无机化学 键级
无机化学7.3化学键理论
n
价轨道数
最大成键数
2
4（2s,2px,2py,2pz）
4
3 9 (3s,3px,3py,3pz,3dz2,3dx2-y2,3dxy,3dxz,3dyz) 6
（2） 方向性
除s 轨道（角度部分为球形）外，p 、 d、f 原子轨 道在空间只有沿着一定的方向与别的原子轨道重叠， 才会产生“最大重叠”；两轨道重叠面积↑，电子在两 核间出现的几率密度↑，共价键强度↑。
键级=
成键分子轨道电子数
反键分子轨道电子数
2
20 2
1
（相当于共价单键）
2键. 级H2=+（1 氢2 0分子0.离5单子电）子键（HV2B[(无1S此)1说] 法）
3.He2 He 2 [( 1S )2 (1*S )2 ]
键级= 2 2 0 （不成键） 2
不能稳定存在
4. He2+
He2
(
1S
7.3 化学键理论
化学键：各种原子结合为分子或晶体时，各个直接 相连的粒子间都有强烈的吸引作用。这种相互的吸引作 用成为化学键。
化学键
离子键 共价键（包含配位键） 金属键
化学键理论
离子键理论: 共价健理论:
金属键理论:
Na+Cl-
, Ca2+O2-
H-H , H-Cl,
NN , H3C-CH3 , H2C=CH2 , HCCH Na, Mg, Al, K, Ca,
O2 ， F2 ， Ne2 ：
E (2p) > E (2p)
第二周期元素分子轨道的形成
Li2 – N2
O2 – Ne2
第二周期同核双原子分子的分子轨道能级
Li２，Be２， B２， C２，N２ 分子轨道能级顺序为：
无机化学部分习题解答
4-12实验证实，Fe(H2O)63+ 和Fe(CN) 63- 的磁矩差别极大，如何 用价键理论来理解？ 答：Fe(H2O)63+ 为外轨型配合物，未成对电子数为5， Fe(CN)63-为内轨型配合物，未成对电子数为1，差距很大，所 以由u=√n(n+2)BM可知Fe(H2O)63+的磁距比Fe(CN)63-的磁距 大。
1-23: 处于K 、L 、M 层的电子最大可能数目各 为多少？ 答： 能层中电子的可能状态数为2n2；K 层，n ＝1 ，电子最大可能数目为2 ，依此类推，L 层 和M 层电子的最大可能数目分别为8 和18
1-24: 以下哪些符号是错误的？( a ) 6s( b ) lp( c ) 4d ( d ) 2d ( e ) 3p ( f ) 3f 答： ( b )、(d)、(f)是错的。
1-31 以下哪些组态符合洪特规则？ 1s 2s 2p 3s 3p ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↓ ↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ 答：第l 组符合.
1-32 以下哪些原子或离子的电子组态是基态、激 发态还是不可能的组态？ ( a ) 1s22s2 ( b ) 1s23s1 ， ( c ) 1s23d3 ( d ) [Ne]3s23d1 ( e ) [Ar] 3d24 s2 ( f)1s22s22p63s1 ( g ) [Ne]3s23d12 ( h)[Xe]4f7 ( i )[Ar] 3d6 答：( a )基态；( b )激发态；( c )不可能 (因为激 发态不能同时激发3个电子)；( d)激发态；( e ) 基态；( f ) 基态；( g )不可能；( h )基态离子 (Sm2+)；( i ) 基态离子（Fe2+）。
键级计算例题讲解
键级计算例题讲解
在无机化学中，键级是用来描述分子中单键和双键相对稳定程度的参数，又称键序。
以下是一个键级计算的例题讲解：
题目：计算下列分子或离子的键级：
1. N2 (氮气)
2. CO (一氧化碳)
3. [Fe(CO)5] (五羰基合铁)
解：
1. 对于N2，每个氮原子与另外两个氮原子形成2个单键，所以每个氮原子的键级为：
$2 + \frac{1}{2} \times 2 = 3$
因此，N2的键级为3。
2. 对于CO，碳原子与氧原子之间形成一个单键，同时碳原子还有一个未成键的π电子，所以碳原子的键级为：
$1 + \frac{1}{2} \times 1 = $
氧原子的键级为：
$0 + \frac{1}{2} \times 2 = 1$
因此，CO的键级为：
$ + 1 = $
