天津大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)教研室編無(wú)機(jī)化學(xué)上下冊(cè)第三版北京高PPT教案

1、天津大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)教研室編無(wú)機(jī)化學(xué)上天津大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)教研室編無(wú)機(jī)化學(xué)上下冊(cè)第三版北京高下冊(cè)第三版北京高5. 1-苯（基）乙醇6. 4羥基2萘磺酸 7. 鄰羥基苯甲醛 8. 4丁基戊2,4二烯酸 9. N乙基丁二酰亞胺 10. CH3COCH(C2H5)COOC2H5 2乙基3酮（或氧代）丁酸乙酯 CH-CH3OHOHSO3HOHCHOCH2=CCH=CHCOOHCH2CH2CH2CH3CH2 CCH2 CN CH2CH3OO第1頁(yè)/共31頁(yè)二、寫(xiě)出下列化合物的結(jié)構(gòu)式 1.烯丙氯 CH2=CH-CH2Cl 2. 偶氮二異丁腈 (CH3)2C(CN)-N=N-(CN)C(CH3)23. 乙二胺 NH

2、2CH2CH2NH2 4. 甲乙酮 CH3COCH2CH3 5. 苦味酸 6.-甲基環(huán)己烷丙酮肟7.萘乙酸 8. 聚甲基丙烯酸甲酯9. 聚丙烯腈 10. 聚對(duì)苯二甲酸二乙二醇酯OHNO2NO2O2NCH3CH3CH3C=N OHCH2COOHCH2 CHn CH3COOCH3CH2 CHn CNCH2CH2OOCCOOn 第2頁(yè)/共31頁(yè)三、選擇題（110= 10分）1、下列化合物中，按沸點(diǎn)從高到低排列的順序?yàn)椋?）。a. 正己烷 b. 3-甲基戊烷 c. 2,3-二甲基丁烷 d. 正戊烷(1) a d c b；(2) a b c d；(3) d c b a；(4)a c b d2、下列化合物

3、中，能形成分子內(nèi)氫鍵的有（d）。 a. 乙醇；b. 乙醛；c. 對(duì)硝基苯酚；d. 鄰硝基苯酚3、下列化合物水解時(shí)，按SN1歷程的活性順序，由大到小排列是（4）。 a. 氯乙烷 b. 烯丙基氯 c. 氯苯 d. 異丙基氯(1) bcad；(2)bcda；(3)cdba；(4)bdac。第3頁(yè)/共31頁(yè)4、下列反應(yīng)中，屬于親電加成反應(yīng)的是（b）； 屬于親電取代反應(yīng)的是（c）； 屬于親核加成反應(yīng)的是（a）； 屬于親核取代反應(yīng)的是（d）。 a. CH3CHO + NaHSO3 CH3C(OH)H-SO3Na； b. CH2 = CH2 + Br2 CCl4 BrCH2CH2Br； c. C6H6 +

4、Cl2 FeCl3 C6H5Cl + HCl； d. CH3CH2Cl + NaCN CH3CH2CN + NaCl。5、下列化合物與硝酸銀的醇溶液反應(yīng)速率從大到小排列的次序?yàn)椋?）。 a. CH3CH2Br b. CH3CH2Cl c. CH3CH2I (1) abc；(2)bca；(3)cba；(4)bac；(5)cab。第4頁(yè)/共31頁(yè)6、下列化合物酸性由強(qiáng)至弱的次序?yàn)椋?）。(a) C2H5OH (b) C6H5OH (c) CH3COOH (d) CH2ClCOOH(1) abcd；(2) cbda； (3) acbd； (4)dcba7、下列化合物堿性由強(qiáng)至弱的次序?yàn)椋?）。a.甲

