无机及分析化学(第八章 S区元素)
无机及分析化学第八章
5
2012/12/27
配合物的杂化轨道和空间构型
配位数 杂化轨道 空间构形 实 例
价电子构型
配合物的杂化轨道和空间构型
配位数 杂化轨道 空间构形 实 例 价电子构型 5 dsp3 三角双锥 [Co(CN) [ ( )5]33d7 6 sp3d2 正八面体 FeF633d5 6 d2sp3 正八面体 Fe(CN) ( )633d5
2012/12/27 第八章 配位化合物与配位滴定 23 2012/12/27
2.内界:
配体名称 ONO 亚硝酸根 SCN 硫氰酸根 CO 羰基 NO2 硝基 NCS 异硫氰酸根 OH 羟基
第八章 配位化合物与配位滴定 24
4
2012/12/27
3.
配体命名先后要求：
3.
配体命名先后要求：
无沉淀生成
8
CuSO 4 4NH 3 [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4
内界配离子 外界离子
8.1.1 配位化合物的组成
1. 形成体——中心离子或中心原子，为具有能接受孤 电子对空轨道的原子或离子。 A) 绝大多数为金属离子，如： Fe3+、Cu2+、Co2+、Ni2+、Ag+等 B) 少数为非金属离子，如： B3+： [BF4] ；Si4+ ： [SiF6]2 ； C) 金属原子，如：Ni、Fe等
8. 1 配位化合物的组成和命名
8.2 配位化合物的化学健理论 8.3＊配位化合物的类型和异构化 8 4 配离子在溶液中的解离平衡 8.4
提 兵 百万 西 湖 上 ， 立 马 吴山 第 一 峰 。 金 ·完 颜 亮
无机及分析化学答案全(南京大学)(第四版)
第8章习题答案1.命名下列配合物：（1）K2[Ni(CN)4] （2）(NH4)2[FeCl5(H2O)]（3）[Ir(ONO)(NH3)5]Cl2 （4）Na2[Cr(CO)5]解：（1）四氰根合镍（Ⅱ）酸钾（2）五氯•一水合铁（III）酸铵（3）二氯化亚硝酸根•五氨合铱（III）（4）五羰基合铬（-Ⅱ）酸钠（参考P172）2.写出下列配合物（配离子）的化学式（1）硫酸四氨合铜(Ⅱ) （2）四硫氰•二氨合铬（III）酸铵（3）二羟基•四水合铝（III）离子（4）二苯合铬(0)解：（1）[Cu(NH3)4]SO4 （2）(NH4)[Cr(NH3)2(SCN)4]（3）［Al(H2O)4(OH-)2］+ (4)[Cr(C6H6)2]6.试用价键理论说明下列配离子的键型（内轨型或外轨型）、几何构型和磁性大小。
（1）［Co(NH3)6］2+ （2）［Co(CN)6］3-解：(1)Co最外层价电子排布为：27Co：3d74s2Co2+的最外层价电子排布为：27Co2+：3d74s0[ ][ ][ ][ ][ ] [ ] [ ][ ][ ] [ ][ ][ ][ ][ ]3d7 4S0 4P0 4d0[ ][ ][ ][ ][ ] [ ][ ][ ][ ][ ][ ] [ ][ ][ ]SP3d2杂化、成键，形成［Co(NH3)6］2+因为：形成［Co(NH3)6］2+时用的是Co2+最外层4S、4P、4d空轨道以SP3d2杂化、成键，而且中心离子Co2+形成配离子的前后单电子数没变，所以：该［Co(NH3)6］2+配合离子是外轨型，SP3d2杂化，几何构型为正八面体。
因为：以SP3d2杂化、成键形成［Co(NH3)6］2+后，具有3个单电子，所以：［Co(NH3)6］2+的磁矩为：，因为具有单电子分子是顺磁性分子，无单电子分子是抗磁性分子，所以形成［Co(NH3)6］2+后，具有3个单电子，［Co(NH3)6］2+是顺磁性分子。
无机及分析化学(第三版)第8章
CuI可由和直接反应制得：
2Cu2++2I– == 2CuI + I2
5. 硫酸铜
制 备 Cu + 2 H2SO4(浓)
CuSO4 + SO2 + 2 H2O
2 Cu + 2 H2SO4(稀) + O2
2 CuSO4 + 2 H2O
热分解
CuSO4 ·5 H2O 也算是一个配合物，受热时
