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⼤连理⼯⼤学⽆机化学教研室《⽆机化学》（第5版）（课后习题详解固体结构）10.2 课后习题详解1. 填充下表：解：根据已知条件可得表10.1：表 10.12.根据晶胞参数，判断下列物质各属于何种晶系?解：根据已知条件可得表10.2：表 10.23. 根据离⼦半径⽐推测下列物质的晶体各属何种类型。
解：上述物质都为AB 型离⼦键化合物，在不考虑离⼦极化的前提下，晶体的离⼦半径⽐与晶体构型的关系为：+-r r 当=0.225～0.414时，晶体为ZnS 型；+-r r =0.414～0.732时，晶体为NaCl 型；+-r r =0.732～1.000时，晶体为CsCl型。
+-r r4. 利⽤Born-Haber 循环计算NaCl 的晶格能。
解：设计循环如下：5. 试通过Born-Haber 循环，计算MgCl 2晶格能，并⽤公式计算出晶格能，再确定两者符合程度如何（已知镁的I 2为1457 kJ?mol -1）。
解：设计的循环如下：则通过Born-Haber 循环，计算MgCl 2晶格能为：⽤公式计算出晶格能为：通过⽐较两种⽅法计算出的晶格能⼤⼩，可见⽤两种⽅法计算的结构基本相符。
6. KF 晶体属于NaCl 构型，试利⽤公式计算KF 晶体的晶格能。
已知从Born-Haber 循环求得的晶格能为802.5 kJ?mol -1。
⽐较实验值和理论值的符合程度如何。
解：根据题意可知，晶体属于构型，即离⼦晶体构型，故查表可知KF NaCl 。
1.748A =⼜因为，，所以1(79)82n =+=0()()133136269R r K r F pm pm pm +-=+=+=与Born-Haber 循环所得结果相⽐，误差为7. 下列物质中，何者熔点最低?解：⼀般情况下，离⼦晶体的晶格能越⼤，则其熔点越⾼。
影响晶格能的因素很多，主要是离⼦的半径和电荷。
电荷数越⼤，离⼦半径越⼩，其晶格能就越⼤，熔点越⾼。
所以的熔点最低。
第一章气体1、气体具有两个基本特性：扩散性和可压缩性。
主要表现在：(1)气体没有固定的体积和形状。
(2)不同的气体能以任意比例相互均匀地混合。
(3)气体是最容易被压缩的一种聚集状态。
气体的密度比液体和固体的密度小很多。
2、理想气态方程：pV=nRT，其中p、V、T分别为一定量气体的体积、压力和热力学温度。
R为摩尔气体常数。
在国际单位制中，p以Pa、V以m3、T以K为单位，则R=8.314J·mol-1·K-1。
3、理想气体是一种假想的模型，它忽略了气体本身的体积和分子之间的相互作用。
对于真实气体，只有在低压高温下，分子间作用力比较小，分子间平均距离比较大，分子自身的体积与气体体积相比，完全微不足道，才能把它近似地看成理想气体。
4、理想气体混合物：当两种或两种以上的气体在同一容器中混合时，相互间不发生化学反应，分子本身的体积和它们相互间的作用力都可以忽略不计，这就是理想气体混合物。
其中每一种气体都称为该混合气体的组分气体。
5、混合气体中某组分气体对器壁所施加的压力叫做该组分气体的分压。
对于理想气体来说，某组分气体的分压力等于在相同温度下该组分气体单独占有与混合气体相同体积时所产生的压力。
6、Dalton分压定律：混合气体的总压等于混合气体中各组分气体的分压之和。
7、Amage分体积定律：混合气体中组分B的分体积V B是该组分单独存在并具有与混合气体相同温度和压力时占有的体积。
8、气体分子动理论的基本要点：(1)气体是由分子组成的，分子是很小的粒子，彼此间的距离比分子的直径大许多，分子体积与气体体积相比可以略而不计。
(2)气体分子以不同的速度在各个方向上处于永恒地无规则运动之中。
(3)除了在相互碰撞时，气体分子间相互作用是很弱的，甚至是可以忽略的。
(4)气体分子相互碰撞或对器壁的碰撞都是弹性碰撞。
碰撞时总动能保持不变，没有能量损失。
(5)分子的平均动能与热力学温度成正比。
9、气体的压力是由气体分子对器壁的弹性碰撞而产生的，是“分子群”对器壁碰撞作用的统计平均的结果。
18.1 复习笔记一、f区元素概述f区元素包括镧系元素和锕系元素。
近年来人们根据光谱实验结果，认为镧系元素应是57号元素La至70号元素Yb，锕系元素应是89号元素Ac至102号元素No。
71号元素Lu和103号元素Lr则应分别是第5周期和第6周期的第一个d区元素，即ⅢB族元素。
f区元素又称内过渡元素。
二、镧系元素1．镧系元素的通性（1）镧系元素基态原子的价层电子构型可以表示为4f0~145d0-16s2。
镧系元素的特征氧化值是+3。
（2）镧系元素的原子半径和离子半径总的递变趋势是，随着原子序数的增大缓慢地减小（镧系收缩）。
