无机化学下复习提纲

第16章氮磷砷***总结N原子在形成化合物时成键特征和价键结构。N除形成s键外，易形成p-pπ键（包括离域π键）。N最多只能形成4个共价键，即配位数不超过4。N可以以sp3、sp2、sp杂化成键。***从N2结构说明为什么N2特别稳定？N2特别稳定是否说明N元素的化学性质特别不活泼？N≡N三键，且有两个键能较大的π键，从电子云结构看，π电子云在外围，N2发生反应需先打开键能大的π键，所以更难，因此特别稳定。N2稳定性说明N原子的成键能力强，化学活泼性高，即恰恰是N原子的活泼性的表现。N2特别稳定性可作为惰性气体，用于避免氧化的保护性气氛。N2的液化温度低，液氮用作冷冻剂。***从NH3分子的结构总结NH3有哪些主要性质？加合性（N上的孤电子对）；(碱性及形成配合物）还原性（－Ⅲ的N）；取代反应（三个H）。***HNO2和HNO3在性质上有何不同？HNO2为一元弱酸。HNO3为强酸。②HNO2有氧化还原性，酸中是较强的氧化剂，碱中为中强还原剂（盐）。HNO3具强氧化性。③NO2-可作配体形成配合物。***为什么白磷有极高的化学活泼性？白磷晶体是由P4分子组成的分子晶体，P4分子呈四面体构型，P-P之间以单键结合，且P-P键几乎为纯P轨道成键，而纯P轨道间的夹角应为90°，而实际仅有60°，化学活泼性高。P4分子中的P－P键弱，易于断裂，使白磷在常温下有很高的化学活性***根据砷单质与碱、氧化性酸的作用情况，据此对砷的金属性和非金属性有何结论？As、Sb、Bi均可与氧化性酸作用，但产物不同,产物为Sb3+、Bi3+、H2AsO3或As2O3As还可与熔碱作用，而Sb、Bi不能结论：As、Sb、Bi金属性依次增强第17章碳硅硼***SiF4和SiCl4的水解反应是否相同？为什么？H2SiF6有哪些主要性质？Na2SiF6有何主要用途？SiCl4强烈水解，它们在潮湿空气中发烟SiCl4(l)+4H2O===H4SiO4+4HCl故SiCl4可作烟雾剂。3SiF4+4H2O<===>H4SiO4+4H++2SiF62-F-半径小，Si有3d空轨道。H2SiF6为二元强酸，酸性与H2SO4相近。现在还未制得游离的H2SiF6，只能得到60％的溶液。用纯碱溶液吸收SiF4气体，可得到白色的氟硅酸钠Na2SiF6晶体。Na2SiF6用于杀虫剂，防腐剂。***根据价层电子结构特征总结：碳、硅、硼在形成化合物时有何特征？C、Si有四个价轨道，有四个价电子，为等电子原子；B有四个价轨道，有三个价电子，为缺电子原子。C：以sp、sp2、sp3成键，如CO、CO2、CCl4等。因为半径小，除形成s键外，还可形成p-pp键，所以可以有双、三键。Si：以sp3形成四个s键，如单质Si、SiO2及其硅酸盐中。又因为是第三周期元素，有3d空轨道可以利用，所以可形成配位数可大于四的化合物，如SiF62-。B：以sp2、sp3成键，如H3BO3硼酸盐中。可形成缺电子的多中心键，如3c-2e键，可作为电子接受体形成配位键，如BF4－、BH4－。***硼与碳、硅并非同族，为什么在性质上有相似性？碳、硅、硼在性质上表现出哪些相似性？C、Si为同族，原子结构相似，性质相似，B与Si为对角性质相似。对角线规则：在周期表中，某一元素的性质和它左上方或右下方的另一元素性质的相似性，称为对角线规则。(Li-Mg、Be-Al、B-Si)C、Si、B的相似性：（1）电负性大，电离能高，失去电子难，以形成共价化合物为特征。（2）C、Si、B都有自相成键的特征，即C-C、Si-Si、B-B，形成氢化物——成烷特征。