无机化学(下)PPT课件
合集下载
无机化学课件--稀有气体
本章学习要求
• s区元素共13种，其中有12种金属。p区元 素共31种，其中有10种金属。本章主要讨 论s区中氢元素和p区中稀有气体（零族） 及其化合物。 • 1.了解氢及其同位素。 • 2. 熟悉氢原子的成键特征； • 3.掌握不同类型的氢化物； • 4.了解储氢合金的用途和制备方法； • 5.了解稀有气体的性质用途及其氟化物和 氧化物。
元素的分类
• 普通元素和稀有元素 • 稀有元素：
– 1.轻稀有金属：Li 、Rb 、Cs、 Be ； – 2.高熔点稀有金属：Ti、 Zr 、Hf 、V、Nb 、Ta 、 Mo、 W、 Re； – 3. 分散稀有元素：Ga、In、Tl、Ge、Se、Te； – 4.稀有气体：He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn – 5.稀土金属：Sc 、Y 、Lu – 6.镧系元素和铂系元素：Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt – 7.放射性稀有元素：Fr、Ra 、Tc 、Po 、At、 Lr – 8.锕系元素
13.1.2氢的存在
• 氢是宇宙中最丰富的元素，绝大多数 的氢都是以化合物的形式存在。 • 氢在地壳外层的大气、水和岩石里 以原子百分比占17％，仅次于氧而居 第二位 。 • 氢有三种同位素（氕、符号H）， （氘、符号D）和（氚，符号T）。
同位素的性质
• 因为氢的同位素核外均含有1个 电子，所以它们的化学性质基本 相同，但由于它们的质量相差较 大，导致了它们的单质和化合物 在物理性质上出现差异。
13.1.5 氢气的制备
• 1.实验室制备：实验室由活泼金属和稀酸反应或 两性金属与碱反应制备，也可用电解法制备 Zn + 2H2O + 2OH- = Zn(OH)42- + H2↑ 电解法：阴极: 2H2O + 2e =H2↑ + 2OH阳极: 4OH- - 4e ==O2↑ + 2H2O • 2. 工业制备： – 天然气裂解法：CH4 → C + 2H2 – 催化剂水煤气法：C + H2O → CO↑ + H2↑ – 水蒸气转化法：CH4 + H2O → CO + 3H2(g)
无机化学基础知识PPT课件
元素周期表是元素周期律用表 格表达的具体形式，它反映元 素原子的内部结构和它们之间 相互联系的规律。
元素性质递变规律
原子半径
同一周期（稀有气体除外），从 左到右，随着原子序数的递增， 元素原子的半径递减；同一族中， 由上而下，随着原子序数的递增， 元素原子半径递增。
主要化合价
同一周期中，从左到右，随着原 子序数的递增，元素的最高正化 合价递增（从+1价到+7价），第 一周期除外，第二周期的Ｏ、Ｆ 元素除外；最低负化合价递增 （从-4价到-1价）第一周期除外， 由于金属元素一般无负化合价， 故从ⅣＡ族开始。元素最高价的 绝对值与最低价的绝对值的和为8。
THANKS
感谢观看
酸碱指示剂
用于指示酸碱反应终点的 试剂，如酚酞、甲基橙等。
沉淀溶解平衡原理及应用
沉淀溶解平衡
应用
在一定条件下，难溶电解质在溶液中 的溶解与沉淀达到动态平衡。
通过控制溶液中的离子浓度，可实现 难溶电解质的分离、提纯和制备。
溶度积常数（Ksp）
表示难溶电解质在溶液中达到沉淀溶 解平衡时，各离子浓度幂的乘积，是 衡量难溶电解质溶解度的重要参数。
元素的金属性和非金 属性
同一周期中，从左到右，随着原 子序数的递增，元素的金属性递 减，非金属性递增；同一族中， 由上而下，随着原子序数的递增， 元素的金属性递增，非金属性递 减。
03
化学键与分子结构
离子键形成及特点
离子键的形成
通过原子间电子转移形成正、负离子，由静电作用相互吸引。
离子键的特点
