無機化学基礎

1.

（陽子＋電子）8個＋中性子8個

= 1.007825×8 + 1.008665×8 = 16.13192 m_u

実際の質量　15.994915 m_u

差分　0.137005 m_u

1. 核子あたり

2. 全結合エネルギー

7. 97×16 = 127.6 MeV

3. ヨウ素-128　t1/2 = 25.0 min.

4. 第一イオン化エネルギーをあらわす式は

K 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹

Z*=19-(0.85×8+1×10)=2.2

n*=3.7

5. BCl₃　B　1s²2s²2p¹→1s²(2s2p_x2p_y)³　sp²混成

sp²混成によって平面内で3方向に軌道ができ、それぞれの軌道で結合電子対を形成している。そのためBを中心とする平面三角形となる。

NH₃　N　1s²2s²2p³→1s²(2s2p_x2p_y2p_z)⁵　sp³混成

sp³混成によってNを中心とする四面体の頂点方向に４つの軌道ができる。これらの軌道にはNから５個の電子がはいるため、一つの非共有電子対と３つの結合電子対を形成する。結果としてNH3はNを頂点とする三角錐の形となる。また、電子対反発則により、∠H-N-Hは正四面体の場合（109°28’）よりも小さな値となる。

6. (a)正四面体　sp³

(b)三方両錐　dsp³

(c)正八面体　d²sp³

(d)（歪んだ）三角錐　sp³　NH₃と同じ。

5. 平面正方形　d²sp³

7. Born-Landeの式

8.

4配位

正方形内の対角にある陰イオンが接していると考えて

AB=2r^-

立方体の中心に陽イオンがあり、それが頂点の陰イオンと接しているので

AC=2(r⁺+r^-)

　

6配位

中心陽イオンを含む正方平面を考える。

AB=2r^-

正方形の中心に陽イオンがあり、それが頂点の陰イオンと接しているので

AC=2(r⁺+r^-)

8配位

　

立方体の一正方形を考える。

AB=2r^-

立方体の中心に陽イオンがあり、それが頂点の陰イオンと接しているので

AC=2(r⁺+r^-)

　

9.　ボルン−ハーバーサイクル

RbF(固) ← Rb+(気)＋F-(気)

↑ ↑

Rb(固)＋1/2F2(気) → Rb(気)＋F(気)

　　　　　　　　　　　　　　　　　?Ho/kJmol-1

Rb(固) ＝ Rb(気) +78

Rb(気) ＝ Rb+(気) + e +402

F2(気) ＝ F(気) +80

F(気)＋e ＝ F-(気) x

Rb+(気) + F-(気) ＝ RbF(固) -762

----------------------------------------

F2(気) + Rb(固) ＝ RbF(固) -552

-552=78+402+80+x-762

x=-350 kJmmol-1

電子親和力　350 kJmol-1

10. NaClは面心立方構造を基本とし、単位格子に４分子が入っている。

    原子間距離の2倍が単位格子の一辺となる。これを基準に密度を求める式を作る。

    

11.

Rb+、Br-はKrの電子配置をもつ。

Kr=1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶

s=0.35×8+0.85×18+1×10=28.1

Z^*(Rb⁺)=37-28.1=8.9, Z^*(Br^-)=35-28.1=6.9

r(Rb⁺)=342×6.9/(8.9+6.9)=149pm

r(Br^-)=193pm

12.

、

(a)換算質量であるので、

=1:1.000365

0.0365%

(b)13.6×0.000365=4.96×10^-3eV大きい

13.　(a)　�Bより

　　�D

�Dを�Cに代入

　　�E

�@より

　　�F

�Fを�Dに代入

　　�G

これを�Eに代入

　　�H

水素の場合n=1なので

(b)　�Aと�Hより

　：波数

したがって、

14.

(a)イオン化エネルギーは、全体として増加するが、AlおよびSのところにへこみがある。

(b)電子親和力は増加する傾向を示すが、Mg、P、Arは例外である。

(c）電気陰性度は単純に増加する傾向を示す。

15.

0₂:(1σg)²(2σu)²(3σg)²(1πu)⁴(2πg)²

16.

17.

CからNへ行くとき新たに加わる電子は空の2p軌道に入る.NからOへ行くときには,つぎの電子が入る2p軌道がすでに1個の電子で占められている.したがって,このときに加わった電子はより強い反発を受けるので,核の電荷の増加分が打消される程度はCからNへの場合よりも著しくなる.