天津大学无机化学教研室《无机化学》复习全书(氮族、碳族和硼族元素)
天津大学无机化学教研室《无机化学》复习全书(配台物的结构和性质)
第8章配台物的结构和性质8.1 复习笔记一、配合物的基本概念1．配合物定义配位化合物（配合物）是指形成体与配体以配位键结合形成的复杂化合物，旧称“络合物”。
2．配合物的组成（1）形成体①中心离子（或中心原子）称为配合物的形成体；②中心离子大多数是带正电荷的金属阳离子，其中以过渡金属离子居多；③少数高氧化态的非金属元素也可作中心离子。
（2）配位个体、配体及配位原子①配位个体：由形成体结合一定数目的配体所形成的结构单元称为配位个体，即配合物的核心部分；②配体：在配合物中与形成体结合的离子或中性分子称为配体；③配位原子：在配体中提供孤电子对与形成体形成配位键的原子称为配位原子。
（3）配体分类①单齿配体：一个配体中只有一个配位原子；②多齿配体：一个配体中有两个或两个以上的配位原子。
（3）配位数①定义在配位个体中与一个形成体形成配位键的配位原子的总数称为该形成体的配位数。
②配位数与配体的关系ａ．由单齿配体形成的配合物，中心离子的配位数等于配体的数目；ｂ．若配体是多齿的，那么配体的数目不等于中心离子的配位数。
③形成体和配体的性质对配位数的影响ａ．中心离子正电荷越多，配位数越大；ｂ．中心离子半径较大时，其周围可容纳较多的配体，易形成高配位的配合物，但是中心离子半径若过大时，有时配位数反而减小；ｃ．配体的负电荷越多，配位数减小；ｄ．配体的半径增大时，中心离子周围可容纳的配体数减少，配位数减小；ｅ．配体浓度大、反应温度低，易形成高配位配合物。
（4）配离子的电荷配离子的电荷为形成体和配体电荷的代数和。
3．配合物的化学式及命名（1）配合物的化学式①含配离子的配合物，其化学式中阳离子写在前，阴离子写在后；②配位个体中，先列出形成体的元素符号，再依次列出阴离子和中性配体；③无机配体列在前面，有机配体列在后面，将整个配位个体的化学式括在方括号内；④在括号内同类配体的次序，以配位原子元素符号的英文字母次序为准。
（2）配合物的命名①配合物的命名原则ａ．配合物为配离子化合物时，则命名时阴离子在前，阳离子在后；ｂ．配阳离子化合物则称作某化某或某酸某；ｃ．配阴离子化合物则在配阴离子与外界阳离子之间用“酸”字连接（若外界为氢离子，则在配阴离子之后缀以“酸”字）。
天津大学无机化学教研室《无机化学》(第4版)(下册)-章节题库-第12~17章【圣才出品】
第 12 章 氮族、碳族和硼族元素
一、选择题 1．下列化合物中，碱性最弱的是（ ）。
【答案】D 【解析】N3H 即叓氮酸 HN3，具有酸性。
2．对亍 H2O2 和 N2H4，下列叒述中正确的是（ ）。 A．都是二元弱酸 B．都是二元弱碱 C．都具有氧化性和还原性 D．都可作氧化剂 【答案】C 【解析】H2O2 为二元弱酸，而 N2H4 为二元弱碱。两者均既有氧化性又有还原性。但 N2H4 作为氧化剂时反应速率极慢而没有实际意丿。
7．下列叒述中，丌正确的是（ ）。
A．酸性溶液中，
都是氧化剂
B．秲酸溶液中， 的氧化性比 强
C．N2O5 是硝酸的酸酐，常温下是固态，为分子晶体
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D．联氨和羟胺都是好的还原剂，在碱性溶液中还原性更强些 【答案】C 【解析】秲的 HNO2 和 HNO3溶液，前者氧化能力强亍后者。这种氧化性差别源亍 HNO2 的丌稳定性。作为弱酸的 HNO2 在水中主要以分子状态存在，H＋的强极化能力使得 HNO2 丌稳定；同时，中心氧化数为＋3 的 HNO2 在极化能力极强的 H＋作用下，更易分解而得到 还原产物。N2O5 常温下是固态，固态时 N2O5 为离子晶体[NO2]＋[NO3]－。