3. 对于[Fe(CO)5]，首先确定铁原子的价电子组态为$3d^{6}4s^{2}$，与5个氧原子形成5个单键。
由于铁原子在形成这5个单键的同时，还与一个氧原子形成配位键，所以铁原子的键级为：
$5 + \frac{1}{2} \times 1 = $
而氧原子的键级为：
$0 + \frac{1}{2} \times 2 = 1$
因此，[Fe(CO)5]的键级为：
$ + 1 = $
综上所述，我们得到了各个分子或离子的键级：N2的键级为3，CO的键级为，[Fe(CO)5]的键级为。
无机化学知识点整理
无机化学知识点整理无机化学是化学的一个分支，与研究机体化学性质的有机化学不同，无机化学主要是研究无机物质，如金属、非金属化合物、盐类和氧化物等。
学习无机化学需要掌握一些重要的知识点，本文将对无机化学的重要知识点进行整理。
一、化学键化学键是分子或离子的原子之间的连接，它决定了物质的化学性质。
根据价电子的共享情况可以将化学键分为共价键和离子键两种。
1. 共价键共价键指两个原子之间通过共享电子建立的化学键。
共价键的特征是结合原子之间的电荷分布呈现相互穿插的状态。
共价键的结构形式有单键、双键和三键。
单键是最常见的共价键类型，例如氢气，每个氢原子与另一个氢原子共享一个电子。
双键和三键包括多个共享的电子对，例如氮分子中有三个共价键，其中有一个双键和两个单键。
2. 离子键离子键指两个离子之间的化学键，其中一个离子通常是金属离子，另一个通常是非金属离子。
离子键的形成通常是由于离子之间电荷分布的相互吸引而建立的。
以氯化钠为例，钠离子和氯离子电荷相互吸引形成氯化钠分子，其中钠离子的电子数比氯离子少1个，在化学式中以+和-来表示。
二、化合物命名在学习无机化学时，孩子们还需要学习如何为每种化合物命名。
通常，化合物由正离子和负离子组成。
正离子通常是金属离子，负离子则是非金属离子。
命名化合物的过程取决于化合物的类型：1. 离子化合物命名离子化合物是由正离子和负离子组成的，通常是由金属和非金属元素组成的，如氯化钠。
虽然正离子的名称不变，但负离子的名称通常要以“-ide”作为结尾。
例如，氯离子的化学式为Cl--，则把这个离子与钠的离子Na+相结合，形成NaCl（氯化钠）。
2. 共价键化合物命名共价键化合物是由非金属元素共享电子而形成的，如二氧化碳（CO2）。
当命名这种化合物时，使用墨菲亚法则是一种有用的技术。
这种法则规定，一个离子的名字（例如，氧）被保留，然后在前面加上一个前缀来指示它的数量（例如二氧化碳）。
三、反应类型在无机化学中，反应类型通常涉及化学键的断裂和可能的新键的形成。
高等教育中无机化学之化学键与分子结构
共价键的特征
（ ）饱和性 1
H
Cl H
O
H N
N
（2）方向性
原子轨道相互重叠成键的原则： a.能量近似原则 b.对称性匹配 c.最大重叠原则
3. 键型
（1）σ键：头碰头
ss
s p
p p
（2）π键：肩并肩
例：C60的结构
§3.2.2 分子的几何构型—杂化轨道理论 ( Shaps of molecules )
氢键
3.1 离子键和离子晶体
离子键: 阴、阳离子间以静电而产生的化
学结合力。
一. 离子键的形成
1916年德国化学家首次提出。
二、理论要点：
1. 由电负性差大的两原子发生电子得失而形
成正、负离子。（XA-XB>1.7）
2. 离子的稳定结构：
3. 两原子发生电子得失后形成稳定结构，使体系
的能量降到最低。
H m,2 I1
E1
Br - (g) + K + (g)
f H m (KBr,s) f H m,1
1 D E1 I1 U 2
晶格能对某些离子化合物性质的影响
P68
晶格能对某些离子化合物性质的影响
晶格能对离子晶体物理性质的影响 CaO SrO BaO MgO
Li+,Be2+ Na+,Ca2+ Cu2+ Cu+,Zn2+
18+2电子型
(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10ns2
Sn2+,Pb2+
不同构型的正离子对同种负离子的结合 力的大小经验规律为：
8电子型<8→17电子型< 18或18+2电子型
无机化学物质结构课件
H2分子的形成
两原子间通过共用电子对相连形成分子，电子定域于两原 子之间，形成了一个密度相对大的电子云（负电性），这 就是价键理论的基础. 因此，共价键的形成条件为： ① 键合双方各提供自旋方向相反的未 成对电子（想一想自旋方向相同呢？） ② 键合双方原子轨道应尽可能最大程 ◆ 能量最低原理 度地重叠