5、胺 b. 氨 c. 苯胺 d. 對(duì)硝基苯胺(1) abcd ；(2) bcad ；(3) bcda； (4) abdc。四、完成下列化學(xué)方程式（每空1.5分，共24分）1、 CH3CH2C(CH3)=CH2 + H2SO4H3O+( )( )CH3CH2-C-(CH3)2O-SO3-HCH3CH2-C-(CH3)2OH第5頁(yè)/共31頁(yè)2、 H2SO4(濃)/100或 Br2/Fe或FeCl3 H3O3、 Cu/500或 CH3C(OH)(SO3Na)CH2CH3 CH3C(OH)(CH2CH3)CN CH3C(OH)(CH2CH3)COOHCH3SO3HH3CSO3HH3CBrH3CBrCH3

6、CH(OH)CH2CH3( )CH3COCH2CH3( )NaHSO3NaCN( )H3O+( )第6頁(yè)/共31頁(yè)4、 O2NC6H4OCH3 H2NC6H4OCH3 H3CC6H4SO2NHC6H4OCH3 CH3CH2CH2Br5、CH3CH=CH2 + HBr 過(guò)氧化物（ ） Mg/無(wú)水乙醚 （ ） HCCH （ ） +（ ） CH3CH2CH2MgBr HCCMgBr CH3CH2CH3O2NCH3OHCl +NaOCH3( )Fe/HCl( )CH3SO2Cl( )第7頁(yè)/共31頁(yè)五、合成題（14分）1、（6分）簡(jiǎn)述由苯合成間硝基對(duì)氯苯磺酸合理的合成路線。 第一步（氯化），第二步（磺

7、酸化），第三步（硝化）2、（8分）以乙炔為原料合成正丁醇，無(wú)機(jī)試劑任選。在林德拉（鈀/碳酸鈣/少量醋酸鉛）催化下，乙炔加氫為乙烯，與溴化氫加成為溴乙烷，它與乙炔與金屬鈉的取代產(chǎn)物乙炔鈉反應(yīng)生成丁炔1，林德拉催化下加氫為丁烯1，在過(guò)氧化物存在下與溴化氫加成為1溴丁烷，在強(qiáng)堿的水溶液中水解為丁醇ClSO3HNO2第8頁(yè)/共31頁(yè)六、推斷化合物的結(jié)構(gòu)（22分）1、（6分）某化合物A、B、C，分子式都是C5H8。它們都能使溴的四氯化碳溶液褪色。A能與硝酸銀的氨溶液生成沉淀。B、C不能。用熱的高錳酸鉀溶液氧化時(shí)，A得正丁酸和二氧化碳；B得乙酸和丙酸；C得丙二酸和二氧化碳。試寫(xiě)出A、B、C的構(gòu)造簡(jiǎn)式。1、

8、A、CH3CH2CH2CCH，B、CH3CH2CCCH3，C、CH2CHCH2CHCH22、（6分）某堿性化合物A（C5H13N）和過(guò)量的CH3I反應(yīng)，能生成B（C8H20NI），B與AgOH作用得C（C8H21ON）。C具有強(qiáng)堿性，若加熱C，可得D（C5H10）和(CH3)3N。D經(jīng)臭氧化，再用Zn-H2O加熱水解可得正丙醛和乙醛。試推測(cè)A、B、C、D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。2、A、(CH3CH2)2CHNH2，B、(CH3CH2)2CHN(CH3)3I，C、(CH3CH2)2CHN(CH3)3OH， D、CH3CH2CH=CHCH3。第9頁(yè)/共31頁(yè)3、（10分）化合物A的分子式是C9H10O2，能溶

9、于氫氧化鈉溶液，可與羥氨、氨基脲等反應(yīng)，又能與三氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，但不與托倫試劑反應(yīng)。A經(jīng)LiAlH4還原則生成化合物B，B的分子式為C9H12O2。A和B均能起鹵仿反應(yīng)。將A用Zn-Hg齊在濃鹽酸中還原，可以生成化合物C，C的分子式為C9H12O，將C與NaOH溶液作用，然后與碘甲烷煮沸，得到化合物D，D的分子式為C10H14O。D用高錳酸鉀溶液氧化，最后得到對(duì)甲氧基苯甲酸。試寫(xiě)出A、B、C、D的構(gòu)造簡(jiǎn)式。A、 B、 C、 D、CH2 C CH3OHOCH2 CH CH3OHOHCH2CH2CH3OHCH2CH2CH3-OCH3第10頁(yè)/共31頁(yè)七、鑒別下列各組化合物（每題5分共10分

