大连理工大学无机化学完整第13章ppt课件
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大连理工大学无机化学课件第13章
无 •氧化态：B，Al，Ga：（+3）
机
In：（+1，+3）
化 学
Tl：（+1）
基 •最大配位数：
础 教
B：4
例：HBF4
程
其它：6 例：Na3AlF6
13.2.2 硼和铝的单质
1. 硼的单质
同素异形体：无定形硼， 晶形硼
无
棕色粉末, 黑灰色
机 化
化学活性高， 硬度大
学
熔点，沸点都很高。
基
础
教 程
价电子构型：ns2np1-5
无 机 化
例如：氯的氧化值有 +1，+3，+5， +7，-1，0等。
学 基
惰性电子对效应：
础
同族元素从上到下，低氧化值化合物
教 程
比高氧化值化合物变得更稳定。
例如：
Si(II) <Si(IV)
无 机
电子结构分;Pb(IV)
基 电子结构分别为[Xe]6s2，[Xe]
无
机
化 学 基
HH
H
记作： B B
础
HHH
教
程
•乙硼烷的性质
① 自燃
B2H6 (g) 3O 2 (g) B2O3 (s) 3H 2O(g)
无 机
△ rHm -2034kJ mol-1
化 高能燃料，剧毒
学
基
础
教 ② 水解
程
火 焰 呈 现 绿 色
含 硼 化 合
物 燃 烧
B2H6 (g) 3H 2O(l) 2H 3BO 3 (s) 6H2 (g)
无 机
K+ Ca2+ Ga3+ Ge4+ As5+
高等无机化学(课堂PPT)
1. 所有独立的对称操作构成一个具有封闭性的集合(完备集)
封闭性：集合中任意两个操作的乘积都属于该集合
2. 集合中对称操作乘法的结合律成立，如对于水分子：
(C2v)v = vv = E C2(vv) = C2C2 = E
3. 集合中任何一个操作A与恒等操作E的乘积等于该操作A本身:
AE = EA =A
4. 集合中任何一个操作都有逆操作在该集合中
逆操作：乘积为恒等操作的两个操作互称逆操作。 如C3 与C32
E和二次操作C2，，i 的逆操作为其本身
29
所有这些特征正好符合数学中群（group）的定义！ 可以借助群论方法解决分子对称性问题！
30
1.3 群的定义
对于一个集合G{a,b,c,…}，在其元素之间定义一种运算 （通常称为“乘法”），如果满足下面4个条件，则称 集合G为群.
➢ 前者是一种动作，后者是一种几何元素 ➢ 一个对称元素可产生一个或一组对称操作
22
分子中的对称操作与对称元素
(真)旋转(Cnm, m = 1-n)和旋转轴(对称轴,真轴 proper axis, Cn) ➢n次旋转轴 Cn：基转角：θ=3600/n ➢一个Cn轴对应n个旋转操作： Cn, Cn2,…,Cnn-1, Cnn, 转动角 度分别为 θ, 2θ, …,(n-1)θ, nθ(=3600)
➢ 对于周期性的晶体结构，平移及其与点操作的组合导致 整体位移，称为空间操作，对应的群称空间群。
对称元素(symmetry elements)
➢ 对称操作所依赖的几何要素（点、线、面等）
21
分子中的对称操作与对称元素
① 恒等操作(identity operation，E)
➢ 维持分子不动或使分子回复到原始构型的操作 ➢ 恒等操作的引入是数学上的需要。
无机化学第三版13章PPT课件
.
38
铍和铝的相似性
金属单质
都是易钝化的 都是两性金 都能溶于酸 属
都能溶于碱并 其碱土金属均
放出氢气
非两性
卤化物
无水的三氯化 都是桥连而 物都是共价化 二聚体 合物、沸点低 易升华。
水合卤化物受 热均会发生水 解
氢氧化物
都难溶于水 都为两性氢 氧化物
.
39
13.3 镓、铟、铊
• 13.1镓、铟、铊单质
.
33
氢氧化铝：Al(OH)3
两性： Al(OH)3+ 3H+ Al3+ + 3H2O
Al(OH)3+ OH- [Al(OH)4]在碱性溶液中存在[Al(OH)4]-或[Al(OH)6]3-
AlO
2或AlO
3 3
泡沫灭火器
Al2(SO4)3+6NaHCO3==3Na2SO4+2Al(OH)3↓+6CO2↑
.
