宋天佑《无机化学》
宋天佑无机化学01
mol rm＝ -726.6－(-563.6)＝-163.0 kJ· -1
2.从键能估算反应热
Ec=c＝602 ，EO-H＝458.8，EC-H＝411 Ec-c＝345.6，Ec-o＝357.7 kJ· -1 mol rm＝4 EC-H +1× Ec=c +2× EO-H -[5 EC-H + 1× Ec-c + 1× Ec-o + 1× EO-H] ＝ Ec=c+ EO-H - EC-H - Ec-c- Ec-o ＝602+459-411-346-358 mol ＝-54 kJ· -1
• 有了标准生成焓数据，任意反应即可查表计算反 应热。 如 ： 4NH3(g) +5 O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g) • 查表：fHm（NH3，g）＝-46.11 kJ.mol-1 fHm（NO，g）＝90.25kJ.mol-1 fHm（H2O，g）＝-241.82 kJ.mol-1
• 注：稳定单质？对于存在多种单质形式的有特 指，如磷指白磷，碳指石墨等。 该温度、压力下的稳定状态：如书中数据常是 标准压力、298K的数据。该条件下氯的稳定状 态是Cl2（g），而不是Cl2（l）;溴是Br2（ l ）， 而不是Br2（ g ）;碘是I2（s），而不是I2（l）;
H2 (g)+1/2 O2(g) H2O (g) Hm (298.15)=-241.82 KJ.mol-1 fHm
第1章 热化学与能源
• §1.1 反应热 一、热力学中几个基本概念 1. 体系和环境 :热力学中研究的对象为体系, 称体系以外的其他部分为环境. 2. 状态和状态函数 3. 过程和途径 可逆过程 4. 化学计量数和反应进度
宋天佑《无机化学》第3章
化学热力学中有如下关系式，表
明 rG m⊖，rGm 和反应商 Q 三者之 间的关系：
rGm
=
rG
⊖
m
+
RTlnQ
这就是化学反应等温式。
rGm
=
rG
⊖
m
+
RTlnQ
用该式可以求出 rGm，以做 为非标准态下化学反应进行方向的
判据。
rGm < 0 rGm = 0 rGm > 0
2 NO2（g）
N2O4（g）
r Gm⊖= i f Gm⊖（生）－ i f Gm⊖（反）
= f Gm⊖（N2O4，g ） －2 f Gm⊖（NO2，g）
= 99.8 － 51.3 2
= － 2.8（kJ•mol－1）
由
rG
⊖
m
=
－RTln
K
⊖
得
ln K ⊖ = －
rG
⊖
m
和 K ⊖ 联系起来。
为求取一些化学反应的平衡 常数 K ⊖ 提供了可行的方法。
例 3. 2 查生成自由能表， 计算下面反应的标准摩尔自由能 改变量
2 NO2（g）
N2O4（g）
并求 298 K 时的平衡常数 K ⊖
2 NO2（g）
N2O4（g）
解： 查表得
f Gm⊖（NO2，g ）= 51.3 kJ•mol－1 f Gm⊖（N2O4，g）= 99.8 kJ•mol－1
个有待解决的问题。
化学反应
aA+bB
gG+hH
在某时刻尚未达到平衡，各物质的 浓度（分压）并非平衡浓度（平衡 分压）。
无机化学宋天佑第四版
无机化学宋天佑第四版1、南五味子保肝的主要效药效成分是（）[单选题] *A蒽醌B香豆素C黄酮D木脂素(正确答案)2、与水不分层的溶剂是（）[单选题] *A正丁醇B石油醚C三氯甲烷D丙酮(正确答案)3、下列化合物中具有强烈天蓝色荧光的是（）[单选题] *A七叶内脂(正确答案)B大黄素C麻黄碱D大豆皂苷4、生物碱总碱的三氯甲烷溶液，用酸性不同的PH(由高到低）缓冲溶液萃取，最先萃取的生物碱是（）[单选题] *A碱性弱的B中等碱性C吡啶类D碱性强的(正确答案)5、游离生物碱和生物碱盐都易溶解的溶剂是（）[单选题] *A三氯甲烷B正丁醇C乙醇(正确答案)D水6、颜色随pH值不同而变化的是（）[单选题] *A黄酮B花青素(正确答案)C二氢黄酮D查耳酮7、阿托品是莨菪碱的（）[单选题] *A左旋体B右旋体C同分异构体D外消旋体(正确答案)8、乙醇不能提取出的成分类型是（）[单选题] *A生物碱B苷C多糖D鞣质(正确答案)9、以黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素为指标成分进行定性鉴别的中药是（）[单选题] * A葛根B黄芩(正确答案)C槐花D陈皮10、游离木脂素易溶于下列溶剂，除了（）[