第一课无机化学第七章 S区元素

无机化学S区元素概述单质及其物理化学性质S区元素是指周期表中第三周期的元素，包括Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu和Zn。

这些元素的单质是指它们在自然界中以纯态存在的形态。

下面将对这些S区元素的单质及其物理化学性质进行概述。

Scandium（Sc）是一种银白色金属，熔点1541℃，沸点2836℃。

它的密度为2.989 g/cm³，熔化热为15.8 kJ/mol。

Scandium的化学性质活泼，可以与氢气、氧气和氮气反应。

它可以形成多种化合物，如ScCl3、Sc2O3等。

Titanium（Ti）是一种银灰色金属，熔点1668℃，沸点3260℃。

它的密度为4.506 g/cm³，熔化热为13.8 kJ/mol。

Titanium具有低密度、高强度和良好的耐腐蚀性。

它与氧、氮、氢等非金属元素反应生成化合物，如TiO2、TiN等。

Vanadium（V）是一种银白色金属，熔点1890℃，沸点3380℃。

它的密度为6.0 g/cm³，熔化热为21.5 kJ/mol。

Vanadium的化学性质活泼，可以与氧气、氮气和氟气反应。

它可以形成多种氧化态，如V2O5、VO2等。

Chromium（Cr）是一种银灰色金属，熔点1907℃，沸点2672℃。

它的密度为7.18 g/cm³，熔化热为20.5 kJ/mol。

Chromium的外层电子构型为3d54s1，具有良好的抗腐蚀性。

它可以形成多种化合物，如Cr2O3、CrCl3等。

Manganese（Mn）是一种银灰色金属，熔点1244℃，沸点1962℃。

它的密度为7.21 g/cm³，熔化热为13.2 kJ/mol。

Manganese与氧气反应生成二氧化锰（MnO2），具有一定的催化性能。

它还可以形成多种化合物，如MnCl2、MnSO4等。

Iron（Fe）是一种银灰色金属，熔点1538℃，沸点2861℃。

它的密度为7.874 g/cm³，熔化热为13.8 kJ/mol。

《无机化学》第6版张天蓝主编课后习题答案第一章原子结构1、υ=∆E/h=(2.034⨯10-18 J) / (6.626⨯10-34 J⋅s)=3.070⨯1015 /s; λ=hc/∆E= (6.626⨯10-34 J⋅s ⨯2.998⨯108 m/s ) / (2.034⨯10-18 J)= 9.766⨯10-8 m2、∆υ≥ h/2πm∆x = (6.626⨯10-34 kg⋅m2/s) / (2⨯3.14⨯9.11⨯10-31 kg⨯1⨯10-10m)=1.16⨯106 m/s。

其中1 J=1(kg⋅m2)/s2, h=6.626⨯10-34 (kg⋅m2)/s3、(1) λ=h/p=h/mυ=(6.626⨯10-34 kg⋅m2/s) / (0.010 kg⨯1.0⨯103 m/s)=6.626⨯10-35 m，此波长太小，可忽略；（2）∆υ≈h/4πm∆υ =(6.626⨯10-34 kg⋅m2/s) / (4⨯3.14⨯0.010 kg⨯1.0⨯10-3 m/s)= 5.27⨯10-30 m，如此小的位置不确定完全可以忽略，即能准确测定。

4、He+只有1个电子，与H原子一样，轨道的能量只由主量子数决定，因此3s与3p轨道能量相等。

而在多电子原子中，由于存在电子的屏蔽效应，轨道的能量由n和l决定，故Ar+中的3s与3p轨道能量不相等。

5、代表n=3、l=2、m=0，即3d z2轨道。

6、（1）不合理，因为l只能小于n；（2）不合理，因为l=0时m只能等于0；（3）不合理，因为l只能取小于n的值；（4）合理7、（1）≥3；（2）4≥l≥1；（3）m=08、14Si：1s22s22p63s23p2，或[Ne] 3s23p2；23V：1s22s22p63s23p63d34s2，或[Ar]3d34s2；40Zr：1s22s22p63s23p63d104s24p64d25s2，或[Kr]4d25s2；Mo：1s22s22p63s23p63d104s24p64d55s1，或[Kr]4d55s1；79Au：421s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s1，或[Xe]4f145d106s1；9、3s2：第三周期、IIA族、s区，最高氧化值为II；4s24p1：第四周期、IIIA 族、p区，最高氧化值为III；3d54s2：第四周期、VIIB族、d区，最高氧化值为VII；4d105s2：第五周期、IIB族、ds区，最高氧化值为II；10、（1）33元素核外电子组态：1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d10s24p3，失去3个电子生成离子的核外电子组态为：1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2，属第四周期，V A族；（2）47元素核外电子组态：1s22s22p63s23p63d104s24p64d05s1或[Kr]4d105s1，失去1个电子生成离子的核外电子组态为：1s22s22p63s23p63d104s24p64d10或[Kr]4d10，属第五周期，I B族；（3）53元素核外电子组态：1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5或[Kr]4d105s25p5，得到1个电子生成离子的核外电子组态为：1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6或[Kr]4d105s25p6，属第五周期，VII A族。

