高中化学无机化学竞赛辅导课件.ppt

元素部分 元素及其重要化合物性质变化的规律重要化合物和离子的结构重要化合物和离子的化学性质离子的分离和鉴定 一 元素及其重要化合物性质变化的规律1 周期表中元素性质的变化规律 主族元素化合物性质的变化规律s区金属氢氧化物的碱性强弱p区元素的氧化物 氢氧化物及含氧酸酸碱性的变化规律 氧化物酸碱性的变化规律 同周期元素最高氧化态氧化物 从左到右碱性依次减弱 酸性依次增强 同族元素同氧化态氧化物碱性从上到下依次增强 有多种氧化态的元素 其氧化物的酸性依氧化态升高的顺序增强 3 p区元素最高氧化态水和氧化物的氧化性强弱的变化规律 4 p区元素氢化物的酸性和氧化性的变化规律 3 副族元素化合物性质的变化规律 酸碱性及氧化还原性 cu2 ag zn2 cd2 hg2 naohcu oh 2agozn oh 2cd oh 2hgo过量cu oh 42 zn oh 42 cd oh 42 naoh 6moldm 32浓naoh 二 重要化合物和离子的结构 氟化氙的结构 卤素含氧酸根的结构 多卤化物i3 为线型结构 o3的分子结构 中心氧原子sp2杂化 形成 键和 34 过氧化氢 二氧化硫结构 sp2杂化 键和 34 三氧化硫结构 sp2杂化 键和 46 氮分子的结构 氨的结构 硝酸的结构 h3po2h3po3h3po4的结构 co和co2的结构 硅酸盐 含硼化合物的结构 cucl2为顺磁性 结构 dsp2杂化链状结构 hgcl2 sp杂化线型分子反磁性hg2cl2 sp杂化线型分子反磁性 配位化合物的结构 三 重要化合物和离子的化学性质1 氧化还原性质 过氧化氢的氧化还原性质 硝酸与金属的反应 a fecral和冷浓硝酸 形成一层不溶的保护膜 阻碍反应的继续进行b snassbmow等和浓硝酸反应生成含水的氧化物或含氧酸c 其余金属和硝酸反应都生成硝酸盐 硝酸被金属还原的产物 浓硝酸 12 16moldm 3 no2为主 6 8moldm 3硝酸no为主 2moldm 3硝酸n2o为主 活泼金属与很稀的硝酸 2moldm 3 以nh4 为主 活泼金属与硝酸h2 王水au hno3 4hcl haucl4 no 2h2o sn ii 的还原性fe3 fe2 hg2 hg22 hg 氧化态间的转化cu cu2 cu2 0 153vcu 0 521vcu生成沉淀 2cu2 4i 2cui i2生成配合物 2cu2 2h 4cl cu 2h cucl2 hg i hg ii hg2 0 92vhg22 0 797vhghg2 no3 h2s hgs hg 2hno3hg2 no3 2nh3 hgnh2no3 hg 2nh4no3 cr iii 与cr vi 的相互转化cro42 4h2o 3e cr oh 3 4oh 0 12vcr2o72 14h 6e 2cr3 7h2o1 33vmn ii mn vii pbo2nabio3 nh4 2s2o8 mn2 mn oh 2浅粉 mno oh 2棕fe2 fe oh 2白 fe oh 2fe oh 3灰绿 fe oh 3红棕co2 co oh cl蓝 co oh 2粉红 h2o2 co oh 3土褐ni2 ni oh cl绿 ni oh 2绿 clo ni oh 3黑 三 重要化合物和离子的化学性质s区元素的化合物p区元素的化合物 hf酸性hf f hf2 与二氧化硅的反应hf sio2 sif4 2h2o 卤素的含氧酸及其盐多卤化物i2 i i3 多硫化物和硫代酸盐硫酸氨及与水性质的比较硅的化合物铅的化合物bf3水解 缺电子化合物铝的化合物 d区元素的化合物离子极化对ds区元素化合物性质的影响颜色溶解hgf2hgcl2hgbr2hgi2水解性质hg2 与卤素及拟卤离子形成的配合物hgx42 hgnh2x 4 常见配位化合物及配位数cu i cu nh3 2 cucl3 cu cn 43 cu ii 配位数通常为4cucl42 cu nh3 42 cu cn 42 ag i 配位数通常为2ag nh3 2 ag s2o3 23 ag cn 2 zn ii 配位数为4和6zncl42 zn nh3 42 zn nh3 62 cd ii 常见配位数为4hg ii 配位数为4与卤素和类卤离子 cro42 cr2o72 cocl2的颜色 四 离子的分离和鉴定na k nh4 ca2 ba2 al3 sn2 pb2 cu2 ag hg2 mn2 fe2 fe3 