（3）镧系元素的水合离子大多是有颜色的，这是由于产生f-f跃迁而引起的。
几乎所有镧系元素的原子或离子都有顺磁性。
（4）镧系元素都是活泼金属，是较强的还原剂。
由于镧系元素的离子半径很相近，其化合物的性质非常相似，所以它们在自然界中总是共生在一起，因此分离比较困难。
2．镧系元素的重要化合物Ln的氧化物多数是白色的。
Ln（OH）3大多是难溶的碱，碱性随Ln3+半径的减小逐渐减弱，胶状的Ln（OH）3能在空气中吸收二氧化碳生成碳酸盐。
镧系元素的草酸盐Ln2（C2O4），溶解度小。
镧系元素的氢氧化物、草酸盐或硝酸盐受热分解可以得到Ln2O3，镧系元素的配合物种类和数量比d区元素少，稳定性较差。
镧系元素氟化物难溶于水，其溶度积由LaF3到YbF3逐渐增大。
镧系元素与硫酸、硝酸、盐酸形成的盐都易溶解于水，结晶盐含有结晶水。
硫酸盐的溶解度随温度升高而降低。
3．镧系元素的配合物与d区元素相比，镧系元素形成的配合物种类和数量较少，且稳定性较差。
三、锕系元素1．锕系元素的通性（1）锕系元素锕系元素都是放射性元素，其中铀后面的元素是以人工核反应合成的，称为超铀元素。
（2）锕系元素基态原子的价层电子构型锕系元素基态原子的价层电子构型中，89～93号和96号元素有6d电子。
锕系元素中，从Ac到Am具有多种氧化值并达到高氧化值，Cm以后的元素易呈低氧化值，稳定的氧化值多为+3，唯有No在水溶液中最稳定的氧化态为+2。
1.1 复习笔记一、气体的两个基本特性气体具有扩散性和可压缩性。
主要表现在：1．气体没有固定的体积和形状；2．不同的气体能以任意比例相互均匀地混合；3．气体是最容易被压缩的一种聚集状态。
二、理想气体状态方程1．理想气体状态方程人们将符合理想气体状态方程的气体称为理想气体。
理想气体是一种假想气体，其分子本身不占有空间，分子之间没有相互作用力。
实际上这种气体并不存在，只是人们研究气体状态变化时提出的一种理想模型。
理想气体状态方程为：pV nRT式中，R=8.314 J·mol-1·K-1，称为摩尔气体常数；p、V、T和n分别为压力、体积、温度和物质的量，单位分别为Pa、m3、K和mol。
该方程适用于理想气体，近似地适用于温度不太低、压力不太高的真实气体。
2．理想气体状态方程的应用（1）计算p，V，T，n中的任意物理量（2）确定气体的摩尔质量根据，得出：pV nRT RT M==mRTM pV =其中，M 单位为g·mol -1。
（3）确定气体的密度根据，得出：mRT RT M pV pρ==pMRTρ=三、分压定律理想气体状态方程式不仅适用于单一组分的气体，也适用于多组分的混合气体或其中某一种组分气体。
在理想气体混合物中，若各组分之间不发生化学反应，也没有任何其他相互作用，则它们之间互不干扰，如同各自单独存在一样。
分压定律：混合气体的总压等于混合气体中各组分气体分压之和，这一定律被称为Dalton 分压定律。
12BBp p p p p =++⋅⋅⋅=∑或混合气体中某组分气体B 对器壁产生的压力称为该组分气体的分压力p B 。
组分气体即理想气体混合物中的每一种气体。
对于理想气体来说，某组分气体B 的分压力p B 等于相同温度下该组分气体单独占有与混合气体相同体积时所产生的压力，即：B B p V n RT=B B n RTp V=B B p x p=式中，，为B 组分气体的物质的量分数，即摩尔分数。
15.1 复习笔记一、卤素的概述卤素包括氟、氯、溴、碘和砹五种元素，均为非金属元素，其中氟的非金属性最强，碘有微弱的金属性，砹是放射性元素。
1．卤素的性质卤素的许多性质有规律的递变。
随着原子序数的增大，卤素原子的半径依次增大，电离能依次减小，电负性依次减小。
其单质的氧化性按F 2，Cl 2，Br 2，I 2的次序减弱，卤素负离子的还原性按F -，Cl -，Br -，I -的次序增强。
2．卤素原子的价层电子结构卤素原子的价层电子构型为n s 2n p 5，除氟只形成-1氧化值的化合物外，氯、溴、碘都能形成多种氧化值（-1，+1，+3，+5，+7）的化合物。
3．卤素形成的单质氯水，溴水，碘水的主要成分是单质，在碱存在下，促进X 2在H 2O 中的溶解、歧化。
2222X 2H O 4HX O +−−→+，激烈程度：222F Cl Br >>＞I 222X H O HXO HX −−−→++←−−−，激烈程度：222Cl Br I >>二、卤化物1．卤化物金属卤化物；根据卤化物的键型，又可分为离子型卤化物和共价型卤化物。
（1）活泼金属和较活泼金属的低氧化态卤化物是离子型的。
它们的熔点、沸点、溶解度等性质与晶格能大小有密切联系。