较高的熔点和沸点，良好的导电性和导热性，在水溶液中易离 解。
03
波尔模型
电子只能在一些特定的轨道上运动，电子在这些轨道上运动时离核的远
无机化学基础全套课件ppt全册电子教案
的分子，都是通过共价键形成的，称为共价分子，它包括单质分子和化合
物分子。
化学键
共价键
H2、HCl两分子虽然都是由共价键形成的分子，但这两个分子中的共价键是有
区别的。H2分子是由同种元素的原子形成的共价化合物，由于两个原子吸引电
子的能力相同，共用电子对不偏向任何一个原子，因此成键原子不显电性。这
样的共价键叫做非极性共价键，简称非极性键。如Cl2、O2、N2等是由非极性键
空间绕原子核做高速运动。
原子的组成
原子核
原子核发现以后，科学家又进一步证明，原子核还可以再分，它是由更小的
微粒质子和中子组成。一个质子带一个单位正电荷，中子不带电，原子核所
带的正电荷数等于核内质子数。由于原子显中性，所以核电荷数等于质子数
，也等于核外电子数。既表示为：
核电荷数（Z）=质子数=核外电子数
+
- +
极性
分子
+非极性
分子
- +
固有偶极
-
+
诱导偶极
诱导力
分子的作用力
色散力
非极性分子的偶极矩为零，似乎不存在相互作用。事实上分子中的电子和原子核都处在不断运动
中，经常会发生正、负电荷重心的瞬间相互位移，从而产生偶极。这类偶极称为瞬时偶极。当两个
或多个非极性分子在一定条件下充分靠近时，就会由于瞬时偶极而发生异性相吸的作用。这种由瞬
1s2
2
3
Li
1s22s1
2
1
4
Be
1s22s2
2
2
5
B
1s22s22p1
2
3
6
C
1s22s22p2
物分子。
化学键
共价键
H2、HCl两分子虽然都是由共价键形成的分子，但这两个分子中的共价键是有
区别的。H2分子是由同种元素的原子形成的共价化合物，由于两个原子吸引电
子的能力相同，共用电子对不偏向任何一个原子，因此成键原子不显电性。这
样的共价键叫做非极性共价键，简称非极性键。如Cl2、O2、N2等是由非极性键
空间绕原子核做高速运动。
原子的组成
原子核
原子核发现以后，科学家又进一步证明，原子核还可以再分，它是由更小的
微粒质子和中子组成。一个质子带一个单位正电荷，中子不带电，原子核所
带的正电荷数等于核内质子数。由于原子显中性，所以核电荷数等于质子数
，也等于核外电子数。既表示为：
核电荷数（Z）=质子数=核外电子数
+
- +
极性
分子
+非极性
分子
- +
固有偶极
-
+
诱导偶极
诱导力
分子的作用力
色散力
非极性分子的偶极矩为零，似乎不存在相互作用。事实上分子中的电子和原子核都处在不断运动
中，经常会发生正、负电荷重心的瞬间相互位移，从而产生偶极。这类偶极称为瞬时偶极。当两个
或多个非极性分子在一定条件下充分靠近时，就会由于瞬时偶极而发生异性相吸的作用。这种由瞬
1s2
2
3
Li
1s22s1
2
1
4
Be
1s22s2
2
2
5
B
1s22s22p1
2
3
6
C
1s22s22p2
无机化学课件
无机化学课件
目录
• 无机化学概述 • 原子结构与元素周期律 • 化学键与分子结构 • 化学反应基本原理 • 无机化合物的分类与性质 • 无机化学在生活中的应用
01
无机化学概述
无机化学的定义与特点
01
02
定义
特点
无机化学是研究无机物质的组成、结构、性质、变化规律和应用的科 学。
无机化学研究范围广泛，包括元素、单质、无机化合物等；无机物质 种类繁多，结构多样；无机化学反应多变，机理复杂。
金属材料
利用无机化学原理对金属材料进行表面处理、合 金化等改性处理，提高其性能和使用寿命。
3
纳米材料
无机化学方法在纳米材料的制备和表征方面具有 独特优势，为纳米科技的发展提供了有力支持。
生物医药领域
生物矿化
01
无机化学在生物矿化过程中起着重要作用，如骨骼、牙齿的形
成与修复等。
药物载体
02