（3）亲氧性，尤其Si－O、B－O键能大。（4）单质几乎都是原子晶体。***总结CO、CO2的结构和性质。简单可总结为：CO：还原性、加合性（配体）、极弱酸性。CO2：两个p34，不活泼，高温下与C生成CO；H2CO3的酸酐；酸性氧化物，与碱或碱性氧化物作用。***硼在成键时有哪些主要特征？三大特征：共价特征——以形成共价化合物为特征；硼原子采取sp2（如BCl3）采取sp3(如BF4-)杂化。缺电子特征——除了作为电子对受体易与电子对供体形成s配键以外，还有形成多中心键的特征。（硼的化学性质主要表现在其缺电子性上）多面体特征（习性）——晶态硼和许多硼的化合物为多面体或多面体的碎片而成笼状或巢状等结构。第18章非金属元素小结***非金属元素在原子结构和氧化态表现上有何特征？电负性大，价电子多半径小，易获得电子显负价，为N-8，N为族数***非金属单质有几种结构类型？分子晶体或原子晶体——共价特征。单原子分子构成的单质（稀有气体）；双原子分子构成的单质（卤素、O2、N2）；多原子分子构成的单质（硫、磷等）；巨型大分子(原子晶体)构成的单质（碳、硅等）。***非金属单质在形成化合物时有哪些主要性质？易形成单或多原子阴离子（S2-、Sx2-)；氧化物多为酸性，易与碱形成含氧酸盐单质不易与水（F2除外）、稀酸作用，可与氧化性酸及碱作用。P604反应式。***分子型氢化物有哪些主要性质？其变化规律怎样？热稳定性：电负性差Δx越大，氢化物越稳定。还原性：稳定性越小的氢化物还原性越强。可被O2、Cl2、高价金属离子、氧化性含氧酸盐氧化。酸碱性：与给出和接受质子的能力有关。HX是酸、NH3是碱、CH4非酸非碱、H2O既酸又碱。变化规律：*因氢键反常稳定性增强还原性减弱水溶液酸性增强极性增大，沸点升高稳定性减弱还原性增强水溶液酸性增强分子极性减小，*沸点升高***影响无氧酸强度的主要因素有哪些？为什么酸性：HF<HCl<HBr<HI？H2O<HF?影响因素：键能和电子亲合能。即与H直接相连的非金属元素原子的电子云密度，若该原子的电子云密度越大，对质子的吸引力越强，酸性越小，反之则酸性越大。因为电子亲合能F>OH-，所以酸性H2O<HF因为键能为HF>HCl>HBr>HI，所以酸性：HF<HCl<HBr<HI***从P区元素卤化物CF4、CCl4、SiF4、SiCl4、BF3、BCl3、AsCl3、SbCl3、BiCl3水解反应总结其水解产物有哪些类型？(1)CCl4CF4不水解。C已满足最大配位数，没有可利用的空轨道接受水的OH，只能先断开C-Cl、C-F键才能发生水解，需要能量大。(2)SiF4、BF3水解，生成相应的含氧酸和氟配酸。(3)SiCl4、BCl3水解，生成相应的含氧酸酸及HCl(4)SbCl3、BiCl3水解，生成难溶的酰基盐。***根据金属还原的热力学过程，即结合P637图19-1解释：（1）AgNO3热分解时产物是Ag而不是Ag2O。因为温度稍高时(T>573K)，Ag2O的ΔfGθ>0，即Ag2O不稳定，会自发分解为Ag。（2）Mg可还原Al2O3生成Al，能否发生Al还原MgO生成Mg的反应？上述两个还原过程的温度范围是多少？Mg可还原Al2O3生成Al的温度范围273℃～Al还原MgO生成Mg的温度1673℃（3）为什么用C作还原剂还原金属氧化物时，产物是CO？因为CO生成线向下倾斜，即温度越高，越易生成CO。***金属元素在自然界中有哪几种主要存在形式？少数贵金属以单质或硫化物。（如Au、Ag、Hg、铂系）轻金属：氧化物和含氧酸盐。