以分散，解离出 H＋后的酸根趋亍稳定；另外，由亍多聚磷酸比单磷酸含有较多的 P-O 键，
通迆电子的诱导效应，导致 O-H 键键能Байду номын сангаас低，H＋易解离出来，因此
的酸性比
强。
16．下列物质在空气中丌能自燃的是（ ）。 A．红磷 B．白磷 C．P2H4 D．B2H4 【答案】A 【解析】红磷较稳定，室温下丌易不 O2 反应，而白磷在空气中会逐渐氧化积聚热量而 自燃，经常把它保存在水中。联膦 P2H4 活泼，易自燃。乙硼烷 B2H6 也是一种还原性极强 的物质，在空气中自燃。
天津大学无机化学课件第十二章氮族碳族和硼族(1)
18.12.2020
编辑课件
9
12-2-2 碳及其重要化合物 碳酸
CO2溶于水即形成碳酸
CO2 + H2O H2CO3 大部分CO2以水合分子形式存在 仅存在于水溶液中，至今尚未制 得纯碳酸
二元弱酸
H2CO3 HCO3-
18.12.2020
HCO3- +H+ K a(1)=4.5×10-7*
CO23- + H+ K a(2)=4.7×10-11
编辑课件
10
12-2-2 碳及其重要化合物
碳酸盐
(1)溶解性
自碳然酸界盐石—灰—石除N等H在4+、C碱O金2、属H(2LOi除作外用)下盐，
CaCO3+ C一O般2+难H溶2O → Ca(HCO3)2
碳(难酸氢溶盐) ——一般易溶
(易溶)
随难着溶自碳然酸条盐件对的应的变碳化酸，氢盐易溶 如上述Ca反C应O3逆(难向溶重）新C析a(出HCCaOC3)O2(3易溶)
半
径 r(M2+)/pm -
-
73 118 119
I1/(kJ·mol-1) 1086 786 763 709 716
电负性( p) 2.5 1.8 1.8 1.8 1.9
18.12.2020
编辑课件
5
12-2-2 碳及其重要化合物
碳的1同2-素2-异2碳形及体其重要化合物
金刚石
石墨 富勒烯碳原子簇 （如C60）
半 径 r(M2+)/pm
-高氧化-数化合73物稳1定18性减11小9
电I1/(负kJ性·m(ol即-p1)) 惰12性0低.85电6氧子化718对.数86效化应7合16.明83物显稳71定0.89性增711大.96
天津大学无机化学教研室《无机化学》复习全书(分子的结构与性质)
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。
天津大学无机化学教研室《无机化学》复习全书(生态环境与无机化学)
17章生态环境与无机化学17.1 复习笔记一、生态系统功能与生态环境保护1．生态系统功能与生态平衡（1）生态系统功能①生态系统的定义生态系统是生物群落及其生存环境共同组成的动态平衡系统，是构成生物圈的基本结构单位。
②生态系统的组成生态系统包括人类及其生命维持系统，后者由空气、水、矿物质、土壤、植物、动物和微生物组成。
③生态系统的基本功能能量流动、物质循环和信息传递。
（2）生态平衡①生态平衡的定义生态平衡是指生态系统的各成分之间相互适应、相互协调、相互补偿，使整个系统结构、功能良好的一种状态，实质上是生态系统、生态环境稳定的一种状态。
②生态平衡失调生态平衡失调是指外界压力无节制地超过生态系统的生态阈值，系统的自我调节能力就会降低，甚至是消失，最后导致生态系统衰退或崩溃的现象，又称为生态平衡破坏。
③生态平衡失调的原因a．自然因素自然因素所造成的生态平衡破坏，多数是局部的、短暂的、偶发的，如水灾、旱灾等，当灾害结束之后系统会逐渐恢复。
