第六章课后作业题答案

第六章课后习题答案1.为什么大多数配合物都有鲜艳的颜色，而四面体Zn2+的配合物却例外？答：含有d1~d9（除d0，d5，d10以外）的过渡金属离子的配合物一般是有颜色的。这是由于中心离子在配位体场的作用下发生了d轨道的能级分裂，当处于能量较低的d轨道上的电子吸收外界能量跃迁到能量较高的空的d轨道时，产生的吸收光谱落在可见光区所致。具有d0(TiO2，Ti4+)，d10(ZnO，Zn2+)及没有d电子的中心离子(Mg2+，MgO)不具有d~d跃迁的条件，所以四面体Zn2+的配合物没有鲜艳的颜色。[可参照课本P189相关知识点]4.已知：(1)[Fe(H2O)6]2+的分裂能为611.0410m，而[Fe(H2O)6]3+的分裂能为611.3710m；(2)[Fe(CN)6]4-的分裂能为613.2810m，而[Fe(CN)6]3-的分裂能为613.5010m。试说明：(2)中的差值为什么没有(1)中两者间的差值大。答：当一个电子由低能级的d轨道跃入高能级的d轨道时所需要的能量叫分裂能()。值的大小既与配位体有关，也与中心离子有关。总结大量的光谱实验数据和理论研究的结果，得到以下经验规律：当中心离子M固定时，值随配体而改变CO≈CN–NO2–邻蒽菲联吡啶SO32–乙二胺(en)NH3吡啶EDTAH2OF–OH–Cl–Br–I–大者为强场配位体，小者为弱场配位体。由于通常由光谱实验确定，故称这个顺序为光谱化学序列（也称配位场强度序列）。当配位体固定时，随中心离子而改变：对同一金属离子而言，电荷越高，值越大；值为配位体的贡献(f)和中心离子的贡献(g)的乘积。所以分裂能大小顺序为[Fe(CN)6]3-[Fe(CN)6]4-[Fe(H2O)6]3+[Fe(H2O)6]2+。(2)中的差值之所以没有(1)中两者间的差值大，原因在于配体CN–为强场，而H2O为弱场。[此题表述不够清晰，所以改为判断四种配合物分裂能的大小]。8.试判断下列两组配位化合物顺磁性大小的次序：(1)A.[Co(NH3)6]3+B.[Co(NH3)6]2+C.[Co(NO2)6]3-D.[Co(CN)6]4-(2)A.[FeF6]3-B.[Mn(CN)6]3-C.[Ni(H2O)6]2+D.[Co(NH3)6]3+答：此题从未成对电子数目入手判断(1)Co2+电子组态为d7，22ggggeett弱场高自旋，电子排列强场低自旋，电子排列Co3+电子组态为d6，22ggggeett弱场高自旋，电子排列强场低自旋，电子排列所以未成对电子数目A.4B.3C.0D.1顺磁性大小为ABDC(2)A.Fe3+电子组态为d5，弱场高自旋，电子排列2gget未成对电子数为5；B.Mn3+电子组态为d4，强场低自旋，电子排列2gget未成对电子数为2；C.Ni2+电子组态为d8，弱场高自旋，电子排列2gget未成对电子数为2；D.Co3+电子组态为d6，弱场高自旋，电子排列2gget未成对电子数为4；顺磁性大小为ADC=B9.判断下列配位化合物的稳定化能大小次序：[CoF6]4-、[NiF6]4-、[FeF6]3-。解：Co2+电子组态为d7，2gget弱场高自旋，电子排列球形场，电子排列P2SCFTTCFSEEE（0+2）-[2P+(-4Dq)5+6Dq]=8DqNi2+电子组态为d8，弱场高自旋，电子排列2gget球形场电子排列P2SCFTTCFSEEE（0+3）-[3P+(-4Dq)6+6Dq]=12DqFe3+电子组态为d5，弱场高自旋，电子排列2gget球形场电子排列2SCFTTCFSEEE0-[(-4Dq)3+6Dq]=0Dq所以稳定化能大小次序：[NiF6]4-[CoF6]4-[FeF6]3-。10.判断下列配位化合物姜-泰勒效应大小的次序：[Cu(H2O)6]2+、[Co(H2O)6]2+、[Fe(CN)6]3-、[Ni(CN)6]4-。解：Cu2+电子组态为d92gget弱场高自旋，电子排列Co2+电子组态为d7，2gget弱场高自旋，电子排列Fe3+电子组态为d5，2gget强场低自旋，电子排列Ni2+电子组态为d8，2gget强场低自旋，电子排列配位化合物姜-泰勒效应大小的次序：[Cu(H2O)6]2+[Co(H2O)6]2+[Fe(CN)6]3-[Ni(CN)6]4-