《无机化学》(下)习题答案

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第4 章 配位化合物

4-1 答:向粗盐酸中滴入1滴硫氰酸钾溶液,若溶液呈现深红色,则粗盐酸的黄色不是Fe3+与Cl-的

络离子;若溶液不显色,则粗盐酸的黄色是Fe3+与Cl-的络离子的颜色。由于粗盐酸PH小于1,在PH小于1的强酸性溶液中不可能存在Fe(OH)2+, Fe(OH)2+等离子,因此,粗盐酸的黄色也不是铁的羟合离子的颜色。

4-2 解:由于Cl-半径大,若采取6配位,则由于Cl-间的斥力,形成的配合物不够稳定,而F-半径

较小,采取6配位后形成的配合物稳定。

4-3 解:MA3B3 :有2种几何异构体;MA2B4 :有2种几何异构体; MABC4 :有2种几何异构体;MA2B2C2 :有5种几何异构体; MABCDEF :有15种对映异构体。

4-4 解:无几何异构,有一对对映异构。

4-5. 为什么顺铂的水解产物Pt(OH)2(NH3)2能与草酸反应生成Pt(NH3)2C2O4,而其几何异构体却不能?哪一种异构体有极性,哪一种没有极性?哪一种水溶性较大?

解:双齿配体C2O42-的碳链短,不可能对位配位,所以只可能与顺铂反应。顺铂结构不对称所以有极性,而反式则无极性。顺铂在水中的溶解度大。

4-6. 将等物质的量黄色CoCl3·6NH3、紫红色CoCl3·5NH3、绿色CoCl3·4NH3和紫色CoCl3·4NH3四种配合物溶于水,加入硝酸银,立即沉淀的氯化银分别为3、2、1、1mol,请根据实验事实推断它们所含的配离子的组成。它们的电导之比呈现什么定量关系?

解: 黄色: [Co(NH3)6]Cl3 紫红色: [Co(NH3)5Cl]Cl2 绿色(顺): [Co(NH3)4Cl2]Cl 紫色(反): [Co(NH3)4Cl2]Cl

电导之比 = 4:3:2:2

4-7 解:因为,Fe2+和Co3+的价电子构型均为:3d6,配合物的μ=0,所以,Fe(CN)64-和Co(NH3)63+的

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杂化轨道类型均为:d2sp3.

4-8. 八面体配合物RuCl2(H2O)4+和RuCl3(H2O)3各有几个立体异构体?实验证实后者的所有异构体经水解只转化成前者的某一种异构体A。从上述实验事实进行逻辑推论,画出A的结构式,并总结配合物水解反应的规律。

解:各有2个

反位效应次序:

NO2- >Cl- >NH3>H2O

4-9. 给出下列配合物的名称和中心原子的氧化态:

①[Co(NH3)6]Cl3 ②K2[Co(NCS)4] ③H2[PtCl6] ④[CrCl(NH3)3]Cl2 ⑤K2[Zn(OH)4] ⑥[PtCl2(NH3)2]

解: ① 三氯化六氨合钴(Ⅲ) ②四异硫氰合钴(Ⅱ)酸钾

③六氯合铂(Ⅳ)酸 ④二氯化一氯三氨合铬(Ⅲ) ⑤四羟基合锌(Ⅱ)酸钾 ⑥二氯二氨合铂(Ⅱ) 4-10. 写出下列配合物的化学式:

①氯化二氯一水三氨合钴(Ⅲ) ②六氯合铂(Ⅳ)酸钾 ③二氯四硫氰合铬(Ⅲ)酸铵 ④二(草酸根)二氨合钴(Ⅲ)酸钙 解:①[CoCl2(NH3)3(H2O)]Cl ②K2[PtCl6]

③(NH4)3[CrCl2(SCN)4] ④Ca[Co(C2O4)2(NH3)2]2

4-11. 五种配合物的实验式相同:K2CoCl2I2(NH3)2,电导实验还表明它们的等浓度水溶液里的离子数目跟等浓度的Na2SO4相同。写出结构式,给出中心原子的氧化态。 解: 中心原子的氧化态为+2。