利用无机纳米材料作为药物载体，可以提高药物的靶向性和生
如铍、镁、钙等，具有较 强的还原性，与水反应较 碱金属缓和。
过渡金属
如铁、钴、镍等，具有多 种化合价，常形成配合物 ，催化性能良好。
非金属及其化合物
卤素
如氟、氯、溴等，具有强烈的氧 化性，与水反应生成相应的酸和
次卤酸。
氧族元素
如氧、硫等，具有多种氧化态，常 形成氧化物、酸等。
氮族元素
如氮、磷等，具有多种氧化态和配 位能力，常形成铵盐、硝酸盐等。
原子结构模型
03
汤姆生模型
19世纪末，英国科学家汤姆生发现了电 子，并提出原子的“枣糕模型”。
卢瑟福模型
波尔模型
1911年，卢瑟福根据α粒子散射实验现象 提出原子核式结构模型。
目录
• 无机化学概述 • 原子结构与元素周期律 • 化学键与分子结构 • 化学反应基本原理 • 无机化合物的分类与性质 • 无机化学在生活中的应用
01
无机化学概述
无机化学的定义与特点
01
02
定义
特点
无机化学是研究无机物质的组成、结构、性质、变化规律和应用的科 学。
无机化学研究范围广泛，包括元素、单质、无机化合物等；无机物质 种类繁多，结构多样；无机化学反应多变，机理复杂。
金属材料
利用无机化学原理对金属材料进行表面处理、合 金化等改性处理，提高其性能和使用寿命。
3
纳米材料
无机化学方法在纳米材料的制备和表征方面具有 独特优势，为纳米科技的发展提供了有力支持。
生物医药领域
生物矿化
01
无机化学在生物矿化过程中起着重要作用，如骨骼、牙齿的形
成与修复等。
药物载体
02
利用无机纳米材料作为药物载体，可以提高药物的靶向性和生
如铍、镁、钙等，具有较 强的还原性，与水反应较 碱金属缓和。
过渡金属
如铁、钴、镍等，具有多 种化合价，常形成配合物 ，催化性能良好。
非金属及其化合物
卤素
如氟、氯、溴等，具有强烈的氧 化性，与水反应生成相应的酸和
次卤酸。
氧族元素
如氧、硫等，具有多种氧化态，常 形成氧化物、酸等。
氮族元素
如氮、磷等，具有多种氧化态和配 位能力，常形成铵盐、硝酸盐等。
原子结构模型
03
汤姆生模型
19世纪末，英国科学家汤姆生发现了电 子，并提出原子的“枣糕模型”。
卢瑟福模型
波尔模型
1911年，卢瑟福根据α粒子散射实验现象 提出原子核式结构模型。
高等无机化学课件(二)
1 = -B E n n
2
B = 13.6 ev =2.179×１０－１８J ）
讨论： 1。由式可见，n越大，原子轨道的能量越高。 2。因为涉及能量E的计算公式中，并不包含角量子数l和磁量 子数m，所以同一电子层内的所有原子轨道的能量都是简并的。 3。单电子体系原子轨道的能级顺序如下：
二、多电子原子的结构 （一）原子的电子组态
(二）原子的电子光谱项和电子光谱支项
（一）原子的电子组态 1. 原子的电子组态的表示形式
2．多电子原子核外电子的排布原则
3． 原子核外电子的排布顺序 4．原子的电子组态
1.原子的电子组态的表示形式
原子的电子组态是原子核外电子能量状态的一种表示形式 直接用原子核外的电子排布式所表示。 例如:Na原子的电子组态为：
• 徐光宪的方法不仅考虑到了同层的不同轨道的差异， 而且还考虑了轨道上电子数的影响，比 Slater 的方法 更精确。
法三、克里门蒂 (Clementi)和雷蒙弟 (Rai-mondi)公式 1963 年 Clementi 和 Ruimondi 使用氢到氪的自洽场波函数，对 Slater的方法进行再次改进，得到一套有效电荷的计算通式，， 等号左边括号内的轨道表示被屏蔽的电子 i所处的轨道，等号 右边的轨道符号（如 3s、 3p、 3d ）表示不同轨道上产生屏蔽 的电子 j的电子数目，所以 Clementi和Ruimondi的方法，对外 层电子j的影响也予以考虑。 例如 1S：
E1s E2s E2 p E3s E3 p E3d E4s E4 p E4d E4 f
