中级无机化学
中级无机化学
CCl4难水解，是因C的价轨道已用于成键且又没有孤电子对之故。 NF3的分子结构与NCl3同，其中N原子也是采用sp3杂化轨道成键，其上有一对孤 对电子。然而， 1 由于F原子的电负性较大，使得NF3的碱性(给电子性)比NCl3小，因而亲电水解 很难发生； 2 由于N是第二周期元素，只有4条价轨道(没有d轨道)，不可能有空轨道接受水 的亲核进攻； 3 N－F键的键能比N－Cl键的键能大，不容易断裂。 这些原因决定了NF3不会发生水解作用。
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
原子所带电荷
电负性与电荷的关系可用式 χ ＝ a ＋ b 表示。 式中为分子中原子所带的部分电荷。a、b为两个 参数。其意义是: a表示中性原子的电负性(中性原 子＝0), b为电荷参数，表示电负性随电荷而改变 的变化率。大的、易极化的原子有较小的b值; 小 的、难以极化的原子b值较大。
分子
是
是 D∞h i i? 否 C∞v
直线型 ?
是
否 两个或多个 Cn(n≥3) ?
否 Cn ? 否 ζ?
T,Th,Td,O,Oh 是
中级无机化学答案整理版
中级⽆机化学答案整理版中级⽆机化学项斯芬姚光庆编著北京⼤学出版社第⼀章1.4．解：1) H 2O 2C 22（2）S 2O 32C3v3) N 2O （N N O ⽅式） C v（4）Hg 2Cl 2 D h5)H 2C=C=CH 2 D2d（6）UOF 4 C 5v7) BF 4T d（8）SClF 5C 4v9) 反 -Pt （NH 3）2Cl 2D2h（10）PtCl 3（C 2H 4）C2v第⼆章2.1 解：transP 代表 PPh 3)2.2 解 1）MA 2B 4Ni 2+d 8 组态 Pt 2+ d 8 组态第四周期分裂能⼩) 第六周期(分裂能⼤)ClNi PClClP Cl Cl Pt PP Cl P P Pt C C l l四⾯体构型平⾯四⽅形构型(两种构型)BM BA B M A BAMAAA MBcisCo(en)2(NH 3)Cl 2+trans cis fac(⾯式) mer(经式) D 4h=00 C 2vC 3vC 2v2.3 Co(en)2Cl 2+ D 2hC 2 光活异构体 C 2trans Co(en)(NH 3)2Cl 2+ Cl Cl NH 3 NH 3cisCl NH 3trans(1) trans(2) 2.4 Co(en)33+ D 3PtCl(dien)+Ru(bipy)32+D 3H 3cis⼿性分⼦CH 2 CH 2 NH 2HNCH 2 CH 2 NH 2dien基本上为平⾯分⼦ ,⽆⼿性2.5 (1) 分别⽤ BaCl 2 溶液滴⼊，有⽩⾊沉液出现的为 [Co(NH 3)5Br]SO 4，或分别加⼊ AgNO 3溶液，产⽣浅黄⾊沉淀的为 [Co(NH 3)5SO 4]Br 。
(2) 等物质量的异构体中分别加⼊过量 AgNO 3，产⽣少量沉淀( 1molAgCl ↓) 的为前者(摩尔⽐为 2：1)，产⽣⼤量沉淀( 2molAgCl ↓)的为后者。
中级无机化学
软硬酸碱原则在无机化学中有许多定性的应用:
●由于一种元素的硬度通常随着其氧化态的增大 而增大，氧化态越高硬度越大。因此，为了使一种处 于高氧化态的元素稳定，就必须使之与硬碱如O2－、 OH－或F－配位：如Fe(VI)和Pt(VI)这样的高价态能够 分别在化合物K2FeO4和PtF6中得到。相反，为了使一 种元素处于低氧化态，则必须用软碱如CO或PR3与元 素配位。如Na[Co－1(CO)4]和Pt0[P(CH3)3]4这样的化合 物中可以见到Co(－1)和Pt(0)。
