无机化学——分子的结构和性质
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无机化学分子结构无机化学是研究无机物质的性质、结构和反应的学科,其中分子结构是无机化学中一个非常重要的方面。
无机化学分子结构的研究是为了深入理解无机物质的性质和反应机理,并可以为无机材料的开发和应用提供基础。
在无机化学中,分子结构主要是指由原子组成的分子的三维排列方式。
分子结构的研究可以通过实验和理论计算两种方法来进行。
实验上,常用的技术包括X射线晶体学、核磁共振、质谱和红外光谱等。
其中,X射线晶体学是研究分子结构最常用的方法之一、它利用X射线通过晶体时产生的衍射图案来确定晶体的各个原子的位置。
通过分析晶体的衍射图案,可以推断出分子的空间排列方式,从而确定分子结构。
核磁共振技术可以通过原子核的共振吸收谱来获得关于分子的结构信息。
质谱则可以用来测量分子的质量和质量分布情况。
红外光谱则可以测量分子的振动谱,从而了解分子中化学键的类型和存在。
理论计算在无机化学分子结构研究中也起着重要的作用。
理论计算技术包括量子力学、分子力学和分子动力学等方法。
量子力学可以通过解方程组来计算分子的能量和几何构型等信息。
分子力学是基于经典力学原理的方法,它通过计算原子间的位能来确定分子的结构。
分子动力学则是通过模拟原子的运动轨迹来研究分子的结构和性质。
无机化学分子结构的研究不仅可以帮助理解分子的性质和反应机理,还对无机材料的开发和应用具有重要意义。
例如,在催化剂的设计和优化中,了解催化剂分子结构的变化和活性位点的位置可以帮助提高催化剂的效率和选择性。
在材料科学中,通过调控无机材料的分子结构可以实现材料的特定性能,例如控制材料的导电性和光学性能等。
此外,无机荧光材料的研究也与分子结构有直接关系,通过调节分子结构和晶格结构可以获得不同的荧光发射频率,从而应用于荧光显示、生物成像等领域。
总结起来,无机化学分子结构的研究是无机化学的重要组成部分。
通过实验和理论计算的手段,可以确定无机物质的分子结构,进一步理解其性质和反应机理。
这些研究对无机材料的开发和应用具有重要意义,有助于提高催化剂的效率、设计新型功能材料,并推动材料科学和荧光材料的进一步发展。
无机化学(整理版)――无机化学――无机化学研究生入学考试辅导讲座(上)一.无机化学(理论部分)知识点应用归纳1、无机物(分子或离子)构型:(1)简单分子(或离子):(2)复合物:2、物质的熔、沸点(包括硬度):(1)晶体类型:原子晶体、离子晶体、金属晶体、分子晶体(2)离子晶体:(3)分子晶体(4)金属晶体:金属键(与价电子和价轨道有关)3。
物质的稳定性:(1)无机小分子:(2)配合物:4、物质的磁性:(1)无机小分子:钼(掌握双原子分子的轨道能级图)(共价双原子分子)(2)配合物:5。
物质的颜色:(1)无机小分子:极化理论(2)配合物:6、无机物溶解度:(1)离子晶体:(2)共价化合物:7、物质的氧化还原性:影响因素(1)溶液酸碱度(2)物质的聚集状态8。
化学反应方向:(1)热力学数据:(2)软硬酸碱理论9.分子极性、键极性、键角、键长等:10、推导元素在周期表中的位置:能级组取值,选择―组合理量子数:四个量子数取值规则11、溶液中有关质点浓度计算:化学平衡、电离平衡、沉淀溶解平衡、氧化还原平衡、配位离解平衡:利用多种平衡规则,K是关键。
12.共同的基本概念:对角线规则;惰性电子对效应;lewis酸、碱;质子酸、碱;缓冲溶液;屏蔽效应;钻穿效应;同离子效应;盐效应;镧系收缩;电负性;电离势;电子亲合势;晶格能;键能;有效核电荷及求法等。
二.无机化学(元素部分)(1)结构(2)性质:关注化学性质第一讲分子结构(molecularstructure)1-1离子键理论一、基本要点当活性金属的原子与活性非金属反应时,生成的化合物,如NaCl,是离子化合物。