量子力学模型与玻尔的原子结构模型有着本质的区别： 1．量子力学模型可以解决多电子原子问题，而玻尔理论对多 电子原子无能为力。
无机化学讲义课件
酸碱反应的平衡与移动
总结词
详细描述
总结词
详细描述
研究酸碱反应的平衡状 态和移动方向
酸碱反应是化学中常见 的一类反应，通过研究 酸碱反应的平衡状态和 移动方向，可以深入了 解酸碱的性质和作用机 制。同时，酸碱反应在 日常生活和工业生产中 也有广泛应用。
酸碱指示剂和滴定分析 法
酸碱指示剂用于指示溶 液的酸碱性，滴定分析 法则是一种测定物质浓 度的分析方法。通过这 些手段，可以精确测定 酸碱反应的程度和物质 含量。
05
无机化学实验技术
实验基本操作与安全
实验基本操作
掌握实验基本操作技能，如称量 、加热、溶解、过滤、蒸发等， 是进行无机化学实验的基础。
实验安全
了解实验室安全知识，掌握实验 过程中可能出现的危险及应对措 施，确保实验过程的安全。
实验设计与数据处理
实验设计
根据实验目的和要求，合理设计实验 方案，包括实验材料的选择、实验步 骤的安排等。
THANKS
感谢观看
详细描述
无机化学在人类生产生活中具有重要意义，它为人类提 供了丰富的物质基础，推动了能源、环境、材料科学等 领域的进步。例如，在能源领域，通过研究太阳能、风 能等可再生能源的转化和利用，可以解决能源危机和环 境污染问题；在环境领域，无机化学可以帮助我们了解 和治理环境污染，保护生态环境；在材料科学领域，通 过研究新型无机材料的合成和性质，可以推动材料科学 的发展，为人类创造更多的物质财富。
详细描述
氧化数是描述元素在化合物中氧化态的数值，氧化剂和还原剂则是参与氧化还原反应的角色。通过这 些概念，可以更好地理解和分类氧化还原反应。
04
无机化合物的分类与性质
单质与氧化物
《无机化学》课件
酸碱反应与沉淀反应
总结词
酸碱反应和沉淀反应是无机化学中常见的反应类型，需要掌握其 基本原理和规律。
酸碱反应
理解酸碱质子理论，掌握酸碱反应的规律和特点，如强酸制备弱酸 、水解反应等。
沉淀反应
研究沉淀的形成和溶解，了解沉淀的生成、转化和溶解等基本规律 。
氧化还原反应与配位反应
总结词
01
氧化还原反应和配ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ反应是无机化学中的重要反应类型，需要
酸碱反应与离子平衡
酸碱反应
酸和碱之间的中和反应，生成盐和水 。
酸碱指示剂
离子平衡
溶液中离子间的相互作用和平衡状态 ，如水的电离平衡、沉淀溶解平衡等 。
用于指示溶液酸碱度的指示剂，如酚 酞、甲基橙等。
氧化还原反应与电化学
氧化还原反应
电子转移的反应，包括氧化和还 原两个过程。
原电池
将化学能转化为电能的装置，由 正负极和电解质溶液组成。
存储材料，为新能源技术的发展提供重要的支撑。
无机化学在环保领域的应用
总结词
无机化学在环保领域的应用主要涉及大气、水体和土壤的污染控制与治理，以及废物处理和资源化利用等方面。
详细描述
随着工业化和城市化进程的加速，环境污染问题日益严重。无机化学在环保领域的应用主要涉及大气、水体和土 壤的污染控制与治理，以及废物处理和资源化利用等方面。通过研究无机物质的性质和反应机制，可以开发出高 效、低成本的污染物处理技术和资源化利用方案，为环境保护事业的发展做出重要贡献。
无机化学在生物医学领域的应用
总结词
无机化学在生物医学领域的应用主要涉及药物设计与 合成、生物成像技术和生物医用材料等方面。
详细描述
生物医学领域的发展对于人类的健康和生活质量的提高 具有重要意义。无机化学在生物医学领域的应用主要涉 及药物设计与合成、生物成像技术和生物医用材料等方 面。通过研究无机化合物的生物活性和反应机制，可以 开发出高效、低毒的药物和生物医用材料，为疾病诊断 和治疗提供新的手段和途径。同时，无机化学在生物成 像技术方面也具有广泛的应用前景，如荧光探针、磁共 振成像等，为生物医学研究提供重要的技术支持。