单选题] *A乙醇B氯仿C乙醚D水(正确答案)11、木脂素母核结构中的C6-C3单体数目为（）[单选题] *A1个B2个(正确答案)C3个D4个12、能溶于水的生物碱是（）[单选题] *A莨菪碱B小檗碱(正确答案)C长春新碱D长春碱13、以葛根素为指标成分进行定性鉴别的中药是（）[单选题] * A葛根(正确答案)B黄芩C槐花D陈皮14、美花椒内酯属于（）[单选题] *A呋喃香豆素B吡喃香豆素(正确答案)C环木脂素D环木脂内酯15、二氢黄酮类专属性的颜色反应是（）[单选题] *A盐酸-镁粉反应B四氢硼钠反应(正确答案)C硼酸显色反应D锆盐-枸橼酸反应16、以下哪种方法是利用成分可以直接由固态加热变为气态的原理（）A [单选题] * A升华法(正确答案)B分馏法C沉淀法D透析法17、在分配色谱中，属于反相色谱的是（）[单选题] *A固定相的极性大于流动相B固定相的极性小于流动相(正确答案)C固定相的极性等于流动相D以上都不是18、结晶法一般是在分离纯化物质的哪个阶段常常使用的（）[单选题] * A开始B中期C最后(正确答案)D以上均可19、香豆素母核为（）[单选题] *A苯骈-A-吡喃酮(正确答案)B对羟基桂皮酸C反式邻羟基桂皮酸D顺式邻羟基桂皮酸20、连续回流提取法与回流提取法比较，其优越性是（）[单选题] *A节省时间且效率高B节省溶剂且效率高(正确答案)C受热时间短D提取量较大21、具有挥发性的生物碱是（）[单选题] *A苦参碱B莨菪碱C麻黄碱(正确答案)D小檗碱22、淀粉含量多的药材提取时不宜用（）[单选题] *A浸渍法B渗漉法C煎煮法(正确答案)D回流提取法23、下列含香豆素类成分的中药是（多选）（）*A秦皮(正确答案)B甘草C补骨脂(正确答案)D五味子24、从香豆素类的结构与分类看，下列属于简单香豆素类的是（）[单选题] *A龙脑B七叶内酯(正确答案)C薄荷醇D西瑞香素25、阿托品的结构类型是（）[单选题] *A喹啉类B异喹啉类C莨菪烷类(正确答案)D苄基异喹啉类26、碱水提取芦丁时，若PH过高会使（）[单选题] *A产品质量降低B产品收率降低(正确答案)C苷键水解断裂D内酯环开环27、水提醇沉法可以沉淀下列（）等成分（）[单选题] * A葡萄糖B多糖(正确答案)C树脂D生物碱28、能提取出中药中的大部分亲水性成分和绝大部分亲脂性成分的溶剂是（）[单选题]* A乙醚B乙醇(正确答案)C水D苯29、在结晶溶剂的选择过程中首先要遵循的是（）[单选题] *A成分的纯度(正确答案)B相似相容原理C冷却热饱和原理D以上都不对30、木脂素是苯丙素衍生聚合而成的天然化合物，多为（）[单选题] *A二聚体(正确答案)B三聚体C四聚体D五聚体。
无机化学宋天佑第三版上册
无机化学宋天佑第三版上册简介《无机化学宋天佑第三版上册》是中国科学院院士宋天佑主编的无机化学教材的第三版上册。
该教材是无机化学领域的经典教材之一，适用于大学本科无机化学课程的教学与学习。
目录1.第一章：化学量与计量2.第二章：化学反应及其速率3.第三章：化学平衡4.第四章：离子水解与溶液pH5.第五章：弱电解质及其溶液的pH计算6.第六章：共沉淀和氧化还原反应平衡与倾向性7.第七章：无机络合物化学基础8.第八章：无机均相催化剂9.第九章：金属元素的化学品种与应用10.第十章：固体的结构第一章：化学量与计量1.1 物质的质量与量在本章中，我们将学习物质的质量和量的概念。
质量是一个物质所具有的惯性和引力性质的量的度量，质量单位是克。
质量的变化可以通过天平来测量。
物质的量是物质的基本属性之一，用符号n表示，量的单位是摩尔（mol）。
摩尔是国际单位制中的基本单位，它用来表示物质的量。
1.2 化学计量化学计量是研究化学反应中物质量关系的重要分支。
在化学反应中，物质的质量是按照一定的比例进行变化的。
化学计量是用来描述化学反应中物质的量比关系的方法。
化学计量中主要涉及到原子量、分子量、相对分子质量和摩尔质量等概念。
原子量是一个元素中原子质量的平均值，是一个元素的相对质量。
分子量是一个分子中原子质量的总和，是一个分子的相对质量。
相对分子质量是一个物质的分子质量与碳-12的相对质量之比，是一个无量纲的量。
摩尔质量是一个物质的质量与该物质的摩尔数量之比，是一个量的单位是克/摩尔。
1.3 配位化学基础配位化学是无机化学的一个重要分支，研究的是配位化合物的性质和合成方法。
配位化合物是由一个或多个配体与一个或多个中心金属离子或原子通过配位键结合而成的。