无机化学第七章S区元素第七章主要介绍了S区元素的性质和应用。

S区元素是指周期表中第16族元素，包括氧、硫、硒、碲和钋。

这些元素具有一些共同的性质和特点，包括氧化态的规律和趋势、同族元素的化学性质等。

S区元素的氧化态规律和趋势是其重要的特点之一、氧化态是指元素在化合物中的电荷数。

在S区元素中，氧通常呈-2的氧化态，露卜那呈-1的氧化态，硫、硒和碲的氧化态则比较复杂，可以是正或负的多个值。

这种规律是由于这些元素的外层电子结构决定的。

氧的外层有6个电子，可以通过接受2个电子来填满外层，从而达到稳定的8个电子的结构。

而露卜那的外层只有一个电子，可以通过捐赠一个电子来达到稳定的结构。

而硫、硒和碲的外层电子结构类似，有6个电子，可以通过得失2个电子来达到稳定的8个电子的结构。

在S区元素中，氧是一个非金属元素，而硫、硒和碲则是亚稳金属。

氧具有较高的电负性，能够与其他元素形成较强的电负性键。

它在自然界中广泛存在，包括空气中的氧气、水中的水分子等。

由于氧的高电负性，它可以与其他元素形成氧化物，包括过氧化物、酸性氧化物和碱性氧化物等。

氧化物有着重要的应用，例如过氧化氢可用作漂白剂和消毒剂。

硫、硒和碲是黄顺子亚稳金属，它们具有较高的化学活性。

它们主要存在于矿石中，包括铁矿石中的硫化铁矿石。

硫还广泛存在于化学品中，包括硫酸、硫酸铜等。

硫还可以形成众多的无机化合物，例如硫化物和亚硫酸盐。

硫化物在冶金工业中有重要应用，例如焦炭的熔融炉和脱硫设备。

在亚稳金属中，硒是比较特殊的元素。

它可以形成六亚硒酸盐，具有良好的光敏性。

六亚硒酸盐可以用于摄影中的胶片和相纸的显影剂，以及红外线辐射计的探测剂。

此外，硒还可以形成硒化物，具有一定的半导体性能。

碲也是一种亚稳金属，具有类似硒的性质。

它可以形成一种黑色固体的碲化铋，具有比较好的半导体性能。

碲化铋被广泛应用于红外线成像和热电传感器等领域。

除了硫、硒和碲，S区元素中还有钋，它是一种放射性元素。

《无机化学》课程教学大纲适用对象：药学专业（学分：2 学时：36）课程属性：专业基础课开课单位：华侨大学生物医学学院一、课程的性质和任务：无机化学是药学专业基础课之一，它是本科生在一年级的必修课程，与有机化学、药物化学、分析化学、药剂学等学科关系密切。

它的教学目的是使学生在掌握物质结构概念、元素周期律、溶液理论、酸碱理论、化学平衡以及配位化合物等基本理论的基础上，学习重要化学元素及其化合物的理化性质，并使学生逐步养成辩证唯物主义的观点、科学的工作方法，逐渐提高学生分析问题和解决问题的能力，从而为学生后续课程的学习及今后的工作和科研奠定必要的基础。

二、教学内容和要求（含每章教学目的、基本教学内容和教学要求）：无机化学是药学类本科生的第一门专业基础课。

本课程先讲述原子结构、分子结构、沉淀溶解平衡、酸碱解离平衡、氧化还原和配位解离平衡等基础理论。

并在此基础上讲述元素周期表中各主族、副族元素单质、化合物的存在、性质、制备及用途等有关知识，具体内容如下：第一章原子结构 (6课时)教学目的和要求：掌握四个量子数的物理意义和它们的取值限制，量子数组合和原子轨道的关系；基态原子核外电子的排布规律；屏蔽效应；元素周期表中的周期、族、区的划分与原子核外电子排布的关系。