北师大版无机化学第一章课件
1909 年 美国人 Millikan 用油滴实验测电子的电量
1911 年 英国人 Rutherford 进行 粒子散射实验，提出原子的有核模型
1913 年 丹麦人 Bohr
提出 Bohr 理论 解释氢原子光谱
《无机化学》-原子结构与元素周期系
College of Chemistry & Materials Science
College of Chemistry & Materials Science
Sichuan Normal University
处于激发态的 电子不稳定，可以跃迁到离核 较近的轨道上，能量差以电磁波的形式辐射
ν E2 E1 h
E：轨道能量(Orbital Energy)
ν ：频率( Frequency )
《无机化学》-原子结构与元素周期系
College of Chemistry & Materials Science
Sichuan Normal University
学 什 么？
在掌握原子结构、分子结构和晶体结构 的基础上、较系统、全面地学习各族元素重 要单质及其重要化合物的存在、制备、结构 特点、性质及其规律性变化和重要应用。
College of Chemistry & Materials Scniversity
无机化学（下）
主讲：高道江 (Prof & Dr) Email:daojianggao@
Tel:13981749369
《无机化学》-原子结构与元素周期系
College of Chemistry & Materials Science
（2）表达式
1
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
即 H2O/H2=-0.059pH
直线方程
同法，作出X2/X-的φ-pH图。
O2区：φA/B在此区，A把H2O→O2 φ-pH图 H2O区：φA/B在此区，A、B、H2O稳定共存
H2O区：φA/B在此区，B把H2O→H2
φ /V 2
1
I + 2 e = 2 I-
2
0
-1
-2
O区
2 C l + 2 e = 2 C l-
无机化学（下）：
元素无机化学
主 讲：龚 孟 濂 教 授 Tel.3668728,
E-mail: cesgml@
陈丽琼 林刚 吴昊 张杰彭 教材：《元素无机化学》 编著
什么是大学？
做人；做学问。
大大的学，自由地学，自觉地学。
“元素无机化学”学什么 较系统、全面地学习各族元素重要单质及其重要化合物的存在、制备、结构特点、 性质及其规律性变化和重要应用。
2
O 2 + 4 H ++ 4 e = 2 H 2 O
B r +2e=2B r2
H O区 2
2H2O +2e=H2+2O H -
H区 2
0 .4 0 1 -0 .8 2 9
0
7 .0
1 4 .0
pH
卤素与水的作用：
X2+H2O=2HX（Aq）+1/2 O2(g) X2= F2 、Cl2和pH>4.0的Br2. （热力学）
1．卤素与水的作用
据φ-pH图(教材P.6图1-2 )
O2/H2O
=
O2
/H2O+0.059lg
PO2
C4 H
4
1
0.059 1
H2O/H2 = H2O/H2+
lg
4
pH2 .CO2H
当PO2=PH2=1P=kPa时，简化为： O2/H2O =1.23-0.059pH H2O/H2 =-0.877+0.059（14- pH）
§1-2 卤族元素各氧化态的氧化还原性
由自由能—氧化态图(△G Ø/F-Z图)读取卤族元素
不同氧化态下的基本性质。
一、卤素单质的强氧化性和卤离子X-的的还原性： 1. 卤素单质的强氧化性
F2 > Cl2 > Br2 > I2
