考研學(xué)習(xí)筆記 武漢大學(xué)、吉林大學(xué)《無機化學(xué)》（第3版）筆記和課后習(xí)題（含考研真題）詳解

武漢大學(xué)、吉林大學(xué)合編的《無機化學(xué)》(第3版)是我國高校化學(xué)類、化工類、制藥類、環(huán)境類、材料類等廣泛采用的權(quán)威教材之一，也被眾多高校(包括科研機構(gòu))指定為考研考為了幫助參加研究生入學(xué)考試指定參考書目為武漢大學(xué)、吉林大學(xué)合編的《無機化學(xué)》(第3版)的考生復(fù)習(xí)專業(yè)課，我們根據(jù)該教材的教學(xué)大綱和名?？佳姓骖}的命題規(guī)律精心編寫了武漢大學(xué)、吉林大學(xué)《無機化學(xué)》(第3版)輔導(dǎo)用書(均提供免費下載，免費升級):1.武漢大學(xué)、吉林大學(xué)《無機化學(xué)》(第3版)筆記和課后習(xí)題(含考研真題)詳解2.武漢大學(xué)、吉林大學(xué)《無機化學(xué)》(第3版)配套題庫【名?？佳姓骖}+課后習(xí)題+章節(jié)本書是武漢大學(xué)、吉林大學(xué)合編的《無機化學(xué)》(第3版)的配套e書，主要包括以下內(nèi)容：(1)梳理知識脈絡(luò)，濃縮學(xué)科精華。本書每章的復(fù)習(xí)筆記均對該章的重難點進行了整理，(2)詳解課后習(xí)題，鞏固重點難點。本書參考大量相關(guān)輔導(dǎo)資料，對武漢大學(xué)、吉林大學(xué)合編的《無機化學(xué)》(第3版)的課后思考題進行了詳細的分析和解答，并對相關(guān)重要知識(3)精編考研真題，培養(yǎng)解題思路。本書精選詳析了部分名校近年來的相關(guān)考研真題，這(4)免費更新內(nèi)容，獲取最新信息。本書定期會進行修訂完善，補充最新的考研真題和答()提供全國各高?；瘜W(xué)類專業(yè)考研考博輔導(dǎo)班【一對一輔導(dǎo)(面授/網(wǎng)授)、網(wǎng)授精講班等】、3D電子書、3D題庫(免費下載，免費升級)、全套資料(歷年真題及答案、筆記講義等)、化學(xué)類國內(nèi)外經(jīng)典教材名師講堂、考研教輔圖書等。本入學(xué)考試指定考研參考書目為武漢大學(xué)、吉林大學(xué)合編的《無機化學(xué)》(第3版)的考生，1.720度立體旋轉(zhuǎn)：好用好玩的全新學(xué)習(xí)體驗2.質(zhì)量保證：每本e書都經(jīng)過圖書編輯隊伍多次反復(fù)修改，顧問團隊嚴(yán)格審核目的考試要點，把重要考點全部固化為試題(或講義)形式，形成精準(zhǔn)領(lǐng)先及時的備考e3.免費升級：更新并完善內(nèi)容，終身免費升級4.功能強大：記錄筆記、答案遮擋等十大功能(2)便箋工具——做筆記、寫反饋【獨家推出】(3)答案遮擋——先看題后看答案，學(xué)習(xí)效果好【獨家推出】5.品種齊全：包括全部職稱資格考試、、。主要包括：、、,共3萬余種，每天新上線約30種e書，每天下載約1萬次。我們聯(lián)系(1925044795@),我們定當(dāng)聆聽您的意見并遵旨酌辦；如果有侵權(quán)行為請及時通知我們，我們會在第一時間為您處理!()是一家為全國各類考試和專業(yè)課學(xué)習(xí)提供輔導(dǎo)方案【保過班、網(wǎng)授班、3D電子書、3D題庫】的綜合性學(xué)習(xí)型視頻學(xué)習(xí)網(wǎng)站，擁有近100種考試(含418個考試科目)、194種經(jīng)典教材(含英語、經(jīng)濟、管理、證券、金融等共16大類),合計近萬小時的面授班、網(wǎng)授如您在購買、使用中有任何疑問，請及時聯(lián)系我們，我們將竭誠為您服務(wù)!全國熱線：(8:30-23:00),(8:30-23:00)1.1復(fù)習(xí)筆記1.2課后習(xí)題詳解第2章物質(zhì)的狀態(tài)2.1復(fù)習(xí)筆記2.3名?？佳姓骖}詳解3.1復(fù)習(xí)筆記3.2課后習(xí)題詳解3.3名?？佳姓骖}詳解第4章化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)4.1復(fù)習(xí)筆記4.3名?？佳姓骖}詳解第5章氫和稀有氣體5.1復(fù)習(xí)筆記5.2課后習(xí)題詳解5.3名校考研真題詳解第6章化學(xué)熱力學(xué)初步6.1復(fù)習(xí)筆記第7章化學(xué)反應(yīng)的速率第8章化學(xué)平衡第10章電解質(zhì)溶液第11章氧化還原反應(yīng)第13章氧族元素第14章氮族元素第15章碳族元素(2)金剛石：透明、折光，在所有物質(zhì)中，它的硬度最大。熔點高，且不導(dǎo)電。屬立方晶系，是典型的原子晶體。每個碳原子都以sp3雜化軌道與另四個碳原子形成共價鍵，構(gòu)成正四面體。(3)富勒烯C60:C60具有球形結(jié)構(gòu)，60個碳原子構(gòu)成近似于球形的32面體，即由12個正五邊形和20個正六邊形組成，相當(dāng)于截角正20面體。每個碳原子以sp2雜化軌道和相鄰的三個碳原子相連，剩余的p軌道在C60的外圍和腔內(nèi)形成大π鍵。答：實驗室一般用石灰石與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳氣體，其反應(yīng)為：CaCO3+2HCl=CaCl2+C工業(yè)制法：答：這是必然的，根據(jù)吉布斯自由能公式，、隨溫度的變化可以忽略，直線的斜率主要由確定，反應(yīng)(a)和反應(yīng)(c)的熵變符號相反，因此這兩條直線必然相交于一點，而反應(yīng)(a)(c)相加除以2得到反應(yīng)(b),也就是說，(b)線是(a)線和(c)線的平均值。因此三線必然相交于一點。答：分別有Mg(OH)2和CaCO3生成。可溶碳酸鹽與氫氧化物堿性較強的金屬離子反應(yīng)可沉淀為碳酸鹽，與堿性較弱的金屬離子反應(yīng)沉淀出堿性碳酸鹽，而與強水解性的金屬離子就會沉淀為氫氧化物。答：C為第二周期元素，只有2s,2p軌道可以成鍵，最大配位數(shù)為4,CC14無空軌道可以接受水的配位，因此不水解。而Si為第三周期元素，形成SiCl4后還有空的3d軌道，3d軌道可接受水分子中氧原子的孤電子對，形成配位鍵而發(fā)生水解。答：(1)查表知下列物質(zhì)的，如下所示：則=0+(-137.15)-0-(-228.59)=91.44kJ/mol>0即在298K,1.013×105Pa下，水煤氣的生成反應(yīng)不能自發(fā)進行。(2)因為，反應(yīng)氣態(tài)分子總數(shù)增多，故該反應(yīng)的△S>0,又因為△G=△H-TAS,所以提高反應(yīng)溫度有利于反應(yīng)向右進行。=-110.52+0-(-241.82)-0=131.3=130.57+197.56-188.715-5.740=133.675J·mo故=-T=131.3×103-T×133.675≤0答：物理性質(zhì)：兩者均為無色無嗅氣體，CO劇毒，CO2使人窒息且易液化?；瘜W(xué)性質(zhì)：CO不能成鹽，不溶于水，具有還原性和配位性。CO2為酸性氣體，略溶于水，答：溶液中存在如下平衡：設(shè)溶液中碳酸的總濃度為c,則c=++依次求得；;當(dāng)pH=4時pH=4時，體系中主要成分為[H2CO3],[CO]可忽略=97.1%調(diào)節(jié)酸和Na2SiO3的用量，使生成的硅凝膠中含有8～10%的SiO2,將凝膠靜止老化一天后，用熱水洗去可溶鹽。將凝膠在60~70℃烘干后，徐徐升溫至300℃活化即得多孔硅膠。溶液或氣體、熱的強堿溶液和熔融的碳酸鈉時，將溶解轉(zhuǎn)變成為可溶性硅酸鹽或SiF4和酸鹽叫做沸石分子篩。其中A型分子篩是實際生產(chǎn)中最為廣泛應(yīng)用的一種人工合成的鋁硅(1)加入適量稀鹽酸，目的是抑制Sn2+的水解；(2)加入一些Sn粒，目的是防止Sn2+被空氣氧化成Sn4+。(1)α-錫酸：可通過Sn(IV)在堿中水解制得，如SnCl4+4NH3·H2O=H2SnO3(α)↓+可利用以下事實來證實Pb304中鉛的不同價態(tài)：SnS;G:(NH4)2SnS3;H:S第16章硼族元素第17章堿金屬和堿土金屬第18章銅、鋅副族18.2課后習(xí)題詳解第19章配位化合物第20章過渡金屬(1)第21章過渡金屬(2)第22章鑭系元素和鋼系元素第23章原子核化學(xué)第24章生物無機化學(xué)簡介1.化學(xué)2.無機化學(xué)(1)定義(2)分支2.1復(fù)習(xí)筆記1.理想氣體理想氣體是一種人為的理想模型，理想氣體具有以下特點：(1)分子本身不占有體積，是一個具有質(zhì)量的幾何點。