（如以CO32-、PO43-、SO42-）重金属：氧化物、硫化物、SiO32－、CO32－***什么是超导体？超导材料目前存在的只要问题是什么？超导电性：金属材料的电阻通常随温度的降低而减小。1911年H.K.Onnes发现汞冷到低于4.2K时，其电阻突然消失，导电性差不多是无限大，这种性质称为超导电性。具有超导性质的物体称为超导体。超导体电阻突然消失时的温度称为临界温度(T0)。超导体的电阻为零，也就是电流在超导体中通过时没有任何损失。面临的问题：研制高临界温度超导材料第20章S区金属

（碱金属与碱土金属）***碱金属元素在形成化合物时有哪些主要特征？ns1结构，周期表中最左侧的一族元素。半径大，电负性小，是周期表中最活泼的金属元素。以失去电子，以形成M＋离子型化合物为主要特征。从Li到Cs活泼性增大。***碱土金属和碱金属元素比，在性质变化上有何规律？Li、Be有哪些特殊性？ns2结构，与碱金属比，金属键增强，硬度增大，熔点高，金属活泼性降低，但仍是活泼金属，活泼性仅次于碱金属。以形成M2+的离子型化合物为主要特征。Li、Be的特殊性：jӨLi+/Li特别的负，这与Li+的水合能特别大有关。②LiOH、Be(OH)2溶解度小。③化合物共价性强。***碱金属和碱土金属的单质有几种制备方法？各适用于哪些碱金属和碱土金属的制备？Na：用熔融电解NaCl制K、Mg、Ca、Cs：用热还原法K、Rb、Cs：用金属置换法Na、K、Rb、Cs：用热分解法***碱金属和碱土金属的氢化物有何特征？离子型氢化物，都是强还原剂。两个基本特征：大多数氢化物不稳定，加热分解放出氢气，可作储氢材料与水作用氢气，可作为野外产生氢气的原料。***何谓焰色反应？焰色反应有何用途？碱金属和碱土金属中钙、锶、钡的挥发性化合物在高温火焰中电子易被激发而呈现特殊的颜色，这就是焰色反应用途根据火焰的颜色定性的鉴别碱金属和碱土金属中钙、锶、钡这些元素的存在与否制造各种焰火***碱金属和碱土金属在形成配合物的性质上有何特征？碱金属离子接受电子对的能力较差，一般难形成配合物，只能形成少量螯合物。碱土金属离子的电荷密度较高，具有比碱金属离子强的接受电子的能力第21章P区金属***P区金属在在氧化态表现和变化规律上有何特征？由于ns、np电子可同时成键，也可仅由np电子参与成键，因此它们在化合物中常有两种氧化态，且其氧化值相差为2。***何谓铝盐和铝酸盐？它们有哪些主要性质？金属铝、氧化铝、氢氧化铝与酸反应得到铝盐(Al3+)，与碱反应得到铝酸盐[Al(OH)4-]。铝盐和铝酸盐的突出性质就是水解性.铝盐溶液由于水解均呈酸性：铝酸盐水解使水溶液呈弱碱性：[Al(OH)4]-Al(OH)3+OH-***Al2Cl6与B2H6的结构有何相似与不同？为什么？为什么AlF3不二聚？相同点：中心原子均为sp3杂化，均为桥式结构。不同点：B2H6中的氢桥键为3c－2eAl2Cl6中的氯桥键为3c－4eB、Al半径不同；H、Cl的结构不同。AlF3为离子型化合物。***为什么不活泼的Pb可与非氧化性的弱酸HAc作用？这一性质有何用途？有O2存在时，铅可溶于醋酸生成易溶的醋酸铅：2Pb＋O2＝2PbOPbO+2HAc=Pb(Ac)2+H2O这一性质可用于醋酸从含铅矿石中浸取铅或铅的提纯。***如何配制SnCl2溶液？如何鉴定Sn2+？配制SnCl2溶液时，先将SnCl2溶解在少量浓HCl中，再加水稀释。为防止Sn2+的氧化，在新配制的SnCl2溶液中加入少量锡粒。