φØ (X2/X-)：卤素单质氧化性：氟最强
2. 卤离子X-的的还原性
F- < Cl- < Br- < I-
“元素无机化学”怎样学 1．以无机化学基本原理为纲
热力学原理 --- 宏观 结构原理（原子、分子、晶体） --- 微观 元素周期律 --- 宏观和微观 2．预习--- 复习 --- 总结( 规律性、特殊性、反常性, 记忆重要性质。) 3．作业 4．实验 教 学 安 排 46学时，2.5学分。 评定成绩办法 :总评成绩 = 期中考×40% + 期末考×50% + 平时作业×10% 期中考和期末考：课程小结10% （课程小结：16K， 2 页） 考试方式： 有限开卷，独立完成。
71 136 1861.0 338.8 3.98 -506.3 2.87
Cl
Br
I
ns 2np 5
-1,+1,+3,+5,+7
238.1 189.1 148.9
0.732 3.58 0.029
99
114 133
181
195 216
1251.1 1139.9 1008.4
354.8 3.16
330.5 301.7 2.98 2．66
自由能—氧化态图(△G Ø/F-Z图)
G /F (V )
12
——酸 性 介 质 -----碱 性 介 质
10
8
I-(-0.54)
6 4 2
HHHBIOCrOl(O1(1.(41.65.60) 1) )
H
C
lO
(
2
4
.9
1
)
C
lO
2
(
1
.7
2
)
0
OH H
2
-(-0.79) O(-2.46
-2
B r-
基本性质 价层电子结构 主要氧化数
解离能/kJ·mol 溶解度/g/100mgH2O 原子半径/pm X-离子半径/pm 第一电离能/kJ·mol-1 第一电子亲合能/kJ·mol电负性 (Pauling) X-离子水合能/kJ·mol-1
φØ (X2/X-)/V
表 1-1
F
-1 157.7 分解水
)
I
O
3
(
1
.0
1
)
456
BrO -(11.12) 4
ClO -(9.79) 4
H IO (9.27) 56
BrO -(4.47) 4
ClO -(3.18) 4
H IO 2-(2.41) 36
Z
7
二．卤化物热力学稳定性
热力学循环（玻恩-哈伯循环，Born-Haber Cycle） HX的玻恩-哈伯循环：(教材p.4) ½ X 2 (g) + ½ H 2 (g) → HX (g) ΔfHØ HX
第一章卤族元素
VIIA : F, Cl, Br, I, At
PowerPoint 制作：陈丽琼
§1-1 卤族元素的某些基本性质 表 1-1
利用有关的原子结构、分子结构、晶体结构的知识及热力 学基本原理去理解和解释。
第二周期元素 – F的特殊性
1.主要氧化数: F 无正氧化数 2.解离能：F-F < Cl-Cl 3.分解水: F2氧化H2O 4.第一电子亲合能: F < Cl > Br > I 5.卤化物热力学稳定性: 氟化物最稳定
-368.2 -334.7 -292.9
1.36 1.08 0.535
6.卤化物配位数（C.N.）：氟化物最大
AsF3 AsCl3 AsBr3 AsI3 AsF5 AsCl5 -- --
-500C分解
PbF4 PbCl4 -- -R.T.分解
原因：
电负性 ： F最大；φØ (X2/X-) F2/F-最大； 原子半径 r （2S 22P 5 ） 有效核电荷 Z * = Z / r ；电子密度 ρ大 热力学离子型卤化物:氟化物晶格能U最大 共价型卤化物:氟化物△fGØ最负
↓ ½ ΔdHØ X 2 X (g) +
↓ ½ ΔdHØ H 2 ↑- B.E. H X ∣
H(g) ＿ ＿ ＿ ＿∣
ΔfHØ HX = ½ ΔdHØ X 2 + ½ ΔdHØ H 2 + (- B.E. H X)
ΔdHØ
F
2
小，B.E.