配位化学中涉及到配位数、配位物、配位键等概念。
配位数是指周围配位原子或配体与中心金属离子或原子的配位键数。
配位物是由一个或多个配位体和一个中心金属离子或原子组成的化合物。
配位键是配体与中心金属离子或原子之间的化学键。
宋天佑《无机化学》337页PPT
宋天佑《无机化学》
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
无机化学宋天佑第二版习题选解
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解：H3PO4=0.15mol;NaOH=0.25mol; 按下列两式进行反应:
H3PO4+NaOH=NaH2PO4+H2O x xx
XNO2=0.078/0.204=0.38; XN2O4=0.62
PNO2=0.5*0.38=0.19atm; PN2O4=0.31atm
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4.将1.5 mol的NO、1.0 mol的Cl2、2.5 mol的NOCl在 容积为15 L的容器中混合，230 ℃发生如下反应：
p )
pV=nRT
K
(853 / 100)2 (262 / 100)2(201/ 100)
5.27
p(NO)=0.94*8.314*503/15=262kPa
p(Cl2)=0.72*262/0.94=201kPa
p(NOCl)=3.06*262/0.94=853kPa
结论:NO的物质的量为0.94mol,平衡常数为5.27
2NO + Cl2 = 2NOCl 达到平衡时，有3.06 molNOCl存在。 计算平衡时NO的物质的量和该反应的标准平衡常数。
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解: 2NO + Cl2 = 2NOCl
起始: 1.5 1.0 平衡: 0.94 0.72
2.5 3.06
K
( pNOCl / p )2 ( pNO / p )2 ( pCl2 /
Kb
[OH
][
NH
4
]
宋天佑无机化学思考题
宋天佑无机化学思考题宋天佑是中国近现代无机化学领域的杰出代表，他在无机化学领域的研究贡献有目共睹。
无机化学作为化学的一个重要分支，研究的是不含碳的化合物，涉及元素周期表中除了碳以外的所有元素及它们的化合物。
宋天佑无机化学思考题是对学生无机化学知识的考察和拓展，下面我将结合宋天佑的贡献和无机化学的基础知识，为大家解答一些无机化学思考题。
1. 请简要介绍宋天佑在无机化学领域的研究成就。
宋天佑是我国无机化学领域的杰出学者，他在氟化学、无机化学的体系化研究、氟离子选择性传感等方面取得了显著的成就。
他发现了氟化硅的晶体结构，并研究了氟硅酸盐的热化学性质。
此外，宋天佑还在无机化学的基础理论研究方面做出了重要贡献，是我国无机化学领域的重要学术领袖。
2. 什么是氟化硅的晶体结构？为什么氟化硅具有重要的研究价值？氟化硅是一种重要的无机化合物，其化学式为SiF4。
氟化硅的晶体结构是四面体的，硅原子被四个氟原子包围，形成四面体的结构。
氟化硅具有重要的研究价值，主要体现在以下几个方面：首先，氟化硅是无机化学中的重要化合物，研究氟化硅的性质可以帮助我们更深入地了解无机化学的基础知识；其次，氟化硅的晶体结构研究有助于我们理解无机化合物的晶体结构及其性质；最后，氟化硅的研究还可以为材料科学领域的发展提供有益的参考。
3. 无机化学的体系化研究对于无机化学的发展有何重要意义？无机化学的体系化研究是无机化学的重要方向之一，其重要意义主要体现在以下几个方面：首先，无机化学的体系化研究有助于我们建立无机化学的体系化的知识体系，有利于我们更系统地学习和掌握无机化学的基础知识；其次，无机化学的体系化研究可以揭示无机化合物的结构与性质之间的关系，为化学实验的设计和化合物的合成提供有益的参考；最后，无机化学的体系化研究有助于我们深化对无机化学的理解，促进无机化学的发展和应用。
4. 什么是氟离子的选择性传感？氟化学的研究在化学领域的发展中有何重要意义？氟离子的选择性传感是指化学传感器可以选择性地检测氟化物的存在和浓度。
无机化学宋天佑第四版 教案(一)
