无机化学(天津大学四版)C9-14学习指导.doc

第九章 元素概论基 本 要 求1了解主族元素单质的化学性质及晶体结构；2熟悉氢化物的类型、离子型氢化物的还原性、共价型氢化物的性质及其递变规律；3了解单质的制取方法；4了解近代无机合成方法；5了解稀有气体的基本知识。学习指导关 键 词1. 物理分离法制备单质10. 化学气相沉积19. 氢2. 热分解法制备单质11. 离子型氢化物20. 氦3. 电解法制备单质12. 共价型氢化物21. 氖4. 还原法制备单质13. 金属型氢化物22. 氩5. 氧化法制备单质14. 储氢材料23. 氪6. 高温合成15. 氢能源24. 氙7. 低温合成16. 稀有元素25. 氡8. 水热合成17. 稀有气体26. 能源与化学9. 高压合成18. 稀有气体化合物27. 生物质能1 普通元素元素 轻稀有元素 分散稀有元素 稀有元素高熔点稀有元素 铂系元素 稀土元素放射性稀土元素 稀有气体2 气态N2、O2等11种元素单质游离态 液态Hg、Br2存在形态 固态非金属单质、金属单质化合态: 氧化物、卤化物、硫化物、碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐、硅酸盐、硼酸盐等3单质物理性质递变规律(1)熔、沸点：主族同周期两头低中间高；副族 一般较高；(2)密度和硬度：主族两头小、中间大；副族 一般较大；(3)导电性：主族周期表从左到右由导体 半导体 非导体； 副族易导电。4氢气的性质氢气是无色、无臭、无味的可燃气体。熔、沸点极低，扩散性好，在水中溶解度很小，但可大量溶于镍、钯等金属中。有还原性，加热时可与许多单质反应形成各类氢化物。5氢化物类型：离子型、分子型、金属型。6离子型氢化物的特征 离子型氢化物熔、沸点较高，熔融态能导电，受热或与水作用时放H2，还原性强。 第十章 碱金属和碱土金属元素基本要求1掌握离子型氢化物的还原性2熟悉碱金属、碱土金属正常氧化物、过氧化物、超氧化物的性质学习指导关 键 词1. 碱金属的性质2. 正常氧化物3. 超氧化物4. 碱土金属的性质5. 过氧化物6. 臭氧化物 7. 氨碱法8. 绿柱石9. 冠醚配合物10. R-O-H 规则11. 氢氧化物的酸碱性12. 氢氧化物的溶解性1碱金属、碱土金属单质的熔、沸点较低，硬度较小。最软的是Cs。2碱金属、碱土金属元素化合物以离子型为主。Li、Be的化合物具有一定的共价性。3同族元素单质的标准电极电势自上往下逐渐减小，但E(Li+/Li) C12 Br2 I2； 还原性：F- Cl- Br- I-。5HF HCl HBr HI 酸性、还原性逐渐增强；热稳定性逐渐减弱。6HClO HClO3 HClO4 酸性、热稳定性逐渐增强；氧化性逐渐减弱。7O3分子中存在键；H202分子中有-O-O-基；H2SO4分子中存在(p-d)键。8H2O2的主要性质(1) 不稳定性 分解为O2和H2O；(2) 弱酸性；(3) 氧化性 被还原为H2O；(4) 还原性 被氧化为O2。9H2S的主要性质(1)弱酸性；(2)还原性 一般被氧化为S。10亚硫酸及其盐(1) H2SO3为中强酸；(2) 亚硫酸及其盐具有氧化还原性，但以还原性为主 还原性 被氧化为SO42-；氧化性 一般被还原为S。 11硫酸的主要性质(1) 吸水性和脱水性；(2) 浓硫酸有氧化性 一般被还原为SO2。12K2S2O7可作熔矿剂。