高等无机化学。
绪论。1. 简述无机化学学科目前的研究热点。
2. 简述目前无机化学面临的挑战与机遇。
第一章无机化学一般理论。
1.简述化学键理论的基本内容,在哪些内容上仍需要进一步完善?
分子的分子轨道与o2分子的分子轨道有何不同?
3.画出hf分子的分子轨道能级图,指出哪些是成键轨道、反键轨道、非键轨道。
4.利用分子轨道理论可以解释无机分子的哪些基本性质?
5.简述分子间作用力的种类和产生的原因。简述分子间作用力的特点。
6.如何确定离子晶体的晶体类型?简述离子化合物的基本特性。
7.如何获得晶格能?
8.简述杂化轨道理论的基本内容。如何用杂化轨道理论**分子的几何构形。
9.简述不同酸碱理论的基本内容,酸碱强度表示及应用范围。
10.在不同酸碱理论下,酸碱反应的本质是什么?
11.简述溶剂的分类及溶剂的作用。
12.应用软硬酸碱理论的shab规则,举例说明,(1)化合物的稳定性规律;(2)物质的溶解性规律;(3)物质在自然界中的分布。
13.如何理解能带和能带理论?金属、半导体和绝缘体在内部结构上有何区别与联系。
第二章分子对称性与群论。
1.试写出以(x,y,z)为基函数是e、cn、σ、i、sn等对称操作的表示矩阵。
2.试用图示意乙烷分子的对称元素。
3.试举出四种不同的分子,它们同属于c2v点群、c3v点群、d4h点群、oh点群、td点群。
4.指出下列分子或离子所属的点群:h2o2、s2o32-、n2o、hg2cl2、h2c=c=ch2、uo2f6、bf4-、sclf5、反式-pt(nh3)2cl2、ptcl3(c2h4)-。
5.简述群的基本性质;写出c2h点群的乘法表,并证明所有因素构成一个群。
6.简述群的不可约表示的特征标与群的阶、群中的元素、群的类等之间的关系。
7.有坐标x、y、z的变化情况写出c3v点群各对称操作的表示矩阵。(提示:
把三重c3轴定在z轴上,镜面σv定在xz平面上,旋转对称操作c3和c23分别作用于反映面对称操作σv可给出σv'和σv "。的对称操作)
8.将上式得到的c3v的这一组表示矩阵,即可约表示化为不可约表示(不得用公式),并求出相应的不可约表示的特征标。
9.试用对称操作的表示矩阵计算c3v点群中下列对称操作的积,由此可以得出哪些结论。
1) σv σvˊ=;2)c32 c31=
10.应用群论的方法,求出bf3、sf6和pf6-中的σ轨道是哪些原子轨道组成。
已知oh群的特征标表为:
11.指出h2o、co32-、bf3、nh3等离子的简正振动类型。应用群论的方法,求出h2o、co32-、bf3、nh3离子的简正振动数目,并指出它们是否是ir或raman活性。
已知d3h特征标表如下:
第三章无机立体化学。
1.有哪些方法和理论可以**分子的立体结构,举例说明。
2.简述价层电子对互斥理论的基本内容。
3.用价层电子对互斥理论(vsepr)**下列分子的几何构形,并指出分子所属的点群;
(1)so42-;(2)p2h4; (3)h2o2; (4)s2o32-; 5)xeof4;
4.用分子轨道理论**和解释分子几何构形的基本步骤有哪些?
5.根据ah2分子的walsh图**、解释当中心原子a的价电子数从1到10变化时分子所属点群的变化;
6.简述用价键理论的方法**分子立体构形的基本原理,以及基本步骤。
7.用两种以上的理论**ch4、nh3、h2o、hf分子之间的键角变化规律。
8.什么是分子的流变性?分子的流变性具有哪些特点?它的变化可能引起哪些物性的变化。
第四章配位化学。
1.简述配位化学的发展历史。
2.经典配位化合物与非经典配位化合物有何区别与联系。各举一例说明。
3.何谓配位数?它与配离子的立体结构有何联系。
4.举例说明配合物的异构现象。
5.如何用价键理论解释,当在cocl2的水溶液中加入nh3等物质后,co(ⅱ)很容易转化为co(ⅲ)的化合物。
离子在八面体晶体场中的d轨道如何**,计算它在八面体强场和八面体弱场中的晶体场稳定化能、和磁矩大小。比较它们的稳定性。
7.说明在八面体配位场中获得八面体配离子分子轨道的方法。
8.证明在八面体场中谱项d**为eg和t2g;谱项f**为a2g、t1g和t2g。
o群的不可约特征标为:
9.何谓配位化合物的光谱化学系列,它有何用途?