不溶于水的白色固体 由于Hg(I)无成单电子，因此Hg2Cl2有抗磁性。 对光不稳定 ：Hg2Cl2 光 HgCl2 + Hg
Hg2Cl2常用来制做甘汞电极，电极反应为：
Hg2Cl2 + 2e == 2Hg(l) + 2Cl－
2. Hg(I)与Hg(II)相互转化
Hg22+ == Hg + Hg2+
2. 卤化银
Ag++X– == AgX↓ （X=Cl、Br、I） Ag2O+2HF == 2AgF+H2O↓ （蒸发，可制AgF）
AgX的某些性质
颜色 溶度积 键型 晶格类型
AgF AgCl
白
–离子白 1.来自×10–10 过渡NaCl NaCl
AgBr
黄 5.0 ×10–13 过渡 NaCl
AgI
K0歧＝8.36×10－3
HgCl2 0.63 Hg2Cl2 0.26 Hg 从元素电势图和K0歧
可以看出Hg22+在水溶液中可以稳定存在，歧化 趋势很小，因此，常利用Hg2+与Hg反应制备亚 汞盐，如：
振荡
Hg(NO3)2＋Hg
无机及分析化学
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 1H 2He 3Li 4Be 5B 6C 7N 8O 9F 10Ne 11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar 19K 20Ca 31Ga 32Ge 33As 34Se 35Br 36Kr 37Rb 38Sr 49In 50Sn 51Sb 52Te 53I 54Xe 55Cs 56Ba 81Tl 82Pb 83Bi 84Po 85At 86Rn 87Fr 族和ⅡA族的原子最外层分别有1个和2个s电子，故这 88Ra ⅠA
（1）正常氧化物
制备
Li、ⅡA金属与空气作用或由碳酸盐加 热分解时均生成氧化物： 4M＋O2====4M2O （M=碱金属，常温） 6Li + N2 ====2Li3N （常温） △ 2M＋O2====2MO （M=碱土） △ MCO3====MO＋CO2↑ （M=碱土） M2O+H2O = 2MOH (M=碱金属)
性质
M2O+CO2 = M2CO3(M=碱金属)
MO+H2O=M(OH)2 (M=碱土金属)
MO+CO2 = MCO3 (M=碱土金属) BeO+NaOH=Na2Be(OH)4(铍酸钠) BeO+2HCl=BeCl2+H2O
（2）其他氧化物
4Na＋O2=======2Na2O
573-673K
453-473K
表17-2 碱土金属元素的一些基本性质
元素 性质 价电子构型 主要氧化数 第一、 二电离势 (kJ.mol-1) 第三电离势 (kJ.mol-1) E0(M2+/M)(V) M2+ 水合热 (kJ.mol-1) 905 1768 14939 -1.85 2494 742 1460 7658 -2.375 1921 Be 2S2 Mg 3S2 Ca 4S2 +2 593 1152 4942 -2.76 1577 552 1070 4351 -2.89 1443 564 971 3575 -2.90 1305 Sr 5S2 Ba 6S2
《无机及分析化学》第八章课后题答案
第八章思考题与习题参考答案一、选择题1. 在给出的4个选项中，请选出1个正确答案。
（1）已知sp K (AB)＝4.0×10-10；sp K (A 2B)＝3.2×10-11，则两者在水中的溶解度关系为( A )A. S （AB ）< S （A 2 B ）B. S （AB ）＞S （A 2 B ）C. S （AB ）＝S （A 2 B ）D. 不能确定 （2）Mg （OH ）2沉淀在下列溶液中溶解度最大的是( B ) A. 纯水 B. 在0.1mol ·L -1 HCl 中 C. 在0.1mol ·L -1 NH 4Cl 中 D. 在0.1mol ·L -1 Mg Cl 2 中 （3）莫尔法测定Cl -和Ag +时，所用滴定剂分别为( B ) A. AgNO 3，Na Cl B. AgNO 3，AgNO 3 C. AgNO 3，KSCN D. AgNO 3，NH 4SCN（4）用佛尔哈德法测定溶液中Cl -时，所选用的指示剂为( D ) A. K 2CrO 4 B. 荧光黄 C. 曙红 D. 铁铵矾（5） 佛尔哈德法测定Cl -时，溶液中没加有机溶剂，在滴定过程中使结果( A ) A. 偏低 B.偏高 C.无影响 D. 正负误差不定 二、填空题2．相同温度下，HAc 在N a Ac 溶液中的解离度小于纯水中的解离度，CaCO 3在Na 2CO 3溶液中的溶解度小于其在纯水中的溶解度，这种现象可用_同离子效应__来解释。
