无机化学 榜首篇：化学反响原理 榜首章：气体 榜首节：抱负气态方程 1、气体具有两个根本特性：分散性和可紧缩性。首要体现在： ⑴气体没有固定的体积和形状。⑵不同的气体能以恣意份额互相均匀的混合。⑶气体是 最简略被紧缩的一种集合状况。 2、抱负气体方程： PV nRT R 为气体摩尔常数，数值为 R =8.314 J mol1 K 1 3、只要在高温低压条件下气体才干近似当作抱负气体。 第二节：气体混合物 1、关于抱负气体来说，某组分气体的分压力等于相同温度下该组分气体独自占有与混合气 体相同体积时所产生的压力。 2、Dlton 分压规矩：混合气体的总压等于混合气体中各组分气体的分压之和。 3、(0℃=273.15K STP 下压强为 101.325KPa = 760mmHg = 76cmHg) 第二章：热化学 榜首节：热力学术语和根本概念 1、 体系与环境之间或许会有物质和能量的传递。按传递状况不同，将体系分为： ⑴封闭体系：体系与环境之间只要能量传递没有物质传递。体系质量守恒。 ⑵打开体系：体系与环境之间既有能量传递〔以热或功的方法进行〕又有物质传递。 ⑶阻隔体系：体系与环境之间既没有能量传递也没有物质传递。 2、 状况是体系中一切微观性质的归纳体现。描绘体系状况的物理量称为状况函数。状况函 数的改动量只与一向态有关，与体系状况的改动途径无关。 3、 体系中物理性质和化学性质彻底相同而与其他部分有清晰界面别离隔来的任何均匀部 分叫做相。相能够由纯物质或均匀混合物组成，能够是气、液、固等不同的集合状况。 4、 化学计量数 关于反响物为负，关于生成物为正。 5、反响进度 (k e·sai) nt n0 = 反响后 - 反响前 ，单位：mol 化学计量数 第二节：热力学榜首规矩 0、 体系与环境之间由于温度差而引起的能量传递称为热。热能主动的由高温物体传向低温 物体。体系的热能改动量用 Q 标明。若环境向体系传递能量，体系吸热，则 Q0；若系 统向环境放热，则 Q0。 1、 体系与环境之间除热以外其他的能量传递方法，称为功，用 W 标明。环境对体系做功， WO；体系对环境做功，W0。 2、 体积功：由于体系体积改动而与环境交流的功称为体积功。 非体积功：体积功以外的一切其他方法的功称为非体积功。 3、 热力学能：在不考虑体系全体动能和势能的状况下，体系内一切微观粒子的悉数能量之 和称为热力学能，又名内能。 4、 气体的规范状况—纯抱负气体的规范状况是指其处于规范压力 P 下的状况，混合气体 中某组分气体的规范状况是该组分气体的分压为 P 且独自存在时的状况。 液体（固体）的规范状况—纯液体（或固体）的规范状况时指温度为 T，压力为 P 时 的状况。 1 无机化学 液体溶液中溶剂或溶质的规范状况—溶液中溶剂可近似当作纯物质的规范态。在溶液 中，溶质的规范态是指压力 P P ,质量摩尔浓度 b b ，规范质量摩尔浓度 b 1mol kg1 ，并体现出无限稀释溶液特性时溶质的（设想）状况。规范质量摩尔 浓度近似等于 规范物质的量浓度。即 b c 1mol L1 5、 物质 B 的规范摩尔生成焓 f H m （B,相态，T）是指在温度 T 下，由参阅状况单质生成 物质 B（ B 1 ）反响的规范摩尔焓变。 6、 参阅状况一般指每种物质在所评论的温度 T 和规范压力 P 时最安稳的状况。个别状况 下参阅状况单质并不是最安稳的，磷的参阅状况是白磷 P4 (s,白)，但白磷不及红磷和黑 磷安稳。O2(g)、H2(g)、Br2(l)、I2(s)、Hg(l)和 P4(白磷)是 T=298.15K， P 下相应元 素的最安稳单质，即其规范摩尔生成焓为零。 7、 在任何温度下，参阅状况单质的规范摩尔生成焓均为零。 8、 物质 B 的规范摩尔焚烧焓 c H m （B，相态，T）是指在温度 T 下，物质 B( B 1 )完 全氧化成相同温度下指定产品时的反响的规范摩尔焓变。 第四节：Hess 规矩 1、 Hess 规矩：化学反响不管是一步或分几步完结，其总反响所放出或吸收的热总是持平的。 其实质是化学反响的焓变只与始态和终态有关，而与途径无关。 2、 焓变根本特色： ⑴某反响的 r H m （正）与其逆反响的 r H m （逆）数值持平，符号相反。即 r H m （正）=- r H m （逆）。 ⑵始态和终态确认之后，一步反响的 r H m 等于多步反响的焓变之和。 3、 多个化学反响计量式相加(或相减)，所得化学反响计量式的 r H m （T）等于原各计量 式的 r H m （T）之和（或之差）。 第五节：反响热的求算 1、 在定温定压进程中，反响的规范摩尔焓变等于产品的规范摩尔生成焓之和减去反响物的 规范摩尔生成焓之和。 r H m = f H m （总生成物）- f H m （总反响物）{假如有参阅 状况单质，则其规范摩尔生成焓为零} 2、 在定温定压进程中，反响的规范摩尔焓变等于反响物的规范摩尔焚烧焓之和减去产品的 规范摩尔焚烧焓之和 。 r H m = c H m （总反响物）- c H m （总生成物）{参阅状况单 质只适用于规范摩尔生成焓，其规范摩尔焚烧焓不为零} 第三章：化学动力学根底 榜首节：反响速率 第二节：浓度对反响速率的影响—速率方程 1、 对化学反响 aA bB yY zZ 来说，反响速率 r 与反响物浓度的定量联系为： r k cA C B ，该方程称为化学反响速率规矩或化学反响速率方程，式中 k 称为反响速率 系数，标明化学反响速率相对巨细；c A , cB 别离为反响物 A 和 B 的浓度，单位为 mol L1 ； ， 别离称为 A，B 的反响级数； 称为总反响级数。反响级数能够是零、正整 数、分数，也能够是负数。零级反响得反响物浓度不影响反响速率。（反响级数不同会 导致 k 单位的不同。关于零级反响，k 的单位为 mol L1 s1 ，一级反响 k 的单位为 s1 ， 二级反响 k 的单位为 mol1 L s1，三级反响 k 的单位为 mol2 L2 s1 ） 2、 由试验测定反响速率方程的最简略办法—初始速率法。 在必定条件下，反响开端时的瞬时速率为初始速率，由于反响刚刚开端，逆反响和其他 副反响的搅扰小，能较实在的反映出反响物浓度对反响速率的影响具体操作是将反响物 2 无机化学 按不同组成装备成一系列混合物。对某一系列不同组成的混合物来说，先只改动一种反 应物 A 的浓度。坚持其他反响物浓度不变。在某一温度下反响开端进行时，记录在必定 时刻间隔内 A 的浓度改动，作出 cA t 图，确认 t=0 是的瞬时速率。也能够操控反响条 件，是反响时刻间隔满意短，这时能够把均匀速率作为瞬时速率。 3、关于一级反响，其浓度与时刻联系的通式为：㏑ ct A kt c0 A 第三节：温度对反响速率的影响—Arrhenius 方程 1、 速率系数与温度联系方程： k k0e Ea RT a，㏑｛ k ｝=㏑｛ k0 ｝- Ea RT b， ㏑ k2 k1 Ea RT 1 T1 1 T2 c，Ea 试验活化能，单位为 KJ mol 1 。k 0 为指前参量又称频 率因子。 k 0 与 k 具有相同的量纲。 Ea 与 k 0 是两个经历参量，温度改动不大时视为与温 度无关。 2、 对 Arrhenius 方程的进一步剖析： ⑴在室温下，Ea 每添加 4 KJ mol 1，将使 k 值下降 80%。在室温相同或邻近的状况下， 活化能 Ea 大的反响，其速率系数 k 则小，反响速率较小； Ea 小的反响 k 较大，反响速 率较大。 ⑵对同一反响来说，温度升高反响速率系数 k 增大，一般每升高 10℃， k 值将增大 2～ 10 倍。 ⑶对同一反响来说，升高必定温度，在高温区， k 值增大倍数小；在低温区 k 值增大倍 数大。因而，对一些在较低温度下进行的反响，升高温度更有利于反响速率的进步。 ⑷关于不同的反响，升高相同温度， Ea 大的反响 k 值增大倍数大； Ea 小的反响 k 值增 大倍数小。即升高温度对进行的慢的反响将起到更显着的加速效果。 第四节：反响速率理论与反响机理简介 1、 r H m = Ea （正）- Ea （负） 2、由一般分子转化为活化分子所需求的能量叫做活化能 第五节：催化剂与催化效果 1、 催化剂是指存在少量就能显着加速反响而自身最终并无损耗的物质。催化剂加速反响速 率的效果被称为催化效果。 2、 催化剂的特征： ⑴催化剂只对热力学或许产生的反响起催化效果，热力学上不或许产生的反响，催化剂 对它不起效果。 ⑵催化剂只改动反响途径（又称反响机理），不能改动反响的始态和终态，它一起加速 了正逆反响速率，缩短了到达平衡所用的时刻，并不能改动平衡状况。 ⑶催化剂有挑选性，不同的反响常选用不同的催化剂，即每个反响有它特有的催化剂。 同种反响假如能生成多种不同的产品时，选用不同的催化剂会有利于不同种产品的生 成。 ⑷每种催化剂只要在特定条件下才干体现出它的活性，否则将失掉活性或产生催化剂中 毒。 第四章：化学平衡 熵和 Gibbs 函数 榜首节：规范平衡常数 1、平衡的组成与到达平衡的途径无关，在条件必守时，平衡的组成不随时刻而改动。平衡 状况是可逆反响所能到达的最大极限。平衡组成取决于开端时的体系组成。 2、对可逆反响 aAg bBaq cCs xX g yYaq zZ l 来说，其规范平衡常数 3 无机化学 K px pA p x cY p a cB c y c b 3、两个或多个化学计量式相加（或相减）后得到的化学计量式的规范平衡常数等于原各个 化学计量式的化学平衡常数的积（或商），这称为多重平衡原理。 第二节：规范平衡常数的使用 1、反响进度也常用平衡转化率来标明。反响物 A 的平衡转化率 A 表达式为 A n0 A neq n0 A A 2、J 标明反响商。若 J K 则反响正向进行；若 J= K ，则反响处于平衡状况；若 J K ， 则反响逆向进行。 第三节：化学平衡的移动 1、浓度对化学平衡的影响：浓度尽管能够使化学平衡产生移动，但并不能改改动学平衡常 数的数值，由于在必定温度下， K 值必定。当反响物浓度添加或产品浓度削减时，平 衡正向移动；当反响物浓度削减或产品浓度添加时，平衡逆向移动。 2、压力对化学平衡的影响：归纳考虑各反响物和产品分压是否改动及反响前后气体分子数 是否改动。 3、温度对化学平衡都影响：温度改动引起规范平衡常数的改动，从而使化学平衡移动。温 度对规范平衡常数的影响用 van’t Hoff 方程描绘。 第四节：自发改动和熵 ㏑ K 2 K1 r H m R 1 T1 1 T2 1、自发改动的根本特征： ⑴在没有外界效果或搅扰的状况下，体系自身产生的改动称为自发改动。 ⑵有的自发改动开端时需求引发，一旦开端，自发改动将一向进行到达平衡，或许说自 发改动的最大极限是体系的平衡状况。 ⑶自发改动不受时刻捆绑，与反响速率无关。 ⑷自发改动必定有必定的方向性，其逆进程对错自发改动。两者都不能违背能量守恒定 律。 ⑸非自发改动和自发改动都是或许进行的。可是只要自发改动能主动产生，而非自发变 化有必要凭借必定方法的外部效果才干产生。没有外部效果非自发改动将不能继续进行。 2、在反响进程中，体系有趋向于最低能量状况的倾向，常称其为能量最低原理。相改动也 具有这种倾向。 3、 体系有趋向于最大紊乱度的倾向，体系紊乱度的添加有利于反响的自发进行。 4、 纯物质完好有序晶体在 0K 时熵值为零； S m H , aq,298 .15K 0. 5、 ⑴熵与物质集合状况有关。同一种物质气态熵值最大，液态次之，固态熵值最小。 ⑵有类似分子结构且相对分子质量又邻近的物质，其 S m 值邻近。分子结构邻近而相对 分子质量不同的物质，其规范摩尔熵值随分子质量增大而增大。 ⑶物质的相对分子质量邻近时，分子构型越杂乱，其规范摩尔熵值越大。 6、反响的规范摩尔熵变等于各生成物的规范摩尔熵值之和减去各反响物的规范摩尔熵值之 和 7、在任何自发进程中，体系和环境的熵改动总和是添加的。即： S zong S xitong S huanjing 0 S zong 0 自发改动 S zong 0 非自发改动 S zong 0 平衡状况 4 无机化学 8、 Shuanjing H T 第五节：Gibbs 函数 1、 Gibbs 函数被界说为： G H TS , G 被称为 Gibbs 自由能。 2、 在不做体积功和定温定压条件下，在任何自发改动中体系的 Gibbs 函数是削减的，由 G H TS 得 ⑴当 H 0, S 0 时反响能正向进行。 ⑵当 H 0, S 0 时反响在高温下能正向进行。 ⑶当 H 0, S 0 时反响在低温下能正常进行。 ⑷当 H 0, S 0 时反响不能正向进行。 3、 当 H TS, G 0 时的T 在吸热熵增反响中是反响能正向进行的最低温度；在放热 熵减反响中是反响能正向进行的最高温度。因而这个温度便是反响是否能够正向进行的 改动温度。 4、 物质 B 的规范摩尔生成 Gibbs 函数 f Gm （B，相态，T）是指在温度 T 下由参阅状况单 质生成物质 B（且 B 1 时）的规范摩尔 Gibbs 函数变。 5、 f Gm -40 KJ mol 1时反响八成能正向进行； f Gm 40 KJ mol 1时反响大多逆向 进行；-40 KJ mol 1 f Gm 40 KJ mol 1 时要用 r Gm 来判别反响方向。 6、 Van’t Hoff 方程：㏑ K T r H m T r S m T a RT R ㏑ K T1 K T2 r H m 298K R 1 T1 1 T2 第五章：酸碱平衡 榜首节：酸碱质子理论 1、酸碱质子理论：但凡能释放出质子的任何含氢原子的分子或离子都是酸；任何能与质子 结合的分子或离子都是碱。简言之酸是质子给予体，碱是质子承受体。 2、质子理论着重酸和碱之间的互相依靠联系。酸给出质子后生成相应的碱，而碱结合质子 后生成相应的酸。酸与碱之间的这种依靠联系称为共轭联系，相应的一对酸和碱称为共 轭酸碱对。酸给出质子后生成的碱为这种酸的共轭碱，碱得到质子后所生成的酸称为这 种碱的共轭酸。 3、 酸碱解离反响是质子搬运的反响。在水溶液中酸碱的电离时质子搬运反响。盐类水解反 应实际上也是离子酸碱的质子搬运反响。 4、 既能给出质子又能承受质子的物质称为两性物质。 5、 酸碱的强度首要取决于其自身的性质，其次与溶剂的性质等有关。酸和碱的强度是指酸 给出质子和碱承受质子才干的强弱。给出质子才干强的酸是强酸，承受质子才干强的碱 是强碱；反之，便是弱酸和弱碱。 6、 溶剂的碱性越强溶质体现出来的酸性就越强，溶剂的酸性越强溶质体现出来的碱性就越 强。 第二节：水的电离平衡和溶液的 PH 1、 对反响 H 2Ol H aq OH aq, K w c H c OH , K w 被称为水的离子 积常数。25℃时， K w 1.0 10 14 。 第三节：弱酸、弱碱解离平衡 1、酸的水溶液中存在质子搬运反响： HAaq H 2Ol H 3O aq A aq，其规范 5 无机化学 平衡常数 K K a HA c H3O c cHA c A c c 简写为 K a HA c H3O c A cHA ， K a HA 称为弱酸 HA 的解离常数，弱酸解离常数的数 值标明晰酸的相对强弱。解离常数越大酸性越强，给出质子才干越强。 