也是十分困难的，当用不同的碱作参比标准时，可以 得到不同的酸度系统标准。
HSAS规则
为了说明上述的颠倒现象，Pearson提出了软硬酸 碱的概念。
把Lewis酸碱分成硬的、交界的和软的酸碱。
软酸、软碱之所以称为软，是形象地表明它们较 易变形；
硬酸、硬碱之所以称为硬，是形象地表明它们不 易变形。
换句话说，软酸或软碱是其价电子容易被极化或 容易失去的酸或碱，而硬酸或硬碱则是其价电子与原 子核结合紧密且不容易被极化或不容易失去的酸或碱。
型的软酸。
硬碱和软碱可以按照同样的原理处理：
硬碱中的价电子结合紧密，软碱中的价电子容易 被极化。
典型的硬碱是一些较小的阴离子如F－离子，对称 的含氧酸阴离子，如ClO4－，以及具有小的给予体原子 的分子如NH3等。
典型的软碱是一些较大的阴离子如I－、H－，或者 含有较大的给予体原子的分子。
下面列出了硬酸、硬碱、软酸、软碱以及交界酸碱的一些例子。
如下面的反应都是质子理论范畴的酸碱反应。
NH4＋(酸1)＋NH2－(碱2) NH3(酸2) ＋ NH3(碱1) 2NH4NO3(酸1)+CaO(碱2)→Ca(NO3)2+2NH3(g)(碱1)+H2O(g)(酸2)
中级无机化学试题及答案
中级无机化学试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列元素中，哪一个是过渡金属？A. 铁B. 碳C. 氧D. 钠答案：A2. 以下化合物中，哪一个是共价化合物？A. NaClB. HClC. MgOD. Fe答案：B3. 哪种类型的晶体结构具有最紧密的堆积？A. 简单立方B. 体心立方C. 面心立方D. 六角密堆积答案：D4. 哪个元素的原子序数是26？A. 铁B. 钴C. 镍D. 锌答案：C5. 以下哪个元素是碱土金属？A. 锂B. 铍C. 钙D. 钡答案：C6. 哪种类型的键是离子键？A. NaCl中的键B. HCl中的键C. O2中的键D. C2H4中的键答案：A7. 以下哪个化合物是超酸？A. HClB. H2SO4C. H3PO4D. H2S答案：B8. 哪个元素属于卤素？A. 氟B. 氯C. 溴D. 碘答案：B答案：A, B, C, D9. 以下哪种化合物是金属有机化合物？A. 四氯化碳B. 四氯化钛C. 四氯化锆D. 四氯化铌答案：B10. 哪种类型的晶体结构具有最紧密的堆积？A. 简单立方B. 体心立方C. 面心立方D. 六角密堆积答案：D二、填空题（每题2分，共20分）11. 过渡金属元素通常位于周期表的________区和________区。
答案：d区和f区12. 根据八隅体规则，碳原子最多可以形成________个共价键。
答案：413. 金属键是由________和________之间的相互作用形成的。
答案：金属离子和自由电子14. 元素周期表中，第________周期是最长的周期。
答案：六15. 元素的电负性越大，其非金属性越________。
答案：强16. 金属晶体的堆积方式主要有简单立方堆积、体心立方堆积和________堆积。
答案：面心立方17. 碱金属元素位于周期表的________族。
答案：一18. 元素的原子半径随着原子序数的增加而________（增大/减小）。
中级无机化学
中级无机化学化学，这门神秘而又充满魅力的科学，如同一个无尽的宝藏，等待着我们去探索和发现。
其中，中级无机化学作为化学领域的重要分支，为我们打开了一扇深入了解无机物质结构、性质和反应的大门。
