无机化学习题讲解(华工)

离子 Fe3+ Ag+ Ca2+ Li+ BrS 2-
电子分布式 1S22S22P63S23P63d5 1S22S22P63S23P63d104S24P64d10 1S22S22P63S23P6 1S2 1S22S22P63S23P63d104S24P6 1S22S22P63S23P6
1S22S22P63S23P63d104S24P64d104f145S25P65d106S2
中心原子C以2个sp杂化轨道与2个S原子的3p轨道形成2个sp-p σ键，C原子剩余的 2个p轨道与2个S原子的另一个3p轨道形成2个p-p π键。
π π S σ = C = σ S
2、用杂化轨道理论，推测下列分子中中心原子的杂化轨道类型，并预测分子 或离子的几何构型。（P54-2） SbH3,BeH2,BI3,SiCl4,NH4+,H2Te,CH3Cl,CO2
4.预测下列各组物质的熔、沸点高低（P55-14） ①CH4 ,CCl4,CBr4,CI4 ②H2O,H2S ③CH4,SiH4,GeH4 ④He,Ne,Ar,Kr 解： ①CH4 <CCl4<CBr4<CI4 ②H2O> H2S （氢键） ③CH4<SiH4<GeH4 ④He<Ne<Ar<Kr
说明：熔沸点主要由分子间力决定，分子间力与分子的相 对分子质量有关。 （见书P49-50）
2、取0.10mol· L-1的HF溶液50mL，加水稀释至100mL，求 稀释前后溶液的c（H+）、pH和电离度。 （P130-5） 解：查表得HF的电离常数Kθ=3.53×10-4 因为HF电离常数Kθ=3.53×10-4》H2O的电离常数 Kθ=1.0×10-14，故可忽略水的电离
HF H-+F-
说明：具体的参考书P37-40。
3.通过杂化轨道理论比较下列分子或离子的键角的大小： NH3,PCl4+,BF3,HgCl2,H2S （P54-3） NH3 : sp3 （三角锥型） 107° PCl4+：sp3 （正四面体型） 109° BF3 ：sp2 （平面三角形） 120 ° HgCl2 :sp （直线型） 180 ° H2S : sp3 （V型） 104 ° HgCl2 > BF3 > PCl4+ > NH3 > H2S
激发 2s 2p 2s 2p
sp2杂化
sp2杂化轨道
Baidu Nhomakorabea
中心原子B以3个sp2杂化轨道与3个Cl原子的3p轨道形成3个sp2-p σ键。
(4) CS2 (直线型) 中心原子C的杂化类型为sp杂化， C的价层电子构型为： 2s22p2 ，与S原子的成键 时：
激发 2s 2p 2s 2p
sp杂化 sp杂化轨道
5、写出原子序数分别为13、19、27、33元素的原子的电子排布式，并指出它们各属于哪 一区、哪一族、哪一周期？（P31-6） a．13 Al 1s22s22p63s23p1 p区 第三周期，ⅢA b．19 K 1s22s22p63s23p64s1 s区 第四周期，ⅠA c．27 Co 1s22s22p63s23p63d74s2 d区 第四周期，ⅧB d．33 As 1s22s22p63s23p63d104s2 4p3 p区 第四周期，ⅤA 说明：具体书写原则见书P18。 6、写出下列离子的电子排布式 :S2-,I-,K+,Ag+, Pb2+, Mn2+, Co2+ （P31-10）
第2章 分子结构
P54
1、根据下列分子的空间构型，推断中心原子的杂化类型，并简要说明它们的成键过程。 （p54-1）
(1) SiH4 (正四面体) 中心原子Si的杂化类型为sp3杂化，Si的价层电子构型：3s23p2，与H的成键时：
激发
3s 3p 3s 3p
sp3杂化
sp3杂化轨道
中心原子Si以4个sp3杂化轨道与4个H原子的1s轨道形成4个sp3-s σ键。
第3章 晶体结构
P73
1.试推测下列物质中何者熔点高，何者熔点低。 （P73-2） ①NaCl KBr KCl MgO ②N2 Si NH3 解： ① MgO >NaCl >KCl > KBr ② Si > NH3 > N2