SnCl2+H2OSn(OH)Cl↓+HClSn4++Sn2Sn2+鉴别：2HgCl2(过量)＋SnCl2＝SnCl4+Hg2Cl2↓(白色)Hg2Cl2＋SnCl2=SnCl4+Hg↓(黑色)***锑和铋在自然界主要以何种物质存在？与氮、磷比有什么不同？辉锑矿（Sb2S3）和辉铋矿（Bi2S3）是锑和铋在自然界中的主要存在形式。Sb、Bi为亲硫元素。氮主要以单质存在；磷以含氧酸盐存在。***砷分族+Ⅲ氧化态卤化物的水解性有何变化规律？写出其相应的水解反应方程式。随着As、Sb、Bi顺序碱性逐渐增强，其水解程度逐渐减弱。AsX3+3H2O=H3AsO3+3HXSbCl3+2H2O=SbOCl↓+H2O+2HClBiCl3+2H2O＝BiOCl↓+H2O+2HCl***砷分族元素的氧化物及其水合物的酸碱性有何变化规律？其+Ⅲ和+Ⅴ氧化态的氧化还原性有何变化规律？氧化物：酸性减弱，碱性增强，酸中溶解度增大碱性减弱，酸性增强，酸中溶解度增大。***砷分族的硫化物有何特性？其硫化物的酸碱性和氧化还原性有何变化规律？砷分族的硫化物难溶，有颜色，在分析化学上用于砷分族的鉴定分离。硫化物酸碱性变化规律与氧化物相似。还原性增强,在多硫化物中的溶解度增大酸性减弱,碱性增强,在酸中溶解度增大酸性增大，在碱金属硫化物中的溶解度增大第23章d区金属（一）

第四周期d区金属***过渡元素的价层电子结构有何特征？d区元素原子的价电子层构型：(n-1)d1-10ns1-2除Pd(3d104s0)和ⅠB[(n-1)d10ns1]外，均有未充满的d轨道且最外层也只有1～2个电子。因而它们原子的最外两个电子层都是未充满的。***第一过渡金属的活泼性怎样？有何变化规律？(1)d区元素中以ⅢB族元素的化学性质最活泼。能与空气、水、稀酸等反应.(2)第一过渡系元素比较活泼，除V外，均能与稀酸反应置换出氢。(3)第二、第三过渡系元素不活泼(ⅢB族例外)均不能与稀酸反应，W和Pt不与浓硝酸反应，但溶于王水，Nd、Ta、Ru、Rh、Os、Ir等不与王水反应。变化规律：同周期：从左至右活泼性降低。同族：从上到下活泼性降低。***为什么第一过渡金属中锰和铜的熔点相对较低？Mn的价电子构型：3d54s2Cu的价电子构型：3d104s13d轨道为半充满和全充满的稳定构型，参与形成金属键的能力弱，因而熔点较低。***过渡元素为何有较强的形成配合物的能力？过渡元素的水合离子为何常显示出一定的颜色？（1）过渡元素的价电子轨道多(5个(n-1)d轨道，１个s轨道，3个p轨道)。（2）空价电子轨道可以接受配体电子对形成σ配键。（3）d电子较多的过渡元素可以与配体形成d-π反馈键另：因d轨道不满而参加成键时易形成内轨型配合物。且相对电负性较大，金属离子与配体间的相互作用加强，可以形成较稳定的配合物。***为什么水溶液中不存在简单的Ti4+离子？TiCl4有何主要性质？Ti4+因为Z/r值大，容易水解得到TiO2+离子——钛酰离子。TiCl4：无色有刺激性气味的液体，极易水解，在空气中冒烟，在军事上可用作烟幕弹。由于Ti4+离子电荷高，半径小，极化力极强，所以在酸性溶液中主要存在TiO2+（钛酰离子）。TiCl4主要用于制取金属钛。TiCl4＋3H2O＝H2TiO3↓＋4HCl发生部分水解：TiCl4＋H2O＝TiOCl2↓＋2HClTiO2+的检验：TiO2+＋H2O2＝TiO(H2O2)2+(弱酸中橙黄色，强酸中橙红色)***钒有何特征氧化态？钒为活泼金属，为什么有较好的抗酸能力？电子构型为：3d34s2价态有：+V、+IV、+III、+II。以+V价最稳定。