《无机化学》上习题答案.docx
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《无机化学》上习题答案
第1章原子结构与元素周期律
1-1在自然界中氢有三种同位素，氧也有三种同位素，问：
总共有多少种含有不同核素的水分子？
由于3H太少，可忽略不计，问：
不计3H时天然水中共有多少种同位素异构水分子？
解：
共有18种不同核素的水分子
共有9种不同核素的水分子
1-2．答：
出现两个峰
1-3用质谱仪测得溴的两种天然同位素的相对原子质量和同位素丰度分别为79Br78.9183占50.54%，81Br80.9163占49.46%，求溴的相对原子质量。
解：
1-4铊的天然同位素203Tl和205Tl的核素质量分别为202.97u和204.97u，已知铊的相对原子质量为204.39，求铊的同位素丰度。
解：
设203Tl的丰度为X，205Tl的丰度为1-X
204.39=202.97X+204.97（1-X）X=29.00%
1-5等质量的银制成氯化银和碘化银，测得质量比m（AgCl）：
m（AgI）=1：
1.63810，又测得银和氯的相对原子质量分别为107.868和35.453，求碘的原子量。
解：
X=126.91
1-8为什么有的元素原子量的有效数字的位数多达9位，而有的元素的原子量的有效数字的位数却少至3～4位？
答：
单核素元素只有一种同位素，因而它们的原子量十分准确。
而多核素元素原子量的准确性与它们同位素丰度的测量准确性有关（样品的来源、性质以及取样方式方法等）。
若同位素丰度涨落很大的元素，原子量就不可能取得很准确的数据。
1-13．解：
（1）r=c/λ=（3×108）/（633×10-9）=4.74×1014Hz氦-氖激发是红光
（2）r=c/λ=（3.0×108）/（435.8×10-9）=6.88×1014Hz汞灯发蓝光
（3）r=c/λ=（3.0×108）/（670.8×10-9）=4.47×1014Hz锂是紫红
1-14Br2分子分解为Br原子需要的最低解离能为190kJ.mol-1，求引起溴分子解离需要吸收的最低能量子的波长与频率。
解：
1-17.解：
r=E/h=（310×103）/（6.63×10-34×6.02×1023）则λ=c/r=397nm
1-18光化学毒雾的重要组分之一——NO2解离为NO和O2需要的能量为305kJ.mol-1，引起这种变化的光最大波长多大？
属于哪种辐射范围？
已知射到地面阳光最短波长为320nm，NO2气体在近地大气里会不会解离？
解：
属于紫外光区（可见光波长范围400～760nm），在近地大气里会解离。
1-19氢原子核外电子光谱中的莱曼光谱中有一条谱线的波长为103nm，问：
它相应于氢原子核外电子的哪一个跃迁？
解：
已知n1=1解得：
n2=3即电子从M→K
1-21当电子的速度达到光速的20%时，该电子的德布罗依波长多大？
当锂原子（质量7.02amu）以相同速度飞行时，其德布罗依波长多大？
解：
1-23．解：
K层电子最大数目：
2L层电子最大数目：
8M层电子最大数目：
8
1-24．解：
（b）1p（d）2d（f）3f这些符号是错误的。
1-25．解：
N=1l=1m=0这一套量子数是不存在的
1-26．解：
（a）l=0（b）l=1（c）l=2（d）l=0（e）l=3（f）l=4
1-27.解：
4s能级有1个轨道5p能级有3个轨道
6d能级有5个轨道7f能级有7个轨道
5g能级有9个轨道
1-28根据原子序数给出下列元素的基态原子的核外电子组态：
（a）19K（b）13Al（c）17Cl（d）22Ti（e）30Zn（f）33As
解：
K:
[Ar]4s1Al:
[Ne]3s23p1
Cl:
[Ne]3s23p5Ti:
[Ar]3d24s2
Zn:
[Ar]3d104s2As:
[Ar]3d104s24p3
1-29请预言第118和第166号元素在周期表中的位置.
解：
118号:
[Rn]5f146d107s27p6第七周期,零族
166号:
[118]5g186f147d108s28p4第八周期,ⅥA族
1-30给出下列基态原子或离子的价电子层电子组态，并用方框图表示轨道。
（a）Be（b）N（c）F（d）Cl-（e）Ne+（f）Fe3+（g）As3+
解：
Be:
2s2
N:
2s22p3
F:
2s22p5
Cl-:
3s23p6
Ne+:
2s22p5
Fe3+:
3d5
As3+:
4s2
1-31.解：
1s2s2p
↑↓
↑↓↑↓↑
↑↓
这组组态符合洪特规则
1-32以下哪些原子或离子的电子组态是基态、激发态还是不可能的组态？
（a）1s22s2（b）1s23s1（c）1s23d3（d）[Ne]3s23d1（e）[Ar]3d24s2（f）1s22s22p63s1（g）[Ne]3s23d12
答：
aefhi是基态bcd是激发态g是不可能组态
1-33Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+的基态最外层电子组态与次外层电子组态分别如何？
解：
Li+:
1s2
Na+:
2s22p6次外层——1s22e-
K+:
3s23p6次外层——2s22p68e-
Rb+:
4s24p6次外层——3s23p63d1018e-
Cs+:
5s25p6次外层——4s24p64d1018e-
1-34Al3+,Cs+具有8电子外壳
1-35已知电中性的基态原子的价电子层电子组态分别为：