金属卤化物大多易溶于水，对应氢氧化物不是强碱的都易水解，产物通常为氢氧化物或碱式盐。
（2）非金属卤化物和p 区元素的多数金属卤化物都是共价型的。
p 区元素中的一些卤化物也属于共价型卤化物。
非金属卤化物为共价型卤化物，易水解，产物通常为两种酸。
3233BX 3H O H BO 3HX (X Cl,Br,I)+−−→+=4223SiCl 3H O H SiO 4HCl+→+（3）卤化物的键型及性质的递变规律：同一周期：从左到右，阳离子电荷数增大，离子半径减小，离子型向共价型过渡，熔沸点下降。
同一金属不同卤素：①AlX 3随着X 半径的增大，极化率增大，共价成分增多；Na 的卤化物均为离子键型，随着离子半径的减小，晶格能增大，熔沸点增大。
16.1 复习笔记一、d区元素概述1．d区元素d区元素处于s区元素和p区元素之间，又称过渡元素。
d区元素价层电子构型为（n-1）d1-10n s1-2，d区元素都是金属元素。
2．d区元素的原子半径和电离能过渡元素的原子半径从左到右的递减比较小，这是由于电子逐一填充到次外的d亚层中。
这些增加的电子处在次外层，有较大的屏蔽作用，使有效核电荷增加不明显，从而使原子的大小变化不大。
主族元素的原子半径，在同一族中从上到下随原子序数的增加而增大，电离能变小，金属性增强。
过渡元素原子半径增大的程度小于主族元素，特别是第二过渡系与第三过渡系相应元素的原子半径很接近，因为镧元素之后增加的l4个元素都属于ⅢB族过渡元素。
在这些元素的原子中，增加的电子几乎都进入外数第三层的4f轨道中，由于f电子的屏蔽作用较大，有效核电荷增大的极少，使镧系元素的原子半径逐渐缩小的不明显（镧系收缩）。
这就造成第二、第三过渡系元素的原子半径比较接近。
相对第二过渡系元素而言，第三过渡系元素有效核电荷较多，电离能较大，金属活泼性减弱。
3．d区元素的物理性质过渡元素单质大多熔点高、沸点高、密度大、硬度大、导电和导热性良好。
其中熔点最高的是钨，密度最大的是锇，硬度最大的是铬。
这可能是因为过渡元素的单质原子半径小，采取紧密堆积时原子间除了s电子外，还有部分d电子参与成键，在金属键之外有部分共价键，因此结合牢固。
4．d区元素的化学性质（1）第一过渡系元素都是比较活泼的金属，而第二、第三过渡系元素不如第一过渡系元素活泼。
这种差异表现在它们和酸的反应上。
第一过渡系金属除了钒和铜外，均能置换酸中的氢放出氢气；第二、第三过渡系金属均不活泼，除了IIIB族的钇，镧以及IIB族的镉外，它们很难和非氧化性酸作用。
如要将它们溶解，需分别选用浓H2SO4，HNO3，王水，HNO3与HF的混酸或者熔碱与它们相作用。
例如：第一过渡系除Cu外均能与稀酸作用，第二、三过渡系仅能溶于王水、氢氟酸，而Ru, Rh, Os, Ir不溶于王水。
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。
10.1 复习笔记一、晶体的结构1．晶体的组成和性质晶体是由原子、离子或分子在空间按一定规律周期性地重复排列构成的固体。
具有以下普遍性质：（1）具有规则的多面体几何外形；（2）呈现各向异性；（3）具有固定的熔点。
上述特征是由晶体的微观内在结构决定的。
2．晶格理论将组成晶体的微粒所在的空间的点联结起来得到的空间格子称为晶格，用以表示晶体结构的周期性排列。
晶格上排列的微粒称为晶格结点。
晶格中，能代表晶体结构特征的最小重复单元称为晶胞。
无数个晶胞在空间周期性的紧密排列则组成晶体，展现了组成晶体的微粒采取密堆积的结构模式。
所谓密堆积就是在单位体积中容纳的粒子数尽可能多。
主要的密堆积方式有：六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方密堆积。
密堆积层间存在两类空隙：四面体空隙和八面体空隙。
晶体有七种晶系：立方晶系、四方晶系、正交晶系、单斜晶系、三斜晶系、三方晶系和六方晶系。
如表10-1所示。
表10-1 晶体的七种晶系按带心型式分类，将七大晶系分为14种形式。
例如，立方晶系分为简单立方、体心立方和面心立方三种形式。
3．晶体缺陷（1）本征缺陷：由于晶体中晶格结点上的微粒热涨落导致的；（2）杂质缺陷：由于杂质进入晶体后所形成的缺陷；（3）非化学计量化合物：组成中各元素原子的相对数目不能用整数比表示的化合物。
非晶体：非晶体没有规则的外形，内部微粒的排列是无规则的，没有特定的晶面。
又称为过冷的液体。
非晶体物质有：玻璃、沥青、石蜡、橡胶和塑料等。
准晶体：质点呈定向有序排列，但不做周期性平移重复。
介于非晶态和晶态之间的一种新物态。
二、晶体的类型与性质根据组成晶体的质子种类及粒子之间作用力的不同，可将晶体分为离子晶体、原子晶体、金属晶体和分子晶体。