22
脱水
干燥的空气中易风化失水，受热失去结晶水，加 热至300-450℃形成无水硼酸钠。
Na 2B4O7 10H2O 878 B2O3 2NaBO 2 10H 2O
.
23
硼砂的硼砂珠实验
Na 2B4O7 CoO Co(BO 2 )2 2NaBO 2 (蓝色) Na 2B4O7 NiO Ni(BO 2 )2 2NaBO 2 (棕色)
硼的同素异形体
无定形硼
棕色粉末
化学活性大
共同点
晶形硼 黑灰色 硬度大
熔、沸点都很高
.
3
.
4
.
5
硼的化学性质
晶态硼的化学反应活性很低，无定形硼则比较 活泼。常温时，硼能与氟气反应；高温下硼能与 氮气、氧气、硫、氯气、碘等单质反应：
大连理工大学无机化学第01章PPT课件
学
解题规范，字迹工整，注意有效数字。
基
础 教
３、有问题及时答疑。
程
４、认真做好实验，培养实验技能和创新能力。
教学参考书
1、吉林大学等 宋天佑等 无机化学（上、下册）
无
高等教育出版社 ２００４
机
化 学 基
２、北京师范大学等 无机化学（第四版上、下册） 高等教育出版社 ２００２
础
教 程
３、武汉大学等 无机化学（第三版，上、下册） 高等教育出版社 １９９３
机
化 学 基
p 1n 1 V R,T p 2 n 2 V R,T
础 教 程
pn 1 V R T n 2 V R T n 1n 2 R VT
n =n1+ n2+
p
nRT V
分压的求解：
pB
nBRT V
p
nRT V
无
机 化 学
pB p
nB n
xB
基 础 教
pB
nB n
pxBp
程
x B B的摩尔分数
1.2.1 溶液的浓度 1.2.2 稀溶液的依数性
1.2.1 溶液的浓度
1. 物质的量浓度 cBnVB,单位 m： o Ll1
例1-2：某容器中含有NH3、O2 、N2等气
体。其中n(NH3)=0.320mol，n(O2)=0.180mol，
n(N2)=0.700mol。混合气体的总压为133kPa。
试计算各组分气体的分压。
无
机 化
解：n= n(NH3)+n(O2)+n(N2)
学
=0.320mol+0.180mol+0.700mol
础
大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)-章节题库-第13章 p区元素(一)【圣才出品】
第13章 p 区元素（一）一、选择题1．下列酸中属于一元酸的是（ ）。
【答案】A【解析】H 3BO 3在水中电离的方程式为：H 3BO 3 ＋ H 2O ＝ B （OH ）4－ ＋ H ＋，而B （OH ）4－不再电离，所以H 3BO 3为一元酸。
2．有三种氧化物，其中能与浓盐酸反应放出可以使淀粉碘化钾试纸变蓝的黄绿色气体，在硫酸介质中与溶液反应，使溶液变成紫红色，则该氧化物是（ ）。
【答案】D【解析】使淀粉碘化钾试纸变蓝的黄绿色气体为Cl 2；在硫酸介质中与溶液反应，使溶液变成紫红色，是因为反应生成了MnO 7－。
上述过程中，发生以下反应：PbO 2＋4HCl （浓）＝PbCl 2＋Cl 2＋2H 2O5PbO 2＋2Mn 2＋＋4H ＋＝5Pb 2＋＋2MnO 4－＋2H 2O 3．下列氧化物酸性强弱次序中，错误的是（ ）。
【解析】氧化物的酸性强弱与电负性有关，电负性越大，酸性越弱。
4. （）不是CO的等电子体。
A.NOB.NO＋C.N2一【答案】A【解析】等电子体是指价电子数和原子数（氢等轻原子不计在内）相同的分子、离子或基团。
5．下列无机酸中能溶解的是（）。
A．HClC．HF【答案】C【解析】SiO2能与HF酸发生反应，反应方程为SiO2＋4HF→SiF4＋2H2O。
6．配SnCl2溶液，常在溶液中放入少量固体Sn粒。
其理由是（）。
A．防止Sn2＋被氧化B．防止Sn2＋水解C．防止SnCl2溶液产生沉淀D．防止Sn2＋溶液挥发【解析】加入Sn 粒，溶液中即使有Sn 4＋生成，也能被Sn 还原。
反应式为Sn 4＋＋ Sn ＝ 2Sn 2＋。
7．下列化合物不属子缺电子化合物的是（ ）。
