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奥赛自学资料—无机化学全部知识要点及配套练习 一.无机化学(理论部分)知识点应用归纳 1、无机物(分子或离子)构型:
(1)简单分子(或离子): (2)配合物:
2、物质的熔、沸点(包括硬度):
(1)晶体类型:原子晶体,离子晶体,金属晶体,分子晶体 (2)离子晶体:
(3)分子晶体
(4)金属晶体:金属键(与价电子、价轨道有关) 3、物质的稳定性:
(1)无机小分子: (2)配合物: 4、物质的磁性:
(1)无机小分子:MO (掌握双原子分子轨道能级图) (共价双原子分子) (2)配合物: 5、物质的颜色:
(1)无机小分子:极化理论 (2)配合物: 6、无机物溶解度:
(1)离子晶体: (2)共价化合物:
7、物质的氧化还原性:影响因素
(1)溶液酸、碱度 (2)物质的聚集状态 8、化学反应方向:
(1)热力学数据: (2)软硬酸碱理论
9、分子极性、键的极性、键角、键长等:
10、推导元素在周期表中的位置:能级组取值,
选择—组合理量子数:四个量子数取值规则 11、溶液中有关质点浓度计算:
化学平衡,电离平衡,沉淀—溶解平衡,氧化—还原平衡,配合解离平衡: 利用多重平衡规则,K是关键 12、常见的基本概念:
对角线规则;惰性电子对效应;Lewis酸、碱;质子酸、碱;缓冲溶液;屏蔽效应;钻穿效应;同离子效应;盐效应;镧系收缩;电负性;电离势;电子亲合势;晶格能;键能;有效核电荷及求法等。 二.无机化学(元素部分)
(1)结构 (2)性质:
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重点是化学性质
第一讲 分子结构(molecular structure)
1-1 离子键理论
一、基本要点
活泼金属和活泼非金属的原子反应时,生成的化合物如NaCl等都是离子型化合物,它们具有一些固有的特征,如它们都以晶体的形式存在,具有较高的熔、沸点,在熔融态或水溶液中可导电等。
这种由于原子间发生电子转移,生成正负离子,并通过静电库仑作用而形成的化学键称为离子键。通常,生成离子键的条件是两原子的电负性差大于1.7以上,由离子键形成的化合物叫做离子键化合物。 二、离子特征 1、离子电荷:
是指原子在形成离子化合物过程中失去或获得的电子数。正离子电荷通常是+1、+2、+3或+4;阴离子:-1、-2,而-3、-4的负离子一般都是含氧酸根离子或配阴离子。
2、离子的电子构型:
(1)2e构型:1s2,如Li+,Be2+
(2)8e构型:(n-1)ns2(n-1)p6:Na+,Mg2+,Ba2+等 (3)9~17e构型:(n-1)ns2(n-1)p6(n-1)d1~9:Fe2+,Mn2+等 (4)18e构型:(n-1)ns2(n-1)p6(n-1)d10:Cu+,Ag+,Zn2+等 (5)18+2e构型:(n-1)ns2(n-1)p6(n-1)d10ns2:Sn2+,Pb2+等 3、离子半径:(变化规律):
同一元素:负离子>原子>低价正离子>高价正离子 同族元素同价离子:从上→下,半径增大 同一周期:从左→右,半径r↓ 三、晶格能(U) 1、定义:指相互远离的气态正离子和负离子结合成1mol离子晶体时所释放的能量绝对值,或1mol离子晶体解离成自由气态离子所吸收的能量的绝对值。 2、计算:晶格能不能用实验直接测量,通常有两种方法计算:
(1)库仑作用能模型理论计算:
A为马德隆(Madelung)常数,与晶格类型有关;n是与原子的电子构型有关的因子;Z1Z2为正负离子的电荷数。上式看出,U与离子的带电荷数成正比,与正负离子核间距r0成反比,与配位数有关,配位数增加,A增大,U增大。
(2)玻恩—哈伯(Born—Haber)循环间接计算:
例:已知NaF(s)的生成焓,金属Na的升华热,Na的电离热,F2的离解热, F的电子亲合能,试计算NaF的晶格能U。 四、离子极化 1、基本概念
离子间除了库仑力外,诱导力起着重要作用,因为阳离子具有多余的正电荷,半径较小,它对相邻的阴离子会起诱导作用;阴离子半径较大,在外壳上有较多
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的电子,容易变形,在被诱导过程中能产生瞬时的诱导偶极。阴离子中产生的诱导偶极又会反过来诱导阳离子,阳离子如果易变形(18e-,18+2e- or 9~17e-构型半径大的离子),阳离子中也会产生偶极,使阳离子和阴离子之间发生了额外的吸引力。当两个离子接近时,可能使两个离子的电子云重叠,趋向于生成极性较小的键。由离子键向共价键过渡。 2、极化力(极化作用):
(1)电荷: 阳离子电荷越高,极化力越强
(2)半径: 外壳相似电荷相等时,半径小,极化力强。 (3)离子构型(阳离子):
18e-,2e-,18+2e-,(Ag+、Li+、Pb2+等)>9~17e-(Fe2+、Ni2+、Cr3+)>8e-(Na+、Mg2+等)
(4)电荷高的复杂阴离子也具有一定极化作用,如SO42-、PO43- 等 3、离子的变形性
(1)结构相同的阳离子,正电荷高变形性小 O2->F->Ne>Na+>Mg2+>Al3+>Si4+
(2)对于外壳结构相同的离子,电子层数越多,变形性越大 Li+ (3)电荷和半径相近时;18e-,18+2e-;9~17e->>8e- 变形性:Ag+>K+;Hg2+>Ca2+等 (4)对于相同或类似的结构的离子,半径越大,变形性越大 (5)复杂阴离子变形性通常不大,中心离子氧化数越高,变形性越小 ClO4- 小结:最易变形是体积大阴离子和18e-,18+2e-,9~17e-的少电荷阳离子,如:Ag+、Pb2+、Hg2+等; 最不易变形是小半径高电荷稀有气体外壳阳离子,如Be2+、Al3+、Si4+等 4、相互极化(附加极化)作用 实际上,每一个离子一方面作为带电体,会使其他异号离子发生变形,另一方面,在周围离子作用下,本身也会产生变形,这种阴阳离子相互极化作用结果,使产生的诱导偶极矩加大,从而进一步加强了它们相互作用,这就是附加极化作用。 显然,,每个离子的总极化作用应是它原有极化作用与附加极化作用之和。 5、离子极化理论的应用: (1)晶体类型转变:离子晶体→分子晶体; 如AgF→AgI;NaF→SiF4→PCl5 (2)键型转变:离子型→共价型 (3)结构转变:共价性增强,配位数减小。如AgF(NaCl型)→AgI(ZnS型) (4)熔、沸点变化:降低 (5)溶解性变化: 减小 (6)颜色变化: 颜色加深 例题1:解释现象(1)MgO的熔点高于Mn2O7;(2)AgCl,AgBr,AgI颜色依次加深;(3)HgS在水中溶解度很小 1—2 价键理论(VB法) 一、价键理论的基本要点: 1、共价键的本质: 凤凰出版传媒集团 版权所有 网站地址:南京市湖南路1号B座808室 联系电话:025-83657815 Mail:admin@fhedu.cn