【文章內(nèi)容簡介】 2， 8， 8， 18， 32； 57 71 15。3. 銫，氦。4. 10－18 5. (n1)d1～9ns1～2 6. 5，2，5，107.8.9.10.三 簡答題1. 坐標和動量不能同時確定， 即沒有確定的運動軌跡， 以及能量量子化。2. 原子中電子的狀態(tài)由主量子數(shù)n、角量子數(shù)l、磁量子數(shù)ml以及自旋磁量子數(shù)ms所描述，因此泡利原理又可表述為原子內(nèi)不可能有兩個或兩個以上的電子具有完全相同的4個量子數(shù)n、l、ml、ms。；5f146s26p66d107s27p1；第七周期IIIA族元素4. 3p電子，n=3，l=1，一個3p電子可能有下列六套量子數(shù)之一：nlmsinlmsiA311+1/2D3101/2B3111/2E311+1/2C310+1/2F3111/23p軌道共有三個，填充4個電子，根據(jù)泡利不相容原理和洪特規(guī)則，其中一個軌道電子應成對（此時n，l，m均相同，si不同），另兩個軌道的單電子相互平行自旋（si相同）所以這四個3p電子可能具有的各套量子數(shù)為：（1）A,B,C,E； （2）A,B,D,F； （3）A,C,D,E；（4）B,C,D,F； （5）A,C,E,F； （6）B,D,E,F；5. （1）n ≥4；（2）l=1或2（不能為0，因為m=1）；（3）m=0，si+1/2或1/2；（4）l=3（因為m=3）；6. 量子力學中的原子軌道指解薛定諤方程得到波函數(shù)ψn，l，m（r，θ，φ），是指n，l，m一定的用來描述核外電子在三維空間中的運動狀態(tài)的一個數(shù)學函數(shù)式，ψ本身沒有明確的物理意義，表示核外空間某處電子出現(xiàn)的概率密度。量子力學中常把波函數(shù)ψn，l，m（r，θ，φ）稱為原子軌道，所以原子軌道與波函數(shù)為同義詞，并非電子運動的固定軌道。波爾理論中的原子軌道是指離核半徑為r的圓球面軌道，是電子運動的固定軌跡。注意：量子數(shù)的取值須符合其取值規(guī)律。 鎢 W8. 鑭系收縮是指從鑭到镥隨著原子序數(shù)的增加，它們的原子半徑、離子半徑均逐漸減小的現(xiàn)象。由于鑭系收縮，Y3+離子半徑就落在Er3+之下，而使釔成為重稀土元素組的成員，這也是Y通常同鑭系元素在自然界共生的原因，ⅤB族中的鈮（Nb，鑭系之前）和鉭（Ta，鉿之后），ⅥB族中的鉬（Mo，鑭系之前）和鎢（W，鉭之后）以及ⅦB族中的锝Tc（鑭系之前）和錸（Re，鎢之后）的原子半徑和離子半徑很相近，Zr和Hf，Nb和Ta在自然界礦物中共生，且彼此難于分離。四 計算題1. λ= = 10－10 m = 102(pm)2. 由里德堡公式計算 υ=R∞（） =1015s1（） =1014s1 λ=c/υ=1014s1 =107m =486nm3. I=△E=hυ=1015S1(1/121/∞)=1018J4. 21Sc的電子構(gòu)型為1s22s22p63s23p63d14s2Z3d﹡ = 21(18) = Z4s＊ = 21(10 + 9 + 1) = E3d = 1018()2 = 1018(J)E4s = 1018()2 = 1018(J)5. 298(kJmol－1)第八章答案一. 二. (1)錯。極性分子中可能含有非極性共價鍵，如H2O2。(2)錯。分子的極性與分子的空間構(gòu)型和鍵的極性有關(guān)，非極性分子中可以含極性鍵，如，CH4。(3)錯。很多含復雜陰離子的離子晶體中含有共價鍵，如NaOH晶體。(4)錯。對于同系物來說相對分子質(zhì)量越大，分子間力越大。(5)錯。色散力只存在于一切分子中。(6)錯。影響物質(zhì)溶解度的因素很多，除化合物中陽離子的極化能力外，還有陰離子的變形性、陰、陽離子的水合作用等。