还有些物质属于混合型晶体，例如：石墨、黑磷、六方氮化硼等。
晶体的类型不同，其物性就不同。
例如：由物质的熔点可以估计它们属于哪一类晶体。
但是应当指出的是，不能仅仅根据熔点来区分原子晶体、离子晶体和金属晶体，还要参照1．金属晶体（1）金属晶体的形成金属晶体是金属原子或离子彼此靠金属键结合而成的晶体。
第一章气体1、气体具有两个基本特性：扩散性和可压缩性。
主要表现在：(1)气体没有固定的体积和形状。
(2)不同的气体能以任意比例相互均匀地混合。
(3)气体是最容易被压缩的一种聚集状态。
气体的密度比液体和固体的密度小很多。
2、理想气态方程：pV=nRT，其中p、V、T分别为一定量气体的体积、压力和热力学温度。
R为摩尔气体常数。
在国际单位制中，p以Pa、V以m3、T以K为单位，则R=8.314J·mol-1·K-1。
3、理想气体是一种假想的模型，它忽略了气体本身的体积和分子之间的相互作用。
对于真实气体，只有在低压高温下，分子间作用力比较小，分子间平均距离比较大，分子自身的体积与气体体积相比，完全微不足道，才能把它近似地看成理想气体。
4、理想气体混合物：当两种或两种以上的气体在同一容器中混合时，相互间不发生化学反应，分子本身的体积和它们相互间的作用力都可以忽略不计，这就是理想气体混合物。
其中每一种气体都称为该混合气体的组分气体。
5、混合气体中某组分气体对器壁所施加的压力叫做该组分气体的分压。
对于理想气体来说，某组分气体的分压力等于在相同温度下该组分气体单独占有与混合气体相同体积时所产生的压力。
6、Dalton分压定律：混合气体的总压等于混合气体中各组分气体的分压之和。
7、Amage分体积定律：混合气体中组分B的分体积V B是该组分单独存在并具有与混合气体相同温度和压力时占有的体积。
8、气体分子动理论的基本要点：(1)气体是由分子组成的，分子是很小的粒子，彼此间的距离比分子的直径大许多，分子体积与气体体积相比可以略而不计。
(2)气体分子以不同的速度在各个方向上处于永恒地无规则运动之中。
(3)除了在相互碰撞时，气体分子间相互作用是很弱的，甚至是可以忽略的。
(4)气体分子相互碰撞或对器壁的碰撞都是弹性碰撞。
碰撞时总动能保持不变，没有能量损失。
(5)分子的平均动能与热力学温度成正比。
9、气体的压力是由气体分子对器壁的弹性碰撞而产生的，是“分子群”对器壁碰撞作用的统计平均的结果。
3.1 复习笔记一、基本概念1．平均速率在某一时间间隔内浓度变化的平均值，。
1c r n t∆=±⋅∆2．瞬时速率时间间隔Δt→0时的平均速率的极限值，01lim t c dc r n tn dt ∆→±∆==±⋅⋅∆。
3．定容反应速率用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示，定义式为：（其中），单位为mol·L -1·s -1。
B B d d 1d d c r V t tξν==B B n c V =二、化学反应速率方程1．化学反应速率方程的表述化学反应速率方程是反应速率与反应物浓度之间的定量关系，A Br kc c αβ=式中，k 为速率系数，与浓度无关，与温度T 有关，单位由反应级数n 确定，可表示为（mol·L -1）1-n ·s -1；c A ，c B 分别为反应物A 和B 的浓度，单位为mol·L -1；α，β分别为反应对A 和B 的反应级数，量纲为一；（α+β）为反应的总级数。
速率常数k ：（1）可理解为当反应物浓度都为单位浓度时的反应速率；（2）k由化学反应本身决定，与反应物的本性有关，是化学反应在一定温度时的特征常数，不同的反应有不同的k值；（3）相同条件下，k的大小反映了反应的快慢，k值越大，反应速率越快；（4）k的数值与反应物的浓度无关；（5）同一反应，k随温度、溶剂和催化剂而变化。
反应级数：（1）表示反应速率与物质的量浓度（摩尔浓度）的关系；（2）零级反应表示反应速率与反应物浓度无关；（3）一级反应表示反应速率与反应物浓度的一次方成正比；二级…三级…类推，四级及以上反应不存在；（4）反应级数可以是分数或负数，负数时表示该物质浓度的增加反而抑制了反应，使反应速率下降。
2．确定反应级数的方法（1）对于基元反应（一步完成），α=a，β=b；（2）对于复合反应，α和β由实验确定。
3．温度对化学反应速率的影响（1）大多数化学反应的速率都随温度的升高而增大。
13.1 复习笔记一、p区元素概述1．p区元素包括了除氢以外的所有非金属元素和部分金属元素。
与s区元素相似，p区元素的原子半径在同一族中自上而下逐渐增大，它们获得电子的能力逐渐减弱，元素的非金属性也逐渐减弱，金属性逐渐增强。