教案：无机化学宋天佑第四版一、教学目标- 理解无机化学的基本概念和原理- 掌握无机化合物的性质和分类- 能够运用无机化学知识解决相关问题- 培养学生的实验技能和科学思维能力二、教学内容1. 无机化学的基本概念- 介绍无机化学的研究对象和范围- 探讨无机化学与有机化学的区别和联系2. 无机化合物的性质和分类- 阐述无机化合物的结构和性质- 分类介绍金属元素、非金属元素及其化合物的基本性质和应用3. 无机化学实验- 展示一些常见的无机化学实验操作- 培养学生实验技能和安全意识三、教学方法1. 讲授相结合- 通过教师的讲解，让学生理解无机化学的基本概念和原理- 结合实例和应用，增加教学内容的实用性和趣味性2. 实验操作- 组织学生进行相关的无机化学实验操作- 强调实验的安全性和规范操作流程3. 互动讨论- 组织学生进行小组讨论和互动，促进学生间的交流和合作- 引导学生提出问题和思考，激发学生的学习兴趣和积极性四、教学过程1. 了解无机化学基本概念和原理- 通过教师讲解，让学生了解无机化学的研究对象和范围，以及与有机化学的区别和联系2. 掌握无机化合物的性质和分类- 教师介绍无机化合物的结构和性质，分类介绍金属元素、非金属元素及其化合物的基本性质和应用- 学生通过课堂讨论和案例分析，加深对无机化合物性质和分类的理解3. 进行无机化学实验- 教师组织学生进行相关的无机化学实验操作，强调实验的安全性和规范操作流程- 学生通过实验操作，提高实验技能和科学思维能力4. 互动讨论- 教师组织学生进行小组讨论和互动，促进学生间的交流和合作- 学生在讨论和互动中，提出问题和思考，激发学生的学习兴趣和积极性五、教学评估1. 课堂表现- 教师通过学生的课堂表现、讨论和互动情况，评估学生对无机化学知识的掌握情况2. 实验报告- 学生完成相应的无机化学实验后，提交实验报告，评估学生的实验操作技能和科学思维能力3. 小组讨论- 教师组织小组讨论，评估学生在讨论和互动中的表现和贡献六、教学反思1. 教学过程中，教师应注重激发学生的兴趣和主动性，引导学生进行积极的学习和思考2. 教学内容要贴近实际，增加案例分析和应用实例，提高学生的学习兴趣和实用能力3. 教师应注重对学生的个性化教学，根据学生的不同特点和能力，采取差异化教学策略，促进学生全面发展。
《无机化学》第3版 宋天佑 第9章 沉淀溶解平衡
难溶性物质，一般是指 在 100 g 水中溶解质量少于 0.01 g 的物质。
但在本章中讨论的是沉淀 溶解平衡，必须从物质饱和溶 液的平衡浓度来体现物质的溶 解度。
有些电解质，如 Hg2SO4， PbCl2 和 CaSO4 等，
在 100 g 水中溶解的质量 远大于 0.01 g。
Ksp
6.3×10–18 1.4×10–18 6.4×10–23 5.2×10–29 5.6×10–12 2.5×10–13 7.4×10–14 2.8×10–13 1.4×10–15 2.5×10–8 8.0×10－28 2.5×10–22 3×10–17
9. 1. 3 盐效应对溶解度的影响
根据溶度积原理，当 Qi > Ksp 时，将生成沉淀。
平衡建立后，溶液中离子解平衡象 所有化学平衡一样，属于动态平衡。
2. 溶度积常数
AgCl 在 H2O 中有如下平衡 AgCl（s） Ag+（aq）+ Cl－（aq）
K = c（Ag+）c（Cl－） 式中 K 是标准平衡常数，各 浓度是相对浓度。
Ksp
1.8×10–10 8.5×10–17 1.1×10–12 6.3×10–50 2.6×10–9 1.1×10–10 1.2×10–10 2.8×10–9 2.3×10–9 5.3×10–9 6.3×10–36 1.3×10–12 2.8×10–39
化合物
FeS Hg2Cl2 Hg2Br2 Hg2I2 Mg(OH)2 MnS（晶体） PbCO3 PbCrO4 Pb(OH)2 PbSO4 PbS ZnS（） Zn(OH)2
如反应
ZnS
Zn2+ + S2–
《无机化学》第3版 宋天佑 第11章 配位化学基础
黄褐色的硝基配位化合物 [ Co（NO2）（NH3）5 ] Cl2 红褐色的亚硝酸根配位化合物 [ Co（ONO）（NH3）5 ] Cl2
互为键合异构
（4） 配体异构
如果两个配位体互为异构体， 那么由它们分别形成的相应的配位 化合物互为配体异构。
1，2 — 二氨基丙烷
NH2CH2CHNH2CH3 和 1，3 — 二氨基丙烷
几种不同的配体之间加 “ • ” 隔开。
[ Co（NH3）5 H2O ] Cl3 三氯化五氨•水合钴（III）
Cu2 [ SiF6 ] 六氟合硅（IV）酸亚铜
中心后面加（ ），内写罗 马数字表示中心的化合价。