A ．BCl 3B ．HBF 4C ．B 2H 6D ．Al （OH ）3【答案】B【解析】缺电子化合物是由价电子数少于价层轨道的缺电子原子形成的化合物。
A 项和D 项是由缺电子原子与多电子原子化合物形成的配键化合物；C 项为缺电子原子与等电子原子化合形成的缺电子分子。
无机化学(本科)全套教学课件pptx-2024鲜版
9
酸碱平衡常数计算与应用
2024/3/28
酸碱平衡常数定义
01
表示酸碱反应平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积
的比值。
酸碱平衡常数计算
02
通过测定平衡时各物质的浓度，利用平衡常数表达式进行计算。
酸碱平衡常数应用
03
用于预测酸碱反应的方向、程度和速率，以及判断酸碱的强度。
10
沉淀溶解平衡原理及影响因素
氧化剂与还原剂
氧化剂接受电子，还原剂失去电 子。 2024/3/28
氧化还原反应类型
根据反应物和生成物的性质分类， 如金属与非金属、酸与碱等。
氧化数概念
表示元素在化合物中的氧化状态， 通过计算化合价确定。
14
原电池与电解池工作原理
原电池工作原理
将化学能转化为电能的装置，由正负极和电 解质组成。
电极反应与电池反应
无机化学(本科)全套教 学课件pptx
2024/3/28
1
contents
目录
• 无机化学概述与基础知识 • 酸碱反应与沉淀溶解平衡 • 氧化还原反应与电化学基础 • 配位化合物与金属有机化学 • 无机固体化学与纳米材料 • 无机合成与绿色合成技术
2024/3/28
2
01
无机化学概述与基础知识
2024/3/28
2024/3/28
沉淀的溶解
利用某些试剂使已生成的 沉淀溶解，如胃药中的氢 氧化铝治疗胃酸过多。
分步沉淀
当溶液中存在多种难溶电 解质时，通过控制条件可 实现分步沉淀，从而分离 出各种难溶电解质。
12
03
氧化还原反应与电化学基础
2024/3/28
13
氧化还原反应原理及类型
大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第6版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(13-18章)【圣
2．p 区元素特征 （1）各族元素性质自上而下呈规律性变化 同族自上而下：原子半径↑，金属性↑，非金属性↓。 （2）多种氧化值 ns2np1～6 的价电子构型使大部分 p 区元素具有多种氧化值。 （3）电负性大 电负性：p 区元素＞s 区元素。 （4）第二周期元素具有反常性 第二周期元素单键键能（N、O、F）＜第三周期元素单键键能（P、S、Cl）。 （5）第四周期元素表现出异样性 d 区元素的插入，使第四周期元素的原子半径显著减小，性质展现出特殊性。
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第 13 章 p 区元素（一）
13.1 复习笔记
一、p 区元素概述 1．p 区元素 p 区元素：除 H 以外的所有非金属元素和部分金属元素。 惰性电子对效应：同族元素，自上而下，氧化值低的化合物的稳定性高于氧化值高的化 合物的现象。
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③加合反应：B2H6＋2NH3→[BH2·（NH3）2]＋＋[BH4]－ 【注意】①乙硼烷自燃和水解放热较大，可用于制作火箭燃料。②乙硼烷是剧毒物质， 空气中其最高允许含量为 0.1µg/g。 （2）硼的含氧化合物 ①三氧化二硼 B2O3 a．物理性质 颜色：白色固体；密度：2.55g·cm－3；熔点：450C。 b．化学性质 被碱金属还原：B2O3＋3Mg→2B＋3MgO 与水反应：
B 2 O 3 HH 22OO 2 H B O 2 HH 22OO 2 H 3 B O 3
②硼酸 H3BO3 化学性质：硼酸为一元弱酸（固体酸）；与多羟基化合物发生加合反应；受热易分解。 ③硼砂 硼砂：硼酸盐的一种，水解呈碱性；溶液中，n（H3BO3）＝n（B（OH）4－），具有缓冲 作用。 （3）硼的卤化物 ①三卤化硼 BX3 BX3 在湿空气中发生水解反应 BX3＋3H2O→B（OH）3＋3HX ②氟硼酸 H[BF4] H[BF4]的酸性比 HF 强，可利用 BF3 的水解制备，反应方程为