K a 值受温度影 响但改动不大。 2、在一元弱碱的水溶液中存在反响： Baq H 2Ol BH aq OH aq ， K b B c BH c OH cB , K b B 称为一元弱碱 B 的解离常数。 3、解离度 的界说为解离的分子数与总分子数的比值，即 cHA c0 HA 100 % ,解离度越 大 K a 越大，PH 越小。解离度与解离常数联系为 K a HA 。对碱相同适用。 c 第四节：缓冲溶液 1、 同离子效应：在弱酸或弱碱的溶液中，参加与这种酸或碱含相同离子的易溶强电解质， 使酸或碱的解离度下降。 2、 缓冲溶液：具有能够坚持 PH 相对安稳功能的溶液（也便是不因参加少量强酸或强碱而 显着改动 PH 的溶液。缓冲溶液一般由弱酸和他的共轭碱组成。缓冲溶液 PH 核算公式： PH pK a HA ㏒ c A , cHA pH 14.00 pK b A ㏒ c A cHA 第五节：酸碱指示剂 1、 当溶液中 pH pK a HIn 1即 cHIn c In 10 时，溶液呈现出 HIn 的色彩；当 pH pK a HIn 1即 cHIn c In 1 10 时，溶液呈现 In 的色彩；当 pH pK a HIn 即 cHIn c In 1时，溶液呈现两者的混合色彩。 2、 指示剂的变色规模是 pK a HIn 1 ，可是由于人的视觉对不同色彩的敏感度的差异实 际变色规模常常小于两个 pH 单位。 第六节：酸碱电子理论 1、 酸是恣意能够承受电子对的分子或离子；酸是电子对的承受体，有必要具有能够承受电子 对的空轨迹。碱则是能够给出电子对的分子或离子；碱是电子的给予体，有必要具有未共 享的孤对电子。酸碱之间以共价键相结合，并不产生电子对搬运。 第七节：配位化合物 2、 在合作物中 Lewis 酸被称为构成体(或中心离子)，Lewis 碱被称为配体。合作物的界说 是构成体与必定数意图配体以配位键按必定的空间构型结合构成离子或分子。这些离子 或分子被称为配位个别。构成体一般是金属离子或原子，也有少量对错金属元素 （B,P,H）。一般作为配体的对错金属的阴离子或分子。 4、 在配体中，与构成体成键的原子叫做配位原子；配位原子具有孤对电子。常见的配位原 子有 F,Cl,Br,I,S,N,C 等。配体中只要一个配位原子的称为单齿配体，有两个或两个以 上配位原子的称为多齿配体。在配位个别中，与构成体成键的配位原子个数叫作配位数。 常见多齿配体有： 6 无机化学 5、 合作物的化学式：合作物的化学式中首要应先列出配位个别中构成体的元素符号，在列 出阴离子和中性分子配体，，将整个配离子或分子的化学式括在方括号中。 6、 合作物的命名：命名时，不同配体之间用·离隔。在最终一个配体称号后缀以“合”字。 ⑴含配阴离子的合作物的命名遵从无机盐命名准则。例如 Cu NH 3 4 SO4 为硫酸四氨 合铜 PtNH 3 6 Cl4 为氯化六氨合铂。 ⑵含配阴离子的合作物，内外层间缀以“酸”字。例如 K 4 FeCN 6 为六氰合铁酸钾 ⑶配体的次第： ① 含有多种无机配体时，一般先列出阴离子称号，后列出中性粒子称号。例如 KPtCl3 NH 3 为三氯·氨合铂酸钾 ② 配体同是中性分子或同是阴离子时，按配位原子元素符号的英文字母次序排 列，例如 CoNH 3 5 H 2O Cl3 氯化五氨·水合钴。 ③ 若配位原子相同，将含原子数较少的配体排在前面，较多原子数的配体排在后 面；若配位原子相同且配体中含有的与子数目也相同，则按结构中与配位原子 相连的非配位原子元素符号的英文字母次序摆放。例如 PtNH 2 NO2 NH 3 2 为氨基·硝基·二氨合铂 ④ 配体中既有无机配体又有有机配体，则无机配体排在前面有机配体排在后边。 例如 KPtCl3 C2 H 4 为三氯·乙烯合铂酸钾。 7、 简略合作物：合作物分子或离子只要一个中心离子，每个配体只要一个配位原子与中心 离子成键。 螯合物：在螯合物分子或离子中，其配体为多齿配体，配体与中心离子成键，构成环状 结构。 多核合作物：多核合作物分子或离子含有两个或两个以上的中心离子，中心离子间常以 配体相连。 羰合物：某些 d 区元素以 CO 为配体构成的合作物称为羰合物。 烯烃合作物：某些 d 区元素以不饱满烃为配体构成的合作物称为烯烃合作物。 第八节：配位反响与配位平衡 1、AgNH3 2 aq Ag aq 2 NH 3 aq; K d c Ag cNH3 2 c AgNH 3 2 , K d 是合作物 的解离常数，又称为合作物的解离常数或不安稳常数。 K d 越大，合作物越不安稳。 2、 Ag aq 2NH3aq AgNH 3 2 aq; K f c c AgNH 3 2 Ag cNH3 2 , K f 是合作物 生成常数，又称为安稳常数或累积安稳常数。 3、一般来说合作物的逐级安稳常数跟着配位数的添加而削减。 4、以 N,O,F 等电负性大（招引电子才干强），半径小，难被氧化（不易失掉电子），不易变 形（难被极化）的原子为配位原子的碱成为硬碱。反之则为软碱，介于二者之间的为交 7 无机化学 界碱。 5、硬酸多是电荷数较多，半径较小，外层电子被原子核捆绑得较紧而不易变形（极化率较 小）的阳离子。反之则为软酸，介于两者之间的为接壤酸。 6、常见的酸和碱分类如下： 硬酸 软酸 酸 H , Li , Na , K , Cu 2 , Ag , Au ,Tl , Hg , Be , Mg , Ca , Cd , Pd 2 , Pt 2 , Hg 2 , Sr , Mn2 , Al3 , Sc3 , Ga3 , In3 , CH 3 Hg , I 2 , Br2 , 金属原子… La3 , Co3 , Fe3 , As3 , Si4 ,Ti4 , Zr 4 , Sn4 , BF3 AlCH 3 硬碱 软碱 碱 H 2O,OH , F , S 2 , R2 S, I , SCN , CH 3COO S2O32 , CN , CO, PO43 , SO42 , Cl , C2H4 ,C6H6 , H , CO32 , ClO4 , NO3 , R ROH, R2O, NH 3 , RNH2 , N 2 H 4 7、软硬酸碱准则：软亲软，硬亲硬 接壤酸 Fe2 , Co 2 , Ni , Cu 2 , Zn2 , Pb2 , Sn2 , Sb3 , B i3 , BCH 3 3 , SO2 , NO , C 6 H 5 , GaH 3 接壤碱 C6 H 5 NH 2 , N 3 , Br , NO2 , SO32 , N 2 第六章：沉积溶解平衡 榜首节：溶解度和溶度积 1、溶解度：在必定温度下，到达溶解平衡时，必定量溶剂中含有的溶质质量。 2、常见无机化合物溶解性： 常见无机酸是可溶的，硅酸是难溶的； 氨、 IA族氢氧化物， BaOH 2 是可溶的； SrOH 2 ,CaOH 2 是微溶的；其他元素 的氢氧化物都是难溶的。 简直一切的硝酸盐都是可溶的； BaNO3 是微溶的。 大大都醋酸盐是可溶的； BeAc2 是难溶的。 大大都氯化物是可溶的； PbCl2 是微溶的； AgCl, Hg 2Cl2 是难溶的。 大 多 数 溴 化 物 ， 碘 化 物 是 可 溶 的 ； PbBr2, HgBr2 是 微 溶 的 ； AgBr, Hg 2 Br2 , AgI , Hg 2 I 2 , PbI 2 , HgI 2 是难溶的。 大大都硫酸盐是可溶的；CaSO4 , Ag 2 SO4 , HgSO4 是微溶的；SrSO4 , BaSO4 , PbSO4 是难溶的。 大大都硫化物是难溶的，榜首主族，第二主族金属硫化物和 NH 4 2 S 是可溶的。 