除第ⅦA族和稀有气体外，p区各族元素都由明显的非金属元素过渡到明显的金属元素。
2．p区元素特征（1）各族元素性质由上到下呈现二次周期性①第二周期元素具有反常性（只有2s，2p轨道）；第二周期元素单键键能小于第三周期元素单键键能。
②第四周期元素表现出异样性（d区插入），例如：溴酸、高溴酸氧化性分别比其他卤酸（HClO3，HIO3）、高卤酸（HClO4，H5IO6）强。
③最后三个元素性质缓慢地递变（d区、f区插入）。
（2）多种氧化值①p区元素的价电子构型为n s2n p1-6，具有多种氧化态。
例如：氯的氧化值有+1，+3，+5，+7，-1，0等。
②惰性电子对效应：同族元素从上到下，低氧化值化合物比高氧化值化合物变得更稳定。
（3）电负性大，形成共价化合物。
二、硼族元素1．硼族元素概述硼族元素包括B，Al，Ga，In，Tl五种元素，其价电子构型为n s2n p1，因此他们一般形成氧化值为+3的化合物。
随着原子序数的增加，形成低氧化值+1化合物的趋势逐渐增强。
硼的原子半径较小，电负性较大，所以硼的化合物都是共价型的，在水溶液中也不存在B3+。
在硼族元素化合物中形成共价键的趋势自上而下依次减弱。
（1）缺电子元素硼族元素原子的价电子轨道数为4，而其价电子只有3个，这种价电子数小于价键轨道数的原子称为缺电子元素。
它们所形成的化合物有些为缺电子化合物。
缺电子化合物的特点：易形成配位化合物HBF4；易形成双聚物Al2Cl6。
（2）硼族元素的一般性质①B是非金属单质，Al、Ga、In、Tl是金属单质；②B，Al，Ga的氧化态是+3，In的氧化态是是+1和+3，Tl的氧化态是+1；③B的最大配位数是4，Al、Ga、In、Tl 的最大配位数是6。
7.1 复习笔记一、氧化还原反应的基本概念化学反应可以分为氧化还原反应和非氧化还原反应。
将有电子转移（或得失）的反应称为氧化还原反应。
在氧化还原反应中，还原剂失去电子被氧化，氧化剂得到电子被还原，氧化过程和还原过程同时发生。
1．氧化值（1）氧化值的定义元素的氧化值是指某元素的一个原子的荷电数。
该荷电数是假定把每一化学键的电子指定给电负性更大的原子而求得的。
（2）氧化值的规则确定氧化值的规则：①单质中，元素的氧化值为零；②在单原子离子中，元素的氧化值等于该离子所带的电荷数；③在大多数化合物中，氢的氧化值为+1；只有在金属氢化物中氢的氧化值为-1；④通常，氧在化合物中的氧化值为-2；但是在过氧化物中，氧的氧化值为-1，在氧的氟化物中，如OF2和O2F2中，氧的氧化值分别为+2和+1；⑤在所有的氟化物中，氟的氧化值为-1；⑥碱金属和碱土金属在化合物中的氧化值分别为+1和+2；⑦在中性分子中，各元素氧化值的代数和为零；在多原子离子中，各元素氧化值的代数和等于离子所带电荷数。
们的氧化数。
如CO2，C氧化值为+4，O的氧化值为-2。
氧化数可为整数，也可是分数或小数。
氧化剂中某元素的原子得到电子，其氧化值降低；还原剂中某元素的原于失去电子，其氧化值升高。
氧化还原电对：在半反应式中，同一元素的两种不同氧化数物种组成了氧化还原电对。
用符号表示为：氧化型/还原型。
氧化型或还原型物质必须是能稳定存在的。
2．氧化还原反应方程式的配平（1）配平原则①电荷守恒：氧化剂所得电子数等于还原剂所失电子数；②质量守恒：反应前后各元素的原子总数必须各自相等，各物种电荷数的代数和相等。
（2）配平步骤①用离子式写出主要反应物和产物（气体、纯液体、固体和弱电解质则写分子式）；②分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧化的半反应；③分别配平两个半反应方程式，等号两边各元素的原子总数各自相等且电荷数相等；④确定两个半反应方程式得、失电子数目的最小公倍数，将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的系数，使得、失电子数目相同，将两者合并，就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。
9.2 课后习题详解1. 写出下列化合物分子的Lewis 结构式，并指出其中何者是σ键，何者是π键，何者是配位键。
（1）膦PH 3 （2）联氨N 2H 4（N-N 单键）；（3）乙烯； （4）甲醛；（5）甲酸；（6）四氧化二氮（有双键）。
解：其结构式与化学键类型如表9.1所示：表 9.12. 根据下列分子或离子的几何构型，试用杂化轨道理论加以说明。
（1）HgCl 2（直线形）；（2） SiF 4（正四面体）；（3）BCl 3（平面三角形）；（4）NF 3（三角锥形，102°）；（5）（V 形，115.4°）；（6）（八面体）。
