高等无机化学陈慧兰pdf
高等无机化学

参考书1 陈慧兰等编,《理论无机化学》,高等教育出版社,19892 项斯芬编著,《无机化学新兴领域导论》,北京大学出版社, 19883沈裴凤等编,《现代无机化学》,上海科学技术出版社,1985 4朱文祥等编,《中级无机化学》,北京师范大学大学出版社,19935唐宗薰,《无机化学热力学》,西北大学出版社,19906Cotton,F.A,and Wlkinson,G.,“Advanced Inorganic Chemistry”4th ed,Wiley,New York,19807 Huheey,J.E., “Inorganic Chemistry Principles of Structure and Reactivity”, 3rd ed., Harper & Row New York, 19838 Doug1as R.E., McDaniel D.H, and Alexander J., “Con-cepts and Models of inorganic Chemistry”,2rd ed., Wiley New York, 19839 Jolly,W.J.,“Modern Inorganic Chemistry”, McGrawHill New York, 1984..第一章原子、分子及元素周期性第一节原子结构理论概述第二节原子参数及元素周期性第三节共价键理论概述第四节键参数与分子构型第五节分子对称性与点群第六节单质的性质及其周期性递变规律第七节主族元素化合物的周期性性质以上七节主要自学,要求掌握:1 用徐光宪的改进的Slater规则计算电子的屏蔽常数2 了解电负性的几种标度,理解环境对电负性的影响和基团电负性的概念3 键参数价层电子对互斥理论分子对称性知识4 单质及其化合物的一些性质的周期性变化规律同时,还要特别注意5 掌握周期反常现象的几种表现形式及合理解释习题:1,2,3,4,6,7,8,10,11,12,13,15,17第一章原子、分子及元素周期性1 原子的性质(1) 屏蔽常数Slate屏蔽常数规则将原子中的电子分组(1s);(2s,2p);(3s,3p);(3d);(4s,4p);(4d);(4f);(5s,5p);(5d);(5f)等位于某小组电子后面的各组,对该组的屏蔽常数σ=0,近似地可以理解为外层电子对内存电子没有屏蔽作用;同组电子间的σ=0.35 (1s例外,1s的σ=0.30);对于ns或np上的电子,(n-1)电子层中的电子的屏蔽常数σ=0.85,小于(n-1)的各层中的电子的屏蔽常数σ=1.00;对于nd或nf上的电子,位于它左边的各组电子对他们的屏蔽常数σ=1.00。
高等无机化学 陈慧兰 7.2节

§7.2固体的缺陷结构与非整比化合物按照结晶学的原理,晶体是一种向三维空间无限延伸的周期性点阵,它的各部分完全相同,并具有一定的对称性。
实际上,晶体都不是理想的完整晶体,存在着对理想的空间点阵的偏离,这些偏离的区域或结构被称为晶体的缺陷,例如点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷等。
在固体中还存在一类非整比化合物,即其化学式中原子数之比不是简单的整数,例如前节讨论的单晶硅中微量的掺杂以及组成为Fe1-x O的方铁矿(Fe与O的原子数之比为一个分数),这类特殊结构的非整比化合物,当其化学式中的原子数之比接近于整数比,或者说,当其缺陷浓度很低时,可以按通常点缺陷的研究方法处理;当缺陷浓度较高时,应把缺陷看作是晶体构造的一部分,而不再看作是远远偏离理想晶体的某种不完善性。
缺陷的重要性在于它们能影响固体的性质,诸如机械强度、导电性、耐腐蚀性和化学反应性能等;缺陷与固体结构、组成、制备工艺和材料的物理性质之间有着密不可分的关系;固体中物质的输运、固相间微粒的扩散、固体中的化学反应等之所以能够发生都归因于晶体结构中存在缺陷。
进一的研究还证实,固体物质的许多物理和化学性能如晶体的光学、电学、磁学、声学、力学和热学等各种性质都与晶体缺陷密切相关,例如缺陷的形成导致固体中出现半导体性质。
因此对晶体缺陷的研究是固体化学的核心任务之一。
本节扼要讨论具有超导体、巨磁阻和发光等性能的非整比化合物中的缺陷结构。
首先介绍有关的基本概念。
1 基本概念缺陷的种类很多,分类方法也很多。
由热力学原因而存在的缺陷叫本征缺陷(native defects)或固有缺陷;非热力学原因而造成的缺陷叫杂质缺陷(impurity defects)或外赋缺陷,后一种缺陷可通过提纯或改变合成条件而得到控制。
也可以根据缺陷的三维尺寸划分,例如:将三维均是原子大小的缺陷称为零维缺陷或点缺陷(point defects);把比这更小的缺陷称为电子缺陷;把三维很小一維很大的缺陷称作一维缺陷或线缺陷(line defects);把一维很小二维很大的缺陷称作二维缺陷或面缺陷(surface defect);把三维均较大的缺陷称为三维缺陷或体缺陷(body defects)。
华南师范大学高等无机化学教材