13硫代硫酸及其盐(1) H2S2O3不稳定 分解为H2S和S；(2) Na2S2O3具有强还原性遇强氧化剂 被氧化为SO42-；遇弱氧化剂 被氧化为S4O62-。 第十二章 氮族、碳族和硼族元素 基本要求 1. 了解氮族、碳族、硼族元素的概述及惰性电子对效应；2. 了解氨的三类反应,掌握铵盐的热分解规律；3. 掌握亚硝酸及其盐的性质；4. 掌握硝酸、硝酸根的结构和硝酸及其盐的性质；5. 熟悉磷的含氧酸类型和磷酸及其盐的性质；6. 掌握砷、锑、铋氧化物的水合物及其盐的性质；7. 掌握碳酸及其盐、硅酸及其盐的性质；8. 掌握锡、铅的氧化物及其水合物、盐类(包括硫化物)的性质及递变规律。9. 掌握乙硼烷的结构、硼酸及其盐的性质；10. 熟悉铝的氧化物、氢氧化物的性质；11. 掌握氯化铝的结构、矾的概念；12. 熟悉对角线规则；13. 熟悉NH4+、NO2-、NO3-、PO43-、Bi3+、Al3+、Sn2+、Pb2+、SiO32-、CO32-的鉴定。学习指导关 键 词 1. 惰性电子对效应2. 非氧化性酸的铵盐3. 氧化性酸的铵盐4. NH4+的鉴定5. 亚硝酸及其盐6. NO2-的鉴定7. 硝酸及其盐8. HNO3及NO3-的结构9. 硝酸的性质10. 硝酸盐的性质11. NO3-的鉴定12. 磷酸13. 磷酸盐14. Na2HPO4的酸碱性15. NaH2PO4的酸碱性16. PO43-的鉴定 17. Sb(OH)3的两性18. Bi(OH)3的弱碱性19. H3AsO4的氧化性20. NaBiO3的强氧化性(Mn2+的鉴定)21. SbCl3水解22. BiCl3水解23. 砷、锑、铋硫化物的颜色24. 砷、锑、铋硫化物酸碱性25. 富勒烯(C60)26. 碳酸盐溶解性27. 碳酸盐热稳定性28. 硅酸29. 变色硅胶30. 硅酸盐31. 氢氧化锡的两性32. 氢氧化铅的两性33. PbO2的氧化性34. Sn()的还原性35. 鉴定Sn2+36. 配制和保存SnCl2溶液37. 铅盐的难溶性38. 锡、铅的硫化物39. 乙硼烷的结构40. 乙硼烷的性质41. 硼酸的晶体结构42. 硼砂珠试验43. 刚玉44. 红宝石45. 蓝宝石46. 活性氧化铝47. 氢氧化铝的两性48. Al2Cl6的结构49. 矾50. 对角关系1. 惰性电子对效应。2. NH3的三类反应: 加合、取代、氧化。3. 铵盐: (1) 固体铵盐的热分解规律 非氧化性酸的铵盐NH3+ 相应酸或酸式盐； 氧化性酸的铵盐不放NH3,主要放N2。(2) NH4+的鉴定4. 亚硝酸及其盐:(1) 不稳定性(常用于鉴定NO2-)；(2) 氧化性: NO2-NO； (3) 还原性: NO2-NO3-。5. 硝酸及其盐； (1) HNO3、NO3-的结构: 除含有一般键外, HNO3中还含有键, NO3-中还含有键；(2) HNO3的性质: 热不稳定性； 强氧化性: 和金属反应时, 其还原产物与金属活泼性及硝酸浓度有关。 (3)硝酸盐的 热分解规律活泼性强于Mg的金属硝酸盐亚硝酸盐 + O2；活泼性在Mg-Cu间的金属硝酸盐金属氧化物+NO2+ O2；活泼性小于Cu的金属硝酸盐金属单质+NO2+ O2。(4) NO3-的鉴定6. 磷酸及其盐: (1) H3PO4为非挥发性、无氧化性的三元中强酸；(2) 正盐及两种酸式盐的溶解性、水溶液酸碱性；(3) PO43-的鉴定7. 