(2)氣體分子間不存在相互作用力，與器壁之間的碰撞為完全彈性碰撞。在高溫、低壓下，實際氣體的行為接近于理想氣體。2.理想氣體狀態(tài)方程(1)三個定律①波義耳定律：當(dāng)n和T一定時，氣體的V與p成反比，表示(2)想氣體狀態(tài)方程將上述三個經(jīng)驗定律合并得出理想氣體狀態(tài)方程為：式中，R=8.314J·mol-1·K-1,稱為摩爾氣體常數(shù)；p、V、T和n分別為壓力、體積、物質(zhì)的量，單位分別為Pa、m3、K和mol。3.氣體分壓定律分壓定律：混合氣體的總壓等于混合氣體中各組分氣體分壓之和，表示為：分壓是指混合氣體中的某種氣體單獨占有混合氣體的體積時所呈現(xiàn)的壓強，其數(shù)學(xué)表達式為：式中，稱為混合氣體中某氣體的摩爾分?jǐn)?shù)。4.氣體擴散定律氣體擴散定律是指同溫同壓下某種氣態(tài)物質(zhì)的擴散速度與其密度的平方根成反比，表達式為：由于同溫同壓下，氣體的密度p與其相對分子質(zhì)量Mr成正比，故氣體擴散定律也可表示為：5.實際氣體狀態(tài)方程荷蘭物理學(xué)家范德華考慮了分子自身的體積和分子間作用力等兩個因素，對理想氣體狀態(tài)方程式進行了修正，得出了范德華氣體狀態(tài)方程：單位為m3·mol-1;a、b統(tǒng)6.氣體的液化(1)氣體變成液體的過程叫做液化或凝聚。(2)任何氣體的液化都必須在降低溫度(減小液體的飽和蒸氣壓)或同時增加壓強(減小分子間距離，從而增大分子間引力)的條件下才能實現(xiàn)。(3)在加壓下使氣體液化所需的一定溫度，稱為臨界溫度，用Tc表示；(4)在臨界溫度時，使氣體液化所需的最低壓強，稱為臨界壓強，用pc表示；(5)在臨界溫度和臨界壓強下，1mol氣體所占有的體積稱為臨界體積，用Vc表示。2.飽和蒸氣壓(1)已知兩溫度下蒸汽壓，求兩溫度范圍內(nèi)的蒸發(fā)熱。(3)已知外界大氣壓強，計算液體的沸點。3.液體的沸點利用液體沸點隨外界氣壓變化的特性，可以采用減壓蒸餾法實現(xiàn)分離和提純的目的。固體可分為晶體(內(nèi)部質(zhì)點有規(guī)則地空間排列)與非晶體(質(zhì)點排列無規(guī)律，也叫無定形體)。1.晶體與非晶體(1)相同點：可壓縮性和擴散性都差。(2)不同點：①完整的晶體有固定的幾何外形，非晶體沒有。②晶體有固定的熔點，非晶體則是加熱到一定溫度后開始軟化，流動性增加，經(jīng)歷較寬的溫度范圍之后變成液體。③晶體具有各向異性，非晶體則是各向同性的。2.七大晶系表2-1晶體的七種晶系三方棱面體格子斜方格子單斜格子三斜格子圖2-1晶體的七種晶系示意圖3.十四種布拉菲點陣圖2-214種可能的晶格1.某氣體在293K與9.97×10?Pa時占有體積1.9×10-1dm3,其質(zhì)量為0.132g,試求這種氣則0.132克氣體的物質(zhì)的量為n=9.97×10?Pa×1.9×10-1×103m3/(8.314J.mol-1.K-1×293K)=7.776×1M=m/n=0.132g/(7.776×10?3mol)=16.975g/mol≈17g/mol即相對分子量為17,則該氣體為NH?。2.一敞口燒瓶在280K時所盛的氣體，需加熱到什么溫度時，才能使其三分之一逸出瓶外?則有T?=V?T?/V?=1.5×28即總壓為p=Po?+-=3.38×10?Pa+2.53×104.一容器中有4.4gCO?、14gN?和12.8gO?,總壓為2.026×10?Pa,求各組分的分壓。nco2=4.4g/(44g/mNN2=14g/(28g/mol)=0.5molPCO?=p×Xco?=2.026×10?Pa×0.1/1=2.026PN2=p×XN?=2.026×10?Pa×0.5/1=1.013Po2=p×Xo2=2.026×10?Pa×0.4/1=8.105.在300K、1.013×10?Pa時，加熱一敞口細頸瓶到500K,然后封閉其細頸口，并冷卻至答：由pV=nRT知，當(dāng)瓶內(nèi)溫度升為500K時，其氣體體積將變?yōu)樵瓉淼?/3倍，所以此時瓶內(nèi)氣體的物質(zhì)的量只占全部氣體的3/5,對應(yīng)的壓力為1.013×10?Pa,降溫后，瓶內(nèi)的6.在273K和1.013×10?Pa下，將1.0dm3潔凈干燥的空氣緩慢通過H?C-O-CH?液體，在此過程中，液體損失0.0335g,求此種液體273K時的飽和蒸氣壓。p=nRT/V=(0.0335g/46g·mol1)×8.314J·mol1.K-1×273K/(1.0×103m3)7.有一混合氣體，總壓為150Pa,其中N?和H?的體積分?jǐn)?shù)分別為0.25和0.75,求H?和N?的分壓。PN2=p×VN?/V=150×0.25Pa=37.5PaPH2=p×VH2/V=150×0.75Pa=112.5完全吸水后，干燥空氣為3.21g,求291K時水的飽和蒸氣壓。答：已知空氣的摩爾質(zhì)量為29g/mol.由pV=nRT知，3.21g空氣在291K,2.7L的容積中其壓力為9.有一高壓氣瓶，容積為30dm3,能承受2.6×10?Pa的壓強，問在293K時可裝入多少千m=pVM/RT=2.6×10?×0.03×0.032/(8.314×293)kg=1010.在273K時，將同一初壓的4.0dm3N?和1.0dm3O?壓縮到一個容積為2dm3的真空容(1)兩種氣體的初壓；(2)混合氣體中各組分氣體的分壓；(3)各氣體的物質(zhì)的量。答：(1)由于N?和O?始終在同一壓力下，氣體體積比為4:1,故氣體的物質(zhì)的量比為4:1,PN?=3.26×10?×4/5Pa所以pi=PN?VN?/V?=2.608×10?×2×103/(4×103)Pa=1.304×10?Pa則Po?=3.26×10?×1/5(3)根據(jù)PN?VN?=nN?RT所以nN?=PN?VN?/RT=2.608×10?×2×10-3/(8.314×273)mol=0.2298molno?=po?Vo?/RT=6.52×10?×2×10-3/(8.314×273)mol=0.057411.在273K時測得一氯甲烷蒸氣在不同壓強下的密度如下表：用作圖外推法(p對p/p作圖)得到的數(shù)據(jù)求一氯甲烷的相對分子質(zhì)量。12.(1)用理想氣體狀態(tài)方程式證明阿佛加德羅定律；(2)用x;表示摩爾分?jǐn)?shù)，證明答：(1)由理想氣體狀態(tài)方程，即pV=nRT知，當(dāng)p和T一定時，R為常數(shù)，則氣體的V和n成正比，可表示為VFn,即符合阿伏伽德羅定律。(2)在壓強一定的條件下，V總=V?+V?根據(jù)分體積的定義，應(yīng)有關(guān)系式混合氣體的狀態(tài)方程為p總V總=nRT則有又因為所以(3)已知又即所以13.已知乙醚的蒸發(fā)熱為25900J·mol-1,它在293K時的飽和蒸氣壓為7.58×10?Pa,試求在308K時的飽和蒸氣壓。答：由克勞修斯-克拉佩龍方程知，在298K時水的飽和蒸汽壓：15.如圖所示是NaCl的一個晶胞，屬于這個晶胞的Cl(用○表示)和Na+(用●表示)各上圖為NaCl的晶胞圖，其中大球代表Cl,占據(jù)頂角和面心位置；小球為Na+占據(jù)棱心位置因為頂角位置的一個原子被8個晶胞共用，面心位置的一個原子被上下兩個晶胞共用，則一晶胞所含的Na+數(shù)目為12×1/4+1=4個。1.已知氫氣的分子量為2,氧氣的分子量為32,根據(jù)氣體擴散定律，在同等實驗條件下氫氣與氧氣分子的擴散速率之比為()。[電子科技大學(xué)2011研]E.無正確答案可選【答案】D查看答案[中科院2010研]D.PH?【解析】由Graham定律，同溫同壓下氣態(tài)物質(zhì)的擴散速度與其密度的平方根成反比。求得該氣體的分子量為33.9,選D。3.1復(fù)習(xí)筆記1.氫原子光譜是人們認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)的實驗基礎(chǔ)，原子光譜是線狀光譜。2.玻爾理論(三點假設(shè)):(1)核外電子只能在確定的半徑和能量的軌道上運動，且不向外輻射能量。(2)通常，電子盡可能處在離核最近的軌道上，其能量最低-基態(tài)；原子獲得能量后，電子被激發(fā)到高能量軌道上，此時原子和電子處于激發(fā)態(tài)。(3)處于激發(fā)態(tài)的電子不穩(wěn)定，可以躍遷到離核較近的軌道上，釋放光能，光的頻率取決于軌道間的能量差。電子繞核運動的半徑及其能量為：式中，n為量子數(shù)，當(dāng)一=時，意味著電子完全脫離原子核的電場的引力，能量E=0。氫原子光譜中各能級間的能量關(guān)系式為：氫原子能級圖如圖3-1所示。圖3-1氫原子光譜中各線系譜線產(chǎn)生示意圖3.