中级无机化学不再仅仅是对基础无机化学知识的简单重复，而是在其基础上进行了更深入、更系统的拓展和延伸。
它涵盖了众多复杂而又引人入胜的内容，包括但不限于无机化合物的成键理论、结构与性质的关系、元素化学的深层次剖析以及无机反应的机理等。
在成键理论方面，中级无机化学引入了诸如分子轨道理论、价键理论等更为精确和复杂的模型。
以分子轨道理论为例，它能够更准确地解释一些分子的稳定性、磁性以及光谱性质等。
通过对分子轨道的组合和填充情况的分析，我们可以理解为什么某些分子具有特定的化学活性和物理性质。
这使得我们不再仅仅停留在对化学现象的表面观察，而是能够从微观层面深入理解化学反应的本质。
对于无机化合物的结构与性质的关系，中级无机化学给予了更为详尽的阐述。
结构决定性质，这是化学中的一个基本原理。
例如，在晶体结构中，晶格的类型、原子或离子的堆积方式以及配位环境等因素都会显著影响物质的物理和化学性质。
我们以金属晶体为例，不同的堆积方式会导致金属的密度、硬度以及导电性等性质的差异。
同样，在配合物中，中心金属离子的配位数、配体的种类以及几何构型等都会对配合物的稳定性、颜色和催化性能产生重要影响。
元素化学在中级无机化学中也得到了进一步的深化。
不再是简单地罗列元素的性质和化合物，而是更加注重元素周期律的深入理解和应用。
通过对元素周期表中各族元素的电子构型、氧化态、化学活性等的综合分析，我们能够发现元素之间的相似性和递变性规律。
比如，在过渡金属元素中，由于其具有未充满的 d 轨道，使得它们在催化、磁性材料以及生物体内的作用等方面都表现出独特的性质。
无机反应的机理研究也是中级无机化学的重要内容之一。
了解反应的具体步骤和中间产物，对于控制反应条件、提高反应产率以及设计新的合成路线都具有重要意义。
中级无机化学 教案
中级无机化学教案无机化学是一门涉及分子结构，组成，反应，性质和应用的化学学科。
它涵盖物质的各种形态，物质的物理状态，离子反应，电荷数，原子质量，几何结构，以及动力学过程的研究。
在中级无机化学的学习中，学生需要对各种特性进行更深入的研究和认识，以便更好地利用化学知识来解决实际的问题，例如分析物质的组成、储存条件、分离技术等。
为了帮助学生更好地理解和掌握中级无机化学，本教案着重介绍以下几个方面：一、基础知识1）元素、分子和化合物要掌握中级无机化学，学生应首先掌握元素、分子和化合物的基本概念。
学习者应该深入了解元素在物质中所扮演的角色，以及它们如何结合形成分子和化合物，了解它们的化学结构，原子和分子的概念，及其在学习无机化学方面的重要性。
2）无机化学的基本概念学习者应该深入学习有关元素的性质，以及它们如何产生各种化合物，例如氢氧化物，碳酸盐，无机酸，酰胺，氧化物等。
同时，学习者需要掌握无机物的一些基本概念，包括pH，离子方程式，离子库仑常数，溶解度，碳酸，食盐等。
3）无机反应认识和掌握无机化学的反应是非常重要的。
学习者应该了解不同类型的反应，如氧化还原反应、合成反应、溶剂取代反应、水解反应、氧化反应、衍生反应等，以及在无机化学中比较常见的反应类型，如溶解反应、沉淀反应、分解反应等。
二、常用实验在学习中级无机化学时，学生应该进行各种实验，以掌握和加深领悟有关知识，培养分析和解决实际问题的能力。
1）定性分析实验此类实验主要是通过化学变化来分析物质的成分，包括变色反应、沉淀反应、添加剂反应等。
学习者应该掌握定性分析的过程，并掌握定性分析实验中常用的一些技术，如蒸馏、萃取、溶剂提取等。
2）定量分析实验定量分析实验是一种分析物质中不同组分的实验，并将它们置换为百分比形式。
主要方法有重量定量，金属雾定量，点滴定量，以及电位定量等。