它们具有一些固有的特性,例如它们以晶体的形式存在,具有高熔点和沸点,并且可以在熔融状态或水溶液中导电。
这种由于原子间发生电子转移,生成正负离子,并通过静电库仑作用而形成的化学键称为离子键。
通常,生成离子键的条件是两原子的电负性差大于1.7以上,由离子键形成的化合物叫做离子键化合物。
第6章分子的结构与性质6.1 复习笔记一、键参数1.键能(1)定义键能是指气体分子每断裂单位物质的量的某键(6.022×1023个化学键)时的焓变。
(2)特性①键能可作为衡量化学键牢固程度的键参数,键能越大,键越牢固;②对双原子分子,键能在数值上等于键解离能(D);③多原子分子中若某键不止一个,则该键键能为同种键逐级解离能的平均值;④可通过光谱实验测定键解离能以确定键能,还可利用生成焓计算键能。
2.键长(L b)(1)定义键长是指分子内成键两原子核间的平衡距离。
一些双原子分子的键长如表6-1所示:表6-1 一些双原子分子的键长(2)特性①一个键的性质主要取决于成键原子的本性;②两个确定的原子之间,如果形成不同的化学键,其键长越短,键能就越大,键就越牢固。
③键长可以用分子光谱或X射线衍射方法测得。
3.键角(1)定义键角是指在分子中两个相邻化学键之间的夹角。
(2)特性①键角可以用分子光谱或X射线衍射法测得;②可以通过分子内全部化学键的键长和键角数据来确定这个分子的几何构型。
二、价键理论1.共价键(1)共价键的形成共价键是指原子间由于成键电子的原子轨道重叠而形成的化学键。
(2)价键理论要点①两原子接近时,自旋方向相反的未成对的价电子可以配对,形成共价键;②成键电子的原子轨道如能重叠越多,则所形成的共价键就越牢固(最大重叠原理)。
(3)共价键的特征①共价键具有饱和性;②共价键具有方向性。
(4)原子轨道的重叠①两个原子轨道以对称性相同的部分相重叠(正重叠)图6-1所示为原子轨道几种正重叠的示意图。
(a)s-s (b)p x-s (c)p y-p y(d)d xy-p y图6-1 原子轨道几种正重叠示意图②两个原子轨道以对称性不同部分相重叠(负重叠)图6-2所示为原子轨道几种负重叠的示意图。
(a)p x-p y(b)p x-s (c)p y-p y(d)p x-d xy图6-2 原子轨道几种负重叠示意图(5)共价键的类型①按是否有极性来分类:②按原子轨道重叠部分的对称性来分类:a.键若原子轨道的重叠部分,对键轴(两原子的核间连线)具有圆柱形对称性,所形成的键称为键。
无机化学第四版第六章思考题与习题答案work Information Technology Company.2020YEAR第六章分子的结构与性质思考题1.根据元素在周期表中的位置,试推测哪些元素之间易形成离子键,哪些元素之间易形成共价键。
答:ⅠA、ⅡA族与ⅥA、ⅦA元素之间由于电负性相差较大,易形成离子键,而处于周期表中部的主族元素原子之间由于电负性相差不大,易形成共价键。
2.下列说法中哪些是不正确的,并说明理由。
(1)键能越大,键越牢固,分子也越稳定。
不一定,对双原子分子是正确的。
(2)共价键的键长等于成键原子共价半径之和。
不一定,对双原子分子是正确的。
(3)sp2杂化轨道是由某个原子的1s轨道和2p轨道混合形成的。
×由一个ns轨道和两个np轨道杂化而成。
(4)中心原子中的几个原子轨道杂化时,必形成数目相同的杂化轨道。
√(5)在CCl4、CHCl3和CH2Cl2分子中,碳原子都采用sp2杂化,因此这些分子都呈四面体形。
×sp3,CCl4呈正四面体形;CHCl2和CH2Cl2呈变形四面体形。
(6)原子在基态时没有未成对电子,就一定不能形成共价键。
×成对的电子可以被激发成单电子而参与成键。
(7)杂化轨道的几何构型决定了分子的几何构型。
×不等性的杂化轨道的几何构型与分子的几何构型不一致。
