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无机化学总结笔记
2025-09-29 05:23:54 责编:小OO
文档
《无机化学》各章小结

第一章 绪论

                                      平衡理论 :四大平衡 

理论部分                 原子结构

1.无机化学                     结构理论:,  分子结构,

晶体结构

                  元素化合物               

    2.基本概念:体系,环境,焓变,热化学方程式,标准态

          

                           古代化学

3.化学发展史:        近代化学

                 现代化学

第二章 化学反应速率和化学平衡

  

1. 化学反应速率

                       

2. 质量作用定律 

                         元反应   aA + Bb        Yy + Zz

                           

3.影响化学反应速率的因素:  温度, 浓度, 催化剂, 其它.

温度是影响反应速率的重要因素之一。温度升高会加速反应的进行;温度降低又会减慢反应的进行。

      浓度对反应速率的影响是增加反应物浓度或减少生成物浓度,都会影响反应速率。

    催化剂可以改变反应速率。

其他因素, 如相接触面等。在非均匀系统中进行的反应,如固体和液体,固体和气体或液体和气体的反应等,除了上述的几种因素外,还与反应物的接触面的大小和接触机会有关。超声波、紫外线、激光和高能射线等会对某些反应的速率产生影响

4.化学反应理论: 碰撞理论, 过渡态理论

碰撞理论有两个要点:恰当取向,足够的能量。

过渡态理论主要应用于有机化学。

5.化学平衡: 标准平衡常数, 多重平衡规则, 化学平衡移动及其影响因素

(1)平衡常数为一可逆反应的特征常数,是一定条件下可逆反应进行程度的标度。对同类反应而言,K值越大,反应朝正向进行的程度越大,反应进行的越完全

(2)书写和应用平衡常数须注意以下几点

a. 写入平衡常数表达式中各物质的浓度或分压,必须是在系统达到平衡状态时相应的值。生成物为分子项,反应物为分母项,式中各物质浓度或分压的指数,就是反应方程式中相应的化学计量数。气体只可以用分压表示,而不能用浓度表示,这与气体规定的标准状态有关。

b.平衡常数表达式必须与计量方程式相对应,同一化学反应以不同计量方程式表示时,平衡常数表达式不同,其数值也不同。

c.反应式中若有纯故态、纯液态,他们的浓度在平衡常数表达式中不必列出。在稀溶液中进行的反应,如反应有水参加,由于作用掉的水分子数与总的水分子数相比微不足道,故水的浓度可视为常数,合并入平衡常数,不必出现在平衡关系式中。

由于化学反应平衡常数随温度而改变,使用是须注意相应的温度

(3)平衡移动原理  如以某种形式改变一个平衡系统的条件(如浓度、压力、温度),平衡就会向着减弱这个改变的方向移动。

a 浓度对化学平衡的影响

增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,平衡向右移动,减小反应物的浓度或增大生成物的浓度,平衡逆向移动。

b 压力对化学平衡的影响

压力变化只对反应前后气体分子数有变化的反应平衡系统有影响

在恒温下增大压力,平衡向气体分子数减少的方向移动;减小压力,平衡向气体分子数的方向移动

c 温度对化学平衡的影响

温度变化时,主要改变了平衡常数,从而导致平衡的移动。

对于放热反应,升高温度,会使平衡常数变小。此时,反应商大于平衡常数,平衡将向左移动。反之,对于吸热反应,升高温度,平衡常数增大。此时,反应商小于平衡常数,平衡将向右移动。

