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            西南大学网络教育学院0225《结构化学》网上作业答案(第二次)


            3055

            N2+< N2; F2+> F2;

            NO+> NO; CN+< CN;

            O2+> O2; CO+< CO

            C2+< C2

            3056

            (1) O2 电子结构为 KK(?2s2) (?2s*2) (3?2pz2) (?2py2) (?2pz2) (?2py*1) (?2px*1) 顺磁性分子 (2) O22-> O2-> O2 > O2+ (3) 1865 cm-1

            3060

            H2+ 比 H2 在成键轨道 (?1s)上少一个电子, H2+的键级为 0.5, H2 的键级为 1 。 O2+比 O2 在反键轨道 (?2p* )上少一个电子, O2+的键级为 2.5; O2 的键级为 2.0 。

            【3.3】解: E c >>Ea>Eb。因为(c)中两个电子都在反键轨道上,与 H 原子的基态能量相比,

            E c 约高出 ? 2 ? 。而(a)和(b)中 2 个电了分别处在成键轨道和反键轨道上, E a 和 E b 都
            与 H 原子的基态能量相近,但(a)中 2 个电子的自旋相反, (b)中 2 个电子的自旋相同, 因而 E a 稍高于 E b 。 能级最低的激发态(b)是顺磁性的。 【3.4】试列出下列同核双原子分子:B2,C2,N2,F2 的键级、键能和键长的大小关系,在 相邻两个分子间填入小于号或大于号。 解: 键级 B2 < C 2 < N 2 > O2 > F2 键能 键长

            B2 < C 2 < N 2 > O2 > F2
            B2 < C 2 > N 2 < O2 < F2

            通常所说的“键级愈大,则键能愈大,键长愈短” 对于同类双原子“分子” 如 , (
            n O2 , n ? 0,?1,?2 )无疑是正确的。因为此类“分子”中原子的共价半径、化学键的类型都

            是相同的,差别只是成键电子数不同。但不对非同类“分子” ,上述说法只具有相对的正确 性,笼统地说,键级大者键电子数不同、原子的共价不同等诸多因素,并非键级大者键长就 短,键级小者键长就长。例如,B2 分子的键级(1~2)大于 F2 分子的键级(1) ,但 B2 分子 的键长 (158.9pm)却不小于 F2 分子的键长(141.7pm) 。主要原因是 B 原子的共价半径 (82) 大于 F 原子的共价半径(72) 。而且,人们是简单分子轨道理论的基础上定义分子中定域键 级的。分子轨道只是近似求解 Schr?dinger 方程得的单电子波函数。即使用最精确的椭圆坐 标求解 H 2 的 Schr?dinger 方程,也只能勉强算是一种严格的求解,更何况多电子双原子分 子了。因此,在定量结果上,分子轨道处理结果在许多方面与实验结果不吻合是不奇怪的。 【3.5】 解:C2 分子的基组态为:
            ?

            KK ?1? g ? ?1? u ? ?1? u ?
            2 2

            4

            由于 s-p 混杂,1? u 为弱反键,C2 分子的键级在 2~3 之间,从而使实测键长比按共价双键半

            径计算得到的值短。 【3.12】解:就得电子而言,若得到的电子填充到成键分子轨道上,则 AB ? 比 AB 键能大; 若得到的电子填充到反键分子轨道上,则 AB ? 比 AB 键能小。就失电子而言,若从反键分 子轨道上失去电子,则 AB+比 AB 键能大;若从成绩分子轨道上失去电子,则 AB+比 AB 键 能小。根据这些原则和题中各分子的电子组态,就可得出如下结论: 得电子变为 AB ? 后比原中性分子键能大者有 C2 和 CN。失电子变为 AB+后比原中性分 子键能大者有 NO,O2,F2 和 XeF。N2 和 CO 无论得电子变为负离子 N 2 , CO 变为正离子 N 2 , CO

            ?

            ?

            ?

            ? 还是失电子

            ?

            ?

            ?

            ?,键能都减小。


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