说明：对晶体结构相同的离子化合物，离子电荷数越多，核间距越短，晶格能就越大， 相应的熔点就越高，硬度就越大。（见书P67，,62）
1S22S22P63S23P63d104S24P64d104f145S25P65d10 1S22S22P63S23P63d104S24P64d104f145S25P65d106S2
离子电子构型
9～17 18 8 2 8 8
Pb2+
Pb4+ Bi3+
18+2 18 18+2
•4、试用离子极化的观点解释（P74-8） ①KCl,CaCl2 的熔点、沸点高于GeCl4 •解：K+,Ca2+,Ge4+为同周期元素， Ge4+电荷最高，半径最小，且为18电子构型，极 化力最强，Ge-Cl键的共价成分最多，所以KCl,CaCl2 的熔点、沸点高于GeCl4 ②ZnCl2的熔点、沸点低于CaCl2 •解：Zn2+ 和Ca2+为同周期元素，电荷相同，但Zn2+为18电子构型，而Ca2+为8电子 构型。 18电子构型具有大的极化力和变形性。 ③FeCl3的熔、沸点低于FeCl2 解：Fe3+的电荷高于Fe2+,半径小于Fe2+,因此Fe3+的极化力大于Fe2+，所以FeCl3的 熔、沸点低于FeCl2。
起始浓度 平衡浓度
则：
0.1 0.1-x
0 x
0 x

[H ] [F ] x2 [ HF ] 0.10 x
由于c/ka=142<500,所以不能用近似公式[H+]=(cka)1/2 X2/(0.10-x）=3.53×10-4
则x 5.94 103 , PH lg 5.94 103 2.23 5.94 103 电离度 100% 5.94% 0.1 稀释后：c(HF) 0.1 / 2 0.05 c 0.05 4 142 500 3.53 10 x2 不可做近似计算 3.53 10 4 , x 4.03 103 0.05 x 所以c( H ) 4.20 103 m ol L1 , pH lg[ H ] 2.38 4.20 103 电离度 100% 8.40% 0.05
3、在100ml 0.1mol/L NH3· H2O 溶液中，加入1.07gNH4Cl固体（忽略体积变化），
问改溶液的PH为多少？在此溶液中再加入100ml水，PH有何变化？ （P130-
S2- : 1s22s22p63s23p6 或[Ne] 3s23p6 I-:1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6或[Kr] 64d105s25p6 Ag+: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d10或[Kr] 64d10 Pb2+：1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s2或[Xe]4f145d106s2 Mn2+:1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5 Co2+:1s22s22p63s23p63d7或[Ar]3d7
第5章 电离平衡 P130
1、试计算： （P130-2） ①PH=1.00 与PH=4.00的HCl溶液等体积混合后溶液的PH ② PH=1.00的HCl溶液与PH=13.00的NaOH溶液等体积混合后溶液的PH ③ PH=10.00与PH=13.00的NaOH溶液等体积混合后溶液的PH 解： ①：[H+]1=10-1,[H+]2=10-4, 等体积混合后[H+] =（[H+]1+ [H+]2）/2=(10-1+10-4）/2=0.05 PH=-lg [H+] =- lg 0.05=1.3 ②: [H+]=10-1,[OH-]=10-1; 等体积混合后，[H+]与 [OH-]反应完全，溶液呈中性，PH=7.0 ③ [OH-]1=10-4 ,[OH-]2=10-1； 等体积混合后， [H+] =（[H+]1+ [H+]2）/2=(10-4+10-1）/2=0.05=0.055 POH=-lg [OH-] =- lg 0.055=1.26 PH=14- POH=12.7