3. 配体的先后顺序
在配位单元中，可能涉及多种 配体，所以要明确规定命名时配体 的次序。
[ Co（NH3）5 H2O ] Cl3 三氯化五氨•水合钴（III）
④ 配位原子相同，配体 中原子个数少的在前。
[ Pt（py）（NH3）（NO2）（NH2OH）] Cl 氯化硝基•氨•羟氨• 吡啶合铂（II）
⑤ 配体中原子个数相同， 则按和配位原子直接相连的配体 中的其他原子的元素符号的英文 字母表次序。
互为配位异构。
（3） 键合异构
配体中有两个配位原子，但 这两个原子并不同时配位，这样 的配体称两可配体。
两可配体可产生键合异构。
例如若 NO2－ 以 N 为配位原子 时，则形成硝基配位化合物。
其中的配体硝基表示为 －NO2
例如若 NO2－ 以 O 为配位原子 时，则形成亚硝酸根配位化合物。
其中的配体亚硝酸根表示为 － ONO
含有多个配位原子的配体称 多基配体（或多齿配体），
例如乙二胺四乙酸（EDTA）。
它的两个 N，4 个 －OH 中的 O 均 可以配位。
宋天佑无机化学思考题
宋天佑无机化学思考题
宋天佑是中国著名的无机化学家，他在无机化学领域做出了很
多重要的贡献。
针对无机化学思考题，我们可以从多个角度来进行
思考和讨论。
首先，我们可以从化学元素和周期表入手，思考不同元素的性质、周期表的规律以及元素之间的反应和化合物的形成。
我们可以
讨论元素的周期性趋势，比如原子半径、电负性、电离能等随周期
和族的变化规律，以及这些趋势对元素性质的影响。
其次，我们可以从化学键和化合物的角度进行思考，讨论不同
类型的化学键（离子键、共价键、金属键等）的特点和形成条件，
以及不同化合物的性质和用途。
我们可以探讨各种化合物的命名规则、结构特点以及化学反应的类型和规律。
另外，我们还可以从无机化学反应和化学平衡的角度进行思考，讨论不同类型的化学反应（如酸碱中和、氧化还原、沉淀反应等）
的条件和特点，以及化学平衡的影响因素和平衡常数的计算方法。
此外，我们还可以从无机化合物的合成和应用角度进行思考，
探讨不同无机化合物的合成方法、催化剂的作用原理、无机材料的性能和应用领域等方面的问题。
总之，无机化学是一个非常广泛和深奥的领域，我们可以从元素、化合物、反应和应用等多个角度来进行思考和讨论，以加深对无机化学知识的理解和掌握。
《无机化学》第3版 宋天佑 第6章 分子结构和共价键理论
在形成多原子分子的过程中，中 心原子的若干能量相近的原子轨道重 新组合，形成一组新的原子轨道。
这个过程叫做轨道的杂化，产生 的新轨道叫做杂化轨道。
原子轨道为什么要杂化？
这是因为形成杂化轨道后成键 能力增加
即杂化轨道的成键能力比未杂 化的原子轨道强， 形成的分子更稳 定。
在形成分子过程中，通常存在 激发、杂化、轨道重叠等过程。
因此，决定了 CH4 分子的构 型是正四面体， H － C － H 的键 角为 10928’。
6. 3. 2 杂化轨道类型
杂化轨道有自己的波函数、能 量、形状和空间取向。
形成的 键具有键能大、 稳定性高的特点。
以“肩并肩”方式重叠的原子轨道， 其重叠部分对通过键轴的一个节面呈 反对称，即图形相同但符号相反。
键轨道的重叠程度要比 键的 重叠程度小。
因此， 键的键能小于 键的键能， 键的稳定性低于 键。
但 键的电子比 键的电子活泼， 容易参与化学反应。
ro
r
两个 1s 电子以相同自旋的
方式靠时，不形成化学键。
V
0
－D
ro
r
两个 1s 电子以相同自旋的方式
靠近。此时，能量不降低。见红线。
V
0
－D
ro
r
这种不稳定的状态称为氢分子
的推斥态。
2
2
r
r
量子力学计算结果表明，基态分子
中两核之间的电子概率密度 2 远远
大于推斥态分子中核间的电子概率密度。
6. 1 路易斯理论
1916 年，美国科学家路易斯 （Lewis）提出共价键理论。
理论认为同种元素的原子之间 以及电负性相近的元素的原子之间 可以通过共用电子对形成分子
《无机化学》第3版 宋天佑 16_氧族元素
O3
O2 + O•
因而，O3 对地面生物有重要的 保护作用。
雷雨的时候，空气中的氧受电 火花的作用也会产生少量臭氧。
臭氧分子中，中心氧原子的杂 化方式为 sp2 不等性杂化。
中心氧原子以 sp2 杂化轨道与 两旁的配体氧原子形成两个σ 键， 使 O3 分子呈折线形。
中心的 2pz 轨道和两个配体的 2pz 轨道均垂直于分子平面，互相 重叠。
重晶石 BaSO4 天青石 SrSO4