大都碳酸盐，磷酸盐，亚硫酸盐是难溶的；榜首主族（Li 在外）和铵离子的这些盐是可 溶的。 大都氟化物是难溶的；榜首主族（Li 在外）金属氟化物， NH 4 F, AgF, BeF2 是可溶的； 8 无机化学 SrF2 , BaF2 , PbF2 是微溶的。 简直一切的氯酸盐，高氯酸盐都是可溶的； KClO4 是微溶的； 简直一切的钠盐，钾盐均是可溶的； NaSbOH 6 , NaAc ? ZnAc2 ? 3UO3 Ac2 ? 9H 2O, K2 NaCoNO2 6 是难溶的。 2、 对 于 一 般 沉 淀 反 应 来 说 ： An Bm s nAm aq mB n aq ， 溶 度 积 的 通 式 是 K sp An Bm c Am n c Bn m 3、 难溶电解质的溶度积常数的数值在稀释溶液中不受其他离子存在的影响，只取决于温 度。温度升高，大都难溶化合物的溶度积增大。 第二节：沉积的生成和溶解 1、 同离子效应：在难溶电解质的饱满溶液中，参加含有相同离子的强电解质时，难溶电解 质的溶解度将下降。同离子效应使难溶电解质的溶解度下降。 2、 盐效应使难溶电解质溶解度增大。一般来说，若难溶电解质的溶度积很小时，盐效应的 影响很小，可疏忽不计；若难溶电解质的溶度积较大，溶液中各种离子的总浓度也较大 时，就应考虑盐效应的影响。 3、 金属硫化物的溶解平衡： MSs 2H 3O aq M 2 aq H 2 S aq 2H 2Ol ; K spa c M 2 cH 2S , c H3O 2 K spa 称为在酸中的溶度积常数。 4、 某些难容硫化物的溶度积常数： 第七章：氧化复原反响 电化学根底 榜首节：氧化复原反响根本概念 1、 有电子得失或搬运的反响称为氧化复原反响。 2、 标明元素氧化态的数值称为氧化数又称氧化值。 ⑴在单质中元素氧化值为零。 ⑵在单原子离子中，元素氧化值等于离子所带电荷数。 ⑶在大大都化合物中，氢的氧化值为+1，只要在金属氢化物中，氢的氧化值为-1。 ⑷一般在化合物中氧的氧化值为-2，可是在 H 2O2 , Na2O2 , BaO2 等过氧化物中养的氧 化值为-1，在氧的氟化物中，如 OF2 , O2 F2 中氧的氧化值为+2，+1。 ⑸在一切氟化物中氟的氧化值为-1。 ⑹碱金属和碱土金属在化合物中氧化值别离为+1 和+2。 ⑺在中性分子中，各元素氧化值代数和为零。在多原子离子中，各元素氧化数代数和等 于离子所带电荷数。 第二节：电化学电池 1、 电池图示：将产生氧化反响的负极写在左面，产生复原反响的正极写在右边；并按次序 用化学式从左到右顺次摆放各个相的物质组成和状况；用单垂线“︱”标明相与相间的 界面，用双折线、 Faraday 规矩： 9 无机化学 ⑴在电化学电池中，南北极所产生或耗费的物质的物质的量与经过电池的电荷量成正比。 ⑵当给定的电荷量经过电池时，电极上所产生或耗费的物质的物质的量正比于物质的摩 尔质量被对应于半反响每摩尔物质每摩尔物质所搬运的电子数除的商。 关于半反响 B z aq ze Bs ，依据 Faraday 规矩，榜首：电极上沉积出或耗费 掉的 mB正比于经过电池的电荷量 Q。Q 越大 mB越大。第二：当经过电池的电荷量 Q 必守时， mB正比于 M B z ， M B为 B 物质的摩尔质量。 3、 Faraday 常 量 表 示 一 摩 尔 电 子 所 带 的 电 荷 量 ， F 1. C 6.0221371023 mol1 9.648531104 C mol1，F 被称 为 Faraday 常量 4、 当原电池放电时，南北极间的电势差将比该电池的最大电压要小。这是由于驱动电流经过 电池需求耗费能量或许称其为要做功，产生电流时，电池电压的下降正反映了电池内所 耗费的这种能量；并且电流越大，电压下降越多。因而，只要电池中没有电流经过期， 电池才具有最大电压又称其为开路电压。当经过原电池的电流趋近于零时，两电极间的 最大电势差被称为原电池的电动势，用 EMF 标明。 5、 当电池中各物质均处于规范状况时，测定的电动势被称为规范电动势，用 E MF 标明。 6、 可逆电池有必要具有以下条件。榜首：电极有必要是可逆的，即当相反方向的电流经过电极 是，电极反响必定逆向进行；电流中止，反响也中止。第二：要求经过电极的电流无限 小，电极反响在挨近于电化学平衡的条件下进行。 7、 电池反响的规范摩尔 Gibbs 函数变 r Gm zFE M F 。 第三节：电极电势 1、 原电池的电动势是构成原电池的两个电极间的最大电势差，即正极电势 E 减去负极电 势 E 等于电池的电动势： EMF E E 。 2、 电极电势的绝对值无法确认，常选取规范氢电极（简写为 SHE）作为比较的基准，称其 为参比电极。参比电极中最常用的是甘汞电极。 3、 各电对的规范电极电势是以规范氢电极为参比电极并与各规范电极组成原电池时测得 的电动势。使待测半电池中各物质均处于规范状况下，将其与规范氢电极相连组成原电 池，以电压表测定该电池的电动势并确认其正极和负极，从而可推算出待测半电池的标 准电极电势。 4、 电极电势高的电对为正极，电极电势低的电对为负极。两电极的规范电极电势之差等于 原电池的规范电极电势。即 EM F E E . 5、 E298K E 298K 0.0257V z ㏑ chuan c yang ， E298K E 298K O.O592V z ㏑ chuan c yang 。 6、 假如电对的氧化型生成难溶化合物（合作物），则电极电势变小；若复原型生成难溶化 合物（合作物），则电极电势变大；当复原型和氧化型一起生成难溶化合物（合作物）， 若 K sp ( K f )（氧化型） K sp ( K f )(复原型)，则电极电势变小，反之则变大。 第四节：电极电势的使用 1、 某电对的 E 越大，其氧化型的得电子才干（氧化性）越强，复原型失电子才干（复原 性）越弱；反之电对的 E 越小，其氧化型的得电子才干（氧化性）越弱，复原型失电 子才干（复原性）越强。 2、 r Gm zFE MF ,㏒ K zE M F 0.0592 V ,㏑ K zE MF 0.0257 V 3、 元素电势图：当某种元素构成三种或三种以上氧化值的氧化物时，这些物种能够组成多 种不同的电对，各电对的规范电极电势可用图的方法标明出来，这种图叫做元素电势图。 10 无机化学 画元素电势图，能够按元素氧化值由高到低的次序，把各氧化物的化学式从左到右写出 来，各不同氧化物之间用直线连接起来，在直线上标明不同氧化值物种所组成的电对的 规范电极电势。 4、 歧化反响产生的一般规矩： A EL B ER C ,若 E L E R 则 B 能产生歧 化反响 第二篇：物质结构根底 第八章：原子结构 榜首节：原子结构的 Bohr 理论 1、电子的电量为1.6021019 C ,电子的质量为 9.109 10 28 g 。 2、 每种元素的原子辐射都具有必定频率成分构成的特征光谱，它们是一条条离散的谱线， 被称为线状光谱，即原子光谱。 3、氢原子光谱的频率公式： 3.289 1015 1 n12 1 n22 s 1 4、Bohr 原子结构理论； ⑴定态假定 原子的核外电子在轨迹上运行时，只能够安稳的存在于具有分立的，固定能 量的状况中，这些状况称为定态（能级），即处于定态的原子的能量是量子化的。此刻原 子并不辐射能量，是安稳的。 ⑵跃迁规矩 原子的能量改动（包含发射和吸收电磁辐射）只能在两定态之间以跃迁的方 式进行。在正常状况下，原子中的电子尽或许处于离核最低的轨迹上。这时原子的能量 最低，即原子处于基态。