b．人为因素第一，人类对自然的肆意改造；第二，滥用资源；第三，经济与生态分离。
④十大环境危机全球变暖（温室效应）、臭氧层破坏、生物多样性减少（物种濒危）、森林锐减、土地荒漠化、大气污染、水体污染、海洋污染、固体废物、人口猛增。
2．生态环境保护（1）环境保护环境保护是从战略级、政策级和技术级的不同层面上，在区域、国家和全球范围内，采取行政的、法律的、经济的、科学技术的多方面措施，合理利用自然资源，防止环境污染和破坏，保持生态平衡，使环境更好的适应人类的生产和生活，以及自然界生物的生存，保障人类社会的可持续发展。
（2）环境污染防治①污染预防污染预防是指可能造成环境污染的开发建设项目，通过合理选域或合理规划布局，并采取相应的防范措施，使其在建设过程中、建成投产或使用后污染物的排放和环境的影响符合环境保护的要求。
②污染治理a．污染治理是指对现有不符合环保要求的排污单位通过点源治理和集中控制，使其污染排放和对环境的影响符合环保要求；b．点源治理是对单个的污染源进行治理；c．集中控制是对多个污染源或一定区域内的污染物实行统一处理。
无机化学(天大版)复习资料
第六章分子的结构和性质6.1 键参数6.2 价键理论目的要求：1．了解键能、键长、键角等键参数；2．掌握价键理论；3．掌握共价键的特点、类型；4．了解离子键的特点。
重点、难点：掌握价键理论；掌握共价键的特点和类型。
作业：1. P193 2（1）、（2）2. P195 4教学内容：6.1 键参数一、键能1．键参数的含义：能表征化学键性质的量称为键参数。
主要有键能、键长、键角等。
2．键能：（1）含义：近似为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）意义：键能是衡量化学键牢固程度的键参数，键能越大，键越牢固。
（3）计算：双原子分子：键能等于键解离能（D）多原子分子：键能等于同种键逐级解离能的平均值。
二、键长1．含义分子内成键两原子核间的平衡距离，用L b表示。
可用分子光谱或X射线衍射方法测得。
2．决定因素：（1）内因：成键原子的本性（2）外因：相同原子形成不同类型化学键时具有不同的键长3．意义：相同原子形成不同化学键时，键长越短，键能越大，键越稳定。
三、键角1．含义：在分子中两个相邻化学键之间的夹角。
可用分子光谱和X射线衍射实验测得。
2．意义：根据分子内全部化学键的键长和键角数据，可确定分子的几何构型。
6.2 价键理论一、共价键1．共价键的形成原子间由于成键电子的原子轨道重叠而形成的化学键。
2（1）理论基础以相邻原子间电子相互配对为基础。
（2）理论要点A．组成分子的两个原子必须具有未成对的电子，且它们的自旋反平行，即原子中的1个未成对电子只有以自旋状态反平行的形式与另一个原子中的1个未成对电子相B．原子轨道相互重叠形成共价键时，原子轨道要对称性匹配，并满足最大重叠的条件。
即自旋方向相反的未成对电子相互接近时，必须考虑其波函数的正、负号，只有同号轨道（对称性匹配）才能实行有效的重叠C．原子轨道重叠时，总是沿着重叠最大的方向进行，重叠部分越大，共价键越牢固，这就是原子轨道的最大重叠条件。
无机化学氮族、碳族和硼族元素
氮族元素的单质
氮的单质主要包括氮气（N2） 和氮的化合物，如氮化物、叠氮
化物等。
磷的单质有红磷、白磷和黑磷等 不同同素异形体，磷的化学性质 活泼，易与多种元素形成化合物。
砷的单质有灰砷、黑砷和白砷等， 砷的化学性质相对稳定，但能与
碳族元素的应用
碳族元素在工业上的应用
碳族元素在钢铁、有色金属、玻璃和陶瓷等传统产业中发挥着重要作用，如用于制造合金 钢、耐火材料和光学玻璃等。
碳族元素在新能源领域的应用