3．分步沉淀的次序不仅与溶度积常数及沉淀的 类型 有关，而且还与溶液中相应离子 浓度 有关。
；4．BaSO 4和Mg(OH)2的θsp K 分别为1.1×10-10和5.6×10-12，两者在水中溶解度为1.05×10-5 ， 1.1×10-4 。
；三、简答题6．试用溶度积规则解释下列事实解：（1）CaCO3沉淀溶于稀HCl ：CaCO3Ca2++CO32-，在稀HCl中存在H+，能与CO32-结合生成HCO3-和H2CO3，导致平衡向右移动，直到完全溶解。
无机及分析化学第八章答案
第八章 思考题与习题8-2 判断题 （1）√ （2）× （3）√8-3 填空题（1）1.51 ，1.509，MnO 42-，Mn 3+ ； (4) 0.86±0.0592/2；(5) 5.6×104 ； (6) 高锰酸钾， 重铬酸钾， 碘量 ；(7) H 2SO 4 ，Mn 2+ ， 75~85 ， 自身指示剂 ， 无， 红。
8-4 选择题1 A ;2 B ;3 B ;4 A ;5 B ;6 B ;7 D ; 8 D ; 9 C ; 10 C ; 11 B ; 12 D.8-5用离子电子法配平下列电极反应解 （1）MnO -4+ 2H 2O + 3e = MnO 2 +4OH - （碱性介质）（2）CrO -24+ 4H 2O + 3e = Cr(OH)3 + 5OH - （碱性介质）（3）H 2O 2+ 2H + + 2e = 2H 2O （酸性介质）（4）H 3AsO 4+ 2H + + 2e = H 3AsO 3 + H 2O （酸性介质）（5）O 2+ 2H + + 2e = H 2O 2(aq) （酸性介质）8-6计算题1.解 ：（1）查表：φθ(Cl 2/Cl -)=1.358、φθ(Br 2/ Br -)=1.066、φθ(I 2/ I -)=0.536、φθ(Fe 3+/Fe 2+)=0.771、φθ(MnO 4-/Mn 2+)=1.5072解：(1) 电极反应： (+)：MnO 2 + 4H + + 2e -=Mn 2+ + 2H 2O ( -)：Cl 2 + 2e -= 2Cl - 或 2Cl - - 2e= Cl 2如果设计成原电池，则原电池符号为：（-）Pt | Cl 2（p 1）| Cl - （c 1）|| Mn 2+ (c 2) , H +（c 3）| MnO 2 | Pt (+)(2) 查表得：φθ(MnO 2/Mn 2+)=1.22V φθ(Cl 2/Cl -)=1.36V ，εө=φθ(MnO 2/Mn 2+)-φθ(Cl 2/Cl -)=1.22-1.36= -0.14<0，在标态下该反应不能正向自发进行。
高校无机化学(高教版)S区元素第一节课件
Li[AlH4] + H2O == LiOH + Al(OH)3 + 4H2
6) 焰色反应
Li 红色，Na 黄色，K 紫 色， Rb 紫红，Cs 紫红， Ca 砖红，Sr 猩红， Ba 黄绿。
(三) S区元素的化合物 1. 氧化物
包括普通氧化物、过氧化物、超氧化物及臭氧化物，如：
Li2O、Na2O2、KO2、KO3等。
1）物理性质
普通氧化物除K2O (淡黄)、Rb2O (亮黄) 、Cs2O (橙红)有 颜色外，其余都为白色； 同种金属离子的氧化物，其颜色深浅次序为：臭氧化物 > 超氧化物 > 过氧化物 > 氧化物
如：Na2O 白色；Na2O2 浅黄色
K2O 淡黄；K2O2 橙色；KO2 红色；KO3 橘红色。 热稳定性从Li到Cs，从Be到Ba 逐渐降低。