d 催化剂能够降低反应的活化能,加快反应速率,缩短达到平衡的时间。由于它以同样倍数加快正、逆反应速率,平衡常数K并不改变,因此不会使平衡发生移动。

6.化学平衡的综合利用。

第三章 电解质溶液和离子平衡

1.强电解质溶液 表观电离度

2.水的离解 

                H2O  H+ +OH-

                Kw = 1014

3. 酸碱指示剂

4.弱酸弱碱的电离平衡

             Ka 弱酸电离常数

    Kb 弱碱电离常数 

    5.稀释定律,一元弱酸碱与多元弱酸碱的电离平衡

6.同离子效应,缓冲溶液

同离子效应:在若电解质的溶液中,加入含有相同离子的易溶强电解质,使弱电解质离解度降低的现象。

缓冲溶液:能保持pH相对稳定的溶液,缓冲溶液通常由弱酸及其盐或弱碱及其盐所组成。

7.盐类水解 

强酸弱碱盐,强碱弱酸,弱酸弱碱盐,强酸强碱盐

8.水解平衡及影响因素

温度,溶液酸碱性等。

9.酸碱质子理论

质子理论认为凡是能给出质子的物质都是酸,凡能接受质子的物质都是碱。

  质子酸可以是分子、阳离子或阴离子。

  质子碱也可以是分子、阳离子或阴离子。

  酸碱共轭关系

 根据质子理论,酸给出质子后剩余的部分就称为碱,因为它具有接受质子的能力;碱接受质子后就变成了酸。此所谓“酸中有碱,碱能变酸”。相互依存

10.沉淀和溶解平衡 容度积,容度积规则,盐效应

(1)Q>K,溶液呈过饱和状态,有沉淀从溶液中析出,直到溶液呈饱和状态.

(2)Q(3)Q=K,溶液为饱和状态,沉淀和溶解处于动态平衡.

此即溶度积规则,它是判断沉淀的生成和溶解的重要依据.

    11. 沉淀的溶解,转化

第四章 氧化和还原

    1.氧化还原的基本概念

氧化值 (形式电荷),单质中元素的氧化值为零,中性分子分子中,各元素氧化值的代数和为零,离子中,元素或多元素的氧化值之和等于离子所带的电荷。

氧化还原电对,如Cu2+/Cu ,Fe3+/Fe2+

2.离子电子法配平

原则:电子总数相等;原子总数相等

适用于溶液体系。

3.原电池

原电池的组成:至少两个电对,有象盐桥那样能连起来的装置。电极可以是金属,也可以是非金属。

Cu-Zn原电池符号,电极反应,电池反应。作为本章的重点必须掌握。

4.电极电势

标准电极电势,标准氢电极电势,电池符号Eθ

本教材使用的电极电势是还原电极电势,一定要注意和其它教材区别,尤其一些老教材。注意: Cu2+ + 2e- = Cu  与 Cu –2e- =Cu2+ 的区别。

5.Nerst方程

6.电极电势的应用

判断氧化剂和还原剂的相对强弱, 判断氧化还原反应进行的程度和方向。

7.元素电势图及其应用

元素电势图:元素不同的氧化值,按照有高到低的顺序排成一行,在相邻两个物种之间用直线相连,表示一个电对,并在直线上标明此电对的标准电极电势值。

应用元素电势图可以进行歧化反应的能否发生的判断。左电对电极电势大于右电对电极电势,则会发生歧化反应,反之,发生逆歧化反应。

    另外,应用元素电势图,可以综合评价元素及其化合物的氧化还原性质的判断。如教材对氯及其氧化物在酸性条件和碱性条件下的性质进行的评价。

第五章 原子结构与元素周期律。

     1.原子核外电子的运动状态

     原子轨道,电子云,四个量子数,Pauling 能级图

    量子数,电子层,电子亚层之间的关系,每个电子层最多容纳的电子数 

    主量子数              1         2          3          4 

    电子层                K        L          M         N  

    角量子数              0         1           2        3

电子亚层               s          p         d         f

每个亚层电子数         2         6          10       14

每层最多容纳电子数    2          8          18        32

2.原子核外电子排布

原子核外电子排布三原理,核外电子排布式,轨道排布式

3.原子核外电子排布式与元素周期律

周期与能级组,族与价电子构型,周期表元素分区。

4.元素性质的周期性

有效核电荷,原子半径,电离能,电子亲和能

  

