无机化学-第七章固体的结构与性质

山东大学化学院《中级无机化学》期末复习知识点总结

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；山东大学化学院《中级无机化学》期末复习知识点总结

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.该规律一般可用原子有效核电荷Zeff的变化规律来解释。

山东大学化学院《中级无机化学》期末复习知识点总结

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；山东大学化学院《中级无机化学》期末复习知识点总结

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

用原子有效核电荷Zeff的变化规律来解释。

(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。

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 10.1

2.

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 10.2

3. 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 r

4. 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)82

n =+=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。KBr

长春理工大学化学与环境工程学院硕士研究生

入学考试科目考试大纲

《无机化学》考试大纲

考试科目：无机化学

参考书： 《无机化学》（第三版），天津大学无机化学教研室编，高等教育出版社，2002年

第1章 化学反应中的质量关系和能量关系

1.1 化学中的计量

1.2 化学反应中的质量关系

1.3 化学反应中的能量关系

第2章 化学反应的方向、速率和限度

2.1 化学反应的方向和吉布斯自由能变

2.2 化学反应速率

2.3 化学反应的限度

2.4 化学平衡的移动

第3章 酸碱反应和沉淀反应

3.1 水的解离反应和溶液的酸碱性

3.2 弱电解质的解离反应

3.3 盐类的水解反应

3.4 沉淀反应

第4章 氧化还原反应

4.1 氧化还原方程式的配平

4.2 电极电势

4.3 氧化还原反应的方向和限度

4.4 电势图及其应用

第5章 原子结构与元素周期性

5.1 原子和元素

5.2 原子结构的近代概念

5.3 原子中电子的分布

5.4 原子性质的周期性

第6章 分子的结构与性质

6.1 键参数

6.2 价键理论

6.3 分子的几何构型

6.4 分子轨道理论

6.5 分子间力和氢键

第7章 固体的结构与性质

7.1 晶体和非晶体

7.2 离子晶体及其性质 7.3 原子晶体和分子晶体

7.4 金属晶体

7.5 混合型晶体和晶体的缺陷

7.6 离子极化对物质性质的影响

第8章 配位化合物

8.1 配合物的基本概念

8.2 配合物的化学键理论

8.3 配合物在水溶液中的稳定性

8.4 配合物的类型和制备方法

8.5 配位化学的应用和发展前景

第9章 元素概念

9.1 元素的发现、分类和存在形态

9.2 元素的自然资源

9.3 单质的晶体结构和物理性质