+IV价在酸中也较稳定。jӨV2+/V=-1.18V因为易钝化，所以有良好的抗酸能力。***Cr(Ⅵ)的化合物有何主要性质？(1)CrO42-、Cr2O72-均有颜色。(2)CrO42-和Cr2O72-可相互转化。(3)CrO42-的盐多难溶。(4)Cr(Ⅵ)有较强的氧化性，尤其在酸性介质中。***Cr(Ⅲ)的氧化物和氢氧化物分别为什么颜色？有何主要性质？Cr(Ⅲ)和Al(Ⅲ)有何相似和不同？Cr(OH)3：灰蓝色。Cr2O3：绿色。Cr(OH)3、Cr2O3主要性质：(1)微溶性。(2)两性。(3)还原性。Cr(Ⅲ)和Al(Ⅲ)有何相似和不同：相似：M2O3、M(OH)3均为两性；M(OH)3均为胶状沉淀。不同：M2O3、M(OH)3颜色不同；[M(H2O)6]3+颜色不同；形成配合物的能力不同。Al3+不形成氨配合物；Cr(Ⅲ)有还原性，Al(Ⅲ)没有。***从P762图23-7判断锰可发生哪些歧化反应和氧化还原（归中）反应？酸中：歧化：Mn3+、MnO42-归中：Mn3++MnO42-→MnO2Mn3++MnO4-→MnO2Mn2++MnO4-→MnO2***怎样保存KMnO4试剂及溶液？KMnO4溶液久置会有何现象发生？为什么？应保存于棕色瓶中,存放于避光阴凉处。有棕色沉淀析出。***K2MnO4歧化可得到KMnO4，但实际制备KMnO4却不用这种方法，为什么？如何由K2MnO4制备KMnO4？写出反应方程式。锰酸钾歧化法3MnO42-＋4H+＝2MnO4-＋MnO2↓＋2H2O只有2/3转化。电解氧化法：阳极：2MnO42--2e=2MnO4-阴极：2H2O+2e=H2+2OH-总反应：2MnO42-+2H2O=2MnO4-+OH-＋H2↑氧化剂氧化法：2K2MnO4+Cl2=2KMnO4+2KCl***以KMnO4为氧化剂，在酸性、中性、碱性介质中分别得到什么产物？举例写出反应方程式。碱性：2MnO4-+SO32-+2OH-=2MnO42-(绿)+SO42-+H2O中性：2MnO4-+3SO32-+H2O=2MnO2↓+3SO42-+2OH-酸性：2MnO4-+5SO32-+6H+=2Mn2++5SO42-+3H2O***什么是羰基化合物？为什么中性的金属原子可以和中性的CO分子形成较稳定的化合物？铁钴镍都可与CO形成低价的羰基化合物,这类化合物具有挥发性,用于提纯金属。羰基配合物组成特点：单核羰基配合物中，金属原子的价电子数和CO提供的配位电子数总和等于18，为反磁性物质。如：Fe(CO)5Cr(CO)6Mo(CO)6Ni(CO)4第24章d区金属（二）

第五、六周期d区金属***第二、三过渡系元素有哪些基本特征？基态电子构型特例多；原子半径很接近；密度大、熔点、沸点高；高氧化态稳定，低氧化态不常见；配合物的配位数较高，形成金属－金属键的元素较多；磁性要考虑自旋－轨道耦合作用。***与第一过渡系元素比，为什么第二、三过渡系元素会有这些特征？(1)半径相近。(2)(n-1)d与ns轨道能量相近。***金属铌、钽有哪些主要性质和用途？Nb和Ta因性质相似，在自然界中共生，矿物为Fe[(Nb,Ta)O3]2如果Nb的含量多就称铌铁矿，反之为钽铁矿。Nb、Ta以+V价最稳定.主要性质：单质容易呈钝态、都溶于硝酸和氢氟酸的混合酸中，钽不溶于王水。铌和钽在高温时可以与氧、氯、硫、碳等化合。用途：独特应用是制造合金钢。它们另一个重要性质是对人的肌肉和细胞没有任何不良影响，而细胞却可以在其上面生长发育，所以它们用做外科刀具。***铌、钽的含氧酸根及卤化物