砷、锑、铋氧化物的其水合物及其盐的性质: (1) 氧化物的水合物酸碱性:从AsSbBi酸性，碱性H3AsO3两性偏酸；Sb(OH)3两性；Bi(OH)3弱碱性。(2) 氧化还原性: As（）Sb（）Bi（）还原性； As（）Sb（）Bi（）氧化性， NaBiO3在酸性介质是具有强氧化性。(3) M3+的盐及M3+、M5+的硫化物: M3+的水解性； 硫化物的颜色及酸碱性、硫代酸盐8. 碳酸及其盐(1) 碳酸为二元弱酸(2) 金属离子与可溶性碳酸盐反应规律 S(氢氧化物) S(碳酸盐)碳酸盐9. 硅酸及其盐 (1) 硅酸为二元难溶弱酸 (2) 硅酸盐大多难溶且有色10. 锡、铅重要化合物 (1) Sn(OH)2、Pb(OH)2白色、两性 (2) Sn()还原性：被氧化产物 SnCl2 SnCl4； Sn(OH)42-Sn(OH)62- PbO2氧化性, 还原产物Pb() (3) 锡、铅硫化物颜色, 酸碱性； (4) SnS与Na2S2的反应11. 硼、铝重要化合物 (1) B2H6的结构: 分子中含有3c-2e键, 价键结构式。 (2) Al2Cl6的结构: 分子中含有配位键, 价键结构式。 (3) H3BO3为一元弱酸 H3BO3 + H2O B(OH)4- + H+ (4) 硼砂珠试验 (5) 矾的通式 ()() M M(SO4)212H2O12. 对角关系 三对: LiMg BeAl BSi 第十三章 过渡元素基本要求1. 了解过渡元素的通性。2. 了解钛族、钒族元素的单质及重要化合物的性质。3. 掌握Cr(）、Cr()重要化合物的性质（颜色、氧化物及其水合物的酸碱性、氧化还原性、溶解性等)；了解铬族元素的单质及其它化合物的性质。4. 掌握Mn()、Mn（）、Mn（）、Mn()重要化合物的性质（颜色、氧化物及其水合物的酸碱性、氧化还原性、稳定性、溶解性等）；了解锰族元素的单质及其它化合物的性质。5. 掌握铁、钴、镍重要化合物的性质，了解铁系、铂系元素的单质的性质。6. 掌握铜、银、锌、汞的重要化合物的性质以及Cu()Cu()、Hg()Hg()间的相互转化，了解铜族、锌族元素的单质的性质。学习指导1. 过渡元素及其通性：长式周期表中位于s区和p区元素之间的元素。(1) 均为金属元素，外观均呈银白色或灰白色。除B族外，多数熔点、沸点较高、硬度大。同一周期金属单质从左到右金属活泼性逐渐减弱。(2) 元素氧化值：从左到右：B BB -从上往下： 高氧化态趋于稳定(3) 易形成配合物，且有配位催化作用；配离子大多显色。(4) 多数过渡元素原子或离子具有磁性。2. TiO2的主要性质：(1) 白色难溶固体。(2) 两性偏碱。溶于浓H2SO4生成TiOSO4，溶于浓NaOH生成Na2TiO3。3. V2O5的主要性质(1) 橙黄色至转红色固体，无味、有毒、微溶于水。 (2) 两性偏酸：(3) 中强氧化剂：V2O5 VO2+(蓝)4. Cr的化合物： (1) Cr2O3是溶、熔皆难的两性氧化物，与酸性溶剂(如K2S2O7)共熔能转变为可溶性Cr()盐。(2) Cr(OH)3难溶于水，具两性，碱性介质中有较强还原性。(3) CrO3(暗红色)有毒，有强氧化性。(4) CrO42-和Cr2O72-盐： (A) CrO42-(黄色)Cr2O72-(橙红色)(B) Cr2O72-盐在酸性溶液中有强氧化性，本身被还原为Cr3+。