M2+为第 4 周期自 Ca2+至 Zn2+二价阳离子。(提示:判断 H2O 分子是强场还是弱场配位 体;写出 CFSE 的表达式;假定有关离子的分裂能Δo 均相同;参考例题 7.2 答案的思路。) 解答
M2+受到水分子(弱场配位体)的正八面体场的影响(偶极吸引),使 d 轨道发生分裂,
图7.7
θ以△水合Hm对M2离子的原子序数作图,实际上也是对dn作图(从d0~d10)。
+
这时产生 CFSE,它相对水合焓是很小的,如不考虑 CFSE 的影响,半径收缩,△水合Hm从Ca2+→ Zn2+增大,如图虚线所示。但实测值并不是直线,而是有两峰(双峰效应),这完全是由晶体场效应所引起的。以8.8题表中弱场栏可计算出各M2+的CFSE,将其加上虚线值则正好与实验值一致。
8.11 用晶体理论解释下列八面体氟化物晶格焓的变化趋势:
MnF2(2780 kJ·mol-1) FeF2(2926 kJ·mol-1) CoF2(2976 kJ·mol-1) NiF2(3060 kJ·mol-1) ZnF2(2985 kJ·mol-1)
解答
参见例题 7.2。
8.12 下述两个反应
[Cu(H2O)4]2+ + 2NH3(aq) === [Cu(H2O)2(NH3)2]2+ + 2H2O(l);
[Cu(H2O)4]2+ + gly-(aq) === [Cu(gly)(H2O)2]+ + 2H2O(l)。
θ25℃时的△rHm值分别为-46.4 和-25.1kJ·mol-1,△rGm值分别为-42.8 和-49.0 kJ·mol-1,△rSm值分别为-11.7 和+79.5 J·K-1·mol-1。两个反应中均有两个 Cu—OH2 键被破环,不同在于前一反应生成2个Cu—NH3 键,而后一反应则生成一个Cu—NH2 键和1个 Cu—O 键。
θθθ试回答:
(1)根据 △rHm判断形成的哪一组新键更强些?
(2)根据反应分子数的变化判断哪一反应混乱度的增加应当更大些?
θ(3)题给的△rSmθ值支持你对(2)的回答吗?
θ(4)根据△rGm值判断形成的哪一个配离子更稳定?你的回答能否得到螯合效应的支
持?
(5)给反应中所有的配离子命名。 解答
(1)第一组; (2)第二组; (3)支持; (4)第二个;能。
(5) [Cu(H2O)4]2+ 四水合铜 ( Ⅱ ) 配阳离 子, [Cu(H2O)2(NH3)2]2+ 二 水二氨合铜 ( Ⅱ ) 配 阳离子 , [Cu(gly)(H2O)2]+二水一甘氨酸合铜(Ⅱ)配阳离子。