3.试指出下列分子中那些含有极性键?Br2CO2H2O H2S CH44.BF3分子具有平面三角形构型,而NF3分子却是三角锥构型,试用杂化轨道理论加以解释。
BF3中的B原子采取SP2杂化,NF3分子的N原子采取不等性的SP3杂化。
5.CH4,H2O,NH3分子中键角最大的是哪个分子键角最小的是哪个分子为什么 CH4键角最大(109028,),C采取等性的SP3杂化,NH3(107018,), H2O分子中的N、O采用不等性的SP3杂化,H2O分子中的O原子具有2对孤电子对,其键角最小(104045,)。
第六章分子的结构与性质思考题1.根据元素在周期表中的位置,试推测哪些元素之间易形成离子键,哪些元素之间易形成共价键。
答:ⅠA、ⅡA族与ⅥA、ⅦA元素之间由于电负性相差较大,易形成离子键,而处于周期表中部的主族元素原子之间由于电负性相差不大,易形成共价键。
2.下列说法中哪些是不正确的,并说明理由。
(1)键能越大,键越牢固,分子也越稳定。
不一定,对双原子分子是正确的。
(2)共价键的键长等于成键原子共价半径之和。
不一定,对双原子分子是正确的。
(3)sp2杂化轨道是由某个原子的1s轨道和2p轨道混合形成的。
×由一个ns轨道和两个np轨道杂化而成。
(4)中心原子中的几个原子轨道杂化时,必形成数目相同的杂化轨道。
√(5)在CCl4、CHCl3和CH2Cl2分子中,碳原子都采用sp2杂化,因此这些分子都呈四面体形。
×sp3,CCl4呈正四面体形;CHCl2和CH2Cl2呈变形四面体形。
(6)原子在基态时没有未成对电子,就一定不能形成共价键。
×成对的电子可以被激发成单电子而参与成键。
(7)杂化轨道的几何构型决定了分子的几何构型。
×不等性的杂化轨道的几何构型与分子的几何构型不一致。
3.试指出下列分子中那些含有极性键?Br2CO2H2O H2S CH44.BF3分子具有平面三角形构型,而NF3分子却是三角锥构型,试用杂化轨道理论加以解释。
BF3中的B原子采取SP2杂化,NF3分子的N原子采取不等性的SP3杂化。
5.CH4,H2O,NH3分子中键角最大的是哪个分子? 键角最小的是哪个分子? 为什么?CH4键角最大(109028,),C采取等性的SP3杂化,NH3(107018,), H2O分子中的N、O采用不等性的SP3杂化,H2O分子中的O原子具有2对孤电子对,其键角最小(104045,)。
6.解释下列各组物质分子中键角的变化(括号内为键角数值)。
(1) PF3(97.8°),PCl3(100.3°),PBr3(101.5°)中心原子相同,配体原子F、Cl、Br的电负性逐渐减小,键电子对的斥力逐渐增加,所以键角逐渐增加(2) H2O(104°45'),H2S(92°16'),H2Se(91°)配位原子相同,中心原子的电负性逐渐减小,键电子对的斥力逐渐减小,所以键角逐渐减小7.试用分子轨道法写出下列分子或粒子的分子轨道表示式,并指出其中有哪几种键?是顺磁性、还是反磁性的物质?O 2 O 22- N 2 N 22-O 2和N 2见教材,O 22-和N 22-的分子轨道分别为: O 22-()()()()()()()()()222222222112222222x y z y z s s s s p p p p p σσσσσππππ****⎡⎤⎢⎥⎣⎦具有1个双电子的σ键,是反磁性物质。
无机化学考研辅导(下)第五讲卤素一、卤素单质的通性1、分子结构和性质元素的价电子构型为ns2np5,易得一个电子形成全满结构,单质均为双原子分子。
最显著的性质是气态的F2、Cl2、Br2、I2的颜色变化,从近无色→紫色,分子最大吸收渐向长波方向移动。
说明双原子MO中最高充满的σ和π*至最低未满的空的σ*轨道之间能量差自上而下减小。
另外,卤素分子的离解能从F2到I2分别为159kj·mol-1,243kJ·mol-1,193kJ·mol-1和151kJ·mol-1。
.除F2外,随着离子半径的增加,键渐弱,因而离解能渐低。