第六章 分子结构与晶体结构

    1. 化学键   分子或晶体中相邻原子间强烈的相互作用

             共价键:共用电子对       

分类     离子键:阴阳离子间吸引作用

             金属键:金属原子、金属离子与电子之间的结合力

3.共价键理论要点:配对原则和最大重叠原则 

键参数: 键长,键角,键能

4.杂化理论与分子构型

等性杂化和非等性杂化,等性杂化分为是sp,sp2,sp3

5.分子间作用力与分子晶体

分子间作用力分为色散力,诱导力,取向力。

分子极性色散力诱导力取向力
非-非

非-极

有       

极-极                    

6.离子键与离子晶体

       离子的电子构型

      2电子型: Li+. Be2 +.

      8电子型:Na +,Ba2 +.

      18电子型:Ag +,Zn2 +.

      18+2电子型:Sn2 +,Bi2 +

9 -- 17电子型:Fe2 +,Cu2+

离子化合物无方向性和饱和性

7.离子极化

离子极化对物质的熔点、溶解度的影响。

8.其他类型晶体

第七章 配位化合物

1.配位化合物的基本概念

配位化合物的组成:内界和外界,内外界之间属于离子键,当然也有的配合物无外界,如Fe(CO)4。

形成体与配位体,形成体主要是金属原子或金属离子。配位体主要是能提供孤电子对的原子或分子。配位数是配位原子数。

命名原则遵循无机化合物的命名原则。

如:[Cu(H2O)4]·SO4    硫酸四水合铜(II)

    2.配位化合物的结构

    配位化合物中化学键,包括离子键,共价键,配位键。

杂化轨道与配位化合物的空间构型。

内轨配合物与外轨配合物的异同。内轨配合物是参与杂化的原子的次外层的电子参与杂化,形成化学键,外轨配合物是指原子的外层电子参与了杂化。内轨配合物能量低,稳定性高。

3.配位平衡

平衡常数,平衡常数的应用,配位平衡的移动

配位平衡常数用K表示或β表示。β值越大表示配离子越稳定。可以应用β来判断相同类型的配合物的稳定性强与弱。也可以进行溶液中某离子浓度的计算。

     影响配位平衡的因素有溶液的酸碱性、氧化还原反应、及是否可以生成更稳定的配合物。

4.鳌合物 概念与特性

a)配合物形成体在周期表中的分布

第八章 主族元素(一) 碱金属与碱土金属

1.碱金属(IA ):  ns1

             Li,   Na,   K,   Rb,   Cs,   Fr

2.碱土金属(IIA ): ns2

        Be,   Mg,   Ca,  Sr,  Ba,  Ra

3.碱金属元素概述

碱金属的物理性质,钠钾的制备,碱金属氧化物,硫化物,氢氧化物的性质,

生产氢氧化钠的新工艺,重要的钠钾盐。

IA              IIA

Li               Be

Na              Mg

K                Ca 

Rb               Sr

Cs                Ba

原子半径增大

金属性、还原性增强

电离能、电负性减小

                            原子半径减小

金属性、还原性减弱

电离能、电负性增大

4.碱土金属元素概述

碱土金属元素的物理性质,氧化物、氢氧化物的性质,盐类的通性,硬水软化和纯水的制备。

5.对角线规则

                   Li      Be       B       C

                    Na     Mg      Al      Si 

6.氢氧化物的性质

    M- O- H             M+ + OH-

M- O- H          MO- + H+  

Փ= z/r    (z: M离子的电荷;:r:离子半径)

