第六章练习题及答案. 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/24 8:59:24星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

[Co(NH3)6]3+ (Δ> P);[Mn (H2O)6]2+ (Δ< P)

答案:[Fe (CN)6]3-是顺磁性的,因为有一个成单电子;(2分)

[Cr(H2O)6]2+ (Δ< P)是顺磁性的,因为弱场高自旋,有四个成单电子;(1分)

3+

[Co(NH3)6] (Δ> P) 是反磁性的,因为强场低自旋,没有成单电子;(1分)

2+

[Mn (H2O)6](Δ< P) 是顺磁性的,因为有五个成单电子。(1分)

3. 在羰基络合物Cr(CO)6中,中心原子Cr与配体之间存在什么键?它的稳定性怎样? 答案:中心原子Cr与配体之间存在σ-π键(3分),所以它很稳定。(2分)

六、计算题(每小题5分)

1. 已知[Co(CN)6]3- Δ=34000 cm-1, P=21000 cm-1

[Fe(H2O)6]3+ Δ=13700 cm -1, P=30000cm-1

试确定上述络合物的磁矩,并计算晶体场稳定化能CFSE。

解:[Co(CN)6]3-中,Δ>P,中心离子Co3+的d电子组态为t2g6eg0,无成单电子,磁矩为0,CFSE=-0.4Δ×6+2 P=0.4×34000×6-2×21000=39600 cm-1(3分)

[Fe(H2O)6]3+中,Δ

CFSE=-0.4Δ×3+0.6Δ×2 =-0.4×13700×3+0.6×13700×2=0 cm-1(2分)

2. [Fe(CN)6]3- 和[FeF6]3-的磁矩分别为1.7μB和5.9μB, (1)计算这两种络离子中心离子未成对电子数。 (2)写出中心离子d轨道上电子排布。

(3)指出它们是强场还是弱场络合物,简要说明原因。

解:(1)[Fe(CN)6]3-中,由(n×(n+2))1/2μB=1.7μB, 得n=1 [FeF6]3中,由(n×(n+2))1/2μB=5.9μB, 得n=5 (2分) (2) [Fe(CN)6]3-中,d轨道上电子排布为t2g5eg0, [FeF6]3中,d轨道上电子排布为t2g3eg2, (2分) (3) [Fe(CN)6]3-是强场络合物,因为强场低自旋; [FeF6]3是弱场络合物,因为弱场高自旋。 (1分)

3. 计算八面体弱场和强场配合物中中央金属离子d6的CFSE。 解:八面体弱场中,中央金属离子d6的电子组态为t2g4eg2, CFSE=-0.4Δo×4+0.6Δo×2 =-0.4 (3分) 八面体强场中,中央金属离子d6的电子组态为t2g6eg0, CFSE=-0.4Δo×6+2P =-2.4Δo+2P (2分)

4. [CoF6]3-的成对能为2.1×104 cm-1,分裂能为1.3×104 cm-1,晶体场稳定化能是多少? 解:[CoF6]3-中,Δ

CFSE=0.4Δ×4-0.6Δ×2 =(0.4×4-0.6×2)×1.3×104=5200cm-1 (2分)

5. 已知Fe2+的成对能 P =19150cm-1,[Fe(CN)6]4- 的 Δ=33000 cm-1, [Fe(H2O)6]2+的 Δ=10400 cm-1,分别计算这两种络合离子的CFSE。 解:

(1) [Fe(CN)6]2+ Fe2+ d6 Δ>P, 强场低自旋t2g6eg0

CFSE=6×4Dq-2P=2.4×33000-2×19150=40900cm-1 (3分) (2) [Fe(H2O)6]2+ Fe2+ d6 Δ

CFSE=4×4Dq-2×6Dq=4Dq=0.4×10400=4160cm-1 (2分)

6. 对于电子组态为d4的八面体过渡金属离子络合物,计算: (1) 分别处于高、低自旋基态时的能量;

(2) 当高、低自旋具有相同能量时,成对能P和分裂能10Dq的关系。 解:

(1) 高自旋基态电子排布为t2g3eg1

E H=3×(-4Dq)+1×6Dq =-6Dq (2分) 低自旋基态电子排布为t2g4eg0

EL=4×(-4Dq)+P=-16Dq+P (2分) (2) 当两种自旋具有相同能量时 10Dq (1分)-6Dq=- 16Dq+P ? P=