大连理工无机化学 第六章原子簇化合物
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8.1 复习笔记一、氢原子光谱与Bohr 理论1.氢原子光谱氢原子光谱是人们认识原子结构的实验基础,原子光谱是线状光谱。
每种元素的原子辐射都具有由一定频率成分构成的特征光谱,是一条条离散的谱线,称为线状光谱。
每一种元素都有各自不同的原子光谱。
氢原子光谱的频率的经验公式:,n=3,4,5,615122113.28910()s 2v n-=⨯-2.Bohr 理论Bohr 理论(三点假设):(1)核外电子只能在有确定半径和能量的轨道上运动,且不辐射能量;(2)通常,电子处在离核最近的轨道上,能量最低——基态;原子获得能量后,电子被激发到高能量轨道上,原子处于激发态;(3)从激发态回到基态释放光能,光的频率取决于轨道间的能量差。
氢原子光谱中各能级间的能量关系式为:21h E E ν=-氢原子能级图如图8-1所示。
图8-1能级间能量差为H 221211(E R n n ∆=-式中,R H 为Rydberg 常数,其值为2.179×10-18 J 。
当时,,即氢原子的电离能。
121n n ==∞或182.17910J E -∆=⨯二、微观粒子运动的基本特征1.波粒二象性微观粒子具有粒子和光的特性,即具有波粒二象性。
微观粒子的波长为:hhmv pλ==式中,m 为实物粒子的质量;v 为粒子的运动速度;p 为动量。
2.不确定原理Heisenberg 不确定原理:2hx p π∆⋅∆≥式中,Δx 为微观粒子位置的测量偏差;Δp 为微观粒子的动量偏差。
微观粒子的运动不遵循经典力学的规律。
微观粒子的波动性是大量微粒运动表现出来的性质,即具有统计意义的概率波。
三、氢原子结构的量子力学描述1.薛定谔方程与波函数式中,ψ为量子力学中描述核外电子在空间运动的数学函数式,即原子轨道;E 为轨道能量(动能与势能总和);V 为势能;m 为微粒质量;h 为普朗克常数;x ,y ,z 为微粒的空间坐标。
2.量子数主量子数n :n =1,2,3…正整数,它决定电子离核的远近和能级。
大连理工大学2024年硕士研究生入学考试大纲科目代码:630 科目名称:无机化学及无机化学实验具体复习大纲如下:一、气体和溶液1、理想气体的概念、理想气体状态方程、理想气体状态方程的应用.2、混合气体中组分气体、分压的概念,分压定律、分体积定律.3、真实气体与理想气体的差别.4、液体的蒸发及饱和蒸汽压.5、稀溶液的依数性.二、热化学1、系统、环境、相、热、功、热力学能和焓等概念.2、热力学第一定律.3、热化学方程式、化学反应的标准摩尔焓变(Δr H mӨ).4、物质的标准摩尔生成焓(Δf H mӨ)、物质的标准摩尔燃烧焓(Δc H mӨ).5、Hess定律及有关计算.三、化学反应速率1、化学反应速率、(基)元反应、复合反应等概念.2、反应速率方程、速率系数、反应级数的确定.3、活化分子、活化能等概念、阿伦尼乌斯方程.4、用碰撞理论和活化络合物理论说明浓度、温度和催化剂对反应速率的影响.四、化学平衡熵和Gibbs函数1、化学平衡、标准平衡常数、平衡组成的计算、多重平衡规则.2、反应商判据、Le Chaterlier原理.3、浓度、压力、温度对化学平衡移动的影响及相关计算.4、熵的概念、吉布斯函数的概念,物质的标准摩尔熵S mӨ、物质的标准摩尔生成Gibbs函数、反应的Δr S mӨ和Δr G mӨ的简单计算,Δr G mӨ与Δr H mӨ和Δr S mӨ的关系、Δr G mӨ与KӨ的关系.5、介绍反应的Δr G m,用Δr G m和Δr G mӨ判断反应进行的方向和程度.五、酸碱平衡1、酸碱质子理论、水的解离平衡、水的离子积常数、常见酸碱指示剂的变色范围.2、强酸、强碱溶液有关离子浓度和pH的计算.3、一元(多元)弱酸(碱)的解离平衡、解离常数和平衡组成的计算.4、一元弱酸强碱盐和一元强酸弱碱盐的水解平衡、水解常数和平衡组成的计算.5、多元弱酸强碱盐的分步水解及其平衡组成的计算、酸式盐溶液pH的近似计算.6、同离子效应、缓冲溶液、缓冲能力、缓冲溶液pH的计算.7、酸碱电子理论、配合物的基本概念、配合物的命名、配合物的不稳定常数和稳定常数、配体过量时配位平衡组成的计算、酸碱反应与配合反应共存时溶液平衡组成的计算.