无机化学 课件 大连理工 高教 第十三章 P区元素(一)
Sn(II)的还原性
2Sn 2 2HgCl2 4Cl- Hg2 Cl 2 (s) SnCl 6
Sn
2
Hg2 Cl 2 4Cl 2Hg SnCl
-
26
Sn2+,Hg2+的相互鉴定
Sn 2 2Fe3 Sn 4 2Fe2
Pb(IV)的氧化性
溶沸点
水解：
低
高
SiCl 4 3H2 O 2 SiO 3 4HCl SiF4 3H2 O H 2 SiO 3 4HF （氟硅酸） SiF4 2HF H 2 [SiF6 ]
金刚砂（SiC）：
五、锡、铅的化合物
氢氧化物的酸碱性（了解） Sn(II)的还原性(掌握) Pb(IV)的氧化性(掌握) 锡、铅的盐类(理解其水解和铅盐的难溶性)
单质可形成原子晶体
Sn +2 +4 6
Pb +2 (+4) 6
金属晶体
存在:
碳：金刚石、石墨；煤、石油、天然气; 碳酸盐; CO2
。
硅：SiO2和各种硅酸盐 锗：硫银锗矿 4Ag2S•GeS2 ， 硫铅锗矿2PbS • GeS2 。 锡：锡石 SnO2 。 铅：方铅矿 PbS，白铅矿 PbCO3 。
性质：
B 2 O 3 3Mg 2B 3MgO
B2O3
+H2O -H2O
2HBO2 偏硼酸
+H2O
-H2O
2H3BO3 (原)硼酸
xB2O3· yH2O 多硼酸
硼酸的结构
B：sp2杂化
H
O
B H
O
H
O
硼酸的性质
(1) 一元弱酸 (固体酸)
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偏硼酸
+H2O -H2O
2H3BO3 (原)硼酸
础
教 程
xB2O3·yH2O 多硼 酸
.
20
(2) 硼酸 H3BO3 结构：
无 B：sp2杂化
机
化H
学
O
基 础 教
O
B
H O
程H
.
21
性质： • 一元弱酸 (固体酸)
H3BO 3H2O B(O-4H H ) K =5.8×10-10
钝态氧化膜使其活性降低。
铝是亲氧元素，和氧化合时放出大量的
无 机
热：
化 学 基
2A) l(2 3O s2(g) A2O l3
础
△ rHm -1675.7mkoJ-1l
教
程
.
14
13.2.3 硼的化合物
1.硼的氢化物
无 硼烷分类：BnHn+4和 BnHn+6
机 化
例： B2H6
B4H10
学 基
乙硼烷 丁硼烷
基 电子结构分别为[Xe]6s2，[Xe]
础
教
程 •电负性大，形成共价化合物
.
7
§ 13.2 硼族元素
13.2.1 硼族元素概述 13.2.2 硼和铝的单质 13.2.3 硼的化合物 13.2.4 铝的化合物
13.2.1 硼族元素概述
硼族(ⅢA)：B，Al，Ga，In，Tl
无 机
价电子构型：ns2np1
第十三章 p区元素(一)
§ 13.1 p区元素概述 § 13.2 硼族元素 § 13.3 碳族元素
§ 13.1 p区元素概述
无 机 化 学 基 础 教 程
.
2
p区元素性质的特征 •各族元素性质由上到下呈现二次周期性
无 ①第二周期元素具有反常性 (只有2s,2p轨道)
机 化
形成配合物时，配位数最多不超过4；
无 H5IO6)强。
机 化 学
E (Cl3 O /C2)l1.45V 8 E (Br3 /O B 2) r1.51V3
基 础
E (IO 3 /I2)1.20V 9
教 程
E (Cl4 /O C3 l) O 1.22V6
E (Br4 /O B3 r) O 1.76V3
E (H 5IO 6/I. 3 O )1.6V 0
础 教
有CH4，但无BH3
HH
程
最简单的硼烷：B2H6 H B B H
其结构并非如右图所示： H H
.
15
•乙硼烷的结构
在乙硼烷中，硼（B）利用sp3杂化轨道，
与氢形成三中心两电子键。（氢桥）
无
机
化 学 基
HH
H
记作： B B
础
HHH
教
程
.