同时，学习者应该牢记安全注意事项，以及实验中在使用各种仪器时的相关技术要求。
三、实践应用无机化学在生活中不仅仅是理论，它在科学研究和实践应用中也有重要的作用。
中级无机化学
《中级无机化学》课程教学大纲说明：本大纲是按照河南省教育厅颁布的《河南省高师本科自学考试教学计划》的要求进行编写的。
一、课程的性质、目的和任务《中级无机化学》是成人高等师范本科化学教育专业所必修的一门基础课程，对学生其它专业课的学习起到承前启后的作用。
它又是与中学化学教学内容关系最为直接和密切的专业课。
因此，无机化学的教学内容既要为后续课程的学习提供必备的基础理论和元素及化合物的知识，又要考虑学生能更好地理解和分析中学化学教学内容，解决教学中有关的疑难问题的需要。
《中级无机化学》课程教学的主要任务是：1．使学生掌握元素周期律、物质结构理论、化学热力学、化学反应速度及化学平衡、氧化还原等化学基本理论的基础知识，并且掌握重要元素、单质及化合物的主要性质、结构、存在、制备和用途。
2．培养学生独立地进行化学实验、化学计算的能力，使学生养成规范化地使用化学语言和国际单位制的习惯。
3．训练学生科学的思维方法，注意培养学生自学和利用参考资料的能力。
引导他们逐步运用辩证唯物主义的认识论和方法论分析和解决一般无机化学问题。
4．使学生一般了解无机化学的发展过程、趋势以及一些重要的边缘学科知识。
二、课程教学的基本要求1．通过本课程的学习，要求学生进一步认识和理解无机化学在化学学科中的重要地位及在社会主义四个现代化建设中的积极作用，并培养学生的辩证唯物主义物质观和方法论，树立学生的科学实践观点和实事求是的学风。
2．通过对基本理论、基础知识的学习，要求能以物质结构理论为指导，以周期系为系统，用分析、比较的方法掌握重要元素、典型化合物的基本知识。
3．通过对化学热力学和化学动力学、氧化还原等基本原理的学习，在理解和掌握基本概念的基础上，能运用有关数据进行计算解决无机化学中的具体问题。
4．在系统学习无机化学知识时，要求在一系列基本理论指导下，理解物质内部本质，突出归纳掌握规律性知识，能举一反三地运用。
同时，联系中学化学教学中经常接触和存在的问题，深入、系统地掌握本课程内容的有关知识。
中级无机化学-习题及答案-完整版
（2）属D4h点群，含对称元素C4、C2、2 C2' 、 2C2'' 、i、2S4、σh、2σv、2σd
（3）若忽略H原子，属C2v点群，含对称元素C2、2σv （4）属D3d点群，含对称元素C3、3C2'⊥C3、i、2S6、3σd （5）属C3v点群，含对称元素C3、3σv （6）属D2h点群，含对称元素C2、2C2'⊥C2、i、2σv、σh （7）属D∞h点群，含对称元素C∞、∞C2'、σh、∞σv、i、S∞ （8）属C2v点群，含对称元素C2、2σv
2.8 PtCl42－属于什么点群？画出它的结构，标出各类操作元素（每类只标一个）。
2.9 已知下列分子（离子）所属的点群，画出它们的结构： （1）B（OH）3（C3h）；（2）Cr（en）33＋（D3）；（3）Co（gly）3（C3）； （4）Mn2（CO）10（D4d）；（5）（H2C=C=CH2）（D2d）。
H2CO3 ＋ OH－（水－离子理
论：解离出OH－，或溶剂体系理论：生成溶剂的特征阴离子），所以NaHCO3水溶液显碱性
因为SO3 ＋ H2O → H+ ＋ HSO4－（水－离子理论和质子理论：解离出H+），或SO3 ＋
2H2O → H3O＋ ＋ HSO4－（溶剂体系理论：生成溶剂的特征阳离子），所以SO3水溶液显酸