六、沉淀-溶解平衡1、难溶电解质的沉淀-溶解平衡、标准溶度积常数、标准溶度积常数与溶解度之间的关系和有关计算.2、溶度积规则、用溶度积规则判断沉淀的生成和溶解.3、pH对难溶金属氢氧化物沉淀-溶解平衡的影响及有关计算、沉淀的配位溶解及其简单计算.4、分步沉淀和两种沉淀间的转化及有关计算.七、氧化还原反应电化学基础1、氧化还原反应的基本概念、氧化反应方程式的配平.2、原电池的基本概念、电池电动势的概念.3、电极电势的概念及其影响因素、Nernst方程式及其相关计算、电极电势的应用.4、元素电势图及其应用.八、原子结构和元素周期律1、氢原子光谱、Bohr原子结构理论、电子的波粒二象性、量子化和能级、原子轨道、概率密度、概率、电子云.2、四个量子数的名称、符号、取值和意义.3、s、p、d原子轨道与电子云的形状和空间伸展方向.4、多电子原子轨道能级图和核外电子排布的规律、写出常见元素原子的核外电子排布、根据核外电子排布确定它们在周期表中的位置.5、周期表中元素的分区、结构特征.6、原子半径、电离能、电子亲和能和电负性的变化规律.九、分子结构1、化学键的分类、共价键价键理论的基本要点、共价键的特征和类型.2、杂化轨道理论的概念和类型、用杂化轨道理论解释简单分子和离子的几何构型.3、价层电子对互斥理论的要点、用价层电子对互斥理论推测简单分子或离子的几何构型.4、分子轨道的概念、第二周期同核双原子分子的能级图、电子在分子轨道中的分布、推测第二周期同核双原子分子(离子)的磁性和稳定性(键级).5、键级、键能、键长、键角等概念.十、晶体结构1、晶体的类型、特征和组成晶体的微粒间的作用力.2、金属晶体的三种密堆积结构及其特征、金属键的形成和特征.3、三种典型离子晶体的结构特征、晶格能的概念、离子电荷和半径对晶格能的影响、晶格能对离子化合物熔点、硬度的影响、晶格能的热化学计算方法.4、离子极化及其对键型、晶格类型、溶解度、熔点、颜色的影响.5、键的极性和分子的极性、分子的偶极矩和变形性及其变化规律、分子间力的产生及其对物质性质的影响.6、氢键形成的条件、特点及对物质某些性质的影响.7、过渡性晶体结构(如:层状晶体).十一、配合物结构1、配合物价键理论的基本要点、配合物的几何构型与中心离子杂化轨道的关系、内轨型和外轨型配合物的概念、中心离子价电子排布与配离子稳定性和磁性的关系.2、配合物晶体场理论的基本要点、八面体场中d电子的分布、高自旋和低自旋配合物、推测配合物的稳定性和磁性、配合物的颜色与d-d跃迁的关系.十二、s区元素1、碱金属和碱土金属的通性、单质的重要物理性质和化学性质.2、碱金属和碱土金属的重要氢化物、氧化物、过氧化物、超氧化物的生成和基本性质.3、碱金属和碱土金属氢氧化物碱性强弱的变化规律、重要盐类的溶解性和稳定性.4、锂和铍的特殊性、对角线规则.十三、p区元素(一)1、硼族元素的通性、缺电子原子和缺电子化合物的概念、乙硼烷的结构和重要性质、硼酸的晶体结构和性质、硼砂的结构和性质、硼的卤化物的结构和水解.2、铝及其重要化合物的性质.3、碳族元素的通性、碳单质的结构、碳的氧化物、碳酸及其盐的重要性质、用离子极化理论说明碳酸盐的热稳定性.4、硅单质、硅的氢化物、硅的氧化物、硅酸及其盐的重要性质.5、硅的卤化物的结构和水解.6、锡和铅的氧化物和氢氧化物的酸碱性及其变化规律、Sn(Ⅱ)的还原性、Pb(Ⅳ)的氧化性、锡和铅硫化物的颜色、生成和溶解性.十四、p区元素(二)1、氮族元素的通性、氮分子的结构和特殊稳定性、铵盐的性质、氮的氧化物的结构、硝酸的结构和性质、硝酸盐和亚硝酸盐的性质.2、磷的单质、氢化物、氧化物、卤化物的结构和性质.3、磷酸及其盐的性质、亚磷酸、次磷酸、焦磷酸、聚磷酸、聚偏磷酸的结构和性质.4、砷、锑、铋氧化物及其水合物的酸碱性及其变化规律.5、砷、锑、铋化合物氧化还原性的变化规律和重要反应.6、砷、锑、铋硫化物的颜色、生成和溶解性及砷、锑的硫代酸盐.7、氧族元素的通性、氧单质的结构和性质、过氧化氢的结构和性质及其重要反应.8、硫单质的结构和性质、硫化氢的性质、金属硫化物的溶解性、多硫化物的性质、二氧化硫和三氧化硫的结构、亚硫酸及其盐的性质、硫酸及其盐的性质、硫代硫酸盐的结构和性质、过二硫酸盐的结构和性质、焦硫酸盐和连二亚硫酸盐的性质.