为什么ILi > INa, 而ELi+/Li 反而小于 ENa+/Na? M (g) M (s) M+ (g) + eMn+ (aq) + ne电离过程 半电池反应
ΔrGmθ = － nFEθ (Mn+/ M ) ΔrGmθ = ΔrHmθ － TΔrSmθ
对于碱金属来说，ΔrSmθ 可忽略，
所以，ΔrGmθ ~ ΔrHmθ
CrO42- + Ba2+ == BaCrO4↓ （黄色） Ba2+的鉴定
微溶性盐的转化反应
MSO4 + H2SO4 == M(HSO4)2（M=Ca, Sr, Ba）
CaCO3 + H2O + CO2 == Ca(HCO3)2 CaC2O4 + 2H+ == Ca2+ + HC2O4 -
《无机及分析化学》教学大纲
《无机及分析化学》教学大纲篇一：《无机及分析化学》教学大纲《无机及分析化学》教学大纲课程名称：无机及分析化学课程编号：课程类别：专业基础课/必修课学时/学分：48/3开设学期：第一学期开设单位：化学与化工学院说明一、课程性质与说明1.课程性质专业基础课/必修课2.课程说明《无机及分析化学》是全国高等农业院校“十五”规划教材，也是农学、园艺、生物等专业的必修基础课，是上述专业学生学习的第一门基础化学课程。
本课程在元素周期律、原子和分子结构理论及四大平衡（酸碱平衡、沉淀平衡、氧化还原平衡和配位平衡）原理的基础上，讨论重要元素及其化合物的结构、组成、性质、变化规律及其含量测定的理论和方法。
上述内容与相关专业对化学基础的要求相结合，为学生学习后继课程、写作毕业论文及从事专业实践打下必要的基础。
二、教学目标1.理解分散系、物质结构、化学反应速率和化学平衡等无机化学的基本概念、基础理论。
2.理解酸碱滴定法、沉淀滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法和吸光光度法等分析化学的基本原理，初步掌握定量分析的常用测定方法。
3.掌握定量分析基本计算方法，能正确表示定量分析结果。
4.培养学生具有初步解决化学问题的能力并且养成严谨细致、实事求是的科学作风。
三、学时分配表章序章题讲授学时实验学时辅导学时自学学时小计1溶液和胶体42化学反应速率23化学热力学基础及化学平衡74物质结构基础55酸碱平衡与沉淀溶解平衡56配位化合物47氧化还原反应68重要的生命元素自学9分析化学概论610滴定分析法611重量分析法自学12吸光光度法413电势分析法自学合计48 四、教学教法建议本课程教学应在充分了解中学化学教学内容的基础上展开，既要注意与中学教学内容的衔接，又要注意避免不必要的重复。
对于已习惯中学教学的新生一时难以适应大学化学学习的情况，教师在本课程教学开始就应注意学习方法的指导和教学内容的精炼，以使学生尽快适应。
每章讲完之后应及时小结重点，以助学生理清思路，及时消化。
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根 SO42不分解 不分解 PO43不分解 不分解
Na+ Ca2+
(2)硝酸盐 1）重要的硝酸盐 2）硝酸盐水溶性的规律 3）硝酸盐热稳定性 （3）硫酸盐 1）重要的硫酸盐 2）硫酸盐水溶性的规律 3）硫酸盐形成复盐的能力 5、S区元素的检测 （1）焰色反应 （2）特征反应 6、锂、铍的特殊性及对角线规则
5、非金属通论 （1）非金属的存在，聚集状态 （2）单质的制备 （3）非金属的物理、化学性质 （4）非金属的应用 6、元素化学学习的要求 （1）综合运用化学原理方面的知识； （2） “粗”、“细”结合，元素化学具有叙述性、实验性 质，但是有规律的。既要学习、掌握元素变化的规律性的东西， 元素的共性，又要学习、掌握某些元素具体的性质（个性）， 如：在自然界中的存在形式、提取方法、单质及化合物的性质、 相互转化规律、应用等等。 （3）要重视基本理论的学习，又要重视实验，要与元素化学 实验相结合。
1845 727 3.51
0.89 508.9
-2.906 +2
8.2 S区元素的单质 1、物理性质
1）固体密度小，多为极轻金属或轻金属 例如：Li的密度为0.53,K:0.86,Ba的密度也只有 3.51.