  Փ 1/2  <  0.22             MOH显碱性

  Փ 1/2   在0.22---0.32间     MOH显两性

    Փ 1/2  > 0.32         MOH显酸性

第九章 主族元素(二)铝、锡、铅、砷、锑、铋

1.元素的概述

    1).p区元素分为金属和非金属元素。只有砷分族3种As, Sb,Bi属常见元素。

  2.)价电子构型:ns2np1-6

  3)同一族自上而下,原子半径逐渐增大,金属性逐渐增强,非金属减弱。

4)同周期元素自右而左,形成负氧化态的能力减弱。

5)一般都有多种氧化态。最高氧化态等于价层电子数。

2.铝的典型性质缺电子性、亲氧性及两性,氧化物两性。

3.锡、铅单质的性质

锡、铅氧化物的氧化还原性。

2HgCl2 + Sn2+ → Hg2Cl2↓ + Sn4+ + 2Cl_

Hg2Cl2 + Sn2+ → 2Hg↓ + Sn4+ + 2Cl_

锡、铅的氧化物有SnO,SnO2,PbO,PbO2

4.砷、锑、铋的单质及其化合物的性质,含砷、含铅废水的处理。

    

第十章 非金属元素(-)  氢 稀有气体 卤素

1.氢的制备、性质、应用。

氢在自然界中的分布   三种同位素:11H;12H; 13H

氢的成键特征: 离子键、共价键、独特的键形

氢可以与金属、非金属反应生成相应的氧化物,如水,二氧化碳等 。

、  实验室制备   Zn + H2SO4 →ZnSO4 + H2↑ 

电解法       阴极  2H2O  +2e- →  H2 ↑ +  2OH-

                阳极  4OH- →  O2 ↑ +  2H2O  +4e-

工业生产     C(赤热) +  H2O(g) → H2(g) +   CO(g)

2.稀有气体简介

  稀有气体  He    Ne    Ar    Kr    Xe    Rn

  价电子构型   ns2np6

        稀有气体电离能,熔沸点,溶解度,气体密度有如下变化规律。

He  Ne  Ar  Kr  Xe  Rn

       第一电离能      大                   小

       mp. bp.         小                   大

      水中溶解度       小                   大

      气体密度        小                   大

3.卤素单质的制备,氢化物的性质,熟悉氯的含氧酸及其盐的性质应用。

     卤素单质  F2    Cl2         Br2      I2

  氢化物     HF     HCl      HBr    HI

  卤素单质可以发生氧化反应,是很强的氧化剂;单质还可以发生歧化反应。

2.4. 拟卤素与氰的几种重要化合物。

第十一章 非金属元素(二) 氧 硫、氮、磷、碳、硅、硼

1.氧及其化合物

氧单质、臭氧、过氧化氢。过氧化氢的结构及性质。

氧分子表现出顺磁性,是因为分子中含有2个3电子π键,也就是含有两个未成对电子,自旋平行。

臭氧浅兰色气体,在距地面20-40km的高空处存在较多,形成臭氧层,可以吸收紫外线。现在由于氟利昂等影响了臭氧层。臭氧的氧化性比氧的氧化性强。

双氧水市售有30%和3%,分子中存在一个过氧键,四个原子不在一个平面内,即可作氧化剂又可以做还原剂。如双氧水与高锰酸钾和二氧化锰分别反应,与高锰酸钾反应表现出还原性,与二氧化锰反应表现出氧化性。

2.硫及其化合物

硫单质及其氧化物和含氧酸盐。硫化氢及硫化物

硫单质有3种同素异形体,主要氧化物有SO2,SO3,形成相应的酸H2SO3,H2SO4.还有H2S2O3,H2S2O4,H2SO3,H2S2O5,H2S2O7,H2S2O8.硫酸是二元强酸,具有吸水性、氧化性和脱水性。H2S2O8形成的盐具有强氧化性,如(NH4)2S2O8.