(4)逆元素 每个群元素必有一逆元素,它也是群的元素,即
AG ,则 A1 G ;且 AA1 A1 A E
群的例子
立正( ),向右转( ),向左转 ( ),向后转( )构成对称操作群
-1 =
-1 =
-1 =
全体整数对加法构成群,称为整数加群
封闭性: 所有整数(包括零)相加仍为整数
(1) 重叠型二茂铁具有 S5, 所以, C5和与之垂直 的σ也都独立存在;
(2) 甲烷具有S4,所以, 只有C2与S4共轴,但C4和与 之垂直的σ并不独立存在.
CH4中的映轴S4与旋转反映操作
• 注意: C4和与之垂直的σ都不独立存在
(5)恒等操作
旋转是真操作, 其它对称操作为虚操作.
1.2 对称操作的乘积
1.3 群论基本概念
群,与一位悲剧式的人物——法国青年数学家伽 罗瓦(1811–1832)——的名字紧密联系在一起.他17 岁时第一个使用了这个名词并系统地研究群;19岁时 用群的思想解决了关于解方程的问题,这是当时连最 优秀数学家都感到棘手的难题. 20岁前就对数学作出 了杰出贡献. 不满21岁时在一次决斗中被杀. 遗书中留 下了方程论、阿贝尔积分三种分类等内容.
E
n 为偶数
h n 为奇数
S1
S2 i
S3 C3 h S4 hC4 S5 h C5
S6 C3 i
独立的元素
C2
2
1
σh
4 S2= i 示意图
对于Sn群,当 n 为奇数时,有
2n个操作,它由 Cn 和 h 组成;当 n
为偶数而又不为4的整数倍时,有n
Mater. Cryst. Growth Des.; …… Nature, Science ACS; RSC; join Wiely; ……
高职无机化学教案

高职无机化学教案上(一至七章)目录撰写人张荣绪论 (3)第一章物质及其变化 (4)第一节物质的聚集状态 (4)第二节化学反应中的质量和能量关系 (7)本章要求 (9)第二章化学反应速率和化学平衡 (9)第一节化学反应速率定义及表示方法 (9)第二节化学反应速率理论 (11)第三节影响化学反应速率的主要因素 (13)第四节化学平衡 (15)本章要求 (22)第三章电解质溶液和离子平衡 (22)第一节强电解质在溶液中的状况 (22)第二节水的电离和溶液的PH值 (23)第三节弱酸弱碱的电离平衡 (25)第四节同离子效应和缓冲溶液 (27)第五节盐类的水解 (30)第六节酸碱质子理论 (34)第七节沉淀和溶解平衡 (36)第八节溶度积规则及其应用 (38)本章要求 (43)第四章氧化和还原 (43)第一节氧化还原反应的基本概念 (43)第二节氧化还原反应与原电池 (47)第三节电极电势的应用 (51)本章要求 (55)第五章原子结构和元素周期律 (56)第一节原子核外电子的运动状态 (56)第二节多电子原子中电子的分布 (59)第三节原子核外电子排布与元素周期律 (60)第四节元素性质的周期性 (61)本章要求 (63)第七章分子结构与晶体结构 (63)第一节离子键 (64)第二节共价键理论 (65)第三节杂化轨道理论和分子的几何构型 (69)第四节晶体的特征 (71)第五节离子晶体 (72)第六节原子晶体 (73)第七节分子间力和分子晶体 (73)第八节金属晶体 (77)第九节离子极化 (77)第十节混合型晶体 (79)本章要求 (79)第七章配位化合物 (79)第一节配位化合物的基本概念 (80)第二节配位化合物的结构 (81)第三节配位化合物在水溶液中的状况 (84)第四节螯合物 (89)本章要求 (90)绪论一、化学的地位及作用:自然科学在纵向方面分为三个层次:工程技术、技术科学、基础科学。
化学是一门基础学科,它是在分子、原子或离子等层次上研究物质的组成、结构和性质以及可能发生的变化和变化中的能量转换。
高等无机化学 陈慧兰7.5节

