北京大学 无机化学课件 3第3章. 配位场理论和配合物的电子光谱
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配合物的分光化学序的测定摘 要 本文中介绍了几种Cr 3+的配合物的合成方法并测定了它们的电子光谱,根据吸收光谱曲线中吸收峰的位置, 研究了不同的配体的分裂能和光化学序,分析了各配体能力强弱的原因。
关键词 Cr 3+;配离子;吸收光谱;分裂能;光谱化学序晶体场理论的认为:配位体与中心离子间的化学键是电价键,也就是他们之间的相互作用是纯粹的静电作用,依靠带正电荷的金属离子吸引带负电荷的配位体而组成配合物。
中心离子d 轨道具有5种伸展方向不同,而能量相同的简并轨道,在配位体电场影响下,5个d 轨道会分裂成两组以上能量不同的轨道。
分裂的情况主要决定于配位体的空间分布。
轨道分裂后,最高d 轨道的能量与最低d 轨道的能量差,称为分裂能(∆)。
由于d 电子没有充满,电子可吸收光子后在分裂后的d 轨道之间跃迁(d-d 跃迁)。
所吸收的能量恰好等于d 轨道分裂能。
对于同一中心离子和相同构型的配合物,∆值的大小取决于配体的强弱。
按分裂能的相对大小来排列的配体顺序称为,分光化学序。
配合物的分光化学序可以通过测定它的电子光谱,计算∆值得到。
()71110cm λ-∆=⨯1、实验部分1.1实验仪器及试剂仪器:烧杯、容量瓶、玻璃棒、酒精灯、研钵、蒸发皿、PH 试纸、分光光度计。
试剂:草酸钾、重铬酸钾、丙酮、EDTA 、硫酸溶液、氯化铬、硫酸铬钾、硫氰酸钾、乙醇。
1.2实验步骤1.2.1配合物的制备 [1] K 3[Cr(C 2O 4)3]·3H 2O称3 g 草酸钾和7 g 草酸于蒸发皿中,加入50 mL 水溶解。
完全溶解后,再慢慢加入2.5 g 研细(玻璃研钵)的重铬酸钾,不断搅拌(一定要缓慢加入注意实验现象写出化学方程式)。
蒸发浓缩溶液使晶体析出,冷却、抽滤并用丙酮(少量)洗涤沉淀。
[2][Cr-EDTA]-称0.5 g EDTA 于烧杯中,加入50 mL 水,加热使其溶解,用1M 的硫酸溶液(先用试纸测溶液的pH ,加1-2滴)调节溶液pH 在3-5之间,然后加入0.5 g 氯化铬,加热得到[Cr-EDTA]-配合物溶液。
第三章配位场理论和络合物结构第三章配位场理论和络合物结构一、选择题1.中央金属固定,下列离子或化合物作为配体时,场强最强的是:()A.-B. NH3C. CNHO D.SCN-22.具有理想正八面体的电子组态(高自旋时)是:()A.(t2g)3B.(t 2g)1 C. (t 2g)4(eg)2 D. 以上都不对3.平面正方形场中,d轨道的最高简并度是:()A. 2B. 3C.4 D.14.导致Ni2+水合能在第一系列过渡金属元素中最大的主要原因是:()A.CFSE最大B.电子成对能最大C. 原子序数最大D.H2O是弱场5.下列原子作为电子给予体时,哪个原子引起的分裂能最大:()A.CB.FC.OD.N6.决定成对能P的主要因素是:()A.分裂能B.库仑能C.交换能D.配位场强度7.下列配位化合物高自旋的是:()A.[Co(NH3)6]3+B.[Co(NH3)6]2+C.[Co(NO2)6]3-D.[Co(CN)6]4-8.下列配位化合物磁矩最大的是:()A.[FeF6]3-B.[Mn(CN)6]3-C.[Ni(H2O) 6]2+D.[Co(NH3)6]3+9.判断下列配位化合物的稳定化能大小的次序是: ()(1)[CoF6]4-(2)[NiF6]4-(3)[FeF 6]3-A.(1)>(2)>(3)B.(1)=(2)<(3)C.(1)<(2)<(3)D.(2)>(1)>(3)10.Ni和CO可形成羰基配合物Ni(CO)n,其中n是:( )A.6B.3C.4D.511.[Cu(HO)2+)·2HO]溶液出现蓝色的原因是:(2 4 2A.自旋相关效应B.d-d 跃迁C. σ-π跃迁D.姜-泰勒效应12.配位化合物d-d跃迁光谱一般出现在什么区域:()A.红外B.微波C. 远紫外D. 可见—紫外13.关于[FeF6]3-络离子,下列哪个叙述是错误的:()A.是高自旋络离子 B.CFSE 为0C.中心离子的电子排斥与Fe3+相同D.CFSE不为014.下列哪个轨道上的电子在XY平面上出现的几率密度为零:()A.3Pz B.3dx 2-y2 C.3s D.3dz215.下列分子中,呈反磁性的是:()A.B2B.NOC.COD.O 216.晶体场稳定化能正确的大小顺序是:()A.[Mn(H2O)6]2+<[Fe(CN)6]3-<[Fe(H2O)6]3+<[Ru(CN)6]3-B.[Fe(H2O)6]3+<[Mn(H2O)6]2+<[Ru(CN)6]3-<[Fe(CN)6]3-C.