（a）3s23p5（b）3d64s2（c）5s2（d）4f96s2（e）5d106s1
试根据这个信息确定它们在周期表中属于哪个区？
哪个族？
哪个周期？
解：
（a）p区、ⅦA、第三周期
（b）d区、Ⅷ、第四周期
（c）s区、ⅡA、第五周期
（d）f区、ⅢB、第六周期
（e）ds区、ⅠB、第六周期
1-36根据Ti、Ge、Ag、Rb、Ne在周期表中的位置，推出它们的基态原子的电子组态。
解：
Ti：
ⅣB、第四周期电子组态：
[Ar]3d24s2
Ge：
ⅣA、第四周期电子组态：
[Ar]3d104s24p2
Ag：
ⅠB、第五周期电子组态：
[Kr]4d105s1
Rb：
ⅠA、第五周期电子组态：
[Kr]5s1
Ne：
零族、第二周期电子组态：
[He]2s22p6
1-37试推测114号元素在周期表的位置和可能的氧化态。
答：
114号：
[86Rn]5f146d107s27p2第七周期、ⅣA、氧化态——+2、+4
1-38第八周期的最后一个元素的原子序数多大？
请写出它的基态原子的电子组态。
第八周期的最后一个元素：
原子序数=86+32+50=168
[118]5g186f147d108s28p6
1-42某元素的基态价层电子构型为5d26s2，请给出比该元素的原子序数小4的元素的基态原子电子组态。
答：
[54Xe]4f126s2
1-43某元素的价电子为4s24p4，问：
它的最外层、次外层的电子数；可能氧化态及在周期表中的位置，它的基态原子的未成对电子数，它的氢化物的立体结构。
答：
最外层=6e-，次外层=18e-；氧化态=-2、+4、+6；第四周期、ⅥA，p区；
未成对电子=2，氢化物的结构为V型。
1-44某元素基态原子最外层为5s2，最高氧化态为+4，它位于周期表哪个区？
是第几周期第几族元素？
写出它的+4氧化态离子的电子构型。
若用A代替它的元素符号，写出相应氧化物的化学式。
答：
d区、第五周期、ⅣB；
A4+：
[Ar]3d104s24p6
氧化物的化学式：
AO2
45.答案见讲义课件。
46.答案见讲义课件。
1-47.解：
氟的电负性最大。
铯的电负性最小
1-50答:
ⅣB族，铜，银，金和稀有气体。
1-52答:
从上到下，同族元素氧化态稳定性增强，但第五周期非金属的氧化态很不稳定，第六周期的汞，铊，铅，铋的最稳定氧化态不是族序数，而是0，+1，+2，+3，第Ⅷ族从左到右最高氧化态的稳定性下降，从上到下最高正氧化态稳定性增强。
补充练习题
1.某元素原子的最外层上仅有1个电子，此电子的量子数是n=4，l=0，m=0，ms=½。
问：
①符合上述条件的元素有几种？
原子序数各为多少？
②写出相应元素的元素符号和电子排布式，并指出其价层电子结构及在周期表中的区和族。
解：
①4s1——3种19号、24号和29号
②K——[Ar]4s1价电子构型4s1s区ⅠA
Cr——[Ar]3d54s1价电子构型3d54s1d区ⅥB
Cu——[Ar]3d104s1价电子构型3d104s1ds区ⅠB
2.某元素的原子序数为35，试回答：
①其原子中的电子数是多少？
有几个未成对电子？
②其原子中填有电子的电子层、能级组、能级、轨道各有多少？
价电子数有几个？
③该元素属于第几周期，第几族？
是金属还是非金属？
最高氧化态是多少？
解：
①电子数为35，1个未成对电子。
②4个电子层；4个能级组；18个轨道；8个能级——1s,2s,2p,3s,3p,3d,4s,4p；
7个价电子
③第四周期，ⅦA，非金属，最高氧化态为7。
第2章分子结构
2-1解：
O2：
H2O2:
:
O＝O:
H—O—O—H
共12e共14e
CO:
CO2:
:
C＝O:
:
O＝C＝O:
共10e共16e
NCl3SF4
F
Cl|
F—S—F
N..|
F
ClCl
共34e
共26e
2-3答：
LiH:
Li的电子排布:
1s22s1H的电子排布:
1s1
该分子内的σ键由s—s原子轨道重叠构建,即形成s—sσ键.
HCl:
H的电子排布:
1s1Cl的电子排布:
1s22s22p63s23p5
该分子内的σ键由s—p原子轨道重叠构建,即形成s—pσ键.
Cl2:
Cl的电子排布:
1s22s22p63s23p5
该分子内的σ键由p—p原子轨道重叠构建,即形成p—pσ键.
2-4答：
N的基态电子组态为1s22s22p3,这说明N原子的3个2p电子各自占有一个2p轨道,即px,py,pz,这三个轨道相互正交,这样就形成了由一个σ键和2个π键构成的三键,即
在该图中,中间的直线代表--N—N–σ骨架,两个方框表示形成π键的两对2p电子的电子云在空间的取向.
2-5.用VSEPR模型讨论下列分子的模型,画出立体结构.
①CO2②H2O③NH3④CO32-⑤PO33-⑥PO43-
解：
①CO2VP=2+0sp杂化线型O＝C＝O
②H2OVP=2+2sp3杂化V型
③NH3VP=3+1sp3杂化三角锥
④CO32-VP=3+0sp2杂化平面三角
⑤PO33-VP=3+1sp3杂化三角锥
⑥PO43-VP=4+0sp3杂化四面体
2-7答:
由三个。
丙烷分子中的每个C原子都是sp3杂化，形成正四面体，故只有三个原子可以处于同一个平面内，如图：
2-8解：
金刚烷的立体构型为
由图可知，立体烷分子中有四个六元环，这些六元环各不相同，因为C10H16中的C原子取SP3杂化，而每个C原子与其连的原子有差异，形成的4个SP3杂化轨道有差异，是不等性杂化，
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