硫化氢是无色有臭鸡蛋气味的气体。其水溶液为二元弱酸。和许多重金属形成难溶盐。

3.氮及其氢化物、盐

氮气工业上主要是由液态空气经分馏制得。氨,是氮的两种重要化合物。是强酸,具有氧化性。盐分解产物主要有,生成亚盐,氧化物,金属单质。

亚盐有毒。

汽车尾气中主要成份有NOX 。 

4.磷及其化合物。

    磷主要的同素异形体有白磷和红磷。氧化物主要有P2O5,P2O3.含氧酸主要有偏磷酸、焦磷酸、磷酸。磷酸可以形成一种正盐和两种酸式盐,只有磷酸二氢盐的水溶液呈酸性,其它两种呈碱性。

5.碳、硅、硼几种单质及其化合物的性质、应用。

碳的同素异形体有三种,即金刚石、石墨和球烯。其中球烯中C60 最稳定。

硅是地壳中含量最高的元素。石英是常见的二氧化硅的天然晶体。水玻璃是硅酸钠的水溶液。

第十二章 过渡元素(一)

1.过渡元素的通性。

过渡元素原子半径不如主族元素半径变化,但呈现多种氧化态(如上图),具有很强的配位能力,具有催化性能和磁性,水合离子有颜色。

2.铜副族元素的通性,单质及其化合物的性质。

   铜副族元素包括Cu、Ag、Au。第一副族与主族的区别与联系。第一主族元素活泼。

铜的一价化合物主要有:Cu2O, Cu2S, CuCl

铜的二价化合物主要有:CuO,  CuS  CuCl2

    银常见的化合物是AgNO3,不同银的化合物具有感光性,银可以和许多配体形成配合物。银能溶于稀或浓的中,一般含银的废水废渣需要处理,处理的原则是产生沉淀,与液体分开。

3.锌副族元素的通性,锌、汞及其化合物的性质

IIB族包括锌、镉、汞三种元素,都是银白色金属,它们与元素周期表中的Sn,Pb,Bi等一起合称低熔点金属。通常所说的铅管,铅丝都是镀锌的铁管或铁丝。

镉主要用作耐腐蚀和高温的材料。

汞齐是汞能溶解许多金属形成液态或固态的合金,如钠汞齐。

锌的主要化合物有:ZnO, ZnCl2, ZnS, ZnSO4

铬的主要化合物有:CdS, Cd(NO3)2, 含镉废水需要处理。

汞的化合物有:Hg(NO3)2, HgCl2, HgO,HgCl, 含汞废水需要处理。

第十三章 过渡金属元素(二)

1.铬及其化合物。

铬是周期表中VIB族第一种元素,在地壳中的丰度,居21位,主要矿物。铬铁矿(FeO·Cr2O3)。不锈钢是指含Cr在2%以上的钢。

铬的氧化物和氢氧化物有:

 CrO     Cr2O3     

Cr(0H)2    Cr(OH)3    

具有强氧化性的有CrO3,H2Cr2O7

 Na2Cr2O7    K2Cr2O7  是两种重要的重铬酸盐,都是黄色晶体,分别称做红矾钠和红矾钾。

铬的各种物质之间转化关系见下表。

 

2.锰及其化合物。

锰是VIIB第一种元素,地壳中的丰度为14位,主要以软锰矿(MnO2.xH2O)形式存在。

主要化合物有MnO, Mn2O3 ,MnO2, MnO3, Mn2O7

主要氢氧化物有Mn(OH)2, Mn(OH)3, Mn(OH)4,H2MnO4,HMnO4

应该掌握的是KMnO4 的氧化性质及应用。 

3.铁、钴、镍的单质、氧化物、氢氧化物的性质。

        铁、钴、镍位于元素周期表VIIIB,性质相似,合称铁系元素。它们属于中等活泼金属,高温下能与O,S,Cl等非金属反应。

        铁系元素氧化物都有颜色,其中钴二价盐因所含结晶水数目不同而呈现多种颜色。

        铁系元素氢氧化物低价有还原性,高价具有氧化性。

        实验室配置二价铁盐常用的是铁的复盐,FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O下载本文

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