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1、习 题 讲 解第1章 原子结构与元素周期表 P30-311、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n1。 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0lin-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-limili。 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
2、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。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P183、写出下列各组中缺少的量子数（P30-1） n=3, 4,5,6,7 li=2 mi=0 si=+1/2 n=2 li=1 mi=-
3、1 si=-1/2 n=4 li=2 mi= 0 si= 1/2 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： 不合理：m=0 或者l=1：l=0，1 ; m=0或0， 1 或者n 45、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） a13 Al 1s22s22p63s23p1 p区 第三周期，A b19 K 1s22s22p63s23p64s1 s区 第四周期，A c27 Co 1s22s2
4、2p63s23p63d74s2 d区 第四周期，B d33 As 1s22s22p63s23p63d104s2 4p3 p区 第四周期，A 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） S2- : 1s22s22p63s23p6 或Ne 3s23p6 I-:1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6或Kr 64d105s25p6Ag+: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d10或Kr 64d10Pb2+：1s22s22p63s23p63d104s24
5、p64d104f145s25p65d106s2或Xe4f145d106s2Mn2+:1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5Co2+:1s22s22p63s23p63d7或Ar3d7 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
6、四周期的元素。第2章 分子结构 P541、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： 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 键。3s 3p3s 3p激发 sp3杂化 sp3杂化轨道(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：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 键。6s6s 6p激发 sp杂
7、化sp杂化轨道(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： 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 键。2s 2p2s 2p激发 sp2杂化sp2杂化轨道(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： 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 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 键。S = C = S2s 2p2s 2p激发 sp杂化sp杂化轨道2、用
8、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,CO2SbH3： (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
9、化） CO2：（直线型） C：2s22p2(sp杂化）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 4.预测下列各组物质的熔、沸点高低（P55-14） CH4 ,CCl4,CBr4,CI4 H2O,H2S CH4,SiH4,GeH4 He,Ne,
10、Ar,Kr解：CH4 H2S （氢键） CH4NaCl KCl KBr 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）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） 离子电电子分布式离子电电子构型Fe3+1S22S22P63S23P63d5
11、917 Ag+1S22S22P63S23P63d104S24P64d1018 Ca2+1S22S22P63S23P68 Li+1S22 Br-1S22S22P63S23P63d104S24P68 S2-1S22S22P63S23P68Pb2+1S22S22P63S23P63d104S24P64d104f145S25P65d106S218+2 Pb4+1S22S22P63S23P63d104S24P64d104f145S25P65d1018 Bi3+1S22S22P63S23P63d104S24P64d104f145S25P65d106S218+24、试用离子极化的观点解释（P74-8） KCl
12、,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 ZnCl2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。 FeCl3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。第5章 电离平衡 P1301、试计算
13、： （P130-2） PH=1.00 与PH=4.00的HCl溶液等体积混合后溶液的PH 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 PH=10.00与PH=13.00的NaOH溶液等体积混合后溶液的PH解： ：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 : 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 OH-1=10-4 ,OH-2=10-1； 等体积混合后， H+ =（H+
14、1+ H+2）/2=(10-4+10-1）/2=0.05=0.055 POH=-lg OH- =- lg 0.055=1.26 PH=14- POH=12.72、取0.10molL-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K=3.5310-4因为HF电离常数K=3.5310-4H2O的电离常数 K=1.010-14，故可忽略水的电离起始浓度 0.1 0 0 平衡浓度 0.1-x x x则：由于c/ka=142500,所以不能用近似公式H+=(cka)1/2 X2/(0.10-x）=3.5310-43、在100ml 0.1mol/L NH3H2O 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- 14） 解: nNH4Cl=1.07/53.