10.何谓配位化合物的jahn—teller效应?简述该效应对配位化学的电子结构、几何结构以及物性的影响。
11.简述orgel光谱能级图与tanabe—sugano光谱能级图的特点与区别。
12.根据d3离子的orgel光谱能级图,**[cr(h2o)6]3+离子的d-d跃迁光谱的峰数,并对吸收峰加以指认。
13.在[ptcl4]2-的水溶液d—d跃迁光谱中,出现三个谱峰。试指认这些峰是属于哪些能级间的跃迁产生。
14.说明在取代反应中d0—10电子组态的中心离子形成的配合物,哪些是反应活性的,哪些是反应惰性的。(以八面体配合物为例)。
第五章无机反应机理。
1. 无机化合物反应的基本类型有哪些?它与有机化学反应比较具有哪些特点?
2. 对于八面体配位化合物,其取代反应的机理可以分为哪些类型?
3. 何谓配合物取代反应的“活性”与“惰性”?
4. 如何用配位化合物的价键理论、配位场理论解释其“活性”或“惰性”。
5. 何谓反位效应、顺位效应?
6. 以[ptcl4]2-、nh3、no2-为原料,设计合成顺式和反式[pt(nh3)(no2)cl2]的路线,并对结果作出说明。
7. 简述影响反位效应的因素。
8. 电子转移反应具有哪些特点?其反应机理可以分为哪几种?
9. 电子转移反应中的外层机理和内层机理有和特点。
10. 主族元素的反应类型主要有哪些?金属离子在催化反应中的主要作用是什么?
第六章金属有机化合物。
1. 什么是金属有机化合物?它与一般的金属有机酸有何区别?研究它们有何原意义?
2. 金属有机化合物可以分为几种类型?它们在结构上有何区别?
3. 简述实验室中合成金属羰基化合物的实验方法。合成金属羰基阴离子与阳离子有何不同。
4. 举例说明金属羰基化合物进行的反应。
5. 如何区别羰基在化合物物中是端基、桥基、面桥基或侧基。
6. 用ir光谱研究羰基(co)在羰基化合物中的键合情况的理论根据是什么?
7. 试计算下列化合物的价电子数,指出哪些符合18e规则。v(co)6、w(co)6、rh(co)4h、cpta(co)4、cp2ru2(co)4、[ptcl3(c2h4)]-
8. 完成下列反应:
1).c5h6 + mg 500—600
2).co + co + h2
3).fe(co)5 + na
4).mn(co)br + mn(co)5-
5).fe(co)42- +h3o+
9. 说明在v(co)6-、cr(co)6、mn(co)6+等电子系列中,m—c和c—o键的ir伸缩振动频率的变化规律,说明理由。
10. 设计从cocl2.6h2o合成co(co)4h和co2(co)8的方案,用反应式表示合成步骤,用图表示其结构。
第七章硼烷与原子簇化合物。
1.硼烷的基本类型有哪些?
2.简述硼烷的合成方法?
3.硼烷成键具有哪些特点,如何确定硼烷的结构?
4.用拓扑学方法、wade方法**b4h10的成键与结构。
5.什么是金属原子簇化合物?如何判断一个化合物是否是金属原子簇化合物。
6.试设计以铁粉为主要原料合成fe3(co)12的途径,用反应式表示具体的合成步骤,并用18e规则**它的结构。
7.简述金属原子簇化合物的合成方法与方法的特点。
8.举例说明金属原子簇化合物能进行的主要反应。
9.试以金属锇为原料,合成os3(co)11(c2h4),写出主要的中间产物。
10.简述金属原子簇结构规则中的18e规则与wade规则的特点。
11.试计算sn52-、sn94-、和ge92-原子簇的骨架电子数,并由此判断它们是属于闭式还是开式结构。(用wade规则)
12.试按9n-l规则计算下列离子或化合物中中心金属原子上的电子数。
ptcl3(c2h4)-、ir4(co)12、[fe4(co)13h]-、re(co)16]2-、pt4(oocch3)8。
13.试举出两个以金属羰基簇合物作催化剂的反应实例。
第八章生物无机化学。
1.什么是生物无机化学,它的主要研究内容是有哪些?
2.人体中含有哪些无机元素,它们具有哪些特征。
3.简要说明na+、k+、ca2+、fe2+、zn2+、mg2+等在生命体中的作用。
4.举例说明金属配位化合物在医学上具有哪些应用。
第八章应用无机化学。
1. 举例说无机固相反应的原理与应用前景。
2. 简述碳纳米管的基本结构、制造工艺、纯化技术等,举例说明其应用。
3. 简述无机非线性材料的制备、种类、结构特点和实际应用。
4. 简述新型抗菌陶瓷的作用原理、制备方法等。
5. 举例说明金属茂的结构、制备方法和应用前景。
6. 简述人工模拟光合作用、生物固氮的发展状况和意义。
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