10、）（1）3已醇、2-己醇和2-己酮；（1）加次碘酸鈉，能起碘仿反應(yīng)的是后兩者，不能的為3已醇；2已酮可與飽和亞硫酸鈉反應(yīng)生成羥基磺酸鈉白色沉淀，2已醇不能。（2）丙烷，環(huán)丙烷，丙烯和丙炔。加溴水不褪色的為丙烷，褪色的三種加硝酸銀的氨溶液，有沉淀的為丙炔，余下的二種加冷的KMnO4溶液，褪色的為丙烯，余下的為環(huán)丙烷。第11頁(yè)/共31頁(yè)本章要求本章要求1對(duì)元素的發(fā)現(xiàn)、分類(lèi)、在自然界的存在形式，以及20世紀(jì)無(wú)機(jī)化學(xué)在元素單質(zhì)研究方面的重要成就和21世紀(jì)的研究前沿有初步的了解。重點(diǎn)了解我國(guó)的豐產(chǎn)元素（稀土、鈦、釩、鉬和鎢等）及其應(yīng)用和研究現(xiàn)狀。2掌握元素的同素異形體、元素的豐度、富勒烯、稀有氣體、稀土

11、元素、鑭系收縮、對(duì)角線規(guī)則等基本概念。3明確元素單質(zhì)的幾種類(lèi)型及其在周期表中分布的規(guī)律和性質(zhì)的遞變規(guī)律。4明確非金屬單質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的一般規(guī)律及主要的化學(xué)反應(yīng)。5了解八種類(lèi)型金屬單質(zhì)的的特點(diǎn)，掌握典型的金屬單質(zhì)的性質(zhì)、冶金及其主要應(yīng)用，明確主族和副族金屬單質(zhì)的性質(zhì)遞變的不同規(guī)律。第12頁(yè)/共31頁(yè)13.1元素的發(fā)現(xiàn)、分類(lèi)及其在自然界的存在元素的發(fā)現(xiàn)、分類(lèi)及其在自然界的存在13.1.1元素的發(fā)現(xiàn)與分類(lèi)元素的發(fā)現(xiàn)與分類(lèi) 金 屬準(zhǔn)金屬非金屬稀有氣體發(fā)現(xiàn)元素?cái)?shù)目古代Fe, Cu, Ag, Sn, Au, Hg, PbSbC, S 107世紀(jì) As 117世紀(jì)Zn P 218世紀(jì) Ti, Cr, M

12、n, Co, Ni, Sr, Y, Zr, Mo, W, Pt, Bi, UTeH, O, N, Cl, Se, 1919世紀(jì)上半葉 Li, Be, Na, Mg, Al, K, Ca, V, Nb, Ru, Rh, Pd,Cd, Ba, La, Ce, Tb, Er, Ta, Os, Ir, ThB, SiBr, I 2619世紀(jì)下半葉 Sc, In, Ga, Ru, Cs, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho, Tm, Yb, Tl, Po, Ra, AcGe, F, He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn25 20世紀(jì)30年代Tc, Eu, Lu, Hf, Re, Fr,