微觀粒子的波粒二象性微觀粒子具有波動性和粒子性，即具有波粒二象性。微觀粒子的波長為：常叫做物質(zhì)波(或德布羅意波)。海森堡測不準(zhǔn)原理：式中，波函數(shù)ψ為空間坐標(biāo)x,y,z的函數(shù)；E為軌道能量(動能與勢能總和);V為勢能；波函數(shù)ψ是量子力學(xué)中描述核外電子在空間運動狀態(tài)的數(shù)學(xué)函數(shù)式，一定的波函數(shù)表示一波函數(shù)絕對值的平方-三表示空間某處單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)的幾率，即幾率密度。5.幾率密度與電子云(1)幾率：電子在空間出現(xiàn)的機會。(2)幾率密度：在某單位體積內(nèi)出現(xiàn)的幾率。(3)電子在核外某區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的幾率等于幾率密度與該區(qū)域總體積的乘積。(4)電子云就是幾率密度的形象化圖示，下面是各電子云的特點：③d電子云形狀似花瓣，在核外空間中有五種不同分布。6.量子數(shù)(1)主量子數(shù)n:n=1,2,3,…,n等正整數(shù)，它描述電子離核的遠近，決定電子層數(shù)。n值越大電子的能量越高這句話只有在原子軌道或電子云(2)角量子數(shù)1:1=0,1,2,3,…,(n-1),以s,p,d,f對應(yīng)的能級表示亞層，它決定原子軌道或電子云的形狀。如果用主量子數(shù)n表示電子層時，角量子數(shù)1就表示同一電子(3)磁量子數(shù)m:原子軌道在空間的不同取向。在給定角量子數(shù)1的條件下，m=0,±1,±2,±3….,±1,一種取向相當(dāng)于一個軌道，共可取21+1個數(shù)值。m值反應(yīng)了波函數(shù)(原子軌道)或電子云在空間的伸展方向。(4)自旋量子數(shù)ms:ms=±(1/2),表示同一軌道中電子的兩種自旋狀態(tài)，取值1.軌道能級鮑林的原子軌道近似能級如圖3-2所示。圖3-2原子軌道的近似能級圖存在如下規(guī)律：(1)1相同的能級的能量隨n增大而升高：E1s<E?S<E3s<E4s…….;(2)“能級分裂”:n相同的能級的能量隨1增大而升高：Ens<Emp<End<Enf;2.屏蔽效應(yīng)由于其它電子對某一電子的排斥作用而抵消了一部分核電荷，從而使有效核電荷降低，削弱了核電荷對該電子的吸引，這種作用稱為屏蔽作用或屏蔽效應(yīng)。多電子原子中每個電子的軌道能量為：式中，σ為屏蔽常數(shù)。3.鉆穿效應(yīng)鉆穿作用是外層電子鉆到內(nèi)層空間而靠近原子核的現(xiàn)象。鉆穿作用越大的電子的能量越低。由于電子的鉆穿作用的不同而使它的能量發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為鉆穿效應(yīng)。當(dāng)主量子數(shù)n相同時，角量子數(shù)1愈小的電子，鉆穿效應(yīng)愈明顯，能級越低，即：鉆穿能力大?。簄s>np>na>nf;當(dāng)n和1都不同時，有可能發(fā)生能級交錯現(xiàn)象。4.科頓原子軌道能級圖(如圖3-3所示。)圖3-3科頓原子軌道能級圖原子序數(shù)為1的氫元素，其原子軌道的能量只和主量子數(shù)n有關(guān)。原子軌道的能量隨原子序數(shù)的增大而降低。隨著原子序數(shù)的增大，原子軌道產(chǎn)生能級交錯現(xiàn)象。5.核外電子分布原則(1)能量最低原理：多原子電子在基態(tài)時，核外電子總是盡可能分布到能量最低的軌道。(2)保里原理：在同一原子中沒有四個量子數(shù)完全對應(yīng)相同的電子，或者說在同一個原子中沒有運動狀態(tài)完全相同的電子，即：①每一種運動狀態(tài)的電子只能有一個；②每一個原子軌道中最多只能容納兩個自旋不同的電子；③s,p,d,f各分層中分別最多能容納2,6,10,14個電子；④各電子層中電子的最大容量為2n2個。(3)洪特規(guī)則：在n和1相同的軌道上分布的電子，將盡可能分占m值不同的軌道，且自旋等價軌道全充滿、半充滿或全空的狀態(tài)是比較穩(wěn)定的。圖3-4電子填入軌道的次序圖元素周期表如圖3-5所示。元素周期表如圖3-5所示。圖3-51.原子的電子層結(jié)構(gòu)：(1)周期數(shù)=電子層數(shù)=最外電子層的主量子數(shù)n=相應(yīng)能級組組號。(2)各周期所含元素個數(shù)=相應(yīng)能級組中所能容納的電子總數(shù)。(3)主族元素價電子數(shù)=最外層s、p電子總數(shù)。(4)IB、IIB副族元素價電子數(shù)=最外層s電子數(shù)目。(5)IIIB~VIIB副族元素價電子數(shù)=最外層s和次外層d電子總數(shù)。(6)s區(qū)：最后一個填充的電子是填在最(7)p區(qū)：最后一個填充的電子是填在最外層的p軌道上。(8)d區(qū)：最后一個填充的電子是填在最外層的d軌道上。(10)最后一個填充的電子是填在倒數(shù)第三層的f軌道上。各主族元素的族數(shù)與該族元素原子的最外層電子數(shù)相等，也與該族元素的最高化合價相一致。2.元素性質(zhì)的周期性元素的物理性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì)是原子序數(shù)的周期性函數(shù)。(1)原子半徑同一周期中，原子半徑隨原子序數(shù)的增加而減小，只是最后一個稀有氣體的原子半徑大幅度增加。在長周期中各元素的原子半徑隨核電荷的增加而緩慢減小。鑭系收縮：隨f亞層電子的填充，元素的原子半徑逐步縮小的現(xiàn)象。同一主族中，原子半徑從上到下遞增。由于鑭系收縮的影響，第六周期過渡元素的原子半徑基本與第五周期過渡元素的原子半徑相等。(2)電離能第一電離能是指基態(tài)氣體原子失去一個電子形成+1價的氣態(tài)離子所需要的能量，用I表示。第二電離能是指由+1價氣態(tài)正離子失去電子成為+2價氣態(tài)正離子所需要的能量，用I?表同一元素的原子各級電離能依次增大。電離能的大小反映了原子失去電子的難易。電離能愈小，原子失去電子愈容易，金屬性愈強；反之，金屬性愈弱。電離能的大小主要取決于原子的核電荷、原子半徑以及原子的電子層結(jié)構(gòu)。同一周期中，從堿金屬到鹵素，原子半徑逐漸減小，電離能逐漸增大。同一族從上到下，電離能逐漸減小。(3)電子親合能基態(tài)氣體原子獲得一個電子形成氣態(tài)負離子所放出的能量稱為電子親合能，用E表示。非金屬元素的電子親合能越大，表示其得電子的傾向越大。一般元素的電子親合能為正值，表示得到一個電子時放出能量，也有的元素的E?為負值，表示得電子時吸收能量。元素的第二電子親合能一般均為負值，說明由負一價的離子變成負二價的離子要吸熱。一般說來，電子親合能隨原子半徑的減小而增大。同一周期：從左到右，電子親合能E的負值增加，鹵素的E呈現(xiàn)最大負值。同一族：從上到下，大多E的負值變小。(4)電負性元素的電負性是指原子在分子中吸引電子的能力，用x表示。非金屬的電負性大于金屬的電負性。同一周期：從左到右，x遞增，非金屬性逐漸增強。同一主族：從上到下，x遞減，非金屬性依次減弱。3.2課后習(xí)題詳解1.原子中電子的運動有何特點?幾率與幾率密度有何區(qū)別與聯(lián)系?答：原子中電子運動的特點：具有波粒二象性的電子并不像宏觀物體那樣，沿著固定的軌道運動。電子運動狀態(tài)用統(tǒng)計規(guī)律來描述。幾率：電子在空間某處出現(xiàn)的機會。幾率密度：電子在某單位體積內(nèi)出現(xiàn)的幾率。二者區(qū)別：幾率是泛指電子出現(xiàn)的機會，未指明范圍；而幾率密度是針對單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)的機會而言的。二者聯(lián)系：都是表述電子在空間出現(xiàn)的幾率的物理量。幾率=幾率密度×體積2.什么是屏蔽效應(yīng)和鉆穿效應(yīng)?怎樣解釋同一主層中的能級分裂及不同主層中的能級交錯現(xiàn)象?答：屏蔽效應(yīng)：由于其它電子對某一電子的排斥作用而抵銷了一部分核電荷，從而使有效核電荷數(shù)降低，削弱了核電荷對該電子的吸引。鉆穿效應(yīng)：鉆穿作用越大的電子的能量越低。由于電子的鉆穿作用的不同而使它的能量發(fā)生變化的現(xiàn)象，通常稱為鉆穿效應(yīng)。同一主層的能級分裂及不同主族中的能級交錯現(xiàn)象都可以由屏蔽效應(yīng)和鉆穿效應(yīng)來解釋。其能級高低主要取決于有效核電荷數(shù)，而有效核電荷數(shù)又決定于其主量子數(shù)和角量子數(shù)，導(dǎo)致同一主層中各能級發(fā)生分裂，另外對于同一主層中各軌道上的電子由于鉆穿效應(yīng)的能力不同，也可以導(dǎo)致能級分裂。