当原子遭到辐射，加热或通电时，取得能量后的电子能够跃迁 到离核较远的轨迹上去即原子被激发到高能量的轨迹上，这时原子处于激发态。处于激 发态的电子不安稳，能够跃迁到离核较近的轨迹上，一起释放出光子。光的频率取决于 离核较远的轨迹的能量（ E2 ）与离核较近的轨迹的能量（ E1 ）之差： h E2 E1 第二节：微观粒子运动根本特征 1、什物粒子波长满意 h h ，其间 m 为什物粒子质量，v 为什物粒子运动速度， p mv p 为动量。 2、不确认原理：对运动中的微观粒子来说，并不能一起精确确认它的方位和动量。其联系 式为： x p h ，式中 x 为微观粒子方位（或坐标）的不确认度，p 为微观粒子 4 动量的不确认度，该式标明微观粒子方位不确认度与动量不确认度的成果大约等于 Plank 常量的数量级。便是说，微观粒子方位不确认度越小，则相应它的动量不确认度就越大。 3、微观粒子的波动性是很多微观粒子（或许是一个粒子千万次运动）所体现出来的性质， 能够说物质的运动是具有核算含义的概率波；在空间某个区域波强度（即衍射强度）大 的当地，粒子呈现的时机多，波强度小的当地粒子呈现的时机少。从数学视点看，这儿 说的时机是概率，也便是说，在空间区域内任一点波的强度与粒子呈现的概率成正比。 第三节：氢原子结构的量子力学描绘 11 无机化学 1、Shrodinger 方程：2 2 2 8 2m E V 0 式中 是坐标 x, y, z 的函 x2 y 2 z 2 h2 数， E 是体系总能量，V 是势能， m 是微观粒子质量， h 是 Planck 常量。 2、⑴主量子数 n 在原子的电子中最重要的量子化性质是能量。原子轨迹的能量首要取决于 主量子数 n ，关于氢原子和类氢原子，电子的能量值取决于 n 。 n 的取值为 1,2,3,4,5 等正整数。 n 越大电子离核的均匀间隔越远，能量越高。因而，可将 n 值所标明的电子 运动状况对应于 K,L,M,N,O…电子层 ⑵角量子数 l 原子轨迹的角动量有角量子数 l 决议。在多原子电子中原子轨迹的能量不 仅取决于主量子数 n ，还受角量子数 l 的影响。 l 受 n 约束， l 只能取 0 到（ n -1）的整 数，依照光谱学的规矩，对应的符号为 s,p,d,f,g…。n 必定，l 取不同值代表同一电子 层中不同状况的亚层。角量子数 l 还标明晰原子轨迹的散布视点形状不同。l =0，为 s 轨 道，其视点散布为球形对称； l =1，为 p 轨迹，其视点散布为哑铃型； l =2 为 d 轨迹， 其视点散布为花瓣形。对多电子原子来说， n 相同， l 越大，其能量越大。 ⑶磁量子数 m m 决议角动量在磁场方向的重量。其取值受角量子数 l 的约束，从- l ，…， 0，…，+ l ，共有（2 l +1）个取值。磁量子数 m 决议原子轨迹在核外空间的取向。 l =0， m 只要 0 一个取值，标明 s 轨迹在核外空间只要一种散布方向，即以核为球心的 球形。 l =1， m 有+1，-1，0 三个取值，标明 p 亚层在空间有三个别离沿 x 轴，y 轴，z 轴的取 向轨迹，即轨迹 px , p y , pz 。 l =2， m 有 0，-1，+1，-2，+2 五个取值，标明 d 亚层有五个取向的轨迹，别离是轨迹 dz2 , dxz , d yz , dxy, dx2y2 。 ⑷自旋量子数 ms 电子除轨迹运动外，还有自旋运动。电子自旋运动的自旋角动量有自 旋量子数 ms 决议。处于同一轨迹上的电子自旋状况只能有两种，别离用自旋磁量子数 1 2 和 1 2 来确认。正是由于电子具有自旋角动量，使氢原子光谱在没有外磁场 时会产生细小的割裂，得到了靠的很近的谱线、一个原子轨迹能够用 n ， l ， m 一组三个量子数来确认，可是原子层中每个电子的运动 状况有必要用 n ，l ， m ， ms 四个量子数来确认。四个量子数确认之后，电子在核外空间 的运动状况就确认了。 4、概率密度是空间某单位体积内电子呈现的概率。电子在核外空间某区域内呈现的概率等 于概率密度与该区域体体积的乘积。 5、电子云是概率密度的形象化描绘。黑点密的当地电子呈现的概率大；黑点稀少的当地电 子呈现的概率小。 6、电子云有等密度图和界面图两种图示。在电子云等密度图中，每一个球面上的数字标明 12 无机化学 概率密度的相对巨细。在电子云界面图中，界面实际上是一个等密度面，电子在此界面 内呈现的概率高于 90%，在此界面外呈现的概率低于 10%，一般以为在界面外发现电子的 概率可疏忽不计。 7、氢原子各种状况的径向散布函数图中锋数 N 等于主量子数与角量子数之差，即 N nl . 7、 原子轨迹视点散布图与电子云视点散布图。 13 无机化学 第四节：多电子原子结构 1、 由 Pauling 近似能级图发现：角量子数相同的能级的能量凹凸由主量子数决议，主量子 数越大能量越高；主量子数相同，能级能量随角量子数的增大而增大，这种现象称为能 级割裂；当主量子数与角量子数均不一起，有时呈现能级交织现象。 14 无机化学 2、 Cotton 原子轨迹能级图（见讲义 P240）归纳了理论和试验的成果，定性的标明晰原子 序数改动时，原子轨迹能量的相对改动。由此图能够看出不同于 Pauling 近似能级图的 点： ⑴反映出主量子数相同的氢原子轨迹的吞并性。也便是对原子序数为 1 的氢原子来说， 其主量子数相同的各轨迹全处于同一能级点上。 ⑵反映出原子轨迹的能量随原子序数的增大而下降。 ⑶反映出跟着原子序数的增大，原子轨迹能级下降起伏不同，因而曲线、屏蔽效应：一个电子对另一个电子产生电荷屏蔽，使核电荷度该电子的招引力削弱，即 由核外电子云抵消了一些核电荷的效果。 是核电荷削减数，称为屏蔽常数，相当于被 抵消的正电荷数。 4、钻穿效应：在多电子原子中每个电子既被其他电子所屏蔽，也对其他电子起屏蔽效果， 在原子核邻近呈现概率较大的电子，可更多的防止其他电子的屏蔽，遭到核的较强的吸 引而更挨近核，这种进入原子内部空间的效果叫做钻穿效应。就其实质而言，电子运动 具有波动性，电子可在原子区域的任何方位呈现，也便是说，最外层电子有时也会呈现 在离核很近处，只是概率较小罢了。 5、主量子数相一起，角量子数越小的电子，钻穿效应越显着，能级也越低。 6、基态原子核外电子排布规矩： ⑴能量最低原理：电子在原子轨迹中的排布，要尽或许使整个原子体系能量最低。 ⑵Pauli 不相容原理：同一原子轨迹最多包容两个自选方法相反的电子，或许说同一原 子中不或许存在一组四个量子数彻底相同的电子。 ⑶Hund 规矩：在相同 n 或相同 l 的轨迹上散布的电子，将尽或许分占 m 值不同的轨迹且 15 无机化学 自旋平行。S 层最多包容 2 个电子，p 层最多包容 6 个电子，d 层最多包容 10 个电子，f 层最多包容 14 个电子，g 层最多包容 18 个电子… ⑷全满半满最安稳。 8、 原子核外电子排布：1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,6s,4f,5d,6p,7s,5f,6d,7p… 呈现 d 轨迹时，电子依照 ns, n 1d, np 的次序在原子轨迹上排布，若 d 轨迹和 f 轨 道均已呈现，电子依照 ns, n 2 f , n 1d, np 的次序在宅院轨迹上排布。 第五节：元素周期表 1、 能级与周期的联系： 周期 特色 能级组 对应的能级 原子轨迹数 元素品种数 一 特短周期 1 1s 1 2 二 短周期 2 2s2p 4 8 三 短周期 3 3s3p 4 8 四 长周期 4 4s3d4p 9 18 五 长周期 5 5s4d5p 9 18 六 专长周期 6 634f5d6p 16 32 七 不彻底周期 7 7s5f6d7p 16 应有 32 2、 元素的族：本家元素价电子数目相同。