(7)錯。晶胞是能夠表現(xiàn)晶體結(jié)構(gòu)全部特征的最小單位。(8)錯。離子晶體氣化后并不是以單個離子形成存在。(9)錯。極化作用強的鹽類向混合晶體甚至分子晶體過渡。(10)對。(11)錯。也有原子晶體。(12)錯。稀有氣體是單原子分子，質(zhì)點間的作用力為分子間力。(13)對。三. ，s和p 2. sp3，不等性sp3，sp和sp2；正四面體，三角錐，直線形和平面三角形，最大重疊，對稱性匹配4. (s1s)2(s*1s)2(s2s)2(s*2s)2(p2py)2(p2pz)2(s2px)2，3，抗，強5. 離子鍵，共價鍵，離子晶體，分子晶體，降低，加深，減小6. 面心立方密堆積，體心立方密堆積，六方密堆積四.，鍵能E、鍵解離能D和原子化能DatH含義是相同的，即都是指在標準狀態(tài)下，斷裂單位物質(zhì)的量的AB型氣態(tài)分子的化學鍵，使其成為氣態(tài)中性原子A何B時所需要的能量。例如，對于HCl分子：HCl(g)174。H(g) +Cl(g) 對于多原子分子來說，鍵能E、鍵解離能D和原子化能DatH含義就不相同。例如NH3分子中有3個等價的N—H鍵，斷開N—H鍵所需的解離能是不同的，分別為NH3(g)174。 NH2(g) + H(g) NH2(g)174。 NH(g) + H(g) NH (g)174。 N(g) + H(g) NH3中N—H鍵能是3個N—H鍵的解離能的平均值為：NH3原子化能為：DatH=D1+D2+D3=3E(N_H)=1172kJmol1可見多原子分子的鍵能實際上是平均鍵能，原子化能是所有鍵的鍵能總和。原子軌道原子軌道分子軌道1s1ss1ss*1s2s2ss2ss*2ss*2px2p2ps2pxp2pzp2pyp*2pyp*2pz圖 O2分子軌道能級圖2. 氧原子核外電子分布式為1s22s22p4，2p軌道有兩個未成對的電子，依據(jù)價鍵理論，兩個氧原子未成對電子以相反的自旋狀態(tài)配對形成共價雙鍵，即O=O。這樣O2中電子全部配對，不顯順磁性。但實際測定表明O2是順磁性物質(zhì)，顯然價鍵理論是無法解釋的。而依據(jù)分子軌道理論可得O2的分子軌道和電子分布見右圖。從圖中可知，O2除(s2p)2一個單鍵外，還有(p2py)2(p*2py)1和(p2pz)2(p*2pz)1兩個三電子p鍵，這樣O2在反鍵分子軌道上有兩個未成對電子，則O2呈現(xiàn)順磁性。O2的鍵極為2，鍵能與正常的雙鍵相當。鍵能是指在標準狀態(tài)下，斷裂單位物質(zhì)的量的氣態(tài)分子的某化學鍵時所需要的能量。晶格能是指在標準狀態(tài)下，將單位物質(zhì)的量的離子晶體拆散為單位物質(zhì)的量的氣態(tài)正離子和負離子時所需要的能量。以NaCl為例：鍵能： NaCl(g)174。 Na(g) + Cl(g) 晶格能： NaCl(s)174。 Na+(g) + Cl(g) DH3NaCl(s)DH1NaCl(g) DH2Na+(g)Cl(g)Na(g)Cl(g)DH4為了方便比較，不妨把1mol NaCl(s)解離成Na(g)和Cl(g)的過程分解為以下數(shù)步：則鍵能為 E= DH2 +DH3+DH4晶格能為 U = DH1 +DH2一般情況離子化合物是以離子晶體形式存在，因此離子晶體的一些物理性質(zhì)，如熔沸點、硬度、溶解度都與晶格能有關(guān)。氣態(tài)離子型分子只能在極高的溫度下存在，所以離子鍵的鍵能用處不大。當原子相互成鍵形成分子時，為了能釋放出更多的能量達到更穩(wěn)定的狀態(tài)，原子外層電子的運動狀態(tài)往往要發(fā)生變化。首先，外層電子構(gòu)型由基態(tài)變成激發(fā)態(tài)。