對于不同主層中的能級交替現(xiàn)象也可以用上述方法解釋。3.寫出原子序數(shù)為24的元素的名稱、符號及其基態(tài)原子的電子結(jié)構(gòu)式，并用四個量子數(shù)分別表示每個價電子的運動狀態(tài)。答：24號元素為鉻，符號為Cr,基態(tài)原子的電子結(jié)構(gòu)式為：1s22s22p?3s23p?3d?4s1。價電子有6個，用四個量子數(shù)表示的運動狀態(tài)如下表所示：nIm40032313103113224.已知M2+離子3d軌道中有5個電子，試推出：(1)M原子的核外電子排布；(2)M原子的最外層和最高能級組中電子數(shù)；(3)M元素在周期表中的位置。答：由M2+離子3d軌道中有5個電子，可推斷出M為Mn。(1)M原子的核外電子排布為1s22s22p?3s23p?3d?4s2。(2)最外層電子2個，最高能級組中電子7個(4s23d?)。(3)Mn在周期表中的位置為第四周期，第VIIB族。5.按斯萊脫規(guī)則計算K,Cu,I的最外層電子感受到的有效核電荷及相應(yīng)能級的能量。答：K能級分組為：(1s)2(2s,2p)?(3s,3p)?(4s)1E4s=-13.6×(19-16.8)2/42=-Cu能級分組為：(1s)2(2s,2p)?(3s,3p)?(3d)10(4s)1I的能級分組為：(1s)2(2s,2p)?(3s,3p)?(3d)10(4s,4p)?(5s,5p)7Es=-13.6×(53-45.4)2/52=-6.根據(jù)原子結(jié)構(gòu)的知識，寫出第17號、23號、80號元素的基態(tài)原子的電子結(jié)構(gòu)式。答：17號元素Cl,其電子結(jié)構(gòu)式為：1s22s22p?3s23p?;23號元素V,其電子結(jié)構(gòu)式為：1s22s22p?3s23p?3d34s2;80號元素Hg,其電子結(jié)構(gòu)式為：1s22s22p?3s23p?3d104s24p?4d104f145s25p?5d106s2。7.畫出s,p,d各原子軌道的角度分布圖和徑向分布圖，并說明這些圖形的含意。(2)p電子云形狀呈無柄的啞鈴形，沿著某一個軸8.描述原子中電子運動狀態(tài)的四個量子數(shù)的物理意義各是什么?它們的可能取值是什么?子層數(shù)?；蛘哒f它是決定電子能量高低的重要因素。n的取值為1,角量子數(shù)1決定了原子軌道或電子云的形狀，表示同一電子層中具有不同狀態(tài)的分層。1=0稱s軌道，其軌道或電子云呈球形分布；1=1稱p軌道，其軌道或電子云呈啞鈴型分布；1=2稱d軌道，其軌道或電子云呈花瓣形分布。在n確定的情況下，1只能取n個值，即0到n-1。磁量子數(shù)m決定角動量在空間的給定方向上的分量的大小，決定原子軌道或電子云在空間的伸展方向。而m則能取21+1個數(shù)值，即從-1到1。自旋量子數(shù)ms表示電子運動的自旋方向。對于ms只能取兩個數(shù)值，即+1/2和-1/2。9.下列各組量子數(shù)哪些是不合理的，為什么?1取值時只能小于n所以(2)(6)不合理，而當(dāng)1=0時m只能取0,故(5)不合理。10.下列說法是否正確?不正確的應(yīng)如何改正?(2)主量子數(shù)n為1時，有自旋相反的兩條軌道；(3)主量子數(shù)n為4時，其軌道總數(shù)為16,電子層電子最大容量為32;(4)主量子數(shù)n為3時，有3s,3p,3d三條軌道。答：(1)不正確。原因是沒有搞清楚電子所說的圓周及型只是原子軌道角度分布圖，并不具有軌道的意義。(2)不正確。主量子數(shù)n為1時，只有一條原子軌道，且軌道沒有自旋，電子運動才有自(3)正確。(4)不正確。應(yīng)有3s,3px,3py,3pz,3dyz,3dxz,3dx?-y2,3d22等9條軌道。11.將氫原子核外電子從基態(tài)激發(fā)到2s或2p,所需能量是否相等?若是氦原子情況又會怎而對于氦原子，2s和2p的電子能量不同，故激發(fā)到2s和12.通過近似計算說明，12號、16號、25號元素的原子中，4s和3d哪一能級的能量高?答：(1)對于12號元素的電子，其電子分組為：(1s2)(2s2,2p?)(3s2,3p?)(3d)①對于3d軌道假設(shè)有一電子，則有：②對于4s軌道上的電子(2)對于16號元素的電子，其電子分組為：(1s2)(2s2,2p?)(3s2,3p?)(3d)(4s°)①對于3d軌道上的電子②對于4s軌道上的電子σ=6×0.85+10=15.1eVE4s=-13.6×(16-15.1)2/42=-0.688所以E3d>E4s。(3)對于25號元素的電子，其電子分組為：(1s2)(2s2,2p?)(3s2,3p?)(3d?)(4s2)①對于3d軌道上的電子②對于4s軌道上的電子13.根據(jù)原子軌道近似能級圖，指出下表中各電子層中的電子數(shù)有無錯誤，并說明理由。RLMN0P289282282283282答：題給表中各電子層中的電子改正如下表所示：KLMN02881822822822852814.說明在同周期和同族中元素的原子半徑的變化規(guī)律，并討論其原因。答：在短周期中，從左到右隨著原子序數(shù)的增大，原子的核電荷數(shù)增大，對核外電子的吸引力增強，使原子半徑有變小的趨勢，同時由于新填充的電子增大了電子間的排斥作用，使原子半徑有變大的趨勢，這是相互矛盾的因素，在外層電子未達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)之前，核電荷的增加占主導(dǎo)地位，故在同周期從左到右半徑變小，與長周期中的主族元素的半徑變化情況相似。過渡元素的原子半徑從左到右雖然因核電荷的增加而減小，但減小的幅度不同于短周期中的情況。在同一族中，從上到下雖然核電荷有使原子半徑減小的作用，但電子層數(shù)的增加是主導(dǎo)因素，所以原子半徑從上到下遞增；對于副族而言，由于鑭系收縮的影響，第六周期過渡元素的原子半徑基本上與第五周期過渡元素的原子半徑相等。15.說明下列各對原子中哪一種原子的第一電離能高，為什么?S與PAl與MgSr與RbCu與ZnCs與AnRn與At答：一般來說，在同一周期中，從左到右隨著有效核電荷的增加，半徑減小，第一電離能總的趨勢是增大，但由于電子構(gòu)型對電離能的影響較大，故可能會造成某些反?，F(xiàn)象。大，而S的電子結(jié)構(gòu)為3s23p4,易失去一個電子后為半充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。電子能量高而更易失去一電子形成3s23p°的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。增大，電離能較大，其次Sr的5s2較穩(wěn)定。道也全充滿，Cu的4s軌道半充滿，容易失去一個電子成為3d14s?穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。6s1,原子半徑較大，故容易失去一個電子變?yōu)?s25p?的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。為八電子的惰性氣體結(jié)構(gòu)，很難失去最外層電子，故第16.電子親合能與原子半徑之間有何規(guī)律性的關(guān)系?為什么有些非金屬元素(如F,O等)增大。因此電子親合能在同周期中從左到右呈增加趨相排斥使放出的能量較小。而硫和氯原子半徑較大，17.什么是元素的電負性?電負性在同周期、同族元素中各有怎樣的變化規(guī)律?18.若磁量子數(shù)m的取值有所變化，即m可取0,1,2,...1共1+1個值，其余不變。那么周期表將排成什么樣?按新周期表寫出前20號元素中最活答：因為磁量子數(shù)表示電子所在的軌道，如果m可取0,1,2,3,….…,1共1+1個值，就是說m將多出-E1這兩個取值，每個電子亞層將多出2個軌道，也就是說s亞層有3個軌個，過渡元素，也就是副族只有6行，鑭系、鋼系元素在計算鑭銅在內(nèi)的情況下只有8行。前20號元素中最活潑的堿金屬元素Rb;第一個稀有氣體元素是He;第一個過渡元素的原子序數(shù)是21,元素符號是Sc,名稱銃。一、選擇題1.4d電子的徑向分布函數(shù)圖上峰的個數(shù)為()。[南開大學(xué)2011研]【解析】d電子的構(gòu)型為花瓣形，在徑向上的分布函數(shù)為4個。2.下列各對元素中.第一電子親合能大小排列正確的是()。[南開大學(xué)2011研]【答案】D查看答案根據(jù)其形成的負一價的例子的穩(wěn)定性可判斷出為D。3.元素的電負性是用來表述()。[電子科技大學(xué)2011研]A.