[Fe(CN)6]3-<[Fe(H2O)6]3+<Mn(H2O)6]2+<[Ru(CN)6]3-第1页共5页第三章配位场理论和络合物结构D.[Mn(H2O)6]2+<[Fe(H2O)6]3+<[Fe(CN)6]3-<[Ru(CN)6]3-17. 下列配合物中,磁矩最小的是:()A.[Cr(H2O)6]2+B.[Fe(CN)6] 3-C.[Co(H2O)6]2+D.[Co(NH3)6]3+18.下列分子和离子中,具有顺磁性的是:( )A .NO +B.[Fe(CN)6]4-C. B2D.CO 19. 分裂能0最大的是:()A. [FeF6]4-B.[Os(CN)6]4-C.[Ru(CN)6]4-D. [Fe(CN)6]4- 20. 下列配合物中,磁矩约为2.8μB 的是:() 3 6 B. K 3 6 ] C. 6 D. 2 6 3+A.K[CoF] [Fe(CN) Ba[TiF][V(H O)] 21.CO 与过渡金属形成羰基配位化合物时, C -O 键会产生什么变化?()A .不变B .加强C .削弱D .变短 22.下列配位体与金属离子形成σ—π配键时,哪个以侧基形式络合?()A .COB .C2H2C .N2D .CN -23.下列四种络合物中,d-d 跃迁能量最低的是()A 、[Fe(H 2 6 2+B 、[Fe(H 2 6 3+6 4- 6 ]3-O)] O)] C 、[FeF] D 、[FeF24.某一晶体场的△>P ,则( )A 、该场为强场B 、电子按高自旋排布C 、络合物的磁矩为零D 、晶体场稳定化能大于零25.在平面正方形络合物中,四个配体分别位于± x 和±y 上,下列d 轨道中能量最高的是()A 、dxyB 、dx2-y2C 、dyzD 、dz24水溶液呈蓝色的原因是( )26.CuSOA 、d —d 跃迁B 、σ—π跃迁C 、姜—泰勒效应D 、σ—π配键27.四种配位化合物 3- 3- 36 3+3- (1)CoF6 (2)Co(CN) 6(4)CoCl 6 的d-d 跃迁光谱,波数从大到小顺序为 (3)Co(NH)( ) A. (2)>(3)>(1)>(4)B.(4)>(1)>(3)>(2)C.(3)>(2)>(1)>(4)D.(2)>(3)>(4)>(1) 28. 下列分子中,不存在σ—π配键的是()A 、[Co(NH3)6]Cl3B 、Ni(CO)4C 、HCo(CO)4D、K[PtCl3(C2H4)]·H2O29.下列哪个络合物的磁矩最大?()(A) 六氰合钴(Ⅲ)离子(B)六氰合铁(Ⅲ)离子 (C) 六氨合钴(Ⅲ)离子(D)六水合锰(Ⅱ)离子30.推测下列三种络合物的d-d 跃迁频率大小顺序:() (1)六水合铁(Ⅲ) (2)六水合铁(Ⅱ)(3)六氟合铁(Ⅱ)(A) 1>2>3 (B)1>3>2 (C) 3> 2>1 (D)3> 1>2 二、多选题1.正八面体场中,d 轨道能级分裂为两组,其中能量较低的一组称为t2g ,包括下列哪 些轨道?( )A 、dxyB 、dx2-y2C 、dyzD 、dz2E 、dxz2.具有理想正八面体的电子组态(高自旋时)是?() A.(t2g)3B.(t2g)1C.(t2g)4(eg)2D. d 0Ed103.决定成对能P 的因素有?( )A.分裂能B.库仑能C.交换能D.配位场强度E. CFSE4.下列配位化合物低自旋的是?( )第2页共5页第三章配位场理论和络合物结构A.[Co(NH3)6]3+B.[Co(NH3)6]2+C.[Co(NO2)6]3-6 ] 4- 2 6 2+D.[Co(CN)E.[Co(HO)]5.下列分子和离子中,具有顺磁性的是?( )E.[Cu(H2O)6]2+A. [Co(NO2)6]3-B. [Fe(CN)6]4-C.B2D.CO 6.和H2O 相比,下列哪些配位体对 值影响较大?( )A. - - - E.OH -CNB.NH3 C.F D.SCN) .关于 [Fe(CN) 6]4-络离子,下列哪些叙述是错误的?(7A 、是高自旋络离子B 、CFSE 为0E 、是顺磁性的 、中心离子的电子排布与 3+ 相同D 、CFSE 不为0 C Fe 8.下列络合物中,哪些满足 18电子层结构?( ) E.Co(CO)A. Ni(CO) 4B. Fe(CO)C. Cr(CO) 6D. Mn(CO) 10 85 2 2 9.络合物的化学键理论主要有哪些?()A. 价键理论B. 晶体场理论C.分子轨道理论D. 配位场理论E.点阵理论10.利用CFSE ,可以解释?()A. 光谱化学系列B. 络合物的紫外可见光谱C. 第一系列过渡元素二价离子 六水合物的水化热D.第一系列过渡元素二价离子卤化物的晶格能E. 络合物中心离子d 轨道的分裂三、填空题1.说明配合物中心离子(或原子)与配位体之间化学键的理论有,, , 。