碳族元素在太阳能电池、燃料电池和锂离子电池等新能源技术中具有重要应用，如石墨烯 材料在锂离子电池负极材料中的应用。
碳族元素在医学上的应用
某些碳族元素化合物具有抗癌、抗炎和抗菌等生物活性，可用于药物研发和临床治疗。
硼族元素的应用
1 2 3
硼族元素在工业上的应用
硼族元素在冶金、陶瓷和玻璃等领域有广泛应用， 如用于制造特种钢、高温陶瓷和光学玻璃等。
硼族元素在新材料领域的应用
硼族元素在新型功能材料、复合材料和纳米材料 等领域具有重要应用，如碳化硼陶瓷在防弹装甲 和核能领域的应用。
这些元素在自然界中主要以氧 化物或卤化物的形式存在，具 有亲氧或亲卤的特性。
硼族元素在电子工业、航空航 天、军事等领域有广泛应用。
Байду номын сангаас
硼族元素的单质
硼单质
01
硼是一种非金属元素，具有高硬度和耐腐蚀性，广泛用于玻璃、
陶瓷、冶金等领域。
铝单质
02
铝是一种轻质、有延展性和导电性的金属，广泛应用于航空、
建筑、汽车等领域。
（完整版）无机化学（天津大学版）
（完整版）⽆机化学（天津⼤学版）第⼀章化学反应中的质量关系和能量关系[学习指导]1．“物质的量”（n）⽤于计量指定的微观基本单元或其特定组合的物理量，其单位名称为摩[尔]，单位符号为mol。
2.摩尔质量（M) M = m/n3.摩尔体积（V m）V m = V/n4.物质的量浓度（c B）c B = n B/V5.理想⽓体状态⽅程pV = nRT6.理想⽓体分压定律p= Σp B ；p B = (n B/n)p7.化学计量式和化学计量数O = ΣνB B ；νBB8.反应进度（ξ）表⽰化学反应进⾏程度的物理量，符号为ξ，单位为mol。
随着反应的进⾏，任⼀化学反应各反应物及产物的改变量：Δn B = νBξ9.状态函数状态函数的改变量只与体系的始、终态有关，⽽与状态变化的途径⽆关。
10.热和功体系和环境之间因温差⽽传递的热量称为热。
除热以外，其它各种形式被传递的能量称为功。
11.热⼒学能（U）体系内部所含的总能量。
12.能量守恒定律孤⽴体系中能量是不会⾃⽣⾃灭的，它可以变换形式，但总值不变。
13.热⼒学第⼀定律封闭体系热⼒学能的变化：ΔU = Q + WQ > 0, W > 0, ΔU > 0；Q < 0, W< 0, ΔU < 0。
14.恒压反应热（Q p）和反应焓变（Δr H m）H(焓) ≡ U + pV, Q p= Δr H m15.赫斯定律Q p= ∑Q B, Δr H m= ∑Δr H m(B)B B16.标准状况：p = 101.325kPa, T = 273.15 K标准(状)态：pθ= 100kPa下⽓体：纯⽓体物质液体、固体：最稳定的纯液体、纯固体物质。
溶液中的溶质：摩尔浓度为1mol·L-1标准态下17.标准摩尔⽣成焓（）最稳定的单质─────—→单位物质的量的某物质=18.标准摩尔反应焓变（）⼀般反应cC + dD = yY + zZ=[y(Y) + z(Z)] - [c(C)+ d(D)]=Σνi(⽣成物) + Σνi(反应物)第⼆章化学反应的⽅向、速率和限度[学习指导]1.反应速率：单位体积内反应进⾏程度随时间的变化率，即：2.活化分⼦：具有等于或超过E c能量（分⼦发⽣有效碰撞所必须具备的最低能量）的分⼦。
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第12章氮族、碳族和硼族元素
12.1 复习笔记
一、氮族元素
1．氮族元素概述
（1）氮族元素组成
氮族元素包括第V A族的氮、磷、砷、锑、铋五种元素。
（2）存在形式
①绝大部分的氮以单质状态存在于空气中；
②磷主要以化合状态存在于自然界中；