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4-12答:Fe(H2O)63+为外轨型配合物,未成对电子数为5,Fe(CN)63-为内轨型配合物,未成对电子数为1,所以由??n(n?2)BM可知Fe(H2O)63+的磁距与Fe(CN)63-的磁距差距很大。

4-13答:Fe(H2O)63+ 形成时,由于P>△,在弱场配体(H2O)作用下,电子尽可能成单(自旋平行)填入分裂了的d轨道中,因而有5个未成对电子;Fe(CN)63-形成时,由于P<△,在强场配体(CN-)作用下,电子配对填入分裂了的d轨道中,因而只有1个未成对电子,所以两者的磁性差距很大。

4-14答:因为,同种原子,电荷越高,对分裂能的影响也越大,Fe(H2O)63+ 的△值大于Fe(H2O)62+的△值。而其分裂能不同是它们因d—d跃迁引起颜色不同的主要原因,一般而言,分裂能越大,吸收光子的能量越大,即频率越高,它的补色频率就越低,因此,Fe(H2O)63+为紫色,而Fe(H2O)62+为绿色。 4-15答:CrCl63- 3个未成对电子; Cr(H2O)63+ 3个未成对电子;

Cr(NH3)63+ 3个未成对电子; Cr(CN)63- 3个未成对电子; Fe(H2O)62+ 4个未成对电子; Fe(H2O)63+ 5个未成对电子; Co(H2O)62+ 3个未成对电子; Co(H2O)63+ 4个未成对电子; Ni(H2O)62+ 2个未成对电子。

4-16解:(1)CrCl63- △=163KJ/mol

Edγ-Edε =△= 163; 2Edγ+3Edε = 0

解得 Edε =-65.2 KJ/mol

∴CFSE=-65.2*3=-195.6 KJ/mol 或解得:Edγ=0.6△ Edε=-0.4△

CFSE=(-0.4△)×3 =-65.2×3 = -195.6 KJ/mol (2)Cr(H2O)63+ △= 208 KJ/mol

Edγ-Edε = 208;2Edγ+3Edε = 0 解得 Edε=-83.2 KJ/mol CFSE=-83.2×3=-249.6

(3) Cr(NH3)63+ △=258 KJ/mol

Edγ-Edε=258

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2Edγ+3Edε = 0

解得 Edε =-113.2 KJ/mol

CFSE =-339.6 KJ/mol

(4)Cr(CN)63- △= 315 KJ/mol

Edγ-Edε = 315 2Edγ+3Edε = 0

解得 Edε = -126 KJ/mol

CFSE = -378 KJ/mol

(5)Fe(H2O)62+ △=124 KJ/mol

Edγ-Edε=126 2Edγ+3Edε=0

解得 Edγ=74.4 KJ/mol Edε=-49.6 KJ/mol

CFSE=4×(-49.6)+2×74.4 =-49.6KJ/mol (6)Fe(H2O)63+ △=164 KJ/mol

Edγ-Edε=164 2Edγ+3Edε=0

解得 Edγ=98.4 KJ/mol Edε=-65.6 KJ/mol

CFSE=-65.6×3+2×229=261.2 KJ/mol (7)Co(H2O)62+ △=111 KJ/mol

Edγ-Edε=111 2Edγ+3Edε=0

解得 Edγ=66.6 KJ/mol Edε=-44.4 KJ/mol

CFSE=-5×44.4+2×66.6=-88.8 KJ/mol (8)Co(H2O)63+ △=223 KJ/mol

Edγ-Edε=223 2Edγ+3Edε=0

解得 Edγ=133.8 KJ/mol Edε=-89.2 KJ/mol

CFSE=-89.2 KJ/mol

(9)Ni(H2O)62+ △=102 KJ/mol

Edγ-Edε=102

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