原子中核對外層電子吸引力大小B.離子中核對外層電子的吸引力大小C.原子在分子中吸引電子的能力D.分子中不同基團之間的作用力E.無正確答案可選【答案】C查看答案4.下列電子的各套量子數(shù)可能存在的是()。[南開大學(xué)2010研]【答案】C查看答案【解析】主量子數(shù)n為除零以外的正整數(shù)，其中每一個n值代表一個電子層；n值確定后，副量子數(shù)1可為零到(n-1)的正整數(shù)；磁量子數(shù)m的取值決定于1值，可取(21+1)個從-1到+1(包括零在內(nèi))的整數(shù)；自旋量子數(shù)ms只有+1/2和-1/2兩個數(shù)值。二、判斷題1.在氫原子中2s軌道和2p軌道能量相同，而在氯原子中則不同。()[電子科技大學(xué)2010研]2.電子屬于微觀粒子，其運動特性具有波粒二象性，故可以用實驗測定電子運動的波長。()[電子科技大學(xué)2010研]按照能量從低到高進行排序，并說明理由。(1)n=4,1=0;(2)n=3,1=2;(3)n=3,1=0;(4)n=3,1=1[廈門大學(xué)2011研]即E3a>E4s>E3p>E3s,能級交錯。第4章化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)4.1復(fù)習(xí)筆記化學(xué)鍵定義：所有物質(zhì)都能以分子或晶體的形式存在。分子或晶體中兩個(或多個)原子(或離子)之間強烈的相互作用稱為化學(xué)鍵。類別：化學(xué)鍵主要有：離子鍵、共價鍵、金屬鍵。一、離子鍵理論1.基本要點：(1)當(dāng)電負性小的活潑金屬原子與電負性大的活潑非金屬原子相遇時，容易發(fā)生電子的得失而產(chǎn)生正、負離子。(2)所謂穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，對主族元素來講，它們生成離子的p軌道為全充滿狀態(tài)；對過渡元素來講，它們生成離子的d軌道處于半充滿狀態(tài)。(3)原子間發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移形成具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的正、負離子時2.離子鍵的特點(1)本質(zhì)是靜電作用力離子的電荷越大，離子間的距離越小，引力越強。離子鍵的強度一般用晶格能U表示。(2)沒有方向性：離子并非只在某一方向，而是在所有方向上都可與帶相反電荷的離子發(fā)(3)沒有飽和性。(4)鍵的離子性與元素的電負性有關(guān)：離子鍵形成的重要條件是相互作用的原子的電負性單鍵的離子性百分?jǐn)?shù)與電負性差值之間的關(guān)系如表4-1所示。表4-1單鍵的離子性百分?jǐn)?shù)與電負性差值之間的3.離子的特征(1)離子的電荷在離子型化合物中，正離子的電荷通常多為+1,+2,最高為+3或+4,更高電荷的正離子是不存在的；負離子的電荷為-3或-4的多數(shù)為含氧酸根或配合離子。(2)離子的電子層構(gòu)型①2電子構(gòu)型：最外層為2個電子的離子，如Li+,Be2+等；②8電子構(gòu)型：最外層為8個電子的離子，如Na+,Cl,O2-等；③18電子構(gòu)型：最外層為18個電子的離子，如Zn2+,Hg2+,Cu+,Ag+等；④(18+2)電子構(gòu)型：次外層為18電子、最外層為2個電子的離子，如Pb2+和Sn2+等；⑤8～18電子構(gòu)型：最外層的電子為8～18之間的不飽和結(jié)構(gòu)的離子，如Fe2+,Cr3+,Mn28電子層構(gòu)型的離子<8～17電子層構(gòu)型的離子<18或(18+2)電子層構(gòu)型的離子(3)離子半徑④負離子的半徑較大，約為130～250pm,正4.離子晶體(1)離子晶體的特性(2)離子晶體的類型①NaCl型(面心立方):配位數(shù)為6,范疇：NaBr,KI,LiF,MgO。②CsCl型(簡單立方):配位數(shù)為8,范疇：TiCl,CsBr,CsI。③立方ZnS型(立方面心):配位數(shù)為4,范疇：MnS,ZnO,AgI。半徑比規(guī)則(如表4-2所示):離子鍵的強度通常用晶格能U的大小度量，所謂晶格能，是指相互遠離的氣態(tài)正離子和負離子結(jié)合成離子晶體時所釋放的能量。(嚴(yán)格講，晶格能數(shù)據(jù)是0K和100kPa條件下能量的變化)又稱電子配對理論，簡稱VB理論。(1)本質(zhì)：原子軌道重疊，原子核間電子的幾率密度(電子云)增大，對兩核產(chǎn)生吸引形(2)成鍵原理的共價單鍵，這對電子為兩個原子共有。如果A、B各有兩個或三個未成對的2.共價鍵的特點(1)共價鍵結(jié)合力的本質(zhì)是電性的，但不能認(rèn)為純粹是靜電的。其大小取決于原子軌道重 (2)形成共價鍵時，組成原子的電子云發(fā)生很大變化。(3)飽和性：由于每個原子能提供的軌道和成單電子數(shù)目一定，使得原子成鍵的總數(shù)或以(4)方向性：原子軌道(p,d,f)有一定的方向性，和相鄰原子的軌道重疊成鍵要滿足最3.雜化軌道理論(1)雜化軌道的類型由1個ns軌道和1個np軌道組成，每個軌道含1/2s軌道和1/2p軌道。兩個雜化軌道在空由1個ns軌道和2個np軌道組成，每個軌道含1/3s軌道和2/3p軌道，雜化軌道間夾角為由1個ns軌道和3個np軌道組成，每個軌道含1/4s軌道和3/4p軌道，雜化軌道間夾角為由1個ns軌道、3個np軌道和2個nd軌道組成，六個sp3d2軌道指向正八(2)等性雜化與不等性雜化(3)雜化軌道理論的基本要點4.價層電子對互斥理論簡稱VSEPR理論，解釋、判斷和預(yù)示分子結(jié)構(gòu)的一種理論。(1)基本要點：①在AXm型分子中，中心原子A的周圍配置的原子或原子團的幾何構(gòu)型，主要決定于中心原子價電子層中電子對(包括成鍵電子對和未成鍵的孤電子對)的互相排斥作用，分子的幾②對于AXm型分子，其構(gòu)型主要決定于中心原子A的價層電子對的數(shù)目和類型，幾何構(gòu)型與電子對的數(shù)目和類型的關(guān)系如表4-3所示。表4-3價電子對數(shù)與空間構(gòu)型的對應(yīng)關(guān)系③如果在AXm型分子中，中心原子A與配位原子X之間以雙鍵或三鍵結(jié)合時，VSEPR理a.電子對之間夾角愈小，斥力愈大；b.價層電子對之間斥力大小順序為：孤對電子對-孤對電子對>孤對電子對一成鍵電子>成鍵電子一成鍵電子；c.重鍵比單鍵包含的電子數(shù)目多，其斥力大小次序為：叁鍵>雙鍵>單鍵。(2)判斷共價分子結(jié)構(gòu)的一般規(guī)則和，然后被2除，即中心原子價電子層的電子對數(shù)。為中心原子，鹵素原子按提供7個電子計算，氧族元素的原子按提供6個電子計算；c.對②根據(jù)中心原子的價層電子對數(shù)，確定價層電子對的排布方式，如果有奇電子(有一個成單電子)可把單電子當(dāng)作電子對看待。③畫出結(jié)構(gòu)圖，將配位原子排布在中心原子周圍，每一對電子聯(lián)結(jié)1個配位原子，剩下的未5.分子軌道理論(1)基本要點：分子中每個電子的運動狀態(tài)用波函數(shù)ψ來描述，此ψ稱為分子軌道。(2)原子軌道線性組合①對于0和F來說，不必考慮2s和2p軌道間的相互作用。(1)鍵級(2)鍵能在絕對零度下，將處于基態(tài)的雙原子分子AB斷裂成也處于基態(tài)的A原子和B原子時所需要的能量稱為AB分子的鍵離解能。在標(biāo)準(zhǔn)氣壓和298K下，將理想氣態(tài)分子拆開成理想氣態(tài)的原子所需要的能量叫做鍵的離解(3)鍵長(4)鍵角(5)鍵的極性7.分子晶體和原子晶體(1)分子晶體(2)原子晶體1.能帶理論基本要點：(1)所有的價電子屬于整個金屬晶格的原子共有。(2)金屬晶格中原子密集，能組成許多分子軌道，且相鄰的分子軌道間的能量差很小。(3)能帶也可看成緊密堆積的金屬原子的電子能級發(fā)生的重疊，這種能帶屬于整個金屬晶(4)金屬晶體可以有不同的能帶，分為滿帶、導(dǎo)帶和禁帶。(5)金屬中相鄰的能帶可以相互重疊。2.金屬晶體最常見的三種晶格：(1)配位數(shù)為8的體心立方晶格；(2)配位數(shù)為12的面心立方緊堆晶格；(3)配位數(shù)為12的六方緊堆晶格。1.極性分子與非極性分子(1)永遠存在于分子或原子間的一種作用力。(2)是吸引力，比化學(xué)鍵鍵能小一至二個數(shù)量級。(3)與共價鍵不同，范德華力一般沒有方向性和飽和性。(4)范德華力的作用范圍約只有幾pm。(5)范德華力存在以下三種：a.與分子偶極矩的平方成正比。b.與絕對溫度成反比。c.與分子間距離的7次方成反比。②誘導(dǎo)力a.與極性分子偶極矩的平方成正比。b.