③砷、锑、铋是亲硫元素，主要的矿石为硫化物矿。
（3）元素的作用
①氮和磷是动植物体内不可缺少的元素。
磷有多种同素异形体，主要有白磷（或黄磷）、红磷和黑磷；
②砷、锑、铋主要用于制造合金，铋的熔点（271℃）和沸点（1740℃）相差较大，可作原子能反应堆中的冷却剂。
（4）氮族元素的基本性质
氮族元素中氮和磷为典型的非金属，砷和锑表现为准金属，铋为金属元素。
表12-1 氮族元素的基本性质
2．氮气
（1）氮气的制备和化学模拟固氮
①实验室制备氮气
把固体亚硝酸钠放入氯化铵溶液中，然后加热：
②工业制备氮气
工业上，氮气主要是通过液态空气分馏得到。
③化学模拟固氮
固氮的原理是使N2分子活化，削弱N≡N分子中的三重键，使其易发生化学反应。
（2）氮气的稳定性和等电子体
①氮气的稳定性
氮气是双原子分子，两个氮原子以叁键结合，键能（946 kJ·mol－1）相当大，具有特殊的稳定性。
在常温下化学性质很不活泼，表现出高的化学惰性，常用作保护气体。
②等电子体
a．定义
具有相同原子数和电子数的分子（或离子）称为等电子体。
b．特性
等电子体具有相似的结构和类似的性质，如N2和CO都是由两个原子组成的分子，并且均含有14个电子，为等电子体。
表12-2 N2和CO的分子结构和性质
3．氨及铵盐
（1）氨
①氨的制备
a．工业制备氨
在高温、高压和催化剂存在下用氮气和氢气合成：
b．实验室制备氨
在实验室需要少量氨气时，通常用铵盐和碱反应：
②氨的性质
a．氨气是一种无色、有刺激性臭味的气体，吸入过量会中毒，无论使用或运输都要防
止泄漏；
b．在常温下易加压液化，具有较大的蒸发潜热，常用作冷冻机的循环制冷剂；
c．液氨与水类似，是一种良好的溶剂，有微弱的解离作用：
d．液氨能溶解碱金属和碱土金属；
e．氨能与水形成氨的水合物NH3·H2O和2NH3·H2O，在水中的溶解度较大。
③氨发生的三类反应
a．加合反应
NH3分子中N原子上有孤电子对，可发生一系列的加合反应。
氨能与酸、许多金属离子及一些分子加合。
例如：
b．取代反应
在一定条件下，氨分子中的氢原子可依次被取代，生成一系列氨的衍生物：氨基化物（）、亚氨基化物（）、氮化物。
取代反应的另一种形式是氨以氨基的形式取代其他化合物中的原子或原子团，如：
c．氧化反应
氨分子中的氮处于最低氧化数（－3）而具有还原性，在一定条件下，可被氧化剂氧化成氮气或氧化数比较高的氮的化合物。
氨与氧的反应随反应条件的不同产物亦异：
氨能与某些氧化物反应，如：
氨能与Cl2、Br2反应，如：
（2）铵盐
①铵盐的特性
a．NH4＋的离子半径（143pm）与K＋的离子半径（133pm）差别不大；NH4＋（aq）的离子半径（537pm）与K＋（aq）的离子半径（530pm）更为接近，故铵盐在晶型、颜色、溶解度等方面都与相应的钾盐类似；
b．铵盐一般为无色晶体（若阴离子无色），易溶于水；
c．在铵盐溶液中加入强碱并加热，会释放出氨来：
这是鉴定铵盐的常用方法。
②固态铵盐的分解
a．挥发性酸组成的铵盐，分解产物一般为氨和相应的酸：
b．非挥发性酸组成的铵盐，则逸出氨：
c．氧化性酸组成的铵盐，分解产物为N2或氮的氧化物：
4．氮的氧化物、含氧酸及其盐
（1）氮的氧化物
氮可形成多种氧化物：在氧化物中氮的氧化数可以从＋1到＋5。
表12-3 氮氧化物的主要性质
（2）氮的含氧酸
①亚硝酸
a．亚硝酸的制备
将等物质的量的NO和NO2的混合物溶解在冷水中，或在亚硝酸盐的冷水溶液中加入硫酸，均可生成亚硝酸：
b．亚硝酸的性质
第一，亚硝酸是弱酸，酸性比醋酸略强：
第二，亚硝酸很不稳定，仅存在于冷的稀溶液中，从未制得游离酸，其溶液浓缩或加热。