地壳中质量分数为 0.026 %， 列第 17 位。
硒 Se 硒铅矿 PbSe 硒铜矿 CuSe
硒在地壳中质量分数为 5 10－6 %
1818年，瑞典人贝采里乌斯 （Berzelius）从硫酸厂铅室底部 的沉淀物中发现硒。
碲 Te 碲铅矿 PbTe
碲在地壳中质量分数约 为 5 10－7 %
共有 4 个电子 —— 中心 2 个，
配体 1 2 个，在这 3 个 pz 轨道中 运动，形成 3 中心 4 电子大 键，
表示成
。
上述大 键的分子轨道图为
反键轨道 非键轨道 成键轨道
AO
MO
成键电子数－反键电子数 键级 ＝ ———————————
2
＝ —2 —－—0 ＝ 1 2
因而在每个O—O的键键级为 。
它们的最高氧化数和它们的族数相 一致
16. 1 氧及其化合物
16. 1. 1 氧的成键特征
1. 一般键型 （1） 离子键 氧原子可以得到 2 个电子形成离子键。
氧原子可以得到 2 个电子形成 O2- 阴离子，与活泼金属的阳离子以 离子键结合，形成离子型氧化物。
如，碱金属氧化物和大部分碱土 金属氧化物。
1782年，奥地利人缪勒 （）从金矿中首次 提炼出单质碲。
《无机化学》第3版 宋天佑 第10章 氧化还原反应
Cu 片插入 CuSO4 的溶液中， 构成铜—铜离子电极。
达成平衡时，一般认为是 Cu2+ 沉积在铜片上，即发生过程（2）
Mz+ + z e —— M （2）
Mz+ + z e —— M （2）
所以铜片的电势高于 Cu2+ 溶液的电势，故铜电极的电极 电势 E 为正值。
3. 电池符号
原电池可以用电池符号表示。 上面的丹尼尔 Cu－ Zn 电池可表示如下
（–）Zn Zn2+（1mol•dm－3）‖Cu2+（1mol•dm－3）Cu（+）
（–）Zn Zn2+（1mol•dm－3）‖Cu2+（1mol•dm－3）Cu（+）
左边负极
右边正极
Cu，Zn 表示极板材料
（–）Zn Zn2+（1mol•dm－3）‖Cu2+（1mol•dm－3）Cu（+）
离子的浓度，气体的分压 要在（ ）内标明。
（–）Zn Zn2+（1mol•dm－3）‖Cu2+（1mol•dm－3）Cu（+）
“ ” 代表界面，这里是固体和 溶液之间的界面。
（–）Zn Zn2+（1mol•dm－3）‖Cu2+（1mol•dm－3）Cu（+）
“‖” 代表盐桥
10. 1. 3 电极电势和电动势
E池⊖ = E+⊖－ E－⊖ = 0.34 V －（－ 0.76 V） = 1.10 V
所以，其电池反应可以自发进行 Zn + Cu2+ —— Cu + Zn2+
《无机化学》第3版 宋天佑 13 硼族元素
其他硼氢化物可由硼氢化钠制得。
硼氢化物是重要的还原剂，例 如硼氢化锂与水激烈反应：
LiBH4 + 2 H2O —— LiBO2 + 4 H2 硼氢化钠可以在冷水中重结晶， 硼氢化钾在水中很稳定。
碱金属的硼氢化物为白色离子 型化合物。
BCl3 + NH3 —87—3 K— BN + 3 HCl
它与石墨为等电子体，结构相似。
大分子氮化硼（BN）x 具有层状结构， 层间距 333 pm，层间以范德华力结合。
层内有六元环，B、N原子间距离远小 于 B—N 共价单键，说明层内有π键存在。
（BN）x 层与层之间，原子的位置 是对齐，但原子的种类不同。
H HB
H
H HB H
B
B
BH
H BH
H
HB
BH
硼桥键
B BB
2个
硼桥键与氢桥键不同的是，处于 桥上的是硼原子而不是氢原子。
这个硼原子在形成硼桥键时提供 一个原子轨道及其中的一个电子。
HB
BH
H HB
H
H HB H
B
B
BH
H BH
H
HB
BH
闭合式硼键 B
4个
BB
闭合式硼键中成键的 3 个硼原 子彼此等价，没有哪一个属于桥上 的原子。
（1） Mg3B2 + H3PO4 —— 硼烷 混合物 —— B2H6
（1） Mg3B2 + H3PO4 —— 硼烷 混合物 —— B2H6
中间产物是以 B2H10 为主的硼烷 混合物，加热可得乙硼烷。
《无机化学》第3版 宋天佑 20 钛副族元素和钒副族元素
同时加入 Fe 粉，防止 Fe2+ 被氧化。
低温下结晶析出 FeSO4·7 H2O， 过滤后稀释、加碱和加热均可促进体 系中 T（i SO4）2 水解，生成硫酸氧钛。
T（i SO4）2 + H2O —— TiOSO4 + H2SO4
锆 Zr
锆石
ZrSiO4
二氧化锆矿 ZrO2