说明：失去电子的时候是先失去最外层电子，然后才失去次外层，直到达到相应的价态。 7、某一周期（其稀有气体原子的最外层电子构型为4s2 4p6）中有A、B、C、D四种元素， 已知它们的最外层电子层上的电子数分别为2、2、1、7；A、C的次外层上的电子数为8， B、D次外层上的电子数为18。问A、B、C、D是哪几种元素。 Ca Zn K Br 说明：（其稀有气体原子的最外层电子构型为4s2 4p6）决定了为第四周期的元素。
SbH3： (三角锥形) Sb: 5s25p3 (不等性sp3杂化） BeH2：（直线型） Be：2s2 (sp 杂化） BI3 ： (平面三角形） B ：2s22p1(sp 杂化) SiCl4 : (正四面体） Si: 3s22p2(sp3杂化) NH4+: (正四面体） N： 2s22p3(sp3 杂化) H2Te： (V形） Te：5s25p4（不等性sp3杂化） CH3Cl： (四面体） C：2s22p2(sp3杂化） CO2：（直线型） C：2s22p2(sp杂化）
2.结合下列物质讨论键型的过渡（P74-3） Cl2 HCl AgI NaF Cl2: 非极性共价键 HCl：极性共价键 AgI：共价键、离子键 NaF：离子键 Cl2 HCl AgI NaF 键型过渡：共价键向离子键过渡
3.写出下列各种离子的电子分布式，并指出它们属于何种离子电子构型？
（P74-6）
2、为什么铜原子的外围电子构型为3d104s1，而不是3d94s2？（P30-9）
答：满足洪德（F.Hund）规则：即当等价轨道处于半充满（p3、d5、f7）或全充满 （p6、d10、f14）状态时，原子所处的状态较稳定。
说明：参考书P18 3、写出下列各组中缺少的量子数（P30-1） ① n=3, 4,5,6,7 li=2 mi=0 si=+1/2 ② n=2 li=1 mi=-1 si=-1/2 ③ n=4 li=2 mi= 0 si= ± 1/2 ④ n=3 li=1 mi= 0 , ± 1 si=-1/2 说明：在填写量子数时，要综合考虑三者之间的制约关系。 4、下列各组量子数哪些是不合理的，为什么？（P31-2) 答：⑤ ⑥不合理 ⑤：m=0 或者l=1 ⑥：l=0，1 ; m=0或0， ±1 或者n ≥4
(2) HgCl2 (直线型) 中心原子Hg的杂化类型为sp杂化，Hg的 价层电子构型为：6s2，与Cl原子的成键 时：
激发 6s 6s 6p
sp杂化
sp杂化轨道
中心原子Hg以2个sp杂化轨道与2个Cl原子的3p轨道形成2个sp-p σ键。
(3) BCl3 (正三角形) 中心原子B的杂化类型为sp2杂化，B的价层电子构型为：2s22p1 ，与Cl原子的成键 时：
习题讲解
第1章 原子结构与元素周期表 P30-31
1、说明四个量子数的物理意义和取值要求，并说明n、li、 mi之间的关系。描述 一个原子轨道要用哪几个量子数？（P30-5） • 四个量子数的物理意义和取值要求分别是： • 主量子数n：确定电子离原子核距离的远近，也决定电子运动时能量高低 的主要因素，代表电子层。取值要求为n≥1。 • 轨道角动量量子数li：与波函数的角度函数有关，决定电子轨道运动的角动 量，代表电子亚层。取值要求为0≤li≤n-1. • 磁量子数mi：确定原子轨道与电子云在磁场作用下在空间的伸展方向。取 值要求为-li≤mi≤li。 • 自旋角动量量子数si：描述电子的自旋运动状态，电子有两个相反的自旋 方向。取值为+1/2和-1/2。 • 关系：角动量量子数受主量子数限制，磁量子数受角动量量子数限制。 • 前三个量子数共同确定一个空间轨道，即原子轨道。四个量子数共同确定 原子轨道上电子的运动状态。 说明：可参考书P13-14。