(5) 难溶铬酸盐： PbCrO4(黄色)BaCrO4(柠檬黄)Ag2CrO4(砖红) 5. Mo、W重要化合物的主要性质(1) CrO3 MoO3 WO3氧化性依次减弱。(2) H2CrO4 H2MoO4 H2WO4酸性、氧化性依次减弱。(3) Mo、W含氧酸及其盐在酸性介质中易脱水、缩合成多酸或杂多酸。6. Mn重要化合物的主要性质(1) Mn2+的弱还原性： Mn2+MnO4-(2) MnO2的弱氧化性： MnO2Mn2+(3) MnO42-在酸性介质中易歧化： MnO42-MnO4- + MnO2(4) MnO4-的强氧化性：7. 铁系元素的主要性质(1) Fe(OH)3 CoO(OH) NiO(OH)氧化性依次增强 -Fe(OH)2 Co(OH)2 Ni(OH)2还原性依次减弱(2) CoCl26H2O(粉红)CoCl2(蓝)(3) 氨合配离子稳定性按Fe2+ Co2+ Ni2+顺序依次增强 -稳定性：Co(NH3)63+ Co(NH3)62+ (4) 重要配合物的颜色：K3Fe(CN)6(深红)K4Fe(CN)63H2O(黄)Fe(NCS)n3-n(血红)Co(NH3)62+(土黄)Co(CN)63-(黄)Co(NCS)42-(蓝)Ni(NH3)62+(蓝紫)Ni(CN)42-(橙黄)Ni(CO)4(无色)8. Cu、Ag、Zn、Hg重要化合物的主要性质(1) 金属的酸溶性：Zn可溶于非氧化性酸，Cu、Ag可溶于硝酸或热硫酸，Hg可溶于硝酸，Au只能溶于王水。(2) 稳定性： CuO(黑) Cu2O(暗红或黄) Ag2O(暗棕)。 AgX见光分解ZnO(白) HgO(红或黄)AgOH、Hg(OH)2不存在。(3) 氢氧化物酸碱性： Cu(OH)2(浅蓝)两性偏碱，Zn(OH)2两性。(4) Ag与氨水、S2O32-、CN-的反应。(5) Hg2+盐的水解性、氧化性以及与NH3、OH-、I-、S2-的反应。(6) Cu+不稳定，易自动歧化；Hg22+较稳定，不会自动歧化。 第十四章 镧系和锕系元素基本要求 1. 了解镧系、锕系元素的电子层结构，镧系收缩及其后果。2. 了解稀土元素的应用。3. 了解核反应的类型。4. 了解放射性的应用。学习指导 1. 镧系元素、锕系元素的原子半径和离子半径变化的总趋势是随着原子序数的增加而逐渐缩小，这种现象称为镧系收缩。受镧系收缩的影响，铕后的钇族元素与钇第三过渡系与第二过渡系的同族元素性质相似，分离困难。2. 我国稀土元素资源具有储量大、分布广、类型多、矿种全、品位高等特点。3. 核反应一般可分为放射性衰变、粒子轰击原子核、核裂变及核聚变等四种类型。4. 放射性衰变分类：(1) 衰变：不稳定的原子核自发放射出射线(粒子流)。(2) 衰变：不稳定的原子核自发放射出-射线(粒子流)。(3) 衰变：由激发态原子核通过发射射线(光子流)跃迁到低能态的过程。(4) +衰变：可看作是核中的质子()转化为中子()的过程。+射线是正电子()流。(5) 电子俘获：原子核从内层(或K层)中俘获一个电子，使核内的质子变成中子的过程。5. 半衰期：放射性元素的核数减少到原有核数一半所需的时间称为半衰期。6. 原子弹爆炸核急剧裂变反应释放巨大能量所致。 氢弹爆炸在核裂变能诱发下氢元素原子核发生聚变释放出更巨大的能量所致。第十五章 无机化学与生态环境基本要求1. 了解什么是生命必需元素及其生物功能。2. 了解环境污染对生态环境