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)
天津大学无机化学课件第六章分子的结构与性质
σ键、π键、δ键
2012-9-4 无机化学
σ键：原子轨道以“头碰头”的形式重 叠 所形成的键 x x σ s-s σ s-p x σ p-p 对键轴(x轴)具有圆柱形对称性 σ电子：形成σ键的电子
2012-9-4 无机化学
π键：原子轨道以“肩并肩”的形式重 叠 所形成的键 z z 对xy平面具有反对称性 即重叠部分对xy平面
2012117无机化学2012117无机化学2012117无机化学6111molclh431kjmol1clg29815k标准态2hg29815k标准态436kjmol12012117无机化学611498kjmol1ohg428kjmol1ohdhohdoh2463kjmol1167kjmol1247kjmol12012117无机化学612612918clcl1988cl1274brbr2284br1408cc金刚石乙烷丙烷pm1541531541552012117无机化学pm154134120kjmol1356598813pm147132116kjmol1285616866pm1461251098kjmol11604189462012117无机化学6132012117无机化学2012117无机化学2012117无机化学6212012117无机化学2012117无机化学3s3p3d3s3p3d2012117无机化学2012117无机化学2012117无机化学2012117无机化学clcl2012117无机化学2012117无机化学xy2012117无机化学2012117无机化学2012117无机化学2s2p2s2p2012117无机化学6222012117无机化学2012117无机化学21210252104282107302109402119400931na2012117无机化学2012117无机化学2012117无机化学631ch激发2s2s2p2p2012117无机化学6322012117无机化学2012117无机化学2012117无机化学sp2s2s2p2p激发sp杂化sp2pclclclbecl道含量轨道夹角类型分子构型实例180直线形直线形becl2012117无机化学sp道含量轨道夹角杂化轨道构型类型分子构型120正三角形2012117无机化学sp道含量轨道夹角杂化轨道构型类型分子构型120正三角形2p2s2s2p2p激发sp2012117无机化学sp道含量轨道夹杂化轨道构型类型分子构型10928正四面体2012117无机化学sp道含量轨道夹杂化轨道构型类型分子构型10928正四面体2s2s2p2p激发sp109282012117无机化学sp2s2p不等性sp2012117无机化学sp2s2p2012117无机化学杂化类型spsp杂化轨道构型直线形三角形四面体形杂化轨道中孤电子对数分子几何构型直线形三
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）。
无机化学天津大学06-3分子的几何构型课件
第1章 化学反应中的质量关系和能量关系
自学指导(一)
看图复述课文内容
故事发生的时间、地点、人物、 事件的起因、经过和结果要复述 清楚。
第1章 化学反应中的质量关系和能量关系
第1章 化学反应中的质量关系和能量关系
自学指导(二)
1、作者运用哪几种方法去刻画人物的形象？从文 中找出具体句子进行分析。并说说你是如何看待这 两个人物的。 2、从这个故事中你懂得了什么道理？
无机化学 第六章
分子的结构和性质
第六章 分子的结构和性质
第三节 分子的几何构型
第6.63章分分子子的的结几构何和性构质型 第6章 分子的结构和性质
6.3.1 价键理论的局限性
价键理论能较好地说明一些双原子分子价 键的形成 不能很好地说明多原子分子的价键形成和 几何构型
第6.63章分分子子的的结几构何和性构质型 第6章 分子的结构和性质
6.3.1 价键理论的局限性
如
CH4
按价键理论
C
激发
2p
2p
2s
2s
应形成四个不完全
相同的C－H 键。
′
与实际不符
实际测定→ 正四面体形
第6.63章分分子子的的结几构何和性构质型 第6章 分子的结构和性质
6.3.2 杂化轨道理论
杂化轨道理论的要点 原子成键时, 参与成键的若干个能级相近 的原子轨道相互“混杂”, 组成一组新轨道 (杂化轨道),这一过程叫原子轨道的“杂化” 有几个原子轨道参与杂化，就形成几个杂 化轨道
杂化类型 sp杂化——１个s 轨道＋１个p 轨道
例 BeCl2
Be
激发
2p 2s
2p 2s
Cl
Be
Cl
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。
天津大学无机化学教研室《无机化学》复习全书(固体的结构与性质)
第7章固体的结构与性质7.1 复习笔记一、晶体和非晶体1．晶体的特征（1）有一定的几何外形①从外观看，晶体一般都具有一定的几何外形；②非晶体因没有一定的几何外形，所以又称无定形体；③有一些物质从外观看不具备整齐的外观，但由极微小的晶体组成，物质的这种状态称为微晶体。