13、 Pa 740年代Np, Pu, Am, Cm,Bk, PmAt 750年代Fm, Md, No 360年代Lr, 104 270年代105, 106 280年代以來(lái)107, 108, 109, 110, 111, 112, 114,116 6合計(jì)88（其中人工合成元素18種）7116112114第13頁(yè)/共31頁(yè)13.1.2元素在自然界的分布元素在自然界的分布 地球的組成地球的組成6470 km，地核、地幔和地殼 地殼中元素的豐度地殼中元素的豐度（以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示含量） 我國(guó)礦產(chǎn)資源的特點(diǎn)我國(guó)礦產(chǎn)資源的特點(diǎn)稀有元素不稀有，豐產(chǎn)元素不豐富我國(guó)鎢、稀土、銻、鋰、釩等稀有金屬儲(chǔ)量占世界首位，其中鎢

14、的儲(chǔ)量占世界其它各國(guó)已知總量的3倍多，稀土為4倍多，銻占世界儲(chǔ)量的44% 優(yōu)質(zhì)富鐵礦較少元元素素OSiAlFeCaNaKMgHTi豐豐度度48.626.37.734.753.452.742.472.000.760.42第14頁(yè)/共31頁(yè)13.1.3 13.1.3 周期表中元素的分類(lèi)周期表中元素的分類(lèi)元素在元素周期表的變化規(guī)律元素在元素周期表的變化規(guī)律同一主族元素自上而下金屬性增強(qiáng)，非金屬性減弱同一周期自左向右金屬性減弱，非金屬性遞增典型的金屬集中于周期表左側(cè)，非金屬集中于右部，中部為過(guò)渡金屬，左下方為最活潑金屬，右上方為最活潑非金屬。在金屬與非金屬之間有一條梯形的分界線，在分界線的上下是七種準(zhǔn)

15、金屬稀有氣體和非金屬元素共17種，準(zhǔn)金屬7種，金屬有88種。根據(jù)物理性質(zhì)可將金屬元素分為四類(lèi)：輕金屬和脆性、展性、低熔點(diǎn)重金屬。密度低于5g/cm3者稱(chēng)輕金屬，大于5g/cm3者稱(chēng)重金屬第15頁(yè)/共31頁(yè)H輕金屬脆性重金屬展 性 重 金屬低熔點(diǎn)重金屬稀有氣體非金屬元素在周期表中的分類(lèi)元素在周期表中的分類(lèi)第16頁(yè)/共31頁(yè)13.1.4 13.1.4 主族元素的通性主族元素的通性 1. 1. 主族元素的氧化主族元素的氧化態(tài)態(tài)數(shù)數(shù)氧化數(shù)氧化數(shù)（復(fù)習(xí)，第一章，氧化態(tài)或價(jià)態(tài)）定義化合物中各原子所帶的形式電荷數(shù)。規(guī)定：成鍵電子都?xì)w于電負(fù)性更大的原子。例，NaCl中，氯氧化數(shù)為-1，鈉為+1 確定氧化數(shù)的規(guī)

16、則（1）在單質(zhì)中元素的氧化數(shù)為零（2）氧一般為-2，在OF2中為+2，在過(guò)氧化物（H2O2、Na2O2）中為-1；在超氧化物（KO2）中為-1/2（3）氫一般為+1。僅在離子型氫化物（NaH、CaH2）中為-1（4）堿金屬和堿土金屬分別為+1和+2；氟總是-1（5）任何化合物分子中各元素氧化數(shù)的代數(shù)和等于零；多原子離子中各元素氧化數(shù)的代數(shù)和等于該離子所帶電荷數(shù)。例，SO42第17頁(yè)/共31頁(yè)主族元素氧化主族元素氧化態(tài)態(tài)數(shù)數(shù)的規(guī)律的規(guī)律一般規(guī)律多數(shù)氧化態(tài)數(shù)相當(dāng)于原子在形式上取得ns2np6或（n-1）d10的“滿層”電子構(gòu)型得、失的電子數(shù)。例，IA、IIA和IIIA族主要表現(xiàn)出+1、+2和+3氧