锆在地壳中的质量分数
为 0.0190 % 列第 18 位
铪 Hf 与 Zr 混生
铪在地壳中的质量分数 为 3.3 10－4 %
原子的价电子层结构 ( n－1 ) d2 ns2， 最稳定的氧化态为 + 4，其次是 +3，而 +2 氧化态较为少见；
特定的条件下，化合态的钛会能呈 现少见的 0 和 –1 的低氧化态。
2. 钛酸及其盐 钛盐与碱反应，可得 - 钛 酸（氢氧化钛）沉淀 TiCl4 + 4 NaOH —— T（i OH）4 + 4 NaCl
钛盐在低温下水解也可以得 到 - 钛酸。 - 钛酸可以写成 T（i OH）4 或 H4TiO4。
- 钛酸活性大，可溶于酸 或碱。
将钛盐溶液煮沸，水解生成
具有折射率高、 着色点强、 覆盖力大、化学性能稳定、无毒 等优点。
因此， TiO2 作为白色颜料和 增白剂广泛用于油漆、造纸、塑料、
橡胶、化纤、搪瓷等工业部门。
TiO2 受到一定能量的光照射后，内 部电子会发生激发，产生带负电荷的电 子和带正电荷的空穴，故可作为新型太 阳能电池的主要材料 。
将二氧化钛作置于溶液中，在电场 作用下，电子和空穴的迁移可在其表面 产生活性基，活性基的强氧化能力能够 清除其表面附着的各种有机物，且自身 不发生分解。
无机化学宋天佑第四版pdf
无机化学宋天佑第四版pdf
1 宋天佑第四版无机化学
宋天佑第四版无机化学作为宋天佑系列教材的终极之作，整本书
凝聚了宋博士长期以来的宝贵心血和丰富的学术经验，以其系统的概念、结构性的深度和清晰的讲解，赢得了学术界和社会各界的好评。
本书按照无机化学的原子和分子基础，以及元素周期律性质为线索，深入讲解了无机物质的性质、结构以及各种化学反应的本质规律。
此外，其还重点讨论了现代无机化学的前沿问题，如无机合成、配体
化学、固体无机化学等等，以使学生有一个全面、系统性地认识无机
化学的理论知识和实际应用。
本书有很多独特之处，如介绍物质结构时，丰富的图形表示有助
于加深学生对实验结果的认识；在每章实验室中列出了简单并有教学
意义的实验，脱离课堂有利于学习者进一步发掘实验中的潜在学习内容。
此外，本书着重强调实践能力，旨在教会学生如何应用这些原理
操作分析化学物质，如拆分、非金属化合物的变态、形成单体离子的
不对称氧化还原等方面的实验和操作，以及X射线衍射和核磁共振技
术等实验分析方法等。
因此，宋天佑第四版无机化学是集知识讲解、实践练习与实验分
析技术于一体的综合性教材。
本书教会学生们通过系统地学习无机化
学的实验室，为进一步增强学生对无机物质分析和制备能力打下坚实基础，以应用于各行各业领域。
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宋天佑《无机化学》
p（N2）= 2 105 Pa p（O2）= 2 105 Pa 测得混合气体的 p总 为 4 105 Pa。 可见 p总 = p（N2） + p（O2）
宋天佑《无机化学》
再考察一个实验
N2 +
O2
N2 + O2
1 dm3
2 dm3
8105 Pa 2105 Pa
4 dm3
p总
宋天佑《无机化学》
R = 8.314 103 Pa•dm3•mol－1•K－1 这个 R 值用于处理压力与浓度
的关系时，十分方便。
宋天佑《无机化学》
如用在下面的公式中 n
p = RT V
p = c RT 式中 c 是以 mol•dm－3 为单位 的浓度。
宋天佑《无机化学》
1. 1. 2 混合气体的分压定律 由两种或两种以上的气体混合在 一起，组成的体系，称为混合气体。
这是分压定律的实质。
宋天佑《无机化学》
同样基于上述原因，各组分
当第 i 种组分气体单独存在， 且占有总体积时，其具有的压力， 称为该组分气体的分压。
宋天佑《无机化学》
第 i 种组分气体的分压，用 pi 表示 应有关系式 pi V总 = n i R T
宋天佑《无机化学》
混合气体所具有的压力，称为总 压，用 p总 表示。
当第 i 种组分气体单独存在，且 具有总压时，其所占有的体积，称为 该组分气体的分体积。
宋天佑《无机化学》
（2） 分子间的作用力可以 忽略，分子与分子之间、分子与 器壁之间的碰撞，可认为是完全 弹性碰撞 —— 无动能损失。
宋天佑《无机化学》
在高温和低压下，实际气体分 子间的距离相当大，气体分子自身 的体积远远小于气体占有的体积。
这时分子间的作用力极弱。
宋天佑《无机化学》
高温和低压下的实际气体很 接近理想气体。
宋天佑《无机化学》