H
大
F
→
ΔfHØ H F
大 （负）
三．卤素与水的作用；卤素的歧化与逆歧化反应
)
(
-
1.0 C-l
6) (-1
-1
.36
)
F-(-3.06)
0O2
F
-2
2
Cl
2
Br
2
12
B rO -(0 .4 5 ) IO -(0 .4 5 ) C lO -(0 .4 0 )
3
-4
I
2
B r OC-Il3OO( 7--33.(6(750..)3937))
B
r
O
3
(2
.
6
1
)
பைடு நூலகம்
C
lO
3
(2
.3
8
直线方程
同法，作出X2/X-的φ-pH图。
O2区：φA/B在此区，A把H2O→O2 φ-pH图 H2O区：φA/B在此区，A、B、H2O稳定共存
H2O区：φA/B在此区，B把H2O→H2
φ /V 2
1
I + 2 e = 2 I-
2
0
-1
-2
O区
2 C l + 2 e = 2 C l-
无机化学（下）：
元素无机化学
主 讲：龚 孟 濂 教 授 Tel.3668728,
E-mail: cesgml@
陈丽琼 林刚 吴昊 张杰彭 教材：《元素无机化学》 编著
什么是大学？
做人；做学问。
大大的学，自由地学，自觉地学。
“元素无机化学”学什么 较系统、全面地学习各族元素重要单质及其重要化合物的存在、制备、结构特点、 性质及其规律性变化和重要应用。
2
O 2 + 4 H ++ 4 e = 2 H 2 O
B r +2e=2B r2
H O区 2
2H2O +2e=H2+2O H -
H区 2
0 .4 0 1 -0 .8 2 9
0
7 .0
1 4 .0
pH
卤素与水的作用：
X2+H2O=2HX（Aq）+1/2 O2(g) X2= F2 、Cl2和pH>4.0的Br2. （热力学）
1．卤素与水的作用
据φ-pH图(教材P.6图1-2 )
O2/H2O
=
O2
/H2O+0.059lg
PO2
C4 H
4
1
0.059 1
H2O/H2 = H2O/H2+
lg
4
pH2 .CO2H
当PO2=PH2=1P=kPa时，简化为： O2/H2O =1.23-0.059pH H2O/H2 =-0.877+0.059（14- pH）
§1-2 卤族元素各氧化态的氧化还原性
由自由能—氧化态图(△G Ø/F-Z图)读取卤族元素
不同氧化态下的基本性质。
一、卤素单质的强氧化性和卤离子X-的的还原性： 1. 卤素单质的强氧化性
F2 > Cl2 > Br2 > I2
φØ (X2/X-)：卤素单质氧化性：氟最强
2. 卤离子X-的的还原性
F- < Cl- < Br- < I-
“元素无机化学”怎样学 1．以无机化学基本原理为纲
热力学原理 --- 宏观 结构原理（原子、分子、晶体） --- 微观 元素周期律 --- 宏观和微观 2．预习--- 复习 --- 总结( 规律性、特殊性、反常性, 记忆重要性质。) 3．作业 4．实验 教 学 安 排 46学时，2.5学分。 评定成绩办法 :总评成绩 = 期中考×40% + 期末考×50% + 平时作业×10% 期中考和期末考：课程小结10% （课程小结：16K， 2 页） 考试方式： 有限开卷，独立完成。
71 136 1861.0 338.8 3.98 -506.3 2.87
Cl
Br
I
ns 2np 5
-1,+1,+3,+5,+7
238.1 189.1 148.9
0.732 3.58 0.029
99
114 133