2、反应活性(1)卤素标准电极电势:I2+2e-=2I- φ=0.52VBr2+2e-=2Br- φ=1.06VCl2+2e-=2Cl- φ=1.36VF2+2e-=2F- φ=2.87V氧化能力:F2>Cl2>Br2>I2(还原能力:I->Br->Cl->F-)(2)所以F2,Cl2可与所有金属作用,F2还能与稀有气体作用:形成XeF2,XeF4,XeOF4等化合物。
Br2,I2可与除贵金属外的所有金属作用。
(3)卤素与水作用发生下述两类反应1X2+H2O→2H++2X-+1/2O2F2极易发生此反应,日光下Cl2反应慢,Br2,I2无明显反应。
2X2+H2O→H++X-+HOX X2+2OH-→XO-+X-+H2O第 2类反应即为卤素特征的OX-Re反应即歧化反应。
在酸性条件下,卤素歧化反应不易发生,如Cl2的K=4.0×10-4;而在碱性条件下,歧化极易进行,且XO-还可继续歧化(3XO-→2X-+XO3-)。
Cl2在70摄氏度,Br2在室温,I2在0℃即可发生上述反应。
所以室温下将Cl2,Br2,I2分别加入碱中生成的是ClO-,BrO3-和IO3-。
3、单质制备(1)F21工业制备:电解KHF2与HF混合液阳极(石墨):2F-=F2↑+2e-阴极(电解槽):2HF2-+2e-=H2↑ +4F-电解总反应:2KHF2=2KF+H2↑+F2↑2实验室制法:BrF5(g)=BrF3(g)+F2(g)1986年:4KMnO4+4KF+20HF→4K2MnF6+3O2+10H2O2K2MnF6+4SbF5=4KSbF6+F2↑+2MnF3(2)Cl21工业制备:电解NaCl水溶液2实验室制法:MnO2+HCl(浓)= KMnO4+HCl(浓)=(3)Br21工业制法:海水制Br2。
无机化学知识点归纳无机化学是研究无机物质及其化学性质、结构和合成方法的一门学科。
无机化学的知识点众多,下面将对其中一些重要的知识点进行归纳:一、化学键和分子结构1.离子键:由正负离子之间的电荷吸引力形成的化学键。
2.共价键:由相互共享电子形成的化学键。
3.配位键:由配体中一个或多个电子对与中心金属离子形成的化学键。
4.氢键:由氢原子与高电负性原子(如氮、氧、氟)形成的强相互作用的化学键。
5.分子结构:无机化合物可以是离子型的,也可以是共价键连接的分子。
二、周期表和元素周期律1.元素周期表:根据元素的原子序数和电子结构排列的表格。
2.周期:元素周期表中横向排列的行,有7个周期。
3.主族元素:元素周期表中1A、2A等列的元素称为主族元素。
4.过渡元素:元素周期表中3B到2B列的元素称为过渡元素。
5.稀土元素:元素周期表中镧系和锕系元素称为稀土元素。
三、酸碱理论1.阿伦尼乌斯酸碱理论:酸是能够接受电子对的物质,碱是能够提供电子对的物质。
2.布朗斯特酸碱理论:酸是能够捐赠氢离子的物质,碱是能够接受氢离子的物质。
3.低价酸、中价酸和高价酸:根据酸的氧化状态,酸可分为低价酸(含有低氧化态的元素)、中价酸(含有正常氧化态的元素)和高价酸(含有高氧化态的元素)。
四、配位化合物1.配体:提供电子对与金属离子形成配位键的物质。
2.配合物:由一个或多个配体与一个或多个金属离子形成的化合物。
3.配位数:配合物中金属离子与配体形成的配位键的数目。
4.同分异构体:具有相同化学组成但结构不同的化合物。
五、电化学1.电解质:能够在水溶液中产生离子的物质。
2.阳离子和阴离子:电解质溶液中带正电荷的离子和带负电荷的离子。
3.氧化还原反应:涉及物质的电子转移的化学反应。
4.电极:导电材料,参与电化学反应的场所。
5.电解池:包含一个阳极和一个阴极的体系,用于进行电解实验。
综上所述,无机化学是一门研究无机物质及其化学性质、结构和合成方法的学科,其中的知识点包括化学键和分子结构、周期表和元素周期律、酸碱理论、配位化合物以及电化学等。