2NO -26SiF -解：分子或离子的几何构型及其杂化理论解释如表9.2所示：表 9.23. 试用价层电子对互斥理论推断下列各分子的几何构型，并用杂化轨道理论加以说明。
解：用价层电子对互斥理论推断分子的几何构型应先计算中心原子的价电子对数，然后确定其空间分布，再根据是否有孤电子对来判断分子构型。
如果价层电子对数等于配位数，则分子的空间构型与电子空间排列相同，否则会存在孤对电子，分子的空间构型与电子空间排列不相同。
中心原子的杂化轨道类型与中心原子的价层电子对数有关，中心原子的价层电子对数等于其参与杂化的原子轨道数。
则可推知题中的分子构型如表9.3所示：表 9.34. 试用VSEPR 理论判断下列离子的几何构型。
解：推断结果如表9.4所示：表 9.45. 下列离子中，何者几何构型为T 形?何者构型为平面四方形?解：根据理论，几何构型为形的分子或离子，其中心原子的价层电子对数VSEPR T 为5，配位原子数为3。
所以在配位原子数为3的离子中的几何构型为形。
几何3XeF +T 构型为平面正方形的分子或离子，其中心原子的价电子对数为6，配位原子数为4。
所以的几何构型为平面正方形。
4ICl -6. 下列各对分子或离子中，何者具有相同的几何构型?解：中心原子价层电子对数相同，配位原子数也相同的分子或离子，一定具有相同的几何构型。
无机化学(第五版) 大连理工大学无机化学教研室编讲授吴世新说明计划：《无机化学》由半学年时间学完，总共7个学分。
根据学习情况，本学期(上学期）学习书中的第一章——第十八章，共84个学时。
期末考试采用闭卷考试形式，占总分70%。
平时成绩包括：学习态度、考勤、作业等，占总分30%*。
内容:本学期无机化学部分的内容包括：一.化学反应原理（第一.二、三、四、五*.六.七章）：主要内容为气体、化学热力学、化学反应速率、化学平衡、解离平衡、氧化还原反应,主要掌握其中的基本原理和一些简单的运用。
二.物质结构基础（第八.九.十.十一*章）：主要内容为原子结构，分子结构,晶体结构,配合物结构等,主要学习如何运用结构去解释其性质。
三.元素化学(第十二至第十八*章):讨论重要元素及其化合物的存在、性质、制备和用途.无机化学：是研究元素及其化合物的的制备、性质、反应、结构及其相互关系的一门基础化学课。
又可分为元素无机化学（※）、固体无机化学、配合物化学、生物无机化学、物理无机化学等。
地位：材料、能源和信息科学是现代文明的三大支柱，化学被认为是这三大支柱的中心科学，随着微电子技术、核能、光通讯、海洋（生命力）开发等技术的发展，无机化学将成为化学学科中最活跃、最富生命力的基础学科理论和实验的关系：化学是一门自然科学，无机化学的实验性强，也有自身的理论，无机化学设有理论课和实验课，它们是一个整体，互相补充、完善，实验可以加深感性认识，而理论可以加深对感性认识的理解。
理论指导实验，实验巩固理论知识。
第一章 气 体§1—1理想气体状态方程气体的特点：(1)气体没有固定的体积和形状。
(2)不同的气体能以任意比例均匀地混合。
(3)气体是最容易被压缩的一种聚集状态。
1.理想气体：分子本身不占体积，分子间没有相互作用力的气体。
这只是一种科学抽象，是人们为了使问题简化而建立的一种人为的气体模型。
对于实际气体，当它处于低压、高温的条件下时，分子间的平均距离很大，气体的体积远大于分子本身的体积，分子间作用力也因为距离拉大而变小，故可以近似看作理想气体。
第一章气体1、气体具有两个基本特性：扩散性和可压缩性。
主要表现在：(1)气体没有固定的体积和形状。
(2)不同的气体能以任意比例相互均匀地混合。
(3)气体是最容易被压缩的一种聚集状态。
气体的密度比液体和固体的密度小很多。
2、理想气态方程：pV=nRT，其中p、V、T分别为一定量气体的体积、压力和热力学温度。
R为摩尔气体常数。
在国际单位制中，p以Pa、V以m3、T以K为单位，则R=8.314J·mol-1·K-1。
3、理想气体是一种假想的模型，它忽略了气体本身的体积和分子之间的相互作用。
对于真实气体，只有在低压高温下，分子间作用力比较小，分子间平均距离比较大，分子自身的体积与气体体积相比，完全微不足道，才能把它近似地看成理想气体。
4、理想气体混合物：当两种或两种以上的气体在同一容器中混合时，相互间不发生化学反应，分子本身的体积和它们相互间的作用力都可以忽略不计，这就是理想气体混合物。
其中每一种气体都称为该混合气体的组分气体。
5、混合气体中某组分气体对器壁所施加的压力叫做该组分气体的分压。
对于理想气体来说，某组分气体的分压力等于在相同温度下该组分气体单独占有与混合气体相同体积时所产生的压力。
6、Dalton分压定律：混合气体的总压等于混合气体中各组分气体的分压之和。