§7.5无机固相反应前面讨论了一些特殊的无机固体的结构和性质,同样无机固体的反应性能也引起化学家的极大的兴趣,同时对固体电子结构的了解和生产上的需要也促进了对固体反应的研究。
这方面已有许多文献和专著报道,这里我们只作简要的讨论。
固相反应顾名思义是指有固体物质参加的反应,也就是说反应物之一是固相物质的反应。
固相反应可以按不同的观点来分类,根据反应物的状态可以分为(ⅰ)单种固体物质的反应,包括固体物质的热分解、聚合、光反应、固体中的相变与缺陷平衡;(ⅱ)固体和气体物质参加的反应;(ⅲ)固体和液体物质参加的反应;(ⅳ)两种以上固体物质之间的反应:(ⅴ)固体物质表面上的反应如固相催化反应和电极反应。
其中两种以上股固体物质之间的反应更能体现固相反应的特点,在此将重点介绍。
此外有关气固相的化学迀移反应将作一般的介绍。
1.固相反应的特点固相化学反应与液相反应相比,尽管绝大多数得到相同的产物,但也有很多例外,即虽然使用同样摩尔比的反应物,但是产物却不同,例如:3434323434322646363])CH [()(])CH [()(])([K ])([])([NiCl N NCl CH NiCl NiCl N NCl CH NiCl I CN Fe KI CN Fe KI CN Fe K K−−→−+−−→−++−−→−+−−→−+固相液相固相液相不反应固体之间的反应包括两个基本过程:(ⅰ)化学反应本身涉及的旧键的断裂和新键的形成,得到新的产物的核。
(ⅱ)物质迁移到反应的区域,影响这些核的形成。
第(ⅱ)个过程即反应物在固相的迁移(虽然对气相或液相是不重要的),取决于固体颗粒扩散的平均路程(即颗粒平均半径的一半,大约μm数显级)以及它们在固体内的扩散速率,该速率值很小,大约是相同温度下在气体或液体中扩散速率的百万分之一。
因此固相反应具有一些很重要的特性:(1)Tamnann 规则固体要发生反应,反应物的分子必须能够长程移动而且相互碰撞。
高等无机化学

1,3,5-三甲基苯
C6H3(CH3)3
C3点群
三氯乙烷 CH3CCl3
CO2H
H
HO
H CH3 CI
H
C H C C CI
Cnh点群
1个Cn轴,垂直于此轴 的1个σh
阶次:2n,有2n个对称操作,
{E,Cn1,Cn2……Cnn-1,σh,Sn1 , Sn2…Snn-1}
(n-1)个旋转,1个反映面, (n-1)个及旋转与反映结合的映转操作。 当n为偶次轴时,S2nn即为对称中心。
{
金属羰基化合物 金属卤素原子簇 金属异腈原子簇 金属硫原原子簇
5
第四章: 金属金属多重键
§1. 金属-金属四重键 §2. 金属-金属三重键
§3. 金属-金属二重键
6
第五章: 金属有机化合物
§1. 金属有机化合物概述
§2. 金属不饱和烃化合物 §3. 金属环多烯化合物 §4. 等叶片相似模型 §5. 主族金属有机化合物
D2h
双吡啶四氟化硅
D2h
H C H
乙烯分子
H C H
萘
D3h
BF3
PCl5
Tc6Cl6
D4h
2CI Pt CI CI CI
[Ni(CN)4]2-
[PtCl4]2-
[Re2Cl8]2-
D4h
[M2(COOR)4X2]
M=Mo、Tc、Re、Ru,X=H2O、Cl
C4轴位于M-M键轴,4个C2 轴中,2个各横贯一对羧桥平 面,2个与羧桥平面成45°角,经过M-M键中心和4个R 基,还有一个水平对称面存在
先旋转2π/n , 再对垂直于旋转轴的 镜面进行反映
CH4分子的四重非真旋转轴S4
结构化学复习资料 第一部分 知识点(1)