2.5 [MA2B2]2－呈平面四边形构型时属D2h点群，含有对称元素：C2、2C2'、σh、i、2σv。[MA2B2]2 －呈四面体构型时属C2v点群，含有对称元素：C2、2σv。
2.6 C4h点群比D4h点群缺少 4 条垂直于主轴的C2'旋转轴。D4h点群的例子有配离子PtCl42－，C4h 点群例子有：
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这是金属离子通过蛋白分子发挥自身生物学效应的基础之一。
中级无机化学
由于蛋白质在几乎所有的生物过程中都起着极其重要 的作用，因此研究蛋白质的结构与功能的关系是从分子水 平上去认识生命现象的一个重要方面。
从氨基酸到肽，体现了从量变到质变的飞跃，从简单 的多肽到蛋白质又是一个飞跃。蛋白质已不是一种简单的 有机化合物。蛋白质的分子量可高达l06，小的也在104以上。 蛋白质结构十分复杂，除氨基酸组成序列这种一级结构之 外，还有更高级的二级、三级以及四级结构。
中级无机化学
在已发现的3 000多种酶中，有1/4至1/3需要金属离子 参与才能充分发挥它们的催化功能。
按照酶对金属亲合力的大小，可以将这些酶划分为金 属酶和金属激活酶。
金属酶中的酶蛋白与金属离子结合得比较牢固且金属 离子处于酶的活性中心。
金属激活酶与金属离子的结合不如金属酶牢固，且金 属离子不在酶的活性中心处。
而 使 － 两 C个 OO 氨 H基 ＋ 酸 连 H接 2N起 －来 CH。 － 由 C两 OO 个 H氨 R基 2－酸 H2形 O成 的 H化 2N 合 － 物 CR称 H 1为 －肽 二 CO－ 键 肽 N， －由 C多 H－ 个 C氨 O基 OH 酸 形 成
肽键
H R2
连接起来。 由由 两两个个氨氨基基酸 酸形 形成成的的化合 化物 合称物为称二肽 为， 二由肽多，个氨 由基 多酸个形氨成基的化 酸合 形物的
成的化合物的叫多肽。蛋白质就是由成百上千个氨基酸通过
肽键连接起来的多肽ຫໍສະໝຸດ 。多肽链中相当于氨基酸的单元结构称为氨基酸残基。
一个氨基酸至少有两种可电离的基团——氨基和羧基。 它们通常形成两性离子。在多肽和蛋白质分子中，除相邻氨
基酸残基之间所形成的肽键之外，还有末端－NH3＋基和 － COO－基及侧链基团。这些基团都有能键合金属离子的活性。
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一 酶的分类
酶分为两类： 单纯蛋白酶； 结合蛋白酶。
前者只含蛋白质； 后者由酶蛋白和辅基(或辅酶)两部分所组成。 酶蛋白指的是酶分子中的蛋白质部分； 辅基或辅酶是酶中的非蛋白质部分，它们可以是一些 小分子的有机物或金属离子，如维生素B12、血红素、Zn2＋ 等。辅基与酶蛋白结合牢固，不易分离；而辅酶与酶蛋白 结合疏松，用透析的方法就可使其分离。
生物配体大体可分为三类： (1) 简单阴离子如F－、Cl－、Br－、I－、OH－、SO42－、 HCO3－和HPO42－等； (2) 小分子物质如水、氢气、氨、卟啉、咕啉、核苷酸和 氨基酸等； (3) 大分子物质如蛋白质中级、无机多化学糖和核酸等。
11.1.1 氨基酸、多肽和蛋白质
蛋白质是是由L型的α－氨基酸通过肽键－CONH－组合而
中级无机化学肽键
H R2
酸连接起来。由两个氨基酸形成的化合物称为二肽，由多个氨基酸形成的化合物的
R 1 的αH -2 羧 N 基 － 与 C H 另 － 一 C 氨 O O 基H 酸＋ 的H α-2氨 N － 基C 通 H 过 － 脱 C O 水 O 缩 H 合形 － H 成 2O 肽键H 2N － C H － C － N － C H