7、Amage分体积定律：混合气体中组分B的分体积V B是该组分单独存在并具有与混合气体相同温度和压力时占有的体积。
8、气体分子动理论的基本要点：(1)气体是由分子组成的，分子是很小的粒子，彼此间的距离比分子的直径大许多，分子体积与气体体积相比可以略而不计。
(2)气体分子以不同的速度在各个方向上处于永恒地无规则运动之中。
(3)除了在相互碰撞时，气体分子间相互作用是很弱的，甚至是可以忽略的。
(4)气体分子相互碰撞或对器壁的碰撞都是弹性碰撞。
碰撞时总动能保持不变，没有能量损失。
(5)分子的平均动能与热力学温度成正比。
9、气体的压力是由气体分子对器壁的弹性碰撞而产生的，是“分子群”对器壁碰撞作用的统计平均的结果。
压力与气体分子每次对器壁的碰撞力和碰撞速度成正比。
每次的碰撞力等于分子的质量与分子运动速度的乘积。
碰撞速度与单位体积内的分子数和分子的运动速度成正比;分子数越多，分子运动得越快，其碰撞器壁的速度就越大。
即气体的压力是由单位体积中分子的数量、分子的质量和分子的运动速度所决定的。
10、分子的平均动能与热力学温度成正比。
气体分子的平均动能越大，系统的温度越高。
和压力一样，物体的温度也是大量分子(“分子群”)集体运动产生的总效应，含有统计平均的意义。
对单个分子而言，温度是没有意义的。
11、在一定温度下，每种气体的分子速度分布是一定的。
除了少数分子的速度很大或很小以外，多数分子的速度都接近于方均根速度V rms。
当温度升高时，速度分布曲线变得更宽了，方均根速度增大，高于这一速度的分子数增加得更多。
第二章热化学一、热力学术语和基本概念1、系统和环境(1)系统：系统就是被研究的对象，是人们将其作为研究对象的那部分物质世界，即被研究的物质和它 们所占有的空间。
(2)环境：环境是指系统边界以外与之相关的物质世界。
(3)按环境之间有物质和能量的传递情况的不同，可以将系统分为：①封闭系统：系统与环境之间通过边界只有能量的传递，而没有物质的传递。
系统的质量是守恒的。
②敞开系统：系统与环境之间通过边界既有物质的传递，也能以热和功的形式传递能量。
③隔离系统：系统与环境之间没有任何相互作用，既没有物质通过边界，也没有与环境进行能量交换。
2、状态和状态函数状态是系统中所有宏观性质的综合表现。
热力学系统是由大量微观粒子组成的集合体，其宏观性质有压 力、温度、密度、黏度、物质的量等。
我们把这些描述系统状态的物理量称为状态函数。
在一定的条件 下，系统的性质不再随时间而变化，其状态就是确定的，此时状态函数有确定值。
当系统状态发生变化 时，状态函数的变化量与系统状态变化的途径无关。
3、过程和途径(1)当系统的状态确定之后，系统的性质不再随时间变化而改变。
可是当系统的某些性质发生改变时， 这种改变称为过程。
系统由始态到终态所经历的过程总和被称为途径。
(2)定温过程：始态、终态温度相等，并且过程中始终保持这个温度，这种过程叫定温过程。
定温变化 与定温过程不同，它只强调始态和终态的温度的相同，而对过程中的温度不作任何要求。
(3)定压过程：始态、终态的压力相等，并且过程中始终保持这个压力。
定压变化与定压过程不同，它 只强调始态与终态的压力相同，而对过程中的压力不作任何要求。
(4)定容过程：系统的始态与终态容积相同，过程中始终保持同样的容积。
(5)循环过程：系统由始态出发，经过一系列变化，又回到原来状态，这种始态和终态相同的变化过程 称为循环过程。
4、相系统中物理性质和化学性质完全相同而与其他部分有明确界面分隔开来的任何均匀部分叫做相。
相可以 由纯物质或均匀混合物组成。
只含一个相的系统叫做均相系统或单相系统。
系统内可能有两个或多个相， 相与相之间有界面分开，这种系统叫做非均相系统或多相系统。
5、化学反应计量式和反应进度(1)化学反应计量式：根据质量守恒定律，用规定的化学符号和化学式来表示化学反应的式子，叫做化 学反应方程式或化学反应计量式。
(2)化学计量数：化学式前的系数称为化学计量数，以νB 表示，对于反应物，化学计量数为负，对于产 物为正。
对任一反应反应物的减小或增加等于生成物的增加或减少。
(3)反应进度(ε)：B B B n n νεε)0()(-=，)(n B ε和)0(n B 分别代表反应进度为ε=ε和ε=0(反应未开始)时B 的物质的量。
由此可见，无论用反应物和产物中的任何物种的物质的量的变化量(B n ∆)来 计算反应进度结果都是相同的。
要特别指出的是，反应进度ε与化学反应计量式相对应。
若反应方 程式中的计量数改变，B n ∆不变时，ε也将不同。
二、热力学第一定律1、热和功：热和功是系统发生变化时与环境进行能量交换的两种形式。