从式 R = pV
和
nT
R = 8.314 J•mol－1•K－1
看出 pV 乘积的物理学单位为 焦耳 （J）
宋天佑《无机化学》
p
Pa N•m－2
V
m3
所以 pV 的单位为 N•m－2•m3
= N•m
=J
从物理学单位上看 pV 是一种功。
宋天佑《无机化学》
pV R = nT 若压力 p 的单位为 Pa 体积 V 的单位为 dm3 温度 T 的单位为 K 物质的量 n 的单位为 mol R = 8.314 103 Pa•dm3•mol－1•K－1
宋天佑《无机化学》
第 i 种组分气体的分体积，用 Vi 表示。
应有关系式 p总Vi = n i R T
宋天佑《无机化学》
我们通过实验来研究分压与总 压的关系
N2
+
O2
2 dm3 2 105 Pa
2 dm3 2 105 Pa
N2+ O2
2 dm3
p总
宋天佑《无机化学》
N2
+
O2
N2+ O2
2 dm3 2 105 Pa
2 dm3 2 105 Pa
2 dm3
p总
将 N2 和 O2 按上图所示混合。 测得混合气体的 p总 为 4 105 Pa。
宋天佑《无机化学》
N2
+
O2
N2+ O2
2 dm3 2 105 Pa
2 dm3 2 105 Pa
2 dm3
p总
按分压的定义
p（N2）= 2 105 Pa p（O2）= 2 105 Pa
宋天佑《无机化学》
1 V p VT Vn
综合以上三式，得
V
nT p
宋天佑《无机化学》
以 R 做比例系数，比例式VFra biblioteknT p
则变成等式
nRT V= p
宋天佑《无机化学》
由
nRT V= p
得
pV = nRT
此式即为理想气体状态方程。
上式中
pV R = nT
宋天佑《无机化学》
若压力 p 的单位为 Pa 体积 V 的单位为 m3 温度 T 的单位为 K 物质的量 n 的单位为 mol 则 R = 8.314 J•mol－1•K－1 R 称为摩尔气体常数。
宋天佑《无机化学》
组成混合气体的每种气体，都 称为该混合气体的组分气体。
显然，空气是混合气体，其中 的 O2，N2，CO2 等，均为空气这 种混合气体的组分气体。
宋天佑《无机化学》
第 i 种组分气体的物质的量 用 ni 表示，混合气体的物质的量 用 n 表示，
显然有 n = ni i
宋天佑《无机化学》
第 i 种组分气体的摩尔分数用
xi 表示，则
xi =
ni n
例如，由 4 mol N2 和 1 mol O2 组成的混合气体， 则其中
宋天佑《无机化学》
x（N2）=
n（N2） n
=
4 5
x（O2）=
n（O2） n
=
1 5
显然有
xi = 1
i
宋天佑《无机化学》
混合气体的体积称为总体积， 用 V总 表示。
宋天佑《无机化学》
道尔顿（Dalton） 进行了大量 实验，提出了混合气体的分压定律 —— 混合气体的总压等于各组分 气体的分压之和
p总 = pi i
此即道尔顿分压定律的数学表达式
宋天佑《无机化学》
理想气体混合时，由于分子间无 相互作用，故碰撞器壁产生的压力， 与独立存在时是相同的。即在混合气 体中，组分气体是各自独立的。
第一章 化学基础知识
本章作为化学课程的基 础，包括 5 部分内容。
宋天佑《无机化学》
（1） 气体 （2） 稀溶液的性质 （3） 晶体结构基本概念 （4） 酸碱理论 （5） 化学反应速率
宋天佑《无机化学》
1. 1 理想气体
1. 1. 1 理想气体的状态方程 符合下面两条假定的气体，叫做 理想气体： （1） 气体分子的自身体积可以 忽略，分子可看成有质量的几何点。
测得混合气体的总压为 3 105 Pa
宋天佑《无机化学》
N2 +
O2
N2 + O2
1 dm3
2 dm3
4 dm3
8105 Pa 2105 Pa
p总
根据分压的定义，由波义耳定律得
p（N2）= 2 105 Pa p（O2）= 1 105 Pa
宋天佑《无机化学》
p（N2）= 2 105 Pa p（O2）= 1 105 Pa 混合气体的总压为 3 105 Pa 亦有 p总 = p（N2）+ p（O2）
故理想气体的这种假定是有 实际意义的。
宋天佑《无机化学》
中学阶段的物理课程和化学课程 中，曾学习过理想气体的经验公式
Boyle 定律
n，T 一定时
1 V p
读做 “正比于”
宋天佑《无机化学》
Gay - Lussac 定律 n，p 一定时 V T Avogadro 定律 p，T 一定时 V n