16
•乙硼烷的性质
① 自燃
B 2 H 6 (g 3)2 ( O g )B 2 O 3 (s 3 )2 O H(g
学
第二周期元素单键键能小于第三周期元
基
础 素单键键能(kJ/mol-1)
教
程 E(N-N)=159 E(O-O)=142 E(F-F)=141
E(P-P)=209 E(S-S)=264 E(Cl-Cl)=199
.
3
②第四周期元素表现出异样性(d区插入)
例如：溴酸、高溴酸氧化性分别比其
他卤酸(HClO3 ，HIO3)、高卤酸(HClO4，
.
5
• 多种氧化值
价电子构型：ns2np1-5
无
例如：氯的氧化值有 +1，+3，+5，+7，
机 化
-1，0等。
学 基
惰性电子对效应：
础
同族元素从上到下，低氧化值化合物
教 程
比高氧化值化合物变得更稳定。
.
6
例如：
Si(II) <Si(IV)
无 机
电子结构分别为[Ne]3s2，[Ne]
化 学
Pb(II)>Pb(IV)
.
10
硼族元素的一般性质
•B为非金属单质，Al，Ga，In，Tl是金属
无 •氧化态：B，Al，Ga：（+3）
机
In：（+1，+3）
化 学
Tl：（+1）
基 •最大配位数：
础 教
B：4
例：HBF4
程
其它：6 例：Na3AlF6
.
11
13.2.2 硼和铝的单质
1. 硼的单质
同素异形体：无定形硼， 晶形硼
4
③最后三个元素性质缓慢地递变 (d区、f 区插入)
无 机
K+ Ca2+ Ga3+ Ge4+ As5+
化 r/pm 133 99 62 53 47
学 基
Rb+ Sr2+ In3+ Sn4+ Sb5+
础 r/pm 148 113 81 71 62
教 程
Cs+ Ba2+ Tl3+ Pb4+ Bi5+
r/pm 169 135 95 84 74
无 B 2 H 6 23 N [ H B 2 (N H 3 )2 ] H [B 4 ] H
机 化
2LiH B2H6 2LiB 4 H
学 基
2NaB H2H6 2Na4BH
础 乙硼烷是剧毒物质
教
程
在空气中其最高含量为0.1µg/g。
.
18
2.硼的含氧化合物
(1) 三氧化二硼 B2O3
无 结构：原子晶体：熔点460C
机
无定形体：软化
化
学 基
B(无定形)
础
O2 Mg或Al
+H2O
B2O3 -H2O
H3BO3
教
程 制备： 4B(s)3O2(g) 2B2O3(s)
2H3BO3 .B2O3 3H2O 19
性质：
无
B2O3 3M g2B3MgO
机 化 学 基
B2O3
+H2O -H2O
2HBO2
无
棕色粉末, 黑灰色
机 化
化学活性高， 硬度大
学
熔点，沸点都很高。
基
础
教程
α-菱形硼（B12）
原子晶体
.
12
2. 单质铝
铝：银白色、密度小、具有良好的导电
性和延展性，是一种很重要的金属材料。
无 机 化
工业上以铝矾土(Al2O3)为原料制取铝： Al2O3 +2NaOH+3H2O 2Na[Al(OH)4]
化 学
缺电子元素：价电子数<价层轨道数
基
础 缺电子化合物：成键电子对数<价层轨道数
教
程 例如：BF3，H3BO3。
注意： HBF4不是缺电子化合物。
.
9
缺电子化合物特点：
a. 易形成配位化合物HBF4
无
HF BF3
机
化 学
b. 易形成双聚物Al2Cl6
基
础 教 程
Cl Cl Cl
Al Al
Cl Cl Cl
无 机
△ rHm-2034mkoJ-1l
化 学
高能燃料，剧毒
基
础
教 ② 水解
色火 燃含 焰 烧硼 呈化 现合 绿物
程
B 2 H 6 ( g 32 ) O H (2 l3 ) B H 3 (O s 6 H ) 2 (g
△
rHm
-509.3mkoJ-1l
.
水下火箭燃
17
③ 加合反应
B 2H 6C O 2[3B H CO]
学 沉降、过滤后：
基 础
2Na[Al(OH)4]+CO2
教
2Al(OH)3(s)+Na2CO3+H2O
程
2 Al)(3 O 灼 H 烧 A 2 O 3 l 3 H 2 O
22 A O 3 lN 电. 3 解A a6 lF 4 A 3 lO 2 13
铝：化学性质较活泼，但其表面的致密