也就是说，只有当系统经历某过程 时，才能以热和功的形式与环境交换能量。
热和功均具有能量的单位。
(1)热：系统与环境之间由于温度差的存在而引起能量传递，这种能量传递形式称为热，以符号Q 表示。
以热的形式转移能量总带有一定的方向性。
热能自动地从高温物体传递到低温物体。
热力学中以Q 值的正、负号来表明热传递的方向。
若环境向系统传递热量，系统吸热，Q 为正值，即Q>0；。
系统 向环境放热，Q 为负值，Q<O 。
Q 与具体的变化途径有关，不是状态函数(2)功：系统与环境之间除热以外其他的能量传递形式，称之为功，以符号W 表示。
环境对系统做功(环 境以功的形式失去能量)，W>0;系统对环境做功(环境以功的形式得到能量)W<0。
功与热一样，与途 径有关，不是状态函数。
①体积功：由于系统体积变化而与环境交换的功，称为体积功。
定容过程中系统与环境之间没有体 积功的交换。
②非体积功：体积功以外的所有其他形式的功为非体积功。
2、热力学能系统是由大量的微观粒子组成的。
系统内的微观粒子处于永恒运动和相互作用之中，微观粒子具有能量。
在不考虑系统的整体动能和势能的情况下，系统的热力学能是系统内所有微观粒子的全部能量之和，热 力学能又称为内能，以符号U 表示。
由于组成系统的物质结构的复杂性和内部相互作用的多样性，尚 不能测定热力学能的绝对值。
实际应用中只要能确定始态与终态的热力学能的变化量△U 就足够了。
3、热力学第一定律：当系统由始态变化到终态时，系统和环境之间传递的热量Q 和功W 之和等于系统的 热力学能的变化量△U 。
即△U=Q+W 。
它表明系统的热力学能的变化量等子系统和环境之间传递的热 和功的总和。
显然它适用于封闭系统。
隔离系统和循环系统△U=0，热力学能守恒。
三、化学反应的反应热1、反应热：当生成物和反应物的温度相同时，化学反应过程中吸收或放出的热量，称为化学反应的热效应， 简称反应热。
反应热与反应条件有关。
2、定容反应热：定容的封闭系统中，△V=0，，系统的体积功W=0，除体积功以外，若无其他的功，则定 容反应热Q V =△U 。
即在定容且非体积功为零的过程中，封闭系统从环境中吸收的热等于系统热力学能 的增加。
化学反应的定容反应热可用弹式热量计精确的测量。
3、定压反应热：通常许多化学反应是在“敞口”容器中进行的，系统压力与环境压力相同(此系统只要不 与环境交换物质仍是封闭系统)，这时的反应热称为定压反应热，以Q P 表示。
在定压过程中，体积功 W=-p ex △V 。
在定压和不做非体积功的过程中，封闭系统从环境所吸收的热等于系统焓的增加。
4、焓(H)是状态函数，定义为H=U+pV 。
对于吸热反应，焓变△H>0；对于放热反应，焓变△H<0。
物质的 量不变时，理想气体的焓也只是温度的函数。
但通常温度对化学反应的焓变影响较小，可以忽略不不计。
5、△r U m 和△r H m定义：反应的摩尔热力学能变B B m r n U U U ∆∆=∆∆=∆νε ，反应的摩尔热力学焓变B B m r n H H H ∆∆=∆∆=∆νε ，反应的摩尔热力学能变和反应的摩尔热力学焓变分别表示反应进度为１mol 时，热力学能的变化量和焓 的变化量。
关系：∑+∆=∆B )(B m r m r U H RTg ν，∑B )(B g ν是反应前后气体物质计量数的变化量。
因为)15.298(U m r K θ∆和)15.298(H m r K θ∆相差不大，因此，在有些情况下，并不区分 θm r U ∆和θm r H ∆。
四、热化学方程式1、标准状态：气体的标准态：纯理想气体的标准状态是指其处于标准压力力θp (100KPa)下的状态，混合气体中某组分 的标准态是指该组分的分压为θp 且单独存在的状态。
液体(或固体)的标准态：纯液体(或固体)的标准态是指温度为T(多为298.15K)，压力为θp 下液体(或固体) 纯物质的状态。
液体溶液中溶剂和溶质的标准态：溶液中溶剂可近似看成纯物质的标准态，即为标准压力θp 时，液体 纯物质的状态。
在溶液中，溶质的标准态是在压力为θp ，质量摩尔浓度为θb ，标准质量摩尔浓度 θb =1mol·kg -1，并表现出无限稀释溶液特性时溶质的(假想)状态。
在本书中讨论溶液中热力学性质时， 考虑到多数情况下，溶液浓度比较稀，因此，将标准质量摩尔浓度近似地等于标准物质的量浓度，即 1-L mol 1c b ⋅=≈θθ，同样c b ≈。
2、热化学方程式 1m 224mol KJ 15.206)15.298(H )(H 3CO(g)O(g)H )(CH -⋅=∆+−→−+K g g r θ；定义：表示化学反应及其反应的标准摩尔焓变关系的化学反应方程式，叫做热化学方程式。