主族元素的价电子悉数排布于最外层的 ns, np 轨 道，尽管本家元素电子层数从上到下逐步添加，但价电子排布彻底相同。主族序数等于 价电子总数。除氦元素外稀有气体元素最外层电子排布均为 ns 2np6 ，呈现安稳结构， 称为零族元素，也称为第八主族。前五个副族价电子数目对应族序数，而榜首第二副族 是依据 ns 轨迹上是有 1 个或 2 个电子来区分的，第 8,9,10 列元素被称为第八族，价电 子排布一般为 n 1 d 610ns02 3、 元素的分区： S 区元素：包含榜首，第二主族，最终一个电子填充在 s 轨迹上，价电子排布为 ns1 (第 16 无机化学 一主族）或 ns2 (第二主族)，归于生动金属。 P 区元素：包含第三主族到第七主族及零族，最终一个电子填充在 p 轨迹上，价电子排 布为 ns2np16 (第三主族)，ns 2 np 2 (第四主族)，ns 2 np3 (第五主族)，ns 2 np 4 (第六 主族)， ns 2 np5 (第七主族)， ns 2 np 6 (零族) d 区元素：包含第三副族到第七副族，最终一个电子填充在 n 1d 轨迹上吧，价电子排 布为 n 1d 1ns 2 (钪，钇)， n 1d 2ns2 (第四副族)， n 1d 3ns2 (第五副族，铌为 4d 4 5s1 )， n 1d 5ns1 (第六副族，钨为 5d 4 6s 2 )， n 1d 5ns 2 (第七副族)，铁为 3d 6 4s 2 ，钴为 3d 7 4s 2 ，镍为 3d 8 4s 2 ，钌为 4d 7 5s1 ，铑为 4d 8 5s1 ，钯为 4d 10 ，锇 为 5d 6 6s 2 ，铱为 5d 7 6s 2 ，铂为 5d 9 6s1 (第八族一切元素的价电子数等于列序数，可 以为 8,9,10)。一般来说，它们的差异首要在次外层的 d 轨迹上，由于 d 轨迹未充溢电 子（钯在外），他们能够不同程度的参加化学键的构成。 ds 区元素：包含榜首，第二副族。它们宅院次外层为充溢电子的 d 轨迹，最外层 s 层上 有 1～2 个电子。电子层结构为 n 1d 10ns1 (榜首副族)， n 1d 10ns2 (第二副族)。 ds 区元素族数对应 s 轨迹上电子数。 f 区元素：包含镧系元素和婀系元素，最终一个电子填充在 f 轨迹上，价电子排布为 n 2 f 014 n 1d 02ns2 第六节：元素性质的周期性 1、 原子半径：原子半径能够分为金属半径，共价半径和 Van der Waals 半径。金属单质晶 体中，两个最近邻金属原子核的一半，称为金属原子的金属半径。同种元素的两个原子 以共价单键结合时，其核间隔的一半称为该原子的共价单键半径。在分子晶体中，分子 间以 Van der Waals 力结合，两个原子核间间隔的一半便是 Van der Waals 半径。除金 属为金属半径(配位数为 12)，稀有气体为 Van der Waals 半径，其他皆为共价半径。 2、 原子半径改动规矩： 17 无机化学 ⑴同一周期，跟着原子序数的添加原子半径逐步减小，但长周期中部（d 区）各元素的 原子半径随电荷添加减小减慢。榜首，第二副族元素（ds 区）原子半径略有增大，尔后 又逐步减小。 同一周期中原子半径的巨细受两个要素限制：一是跟着核电荷数添加，原子核对核外 层电子的招引力增强，使原子半径逐步减小；二是跟着核外电子数的添加，电子间斥力 增强，使原子半径变大。由于添加的电子不足以彻底屏蔽所添加的核电荷，所以从左到 右，有用核电荷数逐步增大，原子半径减小。 在长周期中从左到右电子逐一填入 n 1d 亚层，对核的屏蔽效果较大，有用核电荷 数添加较少，核对外层电子的招引力添加不多，因而原子半径削减缓慢。而到了长周期 后半部，即榜首，第二副族元素，由于 d 10 电子构型，屏蔽效应显着，所以原子半径又 略有增大。 镧系，锕系元素中，从左到右，原子半径也是逐步减小，只是减小起伏更小。这是由 于新添加的电子填入 n 2 f 亚层上，f 电子对外层电子屏蔽效应更大，外层电子感触 到的有用核电荷数添加更小，因而原子半径减小缓慢。镧系元素从镧到镥原子半径减小 更缓慢的现实称为镧系缩短。镧系缩短的成果使镧系今后的该周期元素原子半径与上一 周期对应元素的原子半径十分挨近。导致 Zr 和 Hf ； Nb 和Ta ， Mo 和W 等在性质上 极为类似，别离困难。 ⑵同一主族中，从上到下，外层电子构型相同，电子层添加要素占主导地位，所以原子 半径逐步增大 。副族元素原子半径，从第四周期过渡到第五周期是增大的，但第五周 期和第六周期同一族中过渡元素的原子半径比较挨近。 3、 电离能：基态气体原子失掉一个电子成为带一个正电荷的气态离子所需求的能量称为第 一电离能，用 I1 标明。由+1 价气态正离子失掉电子成为+2 价气态正离子所需求的能量 叫做第二电离能，用 I 2 标明。以此类推还有第三电离能，第四电离能等等。跟着原子逐 步失掉电子所构成离子正电荷数越来越多，失掉电子变得越来越困难。因而同一元素原 子各级电离能逐步增大。 18 无机化学 4、 电离能巨细反映原子失掉电子的难易。电离能越小，原子失掉电子越简略，金属性越强； 反之，电离能越大，原子失掉电子越难，金属性越强。电离能的巨细首要取决于有用核 电荷，原子半径和原子电子层结构。 同一周期中，从碱金属到卤素，原子有用电荷数逐一添加，原子半径逐一减小，原最 外层上电子数逐一增多，电离能逐一增大。榜首主族 I1 最小，稀有气体 I1 最大，处于 峰顶。长周期中部元素，即过渡元素，由于电子加到次外层，有用核电荷添加不多，原 子半径减小缓慢，电离能仅略有添加。。N,P,As 和 Be，Mg 等的电离能较大，均比它们 后边元素的电力能大是由于它们的原子结构别离是半满和全满状况，比较安稳，失掉电 子相对较难，因而电离能也就越大。 同一族从上到下，最外层电子数相同，有用核电荷添加不多，原子半径增大成为首要 要素，致使核对外层电子引力顺次削弱，电子逐步易于失掉，电离能顺次减小。 5、 电子亲和能：元素气态原子在基态时取得一个电子成为-1 价气态负离子所放出的能量称 为电子亲和能。用 A 标明 6、 电子亲和能的巨细反映了原子的到电子的难易。非金属原子的榜首电子亲和能总是负 值，而金属的电子亲和能一般为较小负值或正值。稀有气体的弟子亲和能均为正值。电 子亲和能的巨细也取决于有用核电荷，原子半径和原子电子层结构。 7、 同一周期，从左到右，原子的有用电荷增大，原子半径逐步减小，一起由于最外层电子 数添加，趋向于结合电子构成 8 电子安稳结构。元素的电子亲和能负值在增大。卤素的 电子亲和能呈现最大负值。碱土金属由于半径大又具有 ns2 电子层结构难以结合电子， 电子亲和能为正值；稀有气体元素具有 8 电子安稳结构，更难以结合电子，因而电子亲 和能为最大正值。 同一主族，从上到下规矩不如周期改动那么显着，大部分呈现电子亲和能负值变小的趋 势，部分呈相反趋势。比较特别的是 N 原子的电子亲和能为正值，是 P 区元素除稀有气 体的仅有正值，只是由于具有半满的 p 亚层安稳电子层结构，加之原子半径小，电子间 排挤力大得电子困难。别的，值得注意的是，电子亲和能的最大负值不是呈现在 F 原子， 而是 Cl 原子。这或许由于 F 原子半径小，进入的电子会遭到原有电子较强的排挤，用 于战胜电子排挤所耗费的能量相对更多。 8、 电负性：元素原子在化合物中招引电子的才干。电负性不是一个孤立原子的性质，而是 在周围原子的影响下分子中原子的性质。