2) 熔点低：Cs的m.p28.60C ,Rb:39.00C, Be: 12850C
3) 硬度低
碱土金属氢氧化物的酸碱性 Be(OH)2 R+(pm) 35 Mg(OH)2 66 Ca(OH)2 99 Sr(OH)2 112 Ba(OH)2 134
Φ1/2
酸碱性
0.24
两性
0.17
碱
0.14
碱
0.13
碱
0.12
碱
4、重要化合物
CO2-3 → M2CO3 NO3- → MNO3 SO42- → M2SO4 X- → MX CO2-3 → MCO3 NO3- → M(NO3)2 SO42- → MSO4 X- → MX2
0.83
Cd2+
1.03
Pb2+
1.32
r+
离子电 子构型 分解温度
0.78
8e 600
8e 910
8e 1290
8e 1360
14e 280
18e 18+2e 360 300
含氧酸盐热稳定性
分解温度/C 金属离子
酸 ClO-3 300 100 NO-3 380 561 CO2-3 1800 910
2、氧化物 （1）氧化物种类及制备： M + O2 → MnO（注意反应条件） M=Li,Na,K … n = 1,2 正常氧化物、过氧化物、超氧化物，哪些元素易形成过氧化物 和超氧化物？为什么？ （2）氧化物的性质： 碱金属氧化物的物理性质 性质 Li2O Na2O K 2O Rb2O Cs2O 颜色 白 白 淡黄 亮黄 橙红 熔点/0C >1700 1275 950(分解) 400（分解）400（分解） 碱土金属氧化物的物理性质 性质 BeO MgO CaO SrO BaO 熔点/0C 2530 2852 2614 2430 1918 硬度 9 5.5 4.5 3.5 3.3 化学性质：M2O + H2O → 2MOH M2O2 + 2H2O → 2MOH + H2O2 M2O2+2H2SO4 →M2SO4+H2O2 2M2O2+2CO2 → M2CO3+ O2 (3) 氧化物的应用
分解温度/C 分解温度/C
含氧酸盐热稳定性 Na2CO3 CaCO3 ZnCO3 (NH4)2CO3 1800 910 350 58 Na2SO4 CaSO4 ZnSO4 (NH4)2SO4 不分解 1450 930 100
碳酸酸盐的分解
Mg2+ Ca2+
1.06
Sr2+
1.27
Ba2+
1.43
Fe2+
Ca2+ Ba2+
难溶的Na盐还有： NaAc.Zn(Ac)2.3UO2(Ac)2 .9H2O 醋酸双氧铀酰锌钠 K盐： KClO4 (白色） KB(C6H5 )4 (四苯硼酸钠） KHC4H4O6 (酒石酸氢钠） （白色） K2[PtCl6] （淡黄色）
8.4 锂、铍的特殊性
对角线规则
12.4.1 锂的特殊性 * 哪些性质特殊（反常）？化学性质、物理性质
M+
+
M2+ +
要求掌握： （1）晶型 （2）晶体的颜色 （3）溶解性 （4）热稳定性 （5）形成复盐的能力 （6）应用
为什么？
例如钠盐：
mp s 作用力
SO42- → Na2SO4 884 27.9 大 CO2-3 → Na2CO3 852 29.4 Na+ + X- → NaX 801 36 NO3- → Na2NO3 307 91.6 小 作用力大表示：化合物有较大的热稳定性，熔点高； 在水溶液中溶解度较小。 可以看出： 阳离子相同时，阴离子的作用力取决于： ▲ 阴离子所带的电荷，电荷越高，作用力越大； ▲ 阴离子中心离子的电负性，电负性越大，作用力越大；
同样一个道理，考虑同一种阴离子，不同阳离子的状态：
Be2+ Mg2+ 61 95 Be2+ Mg2+ 1000分解 5000分解
NO3-
+
Ca2+ Sr2+ Ba2+
CO32- +
595
Ca2+ Sr2+ Ba2+
14500分解