17、化數(shù)。非金屬與活潑金屬形成化合物時(shí)，表現(xiàn)出負(fù)氧化態(tài)數(shù)，鹵素-1、氧族-2、氮族-3 其他情況 只失np保留ns電子，成為（18+2）e型陽(yáng)離子例，A的 In和Tl呈+1和3，IVA 的Sn和Pb呈+2和+4，VA族Sb和Bi呈+3和+5 其它p區(qū)元素有可變的氧化態(tài)數(shù)，特點(diǎn)：差值為+2。例，鹵素氧化態(tài)數(shù)分別為+1、+3、+5、+7。硫呈+2、+4、6氧化態(tài)數(shù) 氮不表現(xiàn)出上述特征，在N2O、NO、N2O3、NO2和N2O5中的氧化態(tài)數(shù)分別為+1、+2、+3、+4、+5第18頁(yè)/共31頁(yè)2.主族元素的成鍵特征主族元素的成鍵特征 s區(qū)元素區(qū)元素以離子鍵為主。原因：活潑金屬例外Li和Be表現(xiàn)共價(jià)鍵特征。

18、原因：Li+和Be2+離子半徑小，極化能力強(qiáng) p區(qū)元素區(qū)元素以共價(jià)鍵為主VIIA、VIA族與活潑金屬易獲電子形成0族型的陰離子，組成離子型化合物 第19頁(yè)/共31頁(yè)除稀有氣體，p區(qū)非金屬單質(zhì)均以非極性共價(jià)鍵結(jié)合（自學(xué)） 當(dāng)非金屬元素原子半徑較小、價(jià)電子較少時(shí)，形成少原子分子，如X2、O2、N2、P4 當(dāng)原子半徑較大，價(jià)電子較多時(shí)，形成多原子的巨型分子，如C、Si、B“過(guò)渡后元素”鎵、銦、鉈，鍺、錫、鉛，銻、鉍的氧化態(tài)離子是18e型或（18+2）e型。有較大的極化力和變形性，與半徑較大的鹵素和硫族元素主要形成共價(jià)鍵化合物三周期后的p區(qū)元素，與有較高電負(fù)性的F、Cl、O成鍵時(shí)，可形成d軌道參與成鍵

19、的化合物，如PCl5、SF6、PO42-硼原子具有特殊的成鍵特征：得、失皆困難，難形成離子化合物，易成共價(jià)化合物，這些化合物中心硼原子具有缺電子特征第20頁(yè)/共31頁(yè)3. 3. 主族元素單質(zhì)性質(zhì)的周期性遞變主族元素單質(zhì)性質(zhì)的周期性遞變同周期，從左到右，由典型的金屬晶體過(guò)渡到分子晶體，中間為原子、層狀或鏈狀結(jié)構(gòu)。例，第三周期，Na、Mg、Al是金屬，Si為原子，黑磷為層狀，白磷、斜方硫、單斜硫、氯和氬為典型的分子晶體同一主族，s區(qū)除氫外都是金屬晶體，0A族和VIIA族都是分子晶體，其余各族從上到下由分子或原子晶體向金屬晶體變化。例，IVA，金剛石是原子晶體；硅、鍺雖是原子晶體，已有金屬光澤；白錫

20、和鉛是典型的金屬晶體晶體結(jié)構(gòu)變化的規(guī)律性，決定了單質(zhì)性質(zhì)變化的規(guī)律性。特別表現(xiàn)在密度、硬度、熔點(diǎn)和沸點(diǎn)等物理性質(zhì)方面第21頁(yè)/共31頁(yè)IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA0VIIIA H2分子 H2分子He分子Li金屬Be近于金屬B原子C金剛石： 原子 石墨：層狀結(jié)構(gòu)C60： 分子N2分子O2分子F2分子Ne分子Na金屬M(fèi)g金屬Al金屬Si原子P白磷 (P4)：分子黑磷 (Px)：層狀結(jié)構(gòu)S斜方、單斜：分子；彈性：鏈狀結(jié)構(gòu)Cl2分子Ar分子K金屬Ca金屬Ga金屬Ge原子As黃砷(As4)：分子灰砷(Asx)：層狀結(jié)構(gòu) Se紅硒：分子灰硒： 鏈狀結(jié)構(gòu)Br2分子Kr 分子Rb金屬Sr金屬I(mǎi)n