熟悉原子轨道与波函数，概率、概率密度与电子云；原子轨道的角度分布图与径向分布函数的意义与特征。

了解氢原子的Bohr模型的假设、贡献与不足之处，基态、激发态和跃迁等概念，电子的波粒二象性，不确定原理，波动方程的意义，电子云的径向分布。

教学内容：介绍了微观粒子运动的波粒二象性和Bohr的氢原子结构理论，在此基础上重点介绍了核外电子运动的各种状态和排布规律；介绍了Schrodinger方程和波函数及其物理意义；四个量子数；概率、概率密度、电子云以及原子轨道之间的关系。

介绍了屏蔽常数以及原子轨道能量的计算；还着重讨论了周期表中各元素原子的核外电子排布，以及元素性质周期性变化的规律和原子核外电子结构的关系。

无机化学试题及答案s区元素一、选择题（每题2分，共20分）1. 以下哪种元素属于s区元素？A. 锂（Li）B. 钠（Na）C. 铝（Al）D. 氯（Cl）答案：B2. s区元素通常具有哪些价电子？A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个答案：B3. 钠的电子排布式是什么？A. 1s²2s²2p⁶3s¹B. 1s²2s²2p⁶3s²C. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶D. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴答案：B4. s区元素的原子半径随着原子序数的增加而如何变化？A. 减小B. 增加C. 保持不变D. 先增加后减小5. 以下哪种化合物是由s区元素组成的？A. NaClB. MgOC. SO₃D. CO₂答案：A6. s区元素的金属性如何随原子序数增加而变化？A. 增强B. 减弱C. 先增强后减弱D. 先减弱后增强答案：A7. 锂的原子序数是多少？A. 2B. 3C. 4D. 5答案：B8. 钾的电子排布式是什么？A. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹B. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²C. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹4p⁶D. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²4p⁶答案：B9. s区元素的离子通常具有什么电荷？B. +2C. -1D. -2答案：A10. 钠的熔点是多少摄氏度？A. 98B. 300C. 600D. 900答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. s区元素包括碱金属元素和____元素。

答案：碱土2. 锂的原子序数为3，其电子排布式为______。

答案：1s²2s¹3. 碱金属元素的价电子数为______。

第七章元素与元素性质的周期性1．周期表与元素周期表的分区：按原子最后一个电子占据的轨道,周期表中元素可分为5个区。

s区的价电子构型为ns1～2，p区的价电子构型为ns2np1～6,d区的价电子构型为(n-1）d1～9ns1～2，ds区的价电子构型为(n—1)d10ns1～2,f区的价电子构型为（n —2）f0～14(n—1)d0～2ns2。

构造原理:基态多电子原子的电子填充原子轨道的一般次序为1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s→5f→6d→7p 构造原理的前提条件是连续轨道间具有较大的能级差，而电子间的排斥作用相对较小。

对于d区元素与f区元素，由于价轨道间能级差较小，当电子间排斥作用超过轨道间能级差时，原子的价电子构型就会出现提前到达全满、半满的不符合构造原理的特殊构型。

通常,亚层轨道为全满或半满时比较稳定。

2．原子性质的周期性（1)原子半径一般规律：同一族元素，从上到下原子半径依次增大；同一周期主族元素,从左到右原子半径依次减小.镧系收缩：从镧到镥，原子半径和三价离子半径逐渐减小。

镧系收缩造成镧系后第三系列过渡元素的原子半径比一般的增大幅度小，与第二系列过渡同一族元素的原子半径接近.d电子也具有较差的屏蔽效应，造成d区元素半径收缩.原子半径存在不同的类型，主要有金属半径、离子半径、共价半径、van der Waals半径,使用时需要注意。

(2）电离能元素第一电离能的一般规律：同一族元素，从上到下逐渐减小；同一周期元素，从左到右大体上依次增大。

元素第一电离能最小的元素为周期表左下角的Cs，元素第一电离能最大的元素为周期表右上角的He.该规律一般可用的变化规律来解释。

原子有效核电荷Zeff(3)电子亲和能电子亲和能的周期性变化比较复杂，变化趋势不很清晰。

粗略的规律为：同一周期元素,从左到右原子电子亲和能依次增大，这可用原子有效核电荷Z的变化规律来解释。