181
195 216
1251.1 1139.9 1008.4
354.8 3.16
330.5 301.7 2.98 2．66
自由能—氧化态图(△G Ø/F-Z图)
G /F (V )
12
——酸 性 介 质 -----碱 性 介 质
10
8
I-(-0.54)
6 4 2
HHHBIOCrOl(O1(1.(41.65.60) 1) )
H
C
lO
(
2
4
.9
1
)
C
lO
2
(
1
.7
2
)
0
OH H
2
-(-0.79) O(-2.46
-2
B r-
基本性质 价层电子结构 主要氧化数
解离能/kJ·mol 溶解度/g/100mgH2O 原子半径/pm X-离子半径/pm 第一电离能/kJ·mol-1 第一电子亲合能/kJ·mol电负性 (Pauling) X-离子水合能/kJ·mol-1
φØ (X2/X-)/V
表 1-1
F
-1 157.7 分解水
)
I
O
3
(
1
.0
1
)
456
BrO -(11.12) 4
ClO -(9.79) 4
H IO (9.27) 56
BrO -(4.47) 4
ClO -(3.18) 4
H IO 2-(2.41) 36
Z
7
二．卤化物热力学稳定性
热力学循环（玻恩-哈伯循环，Born-Haber Cycle） HX的玻恩-哈伯循环：(教材p.4) ½ X 2 (g) + ½ H 2 (g) → HX (g) ΔfHØ HX
第一章卤族元素
VIIA : F, Cl, Br, I, At
PowerPoint 制作：陈丽琼
§1-1 卤族元素的某些基本性质 表 1-1
利用有关的原子结构、分子结构、晶体结构的知识及热力 学基本原理去理解和解释。
第二周期元素 – F的特殊性
1.主要氧化数: F 无正氧化数 2.解离能：F-F < Cl-Cl 3.分解水: F2氧化H2O 4.第一电子亲合能: F < Cl > Br > I 5.卤化物热力学稳定性: 氟化物最稳定
-368.2 -334.7 -292.9
1.36 1.08 0.535
6.卤化物配位数（C.N.）：氟化物最大
AsF3 AsCl3 AsBr3 AsI3 AsF5 AsCl5 -- --
-500C分解
PbF4 PbCl4 -- -R.T.分解
原因：
电负性 ： F最大；φØ (X2/X-) F2/F-最大； 原子半径 r （2S 22P 5 ） 有效核电荷 Z * = Z / r ；电子密度 ρ大 热力学离子型卤化物:氟化物晶格能U最大 共价型卤化物:氟化物△fGØ最负
↓ ½ ΔdHØ X 2 X (g) +
↓ ½ ΔdHØ H 2 ↑- B.E. H X ∣
H(g) ＿ ＿ ＿ ＿∣
ΔfHØ HX = ½ ΔdHØ X 2 + ½ ΔdHØ H 2 + (- B.E. H X)
ΔdHØ
F
2
小，B.E.
H
大
F
→
ΔfHØ H F
大 （负）
三．卤素与水的作用；卤素的歧化与逆歧化反应
)
(
-
1.0 C-l
6) (-1
-1
.36
)
F-(-3.06)
0O2
F
-2
2
Cl
2
Br
2
12
B rO -(0 .4 5 ) IO -(0 .4 5 ) C lO -(0 .4 0 )
3
-4
I
2
B r OC-Il3OO( 7--33.(6(750..)3937))
B
r
O
3
(2
.
6
1
)
பைடு நூலகம்
C
lO
3
(2
.3
8