11-12无机化学(上)期中答案

11-12学年上学期无机化学期中考试试题解答

一、填空题：（共50分）

1．（5分）对于氢原子，决定原子轨道能量的量子数是（n），其E3s（=）E3p，E3d（< ）E4s；对于钾原子，决定原子轨道能量的量子数是（n. l），其E4s（< ）E3d。

2．（6分）Pauling能级图中第六能级组中含有的原子轨道是（6s 4f 5d 6p）（2分）；出现轨道能级交错可用（钻穿效应）（2分）来解释。如果没有轨道能级交错，第三周期应有（18）种元素，实际上该周期只有（8）种元素。

3.（3分）描述一个原子轨道的量子数为（n, l，m）；表征电子自旋的量子数是（m s），其取值为（+1/2，-1/2）。

4．（每小题2分，共8分）不参考任何数据表，排出以下物种性质的顺序：

(1) Mg、Al、Li、Na按半径增加的顺序：（Li

(2) H、F、S、Cl按电负性减小的顺序：（F>Cl> S>H）。

(3) O、Cl、N、P按第一电子亲和能增加的顺序：（N< O

(4) Mg、Al、P、S按第一电离能减小的顺序：（P>S>Mg>Al)。

5．（4分）分子轨道是由（原子轨道）线性组合而成的，这种组合必须符合的三个原则是（能量相近），（轨道最大重叠）和（对称性匹配）。

6．（4分）NO3-，NH3，H2O，PCl4+的键角由大到小的顺序是（NO3->PCl4+>NH3>H2O），中心原子不含有孤对电子的物种是（NO3-，PCl4+）。

7. （6分）HCl，HBr，HI等化合物，在它们各自的分子间作用力分布中，取向力最大的为（HCl），最小的为（HI），诱导力最大的为（HCl），最小的为（HI），色散力最大的为（HI），最小的为（HCl）.。

8．（4分）CO2是非极性分子，SO2是（极性）分子，BF3是（非极性）分子，NF3是（极性）分子，PF5是（非极性）分子。

9．（3分）现有下列物质：CH4，HNO3，BeH2，NH3，H2O，，在它们各自的分子中，不存在氢键的是（CH4，BeH2）；存在分子内氢键的是（HNO3）；存在分子间氢键，且氢键键能最大的是（H2O）。

10.（2分）下列分子中，共轭大π键的类型(用符号标出)分别是：

（1）C4H6(丁二烯)（∏44）；（2）CO2（∏34）。

11.（5分）根据分子轨道理论推测，在H2，He2，B2，C2，Be2中，不能存在的物种是

（He2，Be2）；在能够存在的物种中，具有顺磁性的是（B2）。具有反磁性的是（H2，C2）。

二、简答题(共50分)

1．（6分）简要说明以下哪些符号是错误的？

（a）6s （b）3f （c）4d （d）2d （e）3p

答：错误的符号有：(b)3f，(d)2d。因为当主量子数n为3时，l的取值只有0，1，2三种，没有l为3的f轨道存在；当主量子数n为2时，l的取值只有0，1两种，没有l

为2的d轨道存在。

2.（15分）按要求填写下列表格：

3.（13分）已知某元素原子序数为42，回答下列问题：

(1).写出该元素原子的基态原子电子组态；

(2) 该元素有几个未成对电子? 价电子数是多少？

(3).它有多少个电子层？多少个能级？最高能级组中的电子数是多少？

(4).它属于第几周期？第几族？是金属还是非金属？最高化合价是几？

(5) 试用四个量子数分别表示这个元素原子最外层各电子的核外运动状态。

答：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p64d55s1或[Kr] 4d55s1(2分)

(2) 6个未成对电子，6个价电子；(2分)

(3) 5个电子层，10个能级，6个；（3分）

(4) 五周期，VIB族，金属，+6；（4分）

(5) 该元素原子最外层只有1个电子，

其四个量子数为：5，0，0，+1/2(或-1/2)。（2分）

4．（10分）用分子轨道法(要求写出分子轨道组态)说明为什么N2的离解能比N2+的离解能大？而O2的离解能却比O2+的离解能小？

答：N2：

2*22*2222

1122222

x y

s s s s p p p

σσσσππσN

2

+：2*22*2221

1122222

x y

s s s s p p p

σσσσππσ

N 2多出的一个核外电子填入成键轨道，键级为3，而N 2+的键级为2.5，键级增大，键能增大，因此，N 2的离解能比N 2+的离解能大； （5分）

O 2

+

2*22*2222*1

11222222x

y

x

s s s s p p p p

σσσσσπππ

O 2：

2*22*2222*1*1

112222222x

y

x

y

s s s s p p p p p σσσσσππππ

因为O 2多出的一个核外电子填入反键轨道，O 2的键级为2, 而O 2+的键级为2.5，键级减小。键能降低，因此，O 2的离解能比O 2+ 的离解能小。 （5分）

5．（6分） 分别画出Px 、d x2-y2、d xy 的轨道角度分布平面简图。 答：（2分） （2分）

22x y d -

（2分）

d xy

+