Puling 把氢的电负性指定为 2.2，在此根底上， 从相关分子键能数据动身，与氢的电负性比照，得到其他元素电负性数值。因而，各元 19 无机化学 素电负性数值是相对数值。Puling 电负性标度称为 P 。其他电负性标度见讲义 P256. 9、 在 Puling 电负性标度中金属元素电负性一般在 2.0 以下，非金属元素一般在 2.0 以上。 同一周期从左到右，电负性顺次增大，元素金属性增强，非金属性削弱；同一主族，从 上到下，电负性顺次变小，元素金属性削弱，非金属性增强。过渡元素电负性递变不明 显，它们都是金属，但金属性都不及榜首，第二主族元素。 第九章：分子结构 榜首节：Lewis 理论 1、 分子或晶体中相邻原子（或离子）之间的激烈招引效果称为化学键。 2、 电负性相同或差值较小的非金属元素构成的化学键称为共价键，两个原子之间有必要共用 电子对，即电子配对才干构成化学键，这是 Lewis 理论的中心，简称为电子配对理论。 3、 在分子中，每个原子均应具有安稳的稀有气体原子的 8 电子外层电子构型（He 在外）， 习惯上称为“八隅体规矩”。并不是一切分子中的原子都契合“八隅体规矩”。 4、 一般用短线标明共用电子对并将成键的元素符号连接起来，并在元素符号周围用小黑点 标明未成键价电子，这种描绘分子结构的式子称为 Lewis 结构式。假如原子间共用两对 电子或三对电子，可别离用两条短线“﹦”或三条短线、 Lewis 结构式并不代表分子形状，而只是代表成键方法和键的数目。 第二节：价键理论 1、 共价键的实质是由于原子轨迹堆叠，原子核间电子的概率密度增大，招引原子核而成键。 2、 价键理论根本关键： ⑴原子中自旋方法相反的未成对电子互相挨近时，可互相配对构成安稳的化学键。一个 原子有几个未成对电子，便可与几个自旋相反的未成对电子配对成键。 ⑵构成共价键时，成键电子的原子轨迹有必要在对称性一起的前提下产生堆叠，原子轨迹 堆叠程度越大，两核间电子的概率密度就越大，构成的共价键就越安稳。 3、 共价键的特色: ⑴共价键具有饱满性 在以共价键结合的分子中，每个原子成键的总数或与其以共价键 相连的原子数目是必定的，这便是共价键的饱满性。 ⑵共价键具有方向性 除 s 轨迹外，p,d,f 轨迹在空间都有必定的扩展方向，成键时只要 沿着必定的方向取向，才干满意最大堆叠准则，这便是共价键的方向性。 4、 共价键的键型： 20 无机化学 ⑴ 键和 键 原子轨迹沿核间连线方向进行同号堆叠而构成的共价键称为 键；两原 子轨迹笔直核间连线并互相平行而进行同号堆叠所构成的共价键称为 键﹝剩下几个 p 轨迹构成几个 p–p 键,剩下几个 p 电子构成几个 d–p 键﹞。双键中一个共价键是 键，别的一个共价键是 键；叁键中一个共价键是 键，别的两个都是 键，它们互相 之间成 90°；至于单键，成键时一般轨迹都是沿核间连线方向到达最大堆叠的，所以都 是 键。 ⑵配位键 共用的一对电子由一个原子独自供给的共价键叫做配位键。配位键用箭头 “→”而不必短线标明，以示差异。箭头方向是从供给电子对的原子指向承受电子对的 原子。配位键的构成条件：①供给共用电子对的原子有孤对电子；②承受电子对的原子 有空轨迹。 第三节：杂化轨迹理论 1、 杂化是指在构成分子的进程中，若干不同类型能量邻近的原子轨迹从头组合成一组新的 原子轨迹。这种轨迹从头组合的进程称为杂化，所构成的新轨迹称为杂化轨迹。 2、 杂化轨迹类型： ⑴只要 s 轨迹和 p 轨迹参加的杂化称为 sp 型杂化。依据参加杂化的 p 轨迹数意图不同， sp 型杂化又分为三种杂化方法：① sp3 杂化 sp3 杂化是由 1 个 s 轨迹和 3 个 p 轨迹组 合而成。每个杂化轨迹含有1 4 s 轨迹成分和 3 4 p 轨迹成分，sp3 杂化轨迹间夹角为 21 无机化学 109.5°，空间构型为四面体。② sp 2 杂化 sp 2 杂化是由 1 个 s 轨迹和 2 个 p 轨迹组合 而成。每个杂化轨迹含有1 3 s 轨迹成分和 2 3 p 轨迹成分， sp 2 杂化轨迹间夹角为 120°，空间构型为平面三角形。③ sp 杂化 sp 杂化是由 1 个 s 轨迹和 1 个 p 轨迹组 合而成。每个杂化轨迹含有1 2 s 轨迹成分和1 2 p 轨迹成分， sp 杂化轨迹间夹角为 180°，空间构型为直线型。sp 型杂化轨迹间的夹角可用公式 cos 核算， 为 1 足化轨迹间夹角， 为杂化轨迹中 s 轨迹成分。 ⑵spd 型杂化 s 轨迹，p 轨迹，d 轨迹一起参加的杂化称为 spd 型杂化。这儿只介绍两 种常见类型: sp 3d 杂化和 sp 3d 2 杂化。① sp 3d 杂化 1 个 s 轨迹，3 个 p 轨迹和 1 个 d 轨迹组合成 5 个 sp 3d 杂化轨迹，在空间摆放成三角双锥构型，杂化轨迹间夹角为 90° 和 120°。② sp 3d 2 杂化 1 个 s 轨迹，3 个 p 轨迹和 2 个 d 轨迹组合成 6 个 sp 3d 2 杂化 轨迹，在空间摆放成正八面体结构，杂化轨迹间夹角为 90°和 180°。 ⑶不等性杂化： 上述 sp 型和 spd 型杂化，杂化进程中构成的是一组能量简并的轨迹，参加杂化的各原 子轨迹如 s,p,d 等成分持平，这种杂化归于等性杂化。有些分子杂化状况不同，参加杂 化的原子轨迹不只含有未成对电子的原子轨迹，也包电子已耦合成对的原子轨迹或许没 有电子的空原子轨迹。也便是说，杂化进程中参加杂化的各原子轨迹 s,p,d 的成分并不 持平，所构成的杂化轨迹是一组能量互相不持平的轨迹，这种杂化称为不等性杂化。 第四节：价层电子互斥理论 1、 价层电子互斥理论根本关键： 22 无机化学 ⑴当中心原子 A 与 m 个配位原子或原子团 X , n 个孤电子对 L 组成 AX m Ln 型分子时， 分子的空间构型取决于中心原子 A 的价层电子对数（VPN ）。价层电子对数（简称价层 电子对）包含成键电子对与未成键的孤电子对。 ⑵分子的空间构型采纳电子对互相排挤效果最小的构型。价层电子对间尽或许远离以使 斥力最小。因而，价电子对空间排布方法与价电子对数联系如下表： ⑶就只含有共价单键的 AX m Ln 型分子而言，中心原子 A 的价层电子对数VPN 等于成键 电子对数 m 与孤电子对数 n 之和（即VPN = m + n ）。AX m Ln 分子的几许构型与价层电 子对数，成键电子对数及孤电子对数之间的联系如下表： A 的价 成键 孤对 分子类 层 电子 电子 型 A 的价层电子 电子对 对 对数 对数 数 m n AX m Ln 的排布方法 VPN 分子的 几许构 型 实例 2 2 0 AX 2 直线 L 平面三 角形 V形 4 O AX 4 四面体 4 3 1 AX 3 L 三角锥 2 2 AX 2 L2 23 V形 无机化学 续表 A 的价 成键 孤对 分子类 层 电子 电子 型 电子对 对数 对数 数 m n AX m Ln VPN A 的价层电子 对 的排布方法 分子的 几许构 型 5 0 AX 5 三角双 锥 4 1 AX 4 L 5 变形四 面体 （跷跷 板形） 3 2 AX 3 L2 T形 实例 2 3 AX 2 L3 直线 AX 4 L2 平面正 方形 ⑷中心原子 A 与配位原子 X 之间以双键或叁键结合，VSEPR 理论把重键当成单键处理， 由于同一多重键中的 键和 键连接着相同的两个原子，就决议分子几许构型的含义上 看，多重键的 2 对或 3 对电子同单键的一对电子是同等的。 ⑸价层电子对间斥力巨细取决于电子对之间的夹角以及电子对的类型。