微晶体仍然属于晶体的范畴。
（2）有固定的熔点在一定压力下将晶体加热，只有达到某一温度（熔点）时，晶体才开始熔化，在晶体没有全部熔化之前，即使继续加热，温度仍保持恒定不变。
（3）各向异性一块晶体的某些性质，从晶体的不同方向去测定时，常常是不同的，晶体的这种性质称各向异性。
2．晶体的内部结构（1）晶格①晶格的定义沿着一定的方向按某种规则把晶体中规则排列的微粒抽象为几何学中的点联结起来，则可以得到描述各种晶体内部结构的几何图像——晶体的空间格子（简称为晶格）。
②晶格的分类按照晶格结点在空间的位置，晶格可有各种形状。
其中立方体晶格具有最简单的结构，它可分为三种类型（见图7-1）。
（a）简单立方晶格（b）面心立方晶格（c）体心立方晶格图7-1 立方晶格（2）晶胞①晶胞的定义在晶格中，能表现出其结构的一切特征的基本重复单位称为晶胞。
②晶胞的特性a．晶体的基本重复单位；b．代表晶体的化学组成；c．必然为平行六面体。
3．单晶体和多晶体（1）单晶体由一个晶核（微小的晶体）各向均匀生长而成的，其晶体内部的粒子基本上按照某种规律整齐排列的晶体。
（2）多晶体很多单晶颗粒杂乱地聚结而成的，由于单晶之间排列杂乱，各向异性的特征消失，使整个晶体一般不表现各向异性，这种晶体称为多晶体。
（3）晶体分类根据晶格结点上粒子种类及粒子间结合力的不同，晶体可分为离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体等基本类型。
4．非晶体物质（1）定义非晶体物质是指结构长程无序（近程可能有序）的固体物质，它是由不呈周期性排列的原子或分子凝聚而成。
（2）晶体与非晶体之间的关系①在一定条件下，晶体与非晶体可以相互转化；②晶态比非晶态稳定，非晶态物质有自发转变为晶态物质的倾向。
天津大学无机化学教研室编无机化学上、下册,第三版北京高
02.01.2021
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13.1.3 周期表中元素的分类
●元素在元素周期表的变化规律
——同一主族元素自上而下金属性增强，非金属性减弱 ——同一周期自左向右金属性减弱，非金属性递增 ——典型的金属集中于周期表左侧，非金属集中于右部，中部为过 渡金属，左下方为最活泼金属，右上方为最活泼非金属。在金属与 非金属之间有一条梯形的分界线，在分界线的上下是七种准金属
1、A、CH3CH2CH2CCH，B、CH3CH2CCCH3，C、CH2＝CH－ CH2－CH＝CH2
2、（6分）某碱性化合物A（C5H13N）和过量的CH3I反应，能生成 B（C8H20NI），B与AgOH作用得C（C8H21ON）。C具有强碱性， 若加热C，可得D（C5H10）和(CH3)3N。D经臭氧化，再用Zn-H2O加 热水解可得正丙醛和乙醛。试推测A、B、C、D的结构简式。
Np, Pu, Am, Cm,Bk, Pm
Fm, Md, No
Lr, 104
105, 106
107, 108, 109, 110, 111, 112, 114,116
88（其中人工合成元素18种）
准金 属 Sb As Te B, Si Ge,
At
编辑7ppt
非金属 C, S P
H, O, N, Cl, Se, Br, I F,
——稀有气体和非金属元素共17种，准金属7种，金属有88种。根 据物理性质可将金属元素分为四类：轻金属和脆性、展性、低熔点 重金属。密度低于5g/cm3者称轻金属，大于5g/cm3者称重金属
H O 3+ (
C H C 3H 2 C ---C (H 3 )2
O S -O 3 H )-
(
天津大学无机化学教研室《无机化学》(第4版)名校考研真题(分子的结构与性质)【圣才出品】
）
[电子科技大学 2009 研]
【答案】×
【解析】当配体的个数与电子对数一致时，分子构型和电子对空间构型一致。这时，
各电子对均为成键电子对。配体的个数小于电子对数时，孤对电子会影响分子的几何构型。
四、简答题 1．有人说：“BF3 的空间构型为平面三角形，则 NF3 的空间构型也是平面三角形”。 请分析这一说法是否正确。[南京航空航天大学 2007 研] 答：BF3 的空间构型是平面三角形。因 B 原子最外层电子捧列为 2s22p1；当 B 与 F 相 互作用时，采用 sp2 杂化，形成等性的三个杂化轨道。B 原子的三个杂化轨道与三个 F 原 子的三个 2p 轨道形成三个 σ 键。sp2 杂化轨道间的夹角是 120°，所以 BF3 分子是平面三 角形。 而在 NF3 分子中，N 原子的最外层电子排布是 2s22p3。当 N 与 F 相互作用时，采用 sp3 杂化，形成四个不等性的杂化轨道。其中一个轨道被一对孤对电子所占据，余下三个
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第 6 章 分子的结构与性质
一、选择题 1．按照分子轨道理论，O2 中电子占有的能量最高的分子轨道是（ 大学 2010 研]
）。[北京科技
【答案】D
【解析】O2
分子轨道式为：
(1s
)2
(
* 1s
)2
(
2
s