21、金屬Sn灰錫：原子白錫：金屬Sb黃銻(Sb4)：分子灰銻(Sbx)：層狀結(jié)構(gòu)Te灰碲：鏈狀結(jié)構(gòu)I2分子X(jué)e 分子Cs金屬Ba金屬Tl金屬Pb金屬Bi近于金屬的層狀結(jié)構(gòu)Po金屬At合成元素Rn 分子第22頁(yè)/共31頁(yè)13.2非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì)13.2.1非金屬單質(zhì)的結(jié)構(gòu)非金屬單質(zhì)的結(jié)構(gòu)自學(xué)概況概況除稀有氣體以單原子分子存在外，其它都由多原子分子組成。越靠近非金屬與金屬交界線的元素，單質(zhì)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜稀有氣體由單原子分子組成，鹵素由以單鍵相聯(lián)的雙原子分子組成第23頁(yè)/共31頁(yè)HeNeArKrXeRn H2BCN2O2F2 Si同上金剛石結(jié)構(gòu)P4S8Cl2 AsSe8同上環(huán) 結(jié) 構(gòu)Se8Br2 Te

22、螺旋I2 At2第24頁(yè)/共31頁(yè)VIA族族氧兩種同素異形體：O2和O3。O2有一個(gè)鍵和兩個(gè)3電子鍵；O3中3個(gè)氧原子呈三角形，鍵角116.8，鍵長(zhǎng)127.8pm。臭氧的中心氧原子以sp2雜化軌道與另外兩個(gè)氧的sp2雜化軌道形成兩個(gè)鍵。中心氧原子另一個(gè)sp2雜化軌道保留一對(duì)孤對(duì)電子。3個(gè)氧原子各有一個(gè)未參與雜化的p軌道，它們相互平行，彼此重疊形成了三中心四電子的大鍵，用表示。這種大鍵稱(chēng)離域鍵(成鍵的4個(gè)電子為3個(gè)原子共有。O2中的3電子鍵是兩個(gè)原子之間的鍵，是定域鍵，也稱(chēng)小鍵。臭氧O3不如O2穩(wěn)定，它在常溫下就可分解，是一個(gè)放熱過(guò)程2O3 = 3O2 H = -284kJ/mol43.第25頁(yè)

23、/共31頁(yè)硫 有幾種同素異形體，最常見(jiàn)菱形硫和單斜硫。將單質(zhì)硫加熱到368.6K，菱形硫不經(jīng)熔化就轉(zhuǎn)變成單斜硫，冷卻，發(fā)生相反轉(zhuǎn)變過(guò)程S(菱形) S(單斜) 單質(zhì)硫的分子式是S8，分子呈八元環(huán)狀結(jié)構(gòu)。每個(gè)硫以sp2雜化軌道成鍵，八個(gè)硫原子彼此以單鍵結(jié)合呈“王冠”型結(jié)構(gòu) 單質(zhì)硫熱到433K以上，S8環(huán)斷裂成鏈狀的線型分子，聚合成更長(zhǎng)的鏈。熱到563K以上，長(zhǎng)硫鏈就會(huì)斷裂成較小的分子如S6、 S3、 S2等，到717.6K時(shí)，硫達(dá)沸點(diǎn)，在硫的蒸汽中含有S2分子 熱到503K的熔融硫倒入冷水中，糾纏在一起的長(zhǎng)鏈硫被固定下來(lái)，成為可以拉伸的彈性硫硒和硫類(lèi)似，可形成8原子環(huán)。碲形成無(wú)限螺旋長(zhǎng)鏈第26頁(yè)/共31頁(yè)族族氮N2中的氮原子sp2雜化，形成一個(gè)鍵，py和p