一般规矩是： ① 电子对间夹角越小，斥力越大。 ② 价层电子对间斥力巨细次序为：孤对电子对–孤对电子对孤对电子对–成键 电子对成键电子对–成键电子对 24 无机化学 ③ 多重键的存在尽管不能改动分子的几许形状，但对键角有必定影响，排挤效果 随多重键键型不同而有所差异：叁键双键单键。 2、 分子几许构型猜测： ⑴确认中心原子价层电子对数。中心原子 A 的价层电子对数VPN 能够用下式核算： VPN = 1 ｛中心原子 A 的价电子数+ X 供给的价电子数 离子电荷数（负加正减）｝； 2 式中中心原子 A 的价电子数等于中心原子 A 地点的族数，VSEPR 理论评论的共价分子主 要针对主族化合物，它们别离归于 2→8 主族，它们作为中心原子供给的价电子数别离 为 2→8（He 在外）。作为配位原子 X 的元素一般是氢，卤素，氧和硫。核算配位原子 X 供给的价电子数时，氢和卤素记为 1，氧和硫原子作为不供给共用电子处理，故价电子 数记为 0。 ⑵确认中心原子的孤对电子数 n ，用以下公式核算: n = 1 (中心原子 A 的价电子数- A 与配位原子 X 成键用去的价电子数之和) 2 ⑶然后依据上表确认价层电子对排布方法。 注：若 n 0 ，分子几许构型与价层电子对的空间构型不同。 3、 杂化轨迹数(a)等于参加杂化但未成键的孤对电子数(b)与端极原子数(c)之和，即 a=b+c；参加杂化但未成键的孤对电子数(b)等于中心原子价电子数（E）与离子电荷数 (q)【负加正减】之和与成键电子数（V）之差的一半，即 b E V q 2 第五节：分子轨迹理论 1、 分子轨迹理论关键： ⑴分子轨迹理论以为，在分子中的电子不限制在某个原子轨迹上运动，而是在分子轨 道上运动。 ⑵分子轨迹能够由组成分子的原子的原子轨迹线性组合而成。例如，两个原子轨迹 a 和 b 线b 。式 中 C1 和 C2 是常数。 组合成的分子轨迹与组合前的原子轨迹数目持平，但轨迹能量不同。 25 无机化学 1 是能量低于原子轨迹的成键分子轨迹，是原子轨迹同号堆叠（波函数相加）构成的， 电子呈现在核间区域的概率密度大，对两个核产生激烈的招引效果，构成的键强度大。 2 是能量高于原子轨迹的反键分子轨迹，是原子轨迹异号堆叠（波函数相减）构成的。 两核之间构成节面，即电子在两核之间呈现的概率密度小，对成键晦气。 反键原子轨迹在两核间有节面，而成键原子轨迹则没有。 ⑶依据原子轨迹组合方法不同，可将分子轨迹分为 轨迹和 轨迹 ①s 轨迹与 s 轨迹线性组合 两个原子的 s 轨迹线性组合成成键分子轨迹 s 和反键原 子轨迹 * s 。 ②p 轨迹与 p 轨迹线性组合 有两种方法，一是“头碰头”，二是“肩并肩”。 两个原子的 px 轨迹沿 x 轴以“头碰头”方法堆叠时，产生一个成键分子轨迹 px 和一 个反键分子轨迹 * px 。 一起两个原子的两个 p y 轨迹以及两个 p z 轨迹之间以“肩并肩”的方法产生堆叠，分 别构成成键分子轨迹 py , pz 以及反键分子轨迹 * py , * pz 。 26 无机化学 ⑷原子轨迹的线性组合要遵从能量邻近准则，对称性匹配准则和轨迹最大堆叠准则。 ① 能量邻近准则 只要能量邻近的原子轨迹才干有用地组合成分子轨迹。此准则关于 挑选不同类型的原子轨迹之间的组合目标尤为重要。 ②对称性匹配准则 只要对称性相同的原子轨迹才干组合成分子轨迹。以 x 轴为键轴， s s, s px , px px 等组成的分子轨迹绕键轴旋转，各轨迹形状和符号不变，这种分 子轨迹称为 轨迹。 p y p y , pz pz 等原子轨迹组成的分子轨迹绕键轴旋转，轨迹 的符号产生改动，这种分子轨迹称为 轨迹。 ③轨迹最大堆叠准则 在满意能量邻近准则，对称性匹配准则的前提下，原子轨迹重 叠程度越大，构成的共价键越安稳。 ⑸电子在分子轨迹中填充的准则，亦遵从能量最低准则，Pauli 不相容原理及 Hund 规 则。 2、 分子轨迹能级图及其使用 ⑴同核双原子分子轨迹能级图。第二周期同核双原子分子轨迹能级图有两种状况。图 9-23（a）适用于 O2 和 F2 分子，图 9-23（b）合适 N 及 N 曾经的元素组成的双原子 分子。 27 无机化学 ⑵在分子轨迹理论中，分子中悉数电子归于分子一切，电子进入成键分子轨迹是体系 能量下降，对成键有贡献，电子进入反键分子轨迹使体系能量升高，对成键起削弱或 抵消效果。总归，成键分子轨迹中电子多，分子安稳，反键分子轨迹中电子多，分子 不安稳。分子的安稳性经过键级来描绘，键级越大，分子越安稳。分子轨迹理论把分 子中成键电子数与反键电子数差值的一半界说为键级，即 键级= ﹝成键轨迹中电子数－反键轨迹中电子数﹞。 3、 电子轨迹排布式又称电子构型（见讲义 P284） 4、 关于原子轨迹与分子轨迹的对称性 C2 旋转轴（简称 C2 轴）标明某分子或离子旋转 360°可有 2 次“重现”。 在原子轨迹或分子轨迹中，若取 x 轴为旋转轴，旋转 180°后，在同一平面上 的数 值和符号均未改动，如下图所示： 这种对称称为 对称。若取 x 轴为旋转轴，旋转 180°后，在同一平面上 的数值恢 复，但符号相反，如下图所示： 这种对称叫做反对称，又名 对称。对称性匹配便是指这种对称性的匹配， 与 匹 配， 与 匹配，反之，则不能成键。 原子轨迹以原子核为对称中心 i ，在 i 的两头 符号相同叫做中心对称或 g 对称。另一 种是中心反对称，在 i 的两头 符号相反，又名 u 对称。S 和 d 轨迹是 g 对称，p 轨迹 是 u 对称。 成键轨迹是 g 对称 * 反键轨迹是 u 对称， 轨迹则反之，即 成键轨 道是 u 对称， * 反键轨迹是 g 对称。 第六节：键参数 1、键级 键级= 1 ﹝成键轨迹中电子数－反键轨迹中电子数﹞。与组成分子的原子体系相 2 比，成键轨迹中电子数目越多，是分子体系能量下降越多，增强了分子的安稳性；反之， 反键轨迹中电子数意图增多则削弱了分子的安稳性。所以键级越大，分子越安稳。此键 级核算公式只对简略分子适用。 2、 键能 原子间构成的共价键的强度可用键开裂时所需的能量巨细来衡量。在双原子分子 中，于 100KPa 下按下列化学反响计量式使气态分子开裂成气态原子所需求的能量叫做 键解离能。即 在多原子分子中开裂气态分子中的某一个键，构成两个“碎片”时所需的能量叫做分子 中这个键的解离能。 使气态多原子分子的键悉数开裂构成此分子的各组成元素的气态原子时所需的能量，叫 28 无机化学 做该分子的原子化能 Eatm 。 所谓键能一般是指在规范状况下气态分子拆开成气态原子时，每种键所需能量的均匀 值。对双原子分子来说，键能便是键的解离能，而对多原子分子来说，键能和键的解离 能是不同的。 键解离能是指解离分子中某一种特定键所需的能量，而键能是指某种键的均匀能量，键 能与原子化能的联系则是气态分子的原子化能等于悉数键能之和。 键能是热力学能的一部分，在化学反响中键的损坏或构成，都涉及到体系热力学能的变 化；但若反响中体积功很小，乃至能够疏忽时，常用焓变近似的标明热力学能的改动。 在气相中键﹝ B 1 ﹞断开时的规范摩尔焓变称为键焓，以 B H m 标明，键焓与键能 近似持平。断开化学键要吸热，构成化学键要放热。 4、 键长 分子中两个原子核的平衡间隔称为键长。单键，双键，三键的键长顺次缩短，键 能顺次增大。 5、 键角 测定键角最首要的手法是 经过 X 射线衍射测定单晶体的结构，一起给出构成单 晶体的分的简称和键角数据。 6、 键级，键能描绘共价键强度，键长，键角描绘共价键分子的空间构型，键距与部分电荷 描绘共价键极性，它们都是共价键的根本参数。 29