)2
(
* 2s
场）的作用下，电子云将偏向外电场的高电势端，从而具有偶极矩，外电场一撤销，便立
即消失的偶极矩。不存在永久偶极矩，说明该分子是非极性分子，故分子间作用力只有色
散力。
二、填空题 1．两原子间如果形成 σ 键，其原子轨道的重叠方式是 道的重叠方式是 。[北京科技大学 2010 研] 【答案】“头碰头”的方式；“肩并肩”的方式
天津大学无机化学教研室《无机化学》复习全书(酸碱反应和沉淀反应)
三、盐类的水解反应 1．水解反应和水解常数 （1）水解反应 ①定义 盐类的水解反应是指盐的组分离子与水解离出来的 H＋或 OH－结合成弱电解质的反应， 它是中和反应的逆反应。 ②几种水解反应
（2）同离子效应：在弱电解质溶液中，加入含有相同离子的易溶的强电解质，使弱电 解质解离度降低的作用称为同离子效应。
6．缓冲溶液 （1）定义 缓冲溶液是指具有保持 pH 相对稳定作用的溶液。 （2）缓冲作用的原理
HAc⇌H＋＋Ac－ 根据平衡移动原理，当外加适量酸时，溶液中的 Ac－瞬间即与外加 H＋结合成 HAc，平衡向 左移动；当外加适量碱时，溶液中未解离的 HAc 就继续解离以补充 H＋的消耗，平衡向右 移动从而使溶液的 pH 基本不变。
四、沉淀反应 1．难溶电解质的溶度积和溶解度 （１）溶度积常数 ①按溶解度对物质分类 a．通常把溶解度小于 0.01g/（100gH2O）的物质称为难溶物质； b．溶解度在 0.01～0.1g/（100gH2O）之间的物质称为微溶物质； c．溶解度较大者称为易溶物质。 ②溶解平衡 a．定义 在一定温度下，当溶解与沉淀的速率相等时，物质晶体和溶液相应的离子之间达到动态 的多相离子平衡，简称为溶解平衡； b．溶解平衡通式 对于一般难溶电解质（AmBn），其溶解平衡通式可表示为
或 c（H＋）时，一般只考虑第一级水解。
3．盐溶液 pH 的近似计算
计算盐溶液 pH 时，只要计算出盐的水解常数，具体方法与解离平衡计算相同。
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4．影响盐类水解度的因素 （１）当水解产物——弱酸或弱碱越弱，即 或 越小，则 ，h 越大； （２）当水解产物是很弱的电解质又是溶解度很小的难溶物质或挥发性气体，则水解度 很大，甚至可达到完全水解； （３）一般来说，盐溶液浓度越小，温度越高，盐的水解度越大； （４）降低（或升高）溶液的 pH，可增大阴离子（或阳离子）的水解度。
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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。
图6-3给出了几种不同组合形成的键示意图。
图6-3 键
b．π键
若原子轨道的重叠部分，对键轴所在的某一特定平面具有反对称性，所形成的键称为π键。
图6-4所示即π键示意图。
图6-4 π键
c．键
一个原子的d轨道与另一个原子相匹配的d轨道以“面对面”的方式重叠（通过键轴有两个节面），所成的键称为键。
（6）配位共价键
①定义
共用电子对由一个原子单方面提供而形成的共价键称为配位共价键，简称配位键或配价键。
②配位键的形成条件
a．一个原子其价层有未共用的电子对（孤电子对）；
b．另一个原子其价层有空轨道。
2．离子键
（1）定义
阳、阴离子之间的静电引力称为离子键；
（2）特征
①无方向性；
②无饱和性。
三、分子的几何构型
1．经典价键理论的局限性
价键理论难以说明多原子分子的价键形成和几何构型问题。
2．杂化轨道理论
（1）杂化轨道理论的要点
①某原子成键时，在键合原子的作用下，价层中若干个能级相近的原子轨道有可能改变原有的状态，“混杂”起来并重新组合成一组利于成键的新轨道（称杂化轨道），这一过程称为原子轨道的杂化（简称杂化）；
②同一原子中能级相近的n个原子轨道，组合后只能得到n个杂化轨道；
③杂化轨道比原来未杂化的轨道成键能力强，形成的化学键键能大，使形成的分子更稳定。
（2）杂化类型与分子几何构型
①sp杂化
同一原子内由1个ns轨道和1个np轨道发生的杂化，称为sp杂化。
杂化后组成的轨道称为sp杂化轨道。
sp杂化可以而且只能得到2个sp杂化轨道。
②sp2杂化
同一原子内由1个ns轨道和2个np轨道发生的杂化，称为sp2杂化。
杂化后组成的
轨道称为sp2杂化轨道。
③sp3杂化
同一原子内由1个ns轨道和3个np轨道发生的杂化，称为sp3杂化，杂化后组成的轨道称为sp3杂化轨道。
sp3杂化可以而且只能得到4个sp3杂化轨道。
表6-2 s-p杂化与分子几何构型
3．价层电子对互斥理论
（1）基本要点
①型分子的几何构型主要由A原子价层电子对的相互排斥作用所决定，采取电子对相互斥力最小的几何分布（电子对彼此相距尽可能远离）；
②对型分子来说：A代表中心原子，X为配体，n为配位的数目，E代表A原子价层内孤电子对，m为孤电子对数；
③价层电子对是指在分子中A原子价层内的成键电子对和孤电子对。
（2）影响分子结构的因素
①键电子对数（BP）
价层电子对全为键电子对的AX n分子，根据A原子的键电子对数，分别具有表6-3所。