化学竞赛专题讲座
化学竞赛专题讲座二：共价粒子的空间构型(分子结构)
化学竞赛专题讲座二、共价粒子的空间构型（分子结构）Lewis 结构 共振论 价层电子互斥模型（VSEPR ） 等电体原理 杂化轨道一、Lewis 结构 共振论1．令共价粒子中所有原子价层电子数为8（H 为2）时的电子总数为n 0，实际各原子价层电子数之和（加阴离子的电荷数、减阳离子的电荷数）为n v ，则：共价键数==(n 0—n v )/2 其中n 0—n v == n s 共用电子数2．依上述要求写出各种Lewis 结构式（以点线式表示），并用形式电荷Q F 对其稳定性进行判断：Q F == n v —n r （孤对电子数）—n s== 某原子所形成的价键数—该原子的单电子数（碳C 为4）8—该原子价电子数a.各原子的Q F 为零的结构最稳定；b.若相邻原子的Q F ≠0时，通常是 ①Q F 要小；②非金属性强（电负性大）的原子Q F ＜0，另一原子Q F ＞0为稳定结构； ③相邻原子的Q F 为同号则不稳定，但N 2O 4例外。
（二）共振论共价粒子若有不只1个相对合理的Lewis 结构式表示，在不改变原子的相对位置时，变换价键表示形式，用 表示，粒子的真实结构看作是这些Lewis 式的“混 合”。
则粒子中的价键特征平均化，且体系能量低于每个共振体的能量。
（三）键级【1】 N 2F 2有三种异构体（已合成了2种）、N 4H 4（H 化学环境完全相同），写出它们的Lewis 式并讨论其稳定性。
N 2F 2 ：N 4H 4：【例2】确定中S —N 键的键长。
因为：n 0 = 6×8 = 48 ， n v = 3 ×6 + 2×5 + 7—1 == 34 所以：共价键数==(n 0—n v )/2 ==(48—34)/2 = 7（一）共价粒子Lewis 结构式每个原子价层电子数达到8（H 为2），即为稳定结构——八隅律电子式（点式）结构式（线式）点线式对原子为8电子构型的粒子的简捷判定式“ ”F N=N F N=N F F F F N=N F N=N F ⊕ 反式 顺式稳定性依次减小H 2N N=N NH 2 H 2N NH 2 N=N N=NH 2N NH 2H N N H —N N —H ⊕ ⊕ ⊕⊕ Cl +S —SN NSCl +S —S N N S⊕+2Cl +S —S N N S⊕+2Cl +S —S N N S⊕ ⊕ Cl +S —S N NS⊕⊕ O O N —N O O ⊕ ⊕ H HN—N H H0 0 中N —N 键的键长＞ 中的N —N 键键长。
全国中学生化学竞赛专题讲座
全国中学生化学竞赛专题讲座第一讲差量法例1、用氢气还原10克CuO，加热片刻后，冷却称得剩余固体物质量为8.4克，则参加反应的CuO的质量是多少克？例2、将CO和CO2的混合气体2.4克，通过足量的灼热的CuO后，得到CO2的质量为3.2克，求原混合气体中CO和CO2的质量比？例3、将30克铁片放入CuSO4溶液中片刻后，取出称量铁片质量为31.6克，求参加反应的铁的质量？例4、已知同一状态下，气体分子间的分子个数比等于气体间的体积比。
把30mL甲烷和氧气的混合气体点燃，冷却致常温，测得气体的体积为16mL，则原30mL中甲烷和氧气的体积比？练习1、将盛有12克氧化铜的试管，通一会氢气后加热，当试管内残渣为10克时，这10克残渣中铜元素的质量分数？练习2、已知同一状态下，气体分子间的分子个数比等于气体间的体积比。
现有CO、O2、CO2混合气体9ml，点火爆炸后恢复到原来状态时，体积减少1ml，通过氢氧化钠溶液后，体积又减少3.5Ml，则原混和气体中CO、O2、CO2的体积比？练习3、把CO、CO2的混合气体3.4克，通过含有足量氧化铜的试管，反应完全后，将导出的气体全部通入盛有足量石灰水的容器，溶液质量增加了4.4克。
求：⑴原混合气体中CO的质量？⑵反应后生成的CO2与原混合气体中CO2的质量比？练习4、CO和CO2混合气体18克，通过足量灼热的氧化铜，充分反应后，得到CO2的总质量为22克，求原混合气体中碳元素的质量分数？练习5、在等质量的下列固体中，分别加入等质量的稀硫酸(足量)至反应完毕时，溶液质量最大的是()。
A、FeB、AlC、Ba(OH)2D、Na2CO3练习6、P克结晶水合物A•nH20，受热失去全部结晶水后，质量为q克，由此可得知该结晶水合物的分子量为()。
Ａ、18Pn/(P—q)B、18Pn/q C、18qn/P D、18qn/(P—q)第二讲平均值法例题：1、质量为4克的合金，与足量盐酸反应，产生0.2克氢气。