结构化学复习资料该复习资料大概分为2个部分吧,第一部分着重于每一章比较重要的知识点(第四章开始),并稍加补充和拓展;第二部分主要是一些习题。
刚开始学结构化学的时候感觉学起来云里雾里的,不过后来多做题目,找到了一些规律,这对理解结构化学的内容有一定的好处,也比较好上手吧。
还有一个重要的点就是同学们可以多参考下课外书,毕竟个人感觉光靠结构化学基础这本书可能会遇到许多问题,或者说许多时候看不懂的东西没有加以解释,结果很容易就会一个不懂接着下一个不懂的点这样子。
所以课外书显得挺重要的。
推荐一下一些参考资料吧☺1.徐光宪先生写的《物质结构》和麦松威先生写的《高等无机结构化学》,这两本书可以说是结构化学的进阶版,讲的很详细,许多课本上的问题都可以在这些书上找到答案。
2.陈慧兰编写的《高等无机化学》,这本书里对于配合物结构和性质部分讲的挺详细的,比如姜泰勒效应,晶体场是怎么裂分的等等,有兴趣的同学可以看一下。
3.结构化学基础第四版的习题答案。
这个大家都懂得☺。
里面提供了几乎所有课后习题的答案,这个对大家都很有帮助。
另外,每一章前面都附带了该章的内容提要,这在复习的时候可以当作大纲来使用,效果也是挺好的。
4.课件。
老师给的课件可以帮助大家从书里大段大段的文字里找出重点的内容。
另外提供了南开大学孙宏伟教授的结构化学课件以及一些习题和考试题,孙教授主页上还有视频课程可以看,大家有空的时候也可以看看视频复习一下。
5.数据库。
很多时候不是光看书就能解决的问题可以通过查找数据库得到答案,特别是知网上有很多关于结构化学的内容,有很多老师在上面发表了对于一些习题的简单解决方法,这对于解题来讲很有帮助。
数据库在这里也包括了百度文库,豆丁网等。
这些共享性的资料库可以说是一个习题库,找找题目练练手也是挺好的,虽然题目答案可能有误需要小心辨别。
大概就说这么多,下面进入正题。
可能在输入过程中会有错误,大家复习的时候如果发现有冲突还是按照老师的课件和课本为主。
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1 高等无机化学是一门重要学科
高等无机化学是一门研究无机物质的结构、性质以及生成机理的重要学科。
它研究分子结构、晶体结构、形成原理、反应动力学、分子模型、反应相位等,还开展研究元素本质和复杂分子的构筑、化学性质及反应机理的研究,研究多室温度下的无机化学反应的物质动力学,研究各种有机无机复合物的构筑机理和反应机理,以及开发新型功能材料的结构表征和产能增强等。
2 功能性的材料的研究
无机化学反应相关领域还有功能性材料的研究,这些材料能够嵌入系统中,承担不同的功能,广泛应用于新材料和新能源等领域,逐步达到节能减排、迎合持续可持续发展的目标。
例如,新型能源电池材料,金属基光催化及应用,有机硅材料及智能器件,以及能源转换化学等。
3 无机化学的应用领域
无机化学的应用非常广泛,几乎涵盖了所有的科学技术领域。
它的应用很广,从为制造工业提供原料到农业微量元素补充,从催化反应到能源材料开发等,无机化学都可以发挥重要作用。
在工业上,它是很关键的一门科学,因为它可以为制造基本原料提供帮助,也可用于检测材料的活性、合成新元素,以及制造能源技术等。
它可以为我们的社会发展提供支持。
总之,高等无机化学是一门重要学科,它已经广泛应用于各行各业,为人类的科技进步发挥着巨大作用。
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伴随着科技的迅猛发展,网络的广泛普及,特别是智能终端的不断涌现,互联
网时代已经催生出一大批新型的数字教育产品。
陈慧兰的高等无机化学课程就是在这样一个现象中应运而生。
这门由陈慧兰教授撰写的《高等无机化学》PDF书籍,
旨在提供详细的理论解释。
陈慧兰老师将课程分成5大部分,每部分由 10 节课组成,着重强调如何正
确使用实验室和实地解决方案。
其中,第一部分包括氢化物、酸与盐碱基元素、氧化物等实验,第二部分涵盖配位化学、金属、卤族与无机配合物实验,第三部分集中介绍如何使用催化剂及各种化学反应来分解有机化合物,第四部分将深入探讨有机和无机反应,最后一部分则阐述核技术、可再生能源和可能影响环境的化学反应等内容。
陈慧兰教授所撰写的《高等无机化学》PDF下载有助于更好的让学生理解常用
的化学概念,知识系统地学习化学,有效提高学习效率和深入掌握知识。
课程所涉及的实验均全面且深入,包括不同的实验材料以及实验环境和实验方案,可以帮助学生加强巩固,更方便地掌握实验技能。
《高等无机化学》PDF是一本实用性非常强的书籍,包含非常详细的相关内容,强调将知识同实践分散结合,对学生有着很大的益处,还因其完善的结构和视野尺度而受到学生的好评,享有很好的口碑。