十五、p区元素(三)1、卤素的通性、卤素单质的制备和性质、卤化氢的制备及其性质(还原性、酸性、稳定性)的变化规律、氯的含氧酸及其盐的性质及其变化规律、溴和碘的含氧酸的基本性质.2、稀有气体的重要性质及其变化规律、稀有气体化合物及其几何构型.3、p区元素的氢化物、氧化物及其水合物性质的递变规律.4、p区元素化合物的氧化还原性递变规律、p区元素含氧酸盐的热稳定性递变规律.十六、d区元素(一)1、过渡元素的原子结构特征和通性.2、钛单质的性质和用途.3、铬单质的性质、Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)化合物的酸碱性和氧化还原性及其相互转化,杂多酸盐磷钼酸铵.4、Mn(Ⅱ)、Mn(Ⅳ)、Mn(Ⅵ)、Mn(Ⅶ)重要化合物的性质.5、Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)重要化合物的性质及其变化规律.6、Fe(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)重要化合物的性质及其变化规律.7、铁、钴、镍的重要配合物.十七、d区元素(二)1、铜族元素的通性.2、铜的氧化物、氢氧化物、重要铜盐的性质.3、Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)相互转化、铜的重要配合物、水溶液中Cu2+的重要反应.4、银的氧化物和氢氧化物的性质、银的重要配合物、水溶液中Ag+的重要反应.5、锌族元素的通性、氢氧化锌的性质、水溶液中Zn2+的重要反应、锌的重要配合物.6、镉的重要化合物的性质.7、汞的重要化合物的性质、Hg(Ⅰ)和Hg(Ⅱ)间的相互转化、水溶液中Hg2+和Hg22+的重要反应.十八、无机化学实验1.实验基本操作:加热、洗涤、过滤等无机化学实验操作。
大连理工无机化学习题第6章第六章习题1. π酸配体与π配体与过渡金属成键时,在键合方式上有何异同?为什么低氧化态过渡金属易和这两类配体形成配合物?2.为什么在过渡金属族中,从上而下成桥倾向减小而从左至右,成桥倾向则增大?3.NO和CO都是π酸配体,两者有何差别?4.描述Zeise盐的结构,并根据DCD成键模型说明σ-π配键的协同效应.5.解释以下羰基伸缩振动频率的变化:(1)[V(CO)6]-Cr(CO)6[Mn(CO)6]+γCO 1 860cm-1 2 000 cm-1 2 090 cm-1(2) Mo(CO)6Mo(CO)3(PPh3)3Mo(CO)3(NH3)3γCO 2 000cm-1 1 949 cm-1 1 855 cm-1(3) F3Si-Co(CO)4Cl3Si—Co(CO)4γCO 2 128cm-1 ,2 073cm-1 2 125cm-1,2 071 cm-1Me3Si-Co(CO)4γCO 2 100cm-1 ,2 041cm-16.写出和Cr(NO)4,Mn(CO)(NO)3, Mn(CO)3(NO), Co(NO)3,Fe(CO)2(NO)2等电子的金属羰基化合物的分子式。
7.由V→Ni的第一过渡系金属能生成[(η5-C5H5)M(CO)x]m型配合物。
试用EAN规则推断第一过渡系金属元素所生成的这种化合物的分子式,画出每个化合物的结构.8 .将18电子规则应用于以下金属和配体的化合反应,推断可能的配合物的理想配比(考虑到正离子的、负离子的和二聚物的物种).(1)Fe,CO,NO (2)Ni,PF3,CO (3)Co,C5H5,NO (4)Fe,降冰片二烯,CO (5)Pd,环辛四烯,Cl(6)Mn,环焿三烯,PF3(7)Fe,PF3,H9.化学式为MnRe(CO)10的化合物是抗磁性的,且在2000cm-1以下,没有羰基红外吸收.试画出该化合物的结构.10.写出下列化合物的结构式:(1)三羰基(η-苯)合钨(0)(2)羰基(η-茂)(1-3-η-环庚三烯基)合铁(Ⅱ)(3)(η-茂基)·(1-2:5-6-η-环辛四烯)合钴(Ⅰ)11.在AgO晶体中,其中一半Ag原子与近邻的2个O原子呈直线配体,另一半Ag原子与近邻的4个O原子呈平面四方形,请解释。