co2 ni2 卤素离子s2 s2o32 so32 so42 cro42 cr2o72 原理部分 一 配位化合物定义配位化合物的化学键理论1价键理论1 配位键的本质共价2 内轨型和外轨型配合物磁性3 配位离子的空间构型 2 晶体场理论1 键本质 静电作用2 d轨道能量的分裂分裂能的大小 八面体场大于四面体场中心离子的影响配体的影响 cl f h2o nh3 en no2 n bonded cn 弱场配体 强场配体 晶体场理论对一些问题的解释低自旋和高自旋配合物的颜色配位平衡 二 分子结构与晶体结构化学键离子键本质静电引力特点没有方向性和饱和性强度晶格能 定义计算 共价键经典lewis学说八隅体规则共振体价键理论 共价键的本质 电子云的重叠特点 方向性和饱和性杂化轨道 分子的几何构型分子轨道理论分子轨道组合原则第二周期双原子分子的分子轨道价层电子对互斥理论分子构型的预测分子的极性偶极矩是表示分子电荷分布情况的一个物理量 q d 金属键电子海洋模型能带理论分子间作用力和氢键分子间作用力取向力诱导力色散力氢键强弱次序 f h f o h o o h n n h n o h cl o h s特点 是特殊的分子间作用力具有方向性和饱和性 晶体结构1 晶格和点阵 晶胞晶系 立方四方正交单斜三斜三方六方2 金属晶体 堆积非密置层的堆积 简单立方和体心立方密堆积 立方密堆 面心立方六方密堆 六方晶胞空间利用率及配位数离子晶体cscl负离子成简单立方堆积 正离子占据立方体间隙 nacl负离子成面心立方堆积 正离子占据八面体体间隙 zns负离子成面心立方堆积 正离子占据四面体间隙 分子晶体共价晶体金刚石和石墨的结构 离子极化离子的极化能力离子的变形性离子极化对键型和晶型的影响 三 原子结构bohr氢原子理论氢原子光谱谱线的通式 1 rh 1 n12 1 n22 两个假设微观粒子的波粒二象性 h p h mv3 近代量子力学对氢原子结构的描述 微观粒子的运动服从shrodinger方程式 可用特定的波函数来描述它们的运动状态 电子并不存在确定的原子轨道 但电子在空间都有一定的几率分布 电子的运动状态由四个量子数 n l m ms 所规定 包括电子在空间的几率密度 能量 轨道形状和空间取向 电子的自旋状态 四个量子数的取值 原子轨道的图形spd轨道的径向 角度和电子云图5 多电子原子中的电子排布 轨道能量取决于主量子数和角量子数 钻穿和屏蔽效应电子排布的原则 能量最低原理 pauli不相容原理 hund规则6 元素周期律元素性质的周期性变化 半径电离能电子亲和能电负性 四 氧化还原反应及电化学基础原电池电池符号电极电势与电池电动势 与 gt 和k gt nf 2 303rtlgk nf 0 0591 n lgk 3 nernst方程 0 0591 n lgq浓度对电极电势的影响的计算 三类电极反应氧化还原平衡与酸碱及沉淀溶解平衡利用电极电势测定kakbksp元素标准电极电势图水的e ph图 五 沉淀溶解平衡溶度积ksp 溶解度的求算沉淀的生成 同离子效应盐效应沉淀的溶解沉淀的转化分步沉淀 六 酸碱平衡酸碱理论 电离理论质子理论 共扼强弱 区分和拉平效应电子理论酸碱的电离平衡一元弱酸碱 h cka 1 2适用条件二元弱酸碱h3o 主要来自于第一步电离弱酸根浓度近似等于ka 2值 两性物的电离 h ka 1ka 2 1 2混合弱酸碱的电离 h kakw kb 1 2平衡的移动缓冲溶液ph pka lg ca cha 七 化学反应速率反应速率的定义微分速率方程v k a m b n基元反应v k a a b b质量作用定律反应级数一级反应lg a lg a 0 kt 2 303t1 2 0 693 k零级反应 a a 0 kt活化能定义 普通化学第1 3章 总结 1 3章 理想气体状态状态方程 pv nrt 气体 混合气体分压定律 pa p总 na n总 v t恒定 p t恒定 va v总 na n总 lgk ea 2 303r 1 t ck ae ea rt6 反应速率理论碰撞理论过渡状态理论7 催化作用 普通化学第1 3章 四个热力学函数 uhsg它们都是状态函数 容量性质 2 u h s g u q w qv h u p v qp 化学热力学 gibbs helmholtz方程 gt ht t st 普通化学第1 3章 4 hess定律 热循环 普通化学第3章 化学平衡 平衡常数表达式标准平衡常数和实验平衡常数 van thoff等温式 g