硝酸盐和碳酸盐的热稳定性、水溶性是不同的，变化是有规 律的。性质的不同取决于阳离子的有关性质： 1、所带电荷的多少 2、r的大小 3、离子的外层电子构型
2467 1287 1.847
1.57 905.63 48.2 -1.968 +2
1100 651 1.738
1.31 743.94 38.6 -2.357 +2
1484 842 1.55
1.00 596.1 28.9 -2.869 +2
1366 757 12.64
0.95 555.7 28.9 -2.899 +2
4）光电性
在光的照射下能产生光电子
原因呢？
（2）化学性质
1）电子构型：ns1 和ns2（次外层？）
2）极活泼的金属：电负性低、电极电势低，第一、或第一 和第二电离能低。
3）主要氧化态为+1和+2，离子状态为主，也有共价态的： a. M → M2（ Li2、Na2、K2 ，T > b.p) b.有机化合物中：C6H5Li c.无机化合物中：MgO d.配合物中 4） S区元素的多数化合物多是离子型的，易溶于水，难形 成配位化合物。原因？ 5） S区元素的氧化物的水化物均有强碱性 6） 易形成过氧化物。 7） S区元素的化合物的性质变化规律性强。 8） 较难形成配合物
（1）碳酸盐 1）水溶性 碱金属的碳酸盐 碱土金属的碳酸盐 2）热稳定性 碱金属的碳酸盐的热稳定性较好（为什么？） 碱土金属的碳酸盐比碱金属的碳酸盐要差一些（为什么？） 碳酸盐中金属离子与碳酸根的作用关系可视为： O M O — C O M是带正电荷的阳离子，CO32-是容易变形的原子团，M的 电荷、半径、电子层结构不同的时候，其作用力（极化力）不 一样，使得CO32-离子的受极化作用的程度不一样（变形性不一 样），MCO3的分解温度不一样。
8.1 S区元素概述
1、S区元素包括第一主族和第二主族： Li、Na、K、 Rb、Cs、Fr
Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra
2、S区元素在自然界中的存在形式及丰度 1）多以卤化物、碳酸盐等矿物形式（为什么？）； 2）电解还原法制取（为什么？） 3、 S区元素单质及化合物性质变化的规律性
单质：同一周期从上到下的物理性质与化学性质 的变化规律性；
8.3 S区元素的化合物
氢化物 氧化物
S区元素的化合物 水化物
卤化物 重要盐 硝酸盐 盐的制取 盐的物理性质
硫酸盐
碳酸盐 1、氢化物
盐的化学性质
盐的应用
（1）氢化物的制备：M + H2 → MH （注意反应条件） M + H2 → MH2 （注意反应条件） （2）氢化物的性质： MH + H2O → MOH + H2 MH2 + 2H2O → M(OH)2 + 2H2 (3) 氢化物的应用：主要用作还原剂
（3）单质的应用
途：
S区元素单质的用途不广泛、价值不大（为什么？）主要用
▲ 还原剂（冶金、有机合成） ▲ 某些特殊用途：光电池、核反应冷却剂、特殊光源材料 ▲ 制造合金（Na、Be、Mg）
在一些军事方面应用：
照明弹的组成： NaNO3 45% 在一些军事方面应用 Mg 45% 聚氯乙烯 2% 聚酯树脂 8% 信号弹的组成 成分 红 Mg 29 Sr(NO3)2 34 CuO / 在日常生活及医药方面的应用 ) Ba(NO3 2 / KClO4 29 沥青 2 草酸钠 / 绿 15 16 2 45 / 2 / 黄 26 / / 29 23 2 13
0.98 526.41 -59.6 -3.040 +1
881.4 97.82 0.968
0.93 502.04 -52.9 -2.714 +1
759 63.38 0.89
0.82 425.02 -48.4 -2.936 +1
691 39.31 1.532
0.82 409.22 46.9 -2.943 +1
668.2 28.44 1.878
0.79 381.90 45 -3.027 +1
碱土金属的基本性质