求助大学无机化学或高中化学竞赛题C,D两项的详细解答:

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/25 06:00:50
已知某金属离子配合物的磁矩为4.90 B.M.,而同一氧化态的该金属离子形成的另一配合物,其磁矩为零,则此金属离子可能为(
A) Cr(III) (B) Mn(II) (C) Mn(III)(D) Fe(II)
此题既是华东师大的期末考试试题,也是华南理工研究生入学考试试题,还是高中化学竞赛试题,望高人指教!谢谢

根据题意,弱场配合物磁矩4.90B.M.可得金属离子有4个未成对电子,强场配合物中金属离子的电子全部成对。
对D选项,组态是d6,在弱八面体场分裂后的组态是t2g4 eg2。t2g中3个轨道有4个电子,2个成对,2个未成对。eg轨道2电子未成对。这样就符合弱场配合物的4个未成对电子,考虑Jahn-Teller效应结果也类似。对于强八面体场的组态t2g6,6个电子全部成对。因此D选项符合题意。
对C选项,组态是d4,在弱八面体场分裂后的组态是t2g3 eg1,4个电子全部不成对。但是在强八面体场的组态是t2g4,3个轨道有4个电子,只有2个成对,仍有2个未成对。在强四面体场中组态是e4,电子都成对。但四面体场的分裂能比八面体场小得多(∆T<2/3∆O),强场配合物的稳定化能不足以克服成对能,通常四面体配合物都是弱场配合物,强四面体场配合物是不可能的。考虑Jahn-Teller效应,弱八面体场结果类似。强八面体场可能发生倾向于平面四方的畸变,z轴拉长,dxz、dyz、dz^2轨道能量会下降,如果额外产生的稳定化能克服了成对能,4个电子会填充到dxz、dyz轨道上而成对。但dxz、dyz轨道不正对配体,畸变能给出的额外稳定化能很有限,通常不能克服成对能。低自旋的平面四方配合物也不太可能。因此,C选项不太可能。
如果这一题是单选,D肯定是正确的,如果是多选,尽管C的可能性很小,但我不敢100%的排除它。

D
根据题意可求得n=4既有四个孤电子
而Mn(III)为d4 Fe(II)为d6
因此形成外轨型配合物(六配)时均有四个孤电子(磁矩4.90B.M)
但形成内轨形时Mn(III)仍有2孤电子(磁矩2.82B.M)与提一不符而Fe(II)恰无孤电子(即磁矩为0)因此选D