與被誘導(dǎo)分子的變形性成正比，通常分子中各組成原子的半徑越大，變形越容c.與分子間距離的7次方成反比。a.與相互作用分子的變形性有關(guān)，變形性越大，色散力越大。b.與分子間距離的7次方成反比。c.與相互作用分子的電離勢有關(guān)。2.離子的極化(1)離子的極化作用②不同電子層結(jié)構(gòu)的陽離子的極化作用大小：18或(18+2)電子層及氦型的離子>8~18電子層的離子>8電子層離子。(2)離子的變形性①18電子層和不規(guī)則電子層的離子，其變形性比相近半徑的稀有氣體型離子大得多(指陽離子)。3.氫鍵通?？捎肵-H…Y表示。(1)形成條件：(2)特點①方向性：指Y原子與X-H形成氫鍵時，在盡可能的范圍內(nèi)使氫鍵的方向與X-H鍵軸在同②飽和性：指每一個X-H只能與一個Y原子形成氫鍵。1.試用離子鍵理論說明由金屬鉀和單質(zhì)氯反應(yīng)，形成氯化鉀的過程?如何理解離子鍵沒有方離子鍵是由正、負離子通過靜電吸引作用結(jié)合而成的，而離子為帶電體，其電荷分布是球形對稱的，它可以在空間各個方向上與帶有相反電荷的離子互相吸引。所以離子鍵沒有方向性。由于每個離子可以同時與多個帶相反電荷的離子互相吸引，無論在什么方向或距離處，都可以感受到相反電荷的電場作用，只是會因距離遠而作用力較弱，故離子鍵沒有飽和性。2.用下列數(shù)據(jù)求氫原子的電子親和能：3.CIF的解離能為246kJ·mol-1,CIF的生成熱為-56kJmol1,Cl?的解離能為238kJ·mol-1,試計算F?(g)的解離能。=2×(246-56)-238=142kJ/mol4.試根據(jù)晶體的構(gòu)型與半徑比的關(guān)系，判斷下列AB型離子化合物的晶體構(gòu)型：BeO,NaBr,CaS,RbI,BeS,C答：題中涉及到的各離子半徑如下表所示：根據(jù)晶體的構(gòu)型與半徑比的關(guān)系，有5.試從電負性數(shù)據(jù)，計算下列化合物中單鍵的離子性百分?jǐn)?shù)各為多少?并判斷哪些是離子型NaF,AgBr,RbF,HI,CuI,HBr,CsCl。離子性百分?jǐn)?shù)={1-e^(-[(Xa-Xb)/2]^2)}×100%計算，其中Xa是a原子的電負性，Xb離子性為90%離子性為22%離子性為92%離子性為6%離子性為20%離子性為15%離子性為76%6.如何理解共價鍵具有方向性和飽和性?7.BF?是平面三角形的幾何構(gòu)型，但NF?卻是三角錐形的幾何構(gòu)型，試用雜化軌道理論加以答：根據(jù)雜化軌道理論，BF3:中心B的價電子層為2s2p1,B原子的一個2s電子激發(fā)到一個空的2p軌道，然后2s軌道和兩個2p進行sp2等性雜化，B的三個sp2雜化軌道分別與三個F原子的各一個2p軌道重疊成sp2-p的σ鍵。由于三個sp2雜化軌道在同一平面，且夾角NF?則進行sp3不等性雜化，形成4個sp3雜化軌道，其中三個軌道各有一個未成對電子，一個軌道有一對電子，成鍵時三個未成對的sp3雜化軌道與三個F原子的2p軌道重疊形成8.指出下列化合物合理的結(jié)構(gòu)是哪一種?不合理結(jié)構(gòu)的錯誤在哪里?9.在下列各組中，哪一種化合物的鍵角大?說明其原因。(a)CH?和NH?(b)OF?和Cl?OCH?分子中心原子采用sp3等性雜化，鍵角為109°28',而NH?分子的中心原子為sp3不等性Cl?O和OF?分子的中心原子氧均為sp3不等性雜化，有兩對孤對電子，分子構(gòu)型為V形。分子中成鍵電子對偏向中心原子0,在OF?分子中兩成鍵電子對間的斥力小而Cl?O分子中兩成鍵電子對斥力大，因而Cl?O分子的鍵角大于OF?分子的鍵角。NH?和NF?分子中，H和F的半徑都小，分子中H和H及F與F間斥力可以忽略。決定鍵NF?分子中成鍵電子對偏向F原子，則N上的孤對電子更靠近原子核，能量更低，因此孤對電子對成鍵電子對的斥力更大。在NH?分子中，成鍵電子對偏向N原子，成鍵電子對間的斥力增大，同時N上的孤對電子受核的引力不如NF?分子大。孤對電子的能量與成鍵電NH?分子和PH?分子的構(gòu)型均為三角錐型。配體相同，但答：HgCl?:Hg的電子對數(shù)(2+2)/2=2sp等性雜化直線型BCl?:B的電子對數(shù)(3+3)/2=3sp2等性雜化平面三角型SnCl?:Sn的電子對數(shù)(4+2)/2=3sp2不等性雜化直線型NH?:N的電子對數(shù)(5+3)/2=4sp3不等性雜化三角錐型H?O:O的電子對數(shù)(6+2)/2=4sp3不等性雜化V型PCls:P的電子對數(shù)(5+5)/2=5sp3d等性雜化三角雙錐形ClF?:F的電子對數(shù)(7+3)/2=5sp3d不等性雜化T型TeCl?:Te的電子對數(shù)(6+4)/2=5sp3d不等性雜化四面體型ICl?:I的電子對數(shù)(7+2+1)/2=5sp3d不等性雜化直線型SF?:S的電子對數(shù)(6+6)/2=6sp3d2等性雜化正八面體型IFs:I的電子對數(shù)(7+5)/2=6sp3d2不等性雜化四角錐型FCl4:F的電子對數(shù)(7+4)/2=5.5sp3d2不等性雜化平面正方型CO?:C的電子對數(shù)4/2=2spCOCl?:C的電子對數(shù)(4+2)/2=3sp2等性雜化平面三角型SO?:S的電子對數(shù)6/2=3sp2不等性雜化V型NOCl?:N的電子對數(shù)(5+2)/2=3.5sp3不等性雜化三角錐型SOCl?:S的電子對數(shù)(6+2)/2=4sp3不等性雜化三角錐型POCl?:P的電子對數(shù)(5+3)/2=4sp3等性雜化四面體型SO?2:S的電子對數(shù)(6+2)/2=4sp3不等性雜化三角錐型CIO?:Cl的電子對數(shù)(7+1)/2=4sp3不等性雜化V型IO?F?:I的電子對數(shù)(7+1+2)/2=5sp3d不等性雜化四方錐型O?分子，形成1個σ鍵和2個3電子的π鍵，鍵級為2,具有雙鍵的性質(zhì)。分子中存在兩個答：(1)(2)鍵級由公式：鍵級=(成鍵電子數(shù)一反鍵電子數(shù))/2鍵級大小說明兩個相鄰原子間成鍵的強度，13.寫出=分子或離子的分子軌道式。并比較它們的穩(wěn)定性?答：NO?分子鍵角為132°,介于120°到180°之間，故其中心原子N的雜化類型為sp2;CO?為鍵角為180°,直線型，故中心原子的雜化類型為sp;而SO?鍵角為120°,故為平面三角NO:(q?)2(i)2(?2(O?.)2(z?)2(Zp)2(O?p)2(Tz),,鍵級為2.5,順磁性,鍵級為2,順磁性NaF,HF,HCl,HI,I?NaF>HF>HCl>I?。21.何謂氫鍵?氫鍵對化合物性質(zhì)有何影響?答：在H?O,HF等分子中，由于0,F電負性較大，半徑較小，強烈吸引H原子上的電子云，使氫原子幾乎變成一個裸體質(zhì)子，與另一個H?O或HF分子中含有孤對電子并帶有部22.下列化合物中哪些存在氫鍵?并指出它們是分子間氫鍵還是分子內(nèi)氫鍵?23.判斷下列各組分子之間存在著什么形式的分子間作用力?①苯和CCl?;②氦和水；③CO?氣體；④HBr氣體；⑤甲醇和水。(1)色散力；(2)色散力、誘導(dǎo)力；(3)色散力；(4)色散力、誘導(dǎo)力、取向力；(5)24.試判斷Si和I?晶體哪種熔點較高，為什么?而I?晶體是典型的分子晶體，晶體質(zhì)點間結(jié)合力為分子間作用力，結(jié)合力弱，熔點低。所以Si晶體的熔點比I?晶體的高的多。1.相同原子間雙鍵的鍵能等于其單鍵鍵能的兩倍。[南京航空航天大學(xué)2011研]【解析】鍵能通常是指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體分子拆開成氣態(tài)原子時，每種鍵所需能量的平均值。2.原子形成共價鍵的數(shù)目，等于氣態(tài)原子的未成對的電子數(shù)。[南京航空航天大學(xué)2011【解析】原子形成共價鍵的數(shù)目，等于雜化態(tài)的未成對電子數(shù)(不算配位建)。五氯化磷的共價鍵數(shù)目是5個，但是其氣態(tài)原子未成對的電子數(shù)只有3個，而sp3d雜化后，未成對的電子數(shù)變?yōu)?個。3.根據(jù)雜化軌道理論，如果分子的中心原子采用sp3雜化，則分子幾何構(gòu)型一定為正四面體。[電子科技大學(xué)2011研]4.在離子鍵理論中，晶格能是指一個離子鍵的鍵能。[電子科技大學(xué)2011研]【解析】晶格能是指相互遠離的氣態(tài)正離子和負離子結(jié)合成離子晶體時所釋放的能量。1.下列分子中不呈直線形的是()。