9.3.3 异核双原子分子
价键理论的局限性
不能解释有的分子的结构和性质 如 O2 O O
2s 2s 2p
2p
¨ ¨ ¨ ¨ O׃׃O O=O ¨ ¨ ¨ ¨
根据价键理论，氧分子中有一个键和一个 键，其电子全部成对。 但经磁性实验测定，氧分子有两个不成对 的电子，自旋平行，表现出顺磁性。
价键理论的局限性
杂化轨道理论的要点 有几个原子轨道参与杂化，就形成几个杂 化轨道 。 y
y
+ x= _ + x+ + x= 杂化轨道理论的要点
y
_
y
_
y
+
+ x
+ x+
_
y
y
+ x
y
+ _
y
+ _ _x
x
← +
y
=
+
y
+ x+
_ x
=
+
+
=
+
_x
杂化轨道理论的要点 有几个原子轨道参与杂化，就形成几个杂 化轨道 。
例
N2
化学键示意图
价键结构式 · · :N—N: · · 分子结构式
π
z
π
y
N
σx
张祖德《无机化学习题》及答案第十二章
第十二章 答案1. (1) O 3 + 2H ++ 2I -2 + H 2O + O 2 (2) 3O3 + S + H 2O2SO 4 + 3O 2(3) 6[Fe(CN)6]4- + O 3 + 3H 2O 6]3- + 6OH －2. 虽然O + 2e -−→ O 2-过程是吸热的，但O 2-离子与金属离子形成离子晶体所放出的热量足以补偿前面的吸热过程。
3. O 2分子中，除了有一个σ单键外，还存在两个三电子π键，键级为2；O 3分子中除了σ键外，还有43∏的离域π键，键级小于2，大于1；H 2O 2分子中，O －O 间只存在σ单键，键级为1；根据键级越大，键长越短，从O 2、O 3到H 2O 2，O －O 间的键长越来越长。
4. 许多过氧化物之所以有颜色，是因为过氧化物吸收可见光后，会发生(π)4(π*)2→(π)3(π*)3的电子跃迁，∴过氧化物显示出吸收光的互补色。
5. 用乙基蒽醌法生产H 2O 2的好处是原料可以循环使用。
OHOHC 2H 5O 2OC 2H 5+ H 2O 2H 2PdOHOHC 2H56.222H O /H O ϕ＝1.776 V ，222O /H O ϕ＝0.6824 V ，MnO 4－只能作氧化剂，且2+4MnO /Mn ϕ－－222O /H O ϕ＝0.8086 V>0，Cl 2作氧化剂时，2Cl /Cl ϕ－－222O /H O ϕ＝0.6756 V>0，∴H 2O 2遇到强氧化剂KMnO 4、Cl 2等，显还原性：2MnO 4－+ 5H 2O 2 + 6H+2↑ + 2Mn 2+ + 8H 2OCl 2 + H 2O 2－+ O 2↑ + 2H +7. (1) 4FeS 2 + 11O 22O 3 + 8SO 2O 2 + SO 23 SO 3 + 2KOH2SO 4 + H 2OK 2SO 4 + H 2SO 4电解K 2S 2O 8 + H 2 K 2S 2O 8 + 2H 2O2SO 4 + H 2SO 4 + H 2O 2(2) SO 2I −−→（）NaHSO 3II −−→（）Na 2S 2O 3III −−−→（）Na 2S 4O 6↓(IV) (I) SO 2 + NaOH3 + H 2OS VI ←−−−（）Na 2SO3 V−−→（） SO 2 (II) NaHSO 3 + NaOH2SO 3 + H 2O ↓(VII)(VIII) Na2SO 3 + S煮沸Na 2S 2O 3 SO 42－S 2O 42－(III) 2Na 2S 2O 3 + I 22S 4O 6(IV) NaHSO 3 + NaOHNa 2SO 3 + H 2O(V) Na2SO3+ 2HCl2O + SO2↑(VI) Na2SO3+ 2Na2S + 6HCl2O(VII) 5Na2SO3+ 2KMnO4 + 3H2SO42SO4 + K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O (VIII) Na2SO3+ SO2 + H2O32NaHSO3 + Zn2S2O4 + Zn(OH)2 8. S + H2H2S 2S +C 2 S +FeS +O2 2 2S +Cl22Cl2S +Cl2(过量)2S + 2HNO32SO4 + 2NO9. H2S + 2Fe3+2+ + 2H+5H2S + 2MnO4－+ 6H+2+ + 5S↓ + 8H2O H2S + 4Br2 + 4H2O2SO4 + 8HBr 3H2S + Cr2O72－+ 8H+3++ 7H2O 10.