H3N
Cl
Co
H3N
NH3
NH3
cis-
Cl
H3N
NH3
Co
H3N
NH3
Cl
trans-
[Be(gly)2] gly=甘氨酸,NH2CH2COOH:
N
N
N
Be
O
O
O
cis-
O
Be
N
trans-
[RhBr2(en)2]+:
Br
N
N
Rh
N
N
N
N
N
Rh
N
Br
N
N
N
Rh
Br
N
Br
Br
Br
trans-
cis-
Ni2+为d8组态,高自旋,电子结构为e4 t24,CFSE=-0.6Δt×4+ 0.4Δt ×4=-0.8Δt
晶体场稳定化能越负说明配合物越稳定,由计算可知Co2+的四面体配合物较稳定。
(2)八面体场弱场中
Ni2+为d8组态,高自旋,电子结构为t2g6eg2,CFSE=-0.4Δo ×6+ 0.6Δo ×2=-1.2Δo Co2+为d7组态,高自旋,电子结构为t2g5eg2,CFSE=-0.4Δo ×5+ 0.6Δo ×2=-0.8Δo
fac-
N N
N
Cr
O
O
O
fac-
N
O
Pt
O
N
trans-
3.3 [M(A-B)2]为旋光活性的,说明它的结构为四面体:
A
A
A M BB M A
B
B
[M(A-B)2X2]为旋光活性的,说明它的结构为cis-八面体
A
A
A
BB
A
M
M
B
X
X
X
B X
3.4 Ti3+为d1组态,在Oh弱场中的跃迁为2T2g → 2Eg,对应谱图中的吸收峰。d1组态在弱Oh场 中的电子结构为t2g1eg0,t2g轨道的不对称占据产生Jahn-Teller效应,因此吸收光谱出现肩峰。
34 天天learn()为您提供大学各个学科的课后答案、视频教程在线浏览及下载。
此文档由天天learn()为您收集整理。
3.5 对于八面体配合物,H2O为弱场配体,分裂能小,所以(a)Mn(H2O)62+、(b)Fe(H2O) 63+、(d)Co(H2O)62+为高自旋构型;CN-为强场配体,分裂能大,因此(f)Fe(CN) 64-为低自旋构型;NH3为中等强度配体,其与Co3+配位产生较大的分裂能,所以(c)Co (NH3)63+为低自旋。
3.12 (a)四羰基合镍(0)
(c)四氯合钴(Ⅱ)酸根
35 天天learn()为您提供大学各个学科的课后答案、视频教程在线浏览及下载。
此文档由天天learn()为您收集整理。
CO
Ni
CO
CO
CO
Cl
Co
Cl
Cl
离子半径变化表现为“斜W曲线”,这种变化与CFSE的变化一致,即CFSE的变化规律是 造成离子半径变化规律的原因。CFSE越大,中心金属离子与配位体作用越强,配位原子与 中心金属离子之间的距离越小,金属离子的半径越小。3 个极大值位于t2geg轨道分别为全空、 半满、全满的Ca2+、Mn 2+、Zn2+处,其CFSE为零,因此半径大。两个低谷分别出现在t2g 轨 道电子相对于左侧为最大占据(分别为半满和全满)、但是eg轨道电子相对于左侧离子却并 没有增多的V2+和Ni2+处,其CFSE比紧邻的离子大,因此半径小。
0
[Fe(H2O)6]3+
26 500
13 700
t2g3eg2
5.92
3.21 离子 r / pm dn
Ca2+ Ti2+ V2+ Cr2+ Mn2+ Fe2+ Co2+ Ni2+ Cu2+ Zn2+
99 80 73 80 90 85 80 76 80 83
d0
d2
d3
d4
d5
d6
d7
d8
d9
d10
此文档由天天learn()为您收集整理。
Cl
Cl
N
Co
H3N
N
H3N
Cl
N
Cl
Co
N
NH3
NH3
Cl
N
NH3
Co
N
NH3
Cl
NH3
N
Cl
Co
N
Cl
NH3
3.14 (1)四面体场中
Co2+为d7组态,高自旋,电子结构为e4 t23,CFSE=-0.6Δt×4+ 0.4Δt ×3=-1.2Δt
3.23 (a)粉红色水溶液:[Co(H2O)6]2+,六水合钴(Ⅱ)离子;黄色溶液:[Co(NH3) 6]2+,六氨合钴(Ⅱ)离子;橙黄色溶液:[Co(NH3)6]3+,六氨合钴(Ⅲ)离子。
(b)[Co(H2O)6]2+和[Co(NH3)6]2+:Co2+为d7组态,d电子排布为t2g5eg2,顺磁性, 八面体构型。
由计算可知Ni2+ 的八面体配合物较稳定。
3.15 (a)
强场或弱场
强场
电子组态
d6
t2gmegn 或em t2n 未成对电子数
t2g6eg0 0
CFSE
-2.4Δo +2P
(b) 弱场
d6 t2g4 eg2
4
-0.4Δo
(c) 强场
d5 t2g5 eg0
1 -2.0Δo
+2P
(d) 强场
d3 t2g3 eg0
CoCl42-为正四面体构型。由于正四面体场的分裂能较小,所以(e)CoCl42-为高自旋。
3.6 配离子中的配体均为弱场配体,一般为高自旋构型。但是Co3+为d6组态,其与水分子配
位时产生的分裂能略大于电子成对能,因此(c)Co(H2O)63+为低自旋构型。
3.7 (c)的论述正确。F-为弱场配体,晶体场分裂能Δ小,CoF63-因采取高自旋构型而呈顺 磁性。
此文档由天天learn()为您收集整理。
第三章 配位化学
【习题答案】
3.1 [Co(CN)6]3-(抗磁性):八面体,Oh强场,低自旋,电子结构为t2g6eg0; [NiF6]4-(两个成单电子):八面体,Oh弱场,高自旋,电子结构为t2g6eg2; [CrF6]4-(4 个成单电子):八面体,Oh弱场,高自旋,电子结构为t2g3eg1;
3.22 (a)[Fe(H2O)6]SO4是高自旋配合物;K4[Fe(CN)6]是低自旋配合物。 (b)[Fe(H2O)6]SO4中Fe2+电子排布为t2g4 eg2 ;K4[Fe(CN)6]中Fe2+电子排布为t2g6eg0。 (c)[Fe(H2O)6]SO4:CFSE=-0.4Δo×4+ 0.6Δo×2 =-0.4Δo K4[Fe(CN)6]:CFSE=-0.4Δo×6+2P=-2 .4Δo+2P