[北京科技大學(xué)2012研]【答案】C查看答案【解析】價電子對數(shù)=1/2(中心原子的價電子數(shù)+配位原子提供的σ電子數(shù)-離子電荷代數(shù)值),規(guī)定：①作為配體，鹵素原子和H原子提供1個電子，氧族元素的原子不提供電子；②作為中心原子，鹵素原子按提供7個電子計算，氧族元素的原子按提供6個電子計算；③④計算電子對數(shù)時，若剩余1個電子，亦當(dāng)作1對電子處理；⑤雙鍵、叁鍵等多重鍵作為1中心原子上的孤對電子對數(shù)=(中心原子A的價電子數(shù)-A與配位原子B成鍵用去的價電子數(shù)之和)/2對HgCl2:價層電子對數(shù)=[2+2]/2=2;對CO2:價層電子對數(shù)=(4+0)/2=2;對H2O:價層電子對數(shù)=[6+2]/2=4;對CS2:價層電子對數(shù)=(4+0)/2=2。對電子對數(shù)是2的分子，分子空間構(gòu)型只有一直線形。對電子對數(shù)是4的H2O分子，根據(jù)孤對電子數(shù)判定構(gòu)型。對H2O:孤對電子數(shù)=(6-2)/2=2,故其空間構(gòu)型為V型。表4-4價電子對數(shù)與空間構(gòu)型的對應(yīng)關(guān)系2.下列敘述中錯誤的是()。[南京理工大學(xué)2011研]A.分子的偶極矩是鍵矩的矢量和B.鍵離解能可作為衡量化學(xué)鍵牢固程度的物理量C.鍵長約等于兩個原子的共價半徑之和D.所有單質(zhì)分子的偶極矩都等于0【答案】D查看答案【解析】鍵矩定義為一=,矢量和即構(gòu)成分子的偶極矩(μ)。鍵離解能是雙原子分子中，于100kPa下按化學(xué)反應(yīng)計量式使氣態(tài)分子斷裂成氣態(tài)原子所需要的能量，鍵能越大，分子子科技大學(xué)2011研]A.與石墨相同B.與金剛石相同C.部分與石墨相同部分與金剛石相同D.與石墨金剛石皆不相同E.無正確答案可選【解析】在碳納米管中，碳原子的雜化軌道類型與石墨相同，皆為sp2雜化。4.下列有關(guān)離子變形性的說法中，不正確的是()。[北京航空航天大學(xué)2010研]A.外層8電子構(gòu)型的離子的變形性小于其他電子構(gòu)型的離子荷(即9到17電子構(gòu)型)的陽離子，變形性比半徑相近、電荷相同的8電子構(gòu)型離子大；6.下列原子或離子半徑最小的是()。[南開大學(xué)2010研]7.下列各組化合物熔點高低判斷正確的是()。[南開大學(xué)2010研]【解析】一般來說主族元素中同一族元素簡單鹵化物或氧化物熔點由上往下依次降低，則BeO>MgO>BaO,氧化物熔點一般高于鹵化物，所以NaF<MgO。8.一=離子的幾何構(gòu)型為()。[中科院2010研]B.直線型D.四面體【解析】C原子最外層有4個電子，所形成的CN?2-離子中，C原子周圍由兩個C-N鍵和兩9.下列離子化合物中，晶格能大小順序正確的是()。[南開大學(xué)2009研]B.LiF>NaCl>KI2.判斷下列各對化合物中哪一種化合物的鍵角大?并說明原因。[廈門大學(xué)2011研]價層電子對之間斥力大小順序為：孤對電子對一成鍵電子對>成鍵以CH?的鍵角大于NH?的鍵角。(2)Cl?O和OF?分子的中心原子氧均為sp3不等性雜化，有兩對孤對電子，分子構(gòu)型為VCl?O分子中成鍵電子對偏向中心原子0,在OF?分子中兩成鍵電子對間的斥力小而Cl?O分子中兩成鍵電子對斥力大，因而Cl?O分子的鍵角大于OF?分子的鍵角。3.用離子極化理論排出下列各組化合物的熔點以及溶解度由小到大的順序(2)LiCl、KCl、CuCl[北京航空航天大學(xué)2010研]解：化合物的熔點高低與溶解度大小基本是一致的；正離子所帶電荷相同時，離子半徑越小，極化作用越強，離子極化作用越強，物質(zhì)的溶解度越低。離子極化規(guī)律：18e"、(18+2)(1)離子極化能力Ca2+<Be2+<Hg2+化合物的共價性CaCl?<BeCl?<HgCl?因此熔點及溶解度由小到大的順序為：HgCl?<BeCl?<CaCl?(2)陽離子的電荷相同時，陽離子越大，陰離子被極化的程度越小。KCl>LiCl>CuCl陽離子半徑K+Li+Cu+但因Cu+為d10結(jié)構(gòu)，有效核電荷大且有一定的變形性，因而極化能力K+<Li+<Cu+,化合物的離子性按KCl>LiCl>CuCl順序變化。4.根據(jù)分子軌道理論，寫出NO+、NO、NO的電子排列式，計算分子的鍵級，指出它們的磁性、穩(wěn)定性順序。[北京航空航天大學(xué)2010研]解：根據(jù)分子軌道理論，NO+、NO、NO的電子排列式分別為：NO+鍵級=(成鍵軌道電子數(shù)一反鍵軌道電子數(shù))/2=(10-4)/2=3NO鍵級為(10-5)/2=2.5NO鍵級為(10-6)/2=2鍵級越多，鍵能越大，分子結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，所以穩(wěn)定性順序為：NO+>NO>NO磁性大小可由分子或離子中不成對的單電子多少來判斷。因此，具有磁性的物質(zhì)為NO和5.1復(fù)習(xí)筆記大氣中含有少量的自由態(tài)的氫，絕大部分氫以化合物的形式存在。1個電子，所以它們的化學(xué)性質(zhì)基本相同。1.氫的成鍵特征(1)形成離子鍵與電負性很小的活潑金屬形成氫化物。(2)形成共價鍵①形成非極性的共價單鍵。②與非金屬元素化合形成極性共價鍵，鍵的極性隨非金屬元素原子的電負性增大而增強。(3)獨特鍵型①充到許多過渡金屬晶格的空隙中，形成非整比化合物，一般稱之為金屬氫化物。②在硼氫化合物和某些過渡金屬配合物中存在氫橋鍵。③含有強極性共價鍵的氫化物中存在氫鍵。2.氫的制備(1)利用稀鹽酸與鋅或鐵等活潑金屬反應(yīng)。(2)電解水。(3)碳還原水蒸氣。(4)利用硅等兩性金屬與堿液反應(yīng)。3.氫化物(1)離子型氫化物：氫與堿金屬或堿土金屬直接化合。(2)金屬型氫化物(3)分子型氫化物P區(qū)氫化物屬于分子型晶體，熔點低，多為氣體。1.稀有氣體通性(1)單原子分子。(2)具有相對飽和的結(jié)構(gòu)，除氦有2個電子外，其余均為8個電子。(3)電子親合能接近于零，具有很高的電離能。(4)原子之間僅存在微弱的范德華力，主要是色散力。(5)蒸發(fā)熱和在水中的溶解度很小，并隨著原子序數(shù)的增加而逐漸升高。2.稀有氣體化合物須在低溫保存。Rn的放射性強，半衰期短，故對Rn的化合物研究較少。研究較多的是Xe在化合物中不多見。另外，據(jù)聞有科學(xué)家合成出XeF?,這是不常見的奇數(shù)化合價的稀有氣體化合物。除了XeO?是無色氣體以外，這些化合物在常溫下多數(shù)是無色晶體。其化學(xué)性質(zhì)(1)氙的氟化物的合成及性質(zhì)Xe的氟化物與水反應(yīng)：制備方法和轉(zhuǎn)變關(guān)系圖：5.2課后習(xí)題詳解1.說出BaH?,SiH?,NH?,AsH?,PdHo.9和HI的名稱和分類?室溫下各呈何種狀態(tài)?哪種氫化物是電的良導(dǎo)體?氨氣態(tài)體碘化氫分子型氫化物氣態(tài)2.如何利用路易斯結(jié)構(gòu)和價層電子對互斥理論判斷H?Se,P?H?,H?O+的結(jié)構(gòu)?3.寫出工業(yè)制氫的三個主要化學(xué)方程式和實驗室中制備氫氣最簡便的辦法?水煤氣法烷烴脫氫兩性金屬與堿液反應(yīng)4.He在宇宙中豐度居第二位，為什么在大氣中He含量卻很低?He生成。而在大氣中，由于溫度、壓力、光照等一系列條件的缺乏，反應(yīng)5.哪種稀有氣體可用作低溫致冷劑?哪種稀有氣體離子勢低，可做放電光源需要的安全氣?離子勢低：離子半徑最大的Xe。最便宜：大氣中含量最多的Ar。6.何為鹽型氫化物?什么樣的元素能形成鹽型氫化物?怎樣證明鹽型氫化物內(nèi)存在H負離NaH+H?O=H?個+NaOH該反應(yīng)的實質(zhì)為：H+H+=H?↑7.為什么合成金屬氫化物時總是要用干法?38kg的氫化鋁同水作用可以產(chǎn)生多少dm3的氫AlH?+3H?O=Al(OH)?+3H?8.怎樣純化由鋅同酸反應(yīng)所制得的氫氣?寫出反應(yīng)方程式。5H?S+2KMnO?+3H?SO?=K?SO?5AsH?+8KMnO?+12H?SO?=4K?SO?+8MnSO通過醋酸鉛溶液可進一步除去S2-,堿液可以進一步除應(yīng)方程式為：除去殘余的H?S+2NaOH=Na氙的氟化物水解便可得到氧化物XeO?,反應(yīng)方程為：10.寫出XeO?在酸性介質(zhì)中被I離子還原得到Xe的化學(xué)方程式。11.巴特列脫用Xe氣和PtF?作用，制得了Xe的第一種化合物。在某次實驗中，PtF?的起p=1.98×103-1.68×10?-9.1×10?=9.1×10可見，兩反應(yīng)物的壓力相等，即反應(yīng)按1:1進行，所以生成的產(chǎn)物為Xe[PtF?]。12.XeO?水溶液與Ba(OH)?溶液作用生成一種白色固體。