能級相近的外層軌道上成對的電子，激發(fā)到空軌道上，這樣單電子數(shù)增加，形成共價鍵的數(shù)目增加。成鍵所釋放的能量，除可抵消激發(fā)能外還有多余，所以系統(tǒng)的總能量變的更低了。其次，軌道雜化。激發(fā)態(tài)的外層軌道經(jīng)過雜化后，軌道變成一頭大一頭小，成鍵能力顯著增大，形成的化學鍵就更加穩(wěn)定。因此原子之間成鍵時，為了釋放更多的能量，使形成的化學鍵更加穩(wěn)定，原子的軌道往往要進行雜化。：在BCl3分子中，中心原子B的外層電子構(gòu)型為2s22p1，在形成分子時，B原子2s軌道上的一個電子激發(fā)到2p軌道上形成sp2雜化軌道，該雜化軌道空間構(gòu)型是平面三角形，雜化軌道與3個Cl原的p軌道成鍵，形成的BCl3分子的構(gòu)型是平面三角形的；而在NCl3分子中，中心原子N的外層電子構(gòu)型為2s22p3，在形成分子時，N原子采用不等性sp3雜化，有一對孤對電子參與雜化，雜化軌道空間構(gòu)型是四面體。有單電子的雜化軌道與3個Cl原的p軌道成鍵，形成的NCl3分子的構(gòu)型是三角錐形。：O2+ [(s1s)2(s*1s)2(s2s)2(s*2s)2(s2px)2(p2py)2(p2pz)2(p*2py)1]O2 [(s1s)2(s*1s)2(s2s)2(s*2s)2(s2px)2(p2py)2(p2pz)2(p*2py)1(p*2pz)1]O2 [(s1s)2(s*1s)2(s2s)2(s*2s)2(s2px)2(p2py)2(p2pz)2(p*2py)2(p*2pz)1]O22 [(s1s)2(s*1s)2(s2s)2(s*2s)2(s2px)2(p2py)2(p2pz)2(p*2py)2(p*2pz)2]O23 [(s1s)2(s*1s)2(s2s)2(s*2s)2(s2px)2(p2py)2(p2pz)2(p*2py)2(p*2pz)2(s*2px)1]O2+：，未成對電子數(shù)為1，順磁性；O2：，未成對電子數(shù)為2，順磁性；O2：，未成對電子數(shù)為1，順磁性；O22：，沒有未成對電子，抗磁性；O23：，未成對電子數(shù)為1，順磁性；穩(wěn)定性大小次序為O2+ O2 O2 O22 O23。7.分子或離子分子軌道電子分布式鍵級是否存在H2+(s1s)1可以存在He2+(s1s)2(s*1s)1可以存在He2(s1s)2(s*1s)20不存在C2(s1s)2(s*1s)2(s2s)2(s*2s)2(p2py)2(p2pz)22存在Be2(s1s)2(s*1s)2(s2s)2(s*2s)20不存在B2(s1s)2(s*1s)2(s2s)2(s*2s)2(p2p)21存在N2+(s1s)2(s*1s)2(s2s)2(s*2s)2(p2py)2(p2pz)2(s2px)1存在O2+(s1s)2(s*1s)2(s2s)2(s*2s)2(s2px)2(p2py)2(p2pz)2(p*2py)1存在8.化合物中心原子雜化軌道類型分子的幾何構(gòu)型CO2Csp直線形H2SS不等性sp3V形BBr3Bsp2正三角形PH3P不等性sp3三角錐形SiH4Sisp3正四面體SnCl2Sn不等性sp2V形CCl2F2Csp3四面體SF6Ssp3d2正八面體。這種靜電引力不僅與離子鍵的極性大小有關(guān)，而且與離子電荷，離子半徑有關(guān)。極性越大，正、負離子半徑越小，晶格能越大。雖然NaF中鍵的離子性比CsF小，但是Cs+的半徑比Na+的半徑大的多，所以NaF的晶格能比CsF的大。10. (1) CF4PF3。兩者都是sp3雜化，但PF3中有一對孤電子對，使其鍵角變小。(2)HgCl2 BCl3。HgCl2是sp雜化，鍵角180176。；BCl3是sp2雜化，鍵角120176。(3)OF2Cl2O。兩者都是sp3雜化，且都有兩對孤電子對