硫作氧化剂：S + H22S S +Fe2S +C2硫作还原剂：S + O2 2 S +Cl2(过量)2(l) S + 2HNO32SO4 + 2NO 11. (1) 5H2O2 + 2KMnO4 + 6H+2↑ + 2Mn2+ + 8H2O(2) CaS5 + 2HCl2 + H2S5 H2S5H2S + 4S(3) SO2(OH)Cl + H2O42－+ Cl－+ 3H+ (4) PCl5 + SO22 + POCl3(5) S2O2Cl2 + 4KHS + 2H2O2SO4 + 4H2S↑ + 2KCl(6) 2Na2S2O3 + I22S4O6(7) Na2SO3 + I2 + H2O2SO4(8) 3S2O32－(过量) + 4IO3－+ 3H2O42－+ 4I－+ 6H+12. 因为亚硫酸盐可以被空气氧化为硫酸盐，SO32－遇到H+离子时会放出SO2，∴亚硫酸盐不稳定，不能在自然界中以矿物存在。
大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)(课后习题详解 分子结构)
9.2 课后习题详解1. 写出下列化合物分子的Lewis 结构式，并指出其中何者是σ键，何者是π键，何者是配位键。
（1）膦PH 3 （2）联氨N 2H 4（N-N 单键）；（3）乙烯； （4）甲醛；（5）甲酸；（6）四氧化二氮（有双键）。
解：其结构式与化学键类型如表9.1所示：表 9.12. 根据下列分子或离子的几何构型，试用杂化轨道理论加以说明。
（1）HgCl 2（直线形）；（2） SiF 4（正四面体）；（3）BCl 3（平面三角形）；（4）NF 3（三角锥形，102°）；（5）（V 形，115.4°）；（6）（八面体）。
2NO -26SiF -解：分子或离子的几何构型及其杂化理论解释如表9.2所示：表 9.23. 试用价层电子对互斥理论推断下列各分子的几何构型，并用杂化轨道理论加以说明。
解：用价层电子对互斥理论推断分子的几何构型应先计算中心原子的价电子对数，然后确定其空间分布，再根据是否有孤电子对来判断分子构型。
如果价层电子对数等于配位数，则分子的空间构型与电子空间排列相同，否则会存在孤对电子，分子的空间构型与电子空间排列不相同。
中心原子的杂化轨道类型与中心原子的价层电子对数有关，中心原子的价层电子对数等于其参与杂化的原子轨道数。
则可推知题中的分子构型如表9.3所示：表 9.34. 试用VSEPR 理论判断下列离子的几何构型。
解：推断结果如表9.4所示：表 9.45. 下列离子中，何者几何构型为T 形?何者构型为平面四方形?解：根据理论，几何构型为形的分子或离子，其中心原子的价层电子对数VSEPR T 为5，配位原子数为3。
所以在配位原子数为3的离子中的几何构型为形。
几何3XeF +T 构型为平面正方形的分子或离子，其中心原子的价电子对数为6，配位原子数为4。
所以的几何构型为平面正方形。
4ICl -6. 下列各对分子或离子中，何者具有相同的几何构型?解：中心原子价层电子对数相同，配位原子数也相同的分子或离子，一定具有相同的几何构型。
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键级
又称键序。
描述分子中相邻原子之间的成键强度的物理量。
表示键的相对强度。
键级最初为衡量化学键强度的参量被引出。
指键合两原子形成化学键的重数，经典有机化学理论把键级只取做整数。
特点：键级高，键强；反之；键弱；即：对于键级小于 4 的大多数分子而言，键级越大，分子越稳定。
对于定域共价键，键级=1/2（成键电子数-反键电子数）。
例如，H2的键级为1，O2为2，N2为3，少数的过渡金属可产生键级为4（四重键）、5（五重键）、6（六重键）的化合物，但相当少见。
对于离域π键，相邻原子i和j之间的π键键级为：其中nk是第k个分子轨道中的π电子数，Cki和Ckj分别是第k个分子轨道中i和j的原子轨道的组合系数。
例如，烯丙基阳离子的2个π电了占据ψ1，。
键级=（稳定结构的电子总数－价电子总数）/2（更方便计算）
键级=（成键轨道电子数－反键轨道电子数）/2。