此白色固體中別為：71.75%的BaO、20.60%的Xe和7.05%的O。求此化合物的化學(xué)式。原子的2p1電子成鍵，價電子構(gòu)型為三角雙錐，分子構(gòu)型為直線型。MO法：Xe的5px軌道上的2個電子與2個F原子的2px軌道上的各1個電子組成三中心四電子的σ鍵，此離域σ鍵有效地將Xe和F結(jié)合起來。14.完成并配平下列反應(yīng)方程式：③5Na?XeO?+2MnSO?+7H?SO?=5XeO?+2NaMnO?+④6XeF?+12H?O=2XeO?+4⑤2XeO?+2Ba(OH)?=Ba?XeO5.3名校考研真題詳解下列敘述中錯誤的是()。[南開大學(xué)2011研]A.氫原子可以獲得一個電子形成含H的離子型二元化合物B.氫原子可以失去一個電子形成含H+的離子型二元化合物C.H?可以作為還原劑又可以作為氧化劑D.在某些化合物中，氫原子可以在其他元素的原子間形成氫橋【答案】B查看答案【解析】H失去一個電子可得到的二元化合物都為共價化合物。二、判斷題在稀有氣體這種單原子分子之間不存在分子間作用力。()[電子科技大學(xué)2011研]第6章化學(xué)熱力學(xué)初步一、熱力學(xué)第一定律1.基本概念(1)體系與環(huán)境(2)狀態(tài)與過程熱力學(xué)能是指體系內(nèi)一切能量的總和，通常用U表示。包括體系內(nèi)各種物質(zhì)的分子或原子2.熱力學(xué)第一定律3.可逆途徑1.化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)(1)恒容反應(yīng)熱在恒容反應(yīng)過程中，體系吸收的熱量全部用來時，反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(2)恒壓反應(yīng)熱在恒壓反應(yīng)過程中，體系吸收的熱量全部用于改變體系的熱焓，即理想氣體的U和H只是溫度的函數(shù)。對于某一化學(xué)反應(yīng)，有,其中△n與△v是反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的計量數(shù)的改變量。2.熱化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式為表示反應(yīng)熱效應(yīng)的化學(xué)方程式。書寫規(guī)則：(1)注明反應(yīng)的溫度和壓強條件。(2)注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)或晶形。(3)方程式中的配平系數(shù)只表示計量數(shù)，不表示分子數(shù)，必要時可寫成分?jǐn)?shù)；計量數(shù)不同時，同一反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值不同。(4)逆反應(yīng)的熱效應(yīng)與正反應(yīng)的熱效應(yīng)數(shù)值相同，符號相反。3.蓋斯定律一個化學(xué)反應(yīng)若能分解成幾步完成，總反應(yīng)的焓變-F等于各步分反應(yīng)的焓變-F之和。4.生成熱某溫度下，由處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的各種元素的最穩(wěn)定單質(zhì)生成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下單位物質(zhì)的量(1mol)某純物質(zhì)的熱效應(yīng)，稱為該溫度下該純物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成熱，用一F表示，單位為J·mol-1。處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的各元素最穩(wěn)定的單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成熱為零。物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：(1)固體或液體純相，其標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是Xi=1,即摩爾分?jǐn)?shù)為1。(2)溶液中的物質(zhì)A,其標(biāo)準(zhǔn)態(tài)為mA=1mol-kg1,常近似為cA=1mol·dm?3。(3)對于氣相物質(zhì)，其標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)分壓為100kPa?；瘜W(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)一5.燃燒熱壓強為100kPa下，1mol物質(zhì)完全燃燒時的熱效應(yīng)稱為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒熱，用表示，單位為kJ·mol1。化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)熵是熱力學(xué)上描述體系混亂度的狀態(tài)函數(shù)，用S表示，單位為J.K-1,若用Ω表示微觀狀態(tài)數(shù)，則有式中，k=1.38×10-23J-K-1,為化學(xué)反應(yīng)趨向于熵值得增加，即一=的方向。熵也是可逆途徑的熱溫商，表達式為：熱力學(xué)第三定律：在0K時，任何完整晶體的熵值為零。化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變7.吉布斯自由能標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能：某溫度下由處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的各種元素的最穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol某純物質(zhì)的吉布斯自由能改變量，稱為該溫度下該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯自由能，用表示，單位為kJ.mol-1。處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的各元素的最穩(wěn)定的單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能為零。等溫等壓下，化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯焓變-吉布斯函數(shù)判據(jù)：(1)△G<0,反應(yīng)以不可逆方式自發(fā)進行。(2)△G=0,反應(yīng)以可逆方式進行。(3)△G>0,反應(yīng)不能進行。即等溫等壓下，體系的吉布斯自由能減小的方向是不做非體積功的化學(xué)反應(yīng)進行的方向。6.2課后習(xí)題詳解1.理想氣體恒溫膨脹過程熱力學(xué)能不變，是否意味著理想氣體恒溫膨脹過程不做功?答：根據(jù)熱力學(xué)第一定律△U=Q-W可知，理想氣體恒溫膨脹過程熱力學(xué)能不變即△U=0,但Q、W都有變化，兩者相互抵消，即吸收的熱全部用于做功，而并非恒溫膨脹過程不做功。2.計算體系的熱力學(xué)能變化，已知：(1)體系吸熱1000J,對環(huán)境做540J的功；(2)體系吸熱250J,環(huán)境對體系做635J的功。答：熱力學(xué)中規(guī)定：體系從環(huán)境吸熱，Q>0;體系向環(huán)境放熱，Q<0。體系對環(huán)境做功，W>0;環(huán)境對體系做功，W<0。故(1)△U=Q-W=1000-540=460J;3.在298K和100kPa恒壓下，一三的OF?同水反應(yīng)，放出161.5kJ熱量，求反應(yīng)體系恒壓條件下，恒壓熱等于焓變：4.反應(yīng)-在恒容量熱器內(nèi)進行，生成2molNH?時放出熱量82.7kJ,求反應(yīng)的一答：恒容條件下，W=0,和298K時反應(yīng)的5.查表求298K時下列反應(yīng)的反應(yīng)熱(2)一(2)一6.N?O4在反應(yīng)器中受熱分解，當(dāng)產(chǎn)物中有1molNO?生成時，分別按下列兩個反應(yīng)方程式計算，反應(yīng)進度各是多少：答：(1)反應(yīng)進度e=△n/n=1/2=0.5mol(2)e=△n/n=1/1=1mol7.在一只彈式量熱計中燃燒0.20mol