在提取分离过程中，金属酶一般不会发生金属离子的 解离丢失现象，而金属激活酶则常要发生金属离子的解离。 金属离子丢失会导致酶活性消失，不过在加入适当金属离 子后，酶的活性一般可以重新获得。
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金属离子在活化各种酶时的功能大致可以归结为： (1) 固定酶蛋白的几何构型，以保证只有特定结构的 底物才可与之结合； (2) 通过与底物和酶蛋白形成混合配合物而使底物与 酶蛋白相互靠近，从而有助于酶蛋白发生作用； (3) 在反应中作为电子传递体，使底物被氧化或被还 原。
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11.1.2 酶
酶是一类特殊的具有专一催化活性的蛋白质。通常按 其所作用的底物的名称来命名，所谓底物是指与酶作用的 化合物。如催化H2O2分解的酶称为过氧化氢酶。与人工催 化剂相比，酶的催化效率高，具有高度的专一性，反应条 件温和。不同细胞内的酶系统不同，而且不同的酶系统又 有不同的生物控制系统，从而保证了生物体内的反应在规 定部位按规定程序和规定程度进行，确保生命活动的高度 有序性。
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二 酶的作用机理学说 1 锁钥学说 锁钥学说认为酶与底物的关系如同锁和钥匙的关系一 样。酶分子像一把锁，而底物像一把钥匙。当酶和底物的 空间构像正好能相互完全弥合时，才能像钥匙将锁打开一 样，产生相互作用。 这种比喻一方面说明了酶催化的专一性，另一方面也 说明了酶与其作用的底物之间的复杂空间关系。
R 1 酸的αH -2 羧 N 基 － 与 C H 另 － 一 C 氨 O O 基H 酸＋ 的H α-2氨 N － 基C 通 H 过 － 脱 C O 水 O 缩 H 合形 － H 成 2O 肽键H 2N － C H － C － N － C H
而 H使 － 两 C个 OO 氨 H基 ＋ 酸 连 H接 2N起 －来 CH。 － 由 C两 OO 个 H氨 R基 2－酸 H2形 O成 的 H化 2N 合 － 物 CR称 H 1为 －肽 二 CO－ 键 肽 N， －由 C多 H－ 个 C氨 O基 OH 酸 形
成。蛋白质可降解为较小的肽，肽进一步水解成为氨基酸。
在氨基酸分子HOOC－CH－R中，侧链R可以是羟基、巯
NH2
基、苯环、烃基和杂环等。正是具有不同特征侧链的氨基酸的不 同排列顺序，才形成了各种各样的具有不同生物功能的蛋白质。
一个氨基酸的α－羧基与另一氨基酸的α－氨基通过脱水缩合 一 形个 成氨 而基 使酸 两的 个α- 氨羧 基 基与 酸另 连一 接氨 起基 来酸 的 ：α-氨 基 通 过 脱 水 缩 合 形 成 肽 键
第11章 无机元素的生物学效应
细胞 无机元素的生物学效应
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11.1 生物分子
一个活的机体必须具有信息传递、生殖、新陈代谢、调 节和适应环境等功能。从化学角度上看，这些功能无非是生 物分子之间有组织的化学反应的表现，无机元素的生物学效 应大多是通过与生物分子的相互作用而发生的。在大多数情 况下，金属元素在生物体内不以自由离子形式存在，而是与 配体形成生物分子金属配位化合物。因此，在本质上金属元 素与生物分子的作用都属于配位化学范畴。那些存在于生物 体内、具有生物功能并与金属配位的配位体称为生物配体。