化学竞赛辅导讲座(酸碱盐)[整理]
![化学竞赛辅导讲座(酸碱盐)[整理]](https://img.taocdn.com/s3/m/27ea67c76137ee06eff918e3.png)
化学竞赛辅导讲座（酸、碱、盐）一、竞赛中涉及的问题（一）酸、碱、盐溶液的导电性1、溶液的导电性酸、碱、盐的水溶液能够导电，因为酸、碱、盐在水分子的作用下电离能够自由移动的离子。
受外电场作用，离子作定向移动。
阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，并分别在电极上失去和得到电子变成新的物质。
因此，酸、碱、盐溶液导电的过程是化学变化的过程。
不同的酸、碱、盐溶液在相同条件下导电能力不一样，原因是它们的水溶液中单位体积内自由移动的离子数目不同。
自由移动的离子的数目又决定于酸、碱、盐在水溶液中的电离程度。
不同的酸、碱、盐在水中的电离程度是不同的。
强酸、强碱和大部分盐类在水溶液中是完全电离的，而弱酸、弱碱的电离是不完全的。
初中化学主要研究强酸、强碱和盐类的电离。
溶液中单位体积内自由移动的离子数目越多，溶液的导电能力就越强。
相同条件下，又可由酸、碱溶液的导电能力的大小推知酸、碱的强弱，水溶液导电能力越强的酸和碱就越强。
2、酸、碱、盐的电离（1）酸在水溶液中电离有氢离子和酸根离子生成，酸根离子所带的负电荷数等于电离时生成的氢离子数目。
强酸的电离如下：HNO3＝H＋＋NO3－H2SO4＝2H＋＋SO42－（2）碱在水溶液中电离时生成金属离子（氨水电离产生铵离子），氢氧根离子。
金属离子所带的正电荷数等于氢氧根离子的数目，强碱的电离如下：NaOH＝Na＋＋OH－Ba（OH）2＝Ba2＋＋2OH－（3）盐在水溶液中电离出金属离子（或NH4＋）和酸根离子。
金属离子所带的正电荷总数等于酸根离子所带的负电荷总数。
盐类的电离如下：Na2CO3＝2Na＋＋CO32－NaCl＝Na＋＋Cl－书写电离方程式注意两点：一是离子的电荷符号和电荷数目要标正确。
二是电荷总数要相等。
3、稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应、CO2与Ca（OH）2溶液反应，溶液导电性变化的规律(1)稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应：H2SO4＋Ba(OH)2＝BaSO4↓＋2H2O由于生成物中BaSO4是难溶的物质，水是难电离的物质，随着H2SO4的不断加入，原来Ba(OH)2溶液中的离子数目逐步减少，导电能力逐步减小；当H2SO4与Ba(OH)2完全反应后，溶液中离子数目极少，导电能力几乎为零。
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座_第20讲_赛前指导
4．最近我国学者发现，以精 CuFeS2 矿为原料在沸腾炉中和 O2 (空气)反应, 生成物却 后经溶解、除铁、结晶，得到 CuSO4²5H2O，成本降低了许多。实验结果如下：
沸腾炉温度/℃ 生 成 物 水溶性 Cu/% 酸溶性 Cu/% 酸溶性 Fe/% 回答如下问题：
560 90.12 92.00 8.56
580 91.24 93.60 6.72
600 93.50 97.08 3.46
620 92.38 97.82 2.78
640 89.96 98.16 2.37
660 84.23 98.19 2.28
（1）CuFeS2 和 O2 主要反应的方程式为 （2）实际生产过程的沸腾炉温度为 600～620℃。控制反应温度的方法是 （3）温度高于 600～620℃生成物中水溶性 Cu（%）下降的原因是 【解题思路】 本题以黄铜矿的利用为背景，把三个独立的反应编在一起，要求学生对不同条件下的不 同问题做出解答。 问题 1 本题的第一部分比较简单，写四个分步反应的方程式的考核点只是把题面的表述 转换成化学方程式，但题面并没有指出生成物中的硫的形态。根据中学化学知识，可以想见 它是 SO2，这应该不会写错。其中第四个反应就是所谓“冰铜”反应，比较特殊，但试题已 经告诉大家反应产物的含铜物质应该只有一种，即金属铜，这就降低了难度，可见应答时永 远不应离开试题提供的知识背景。 问题 2 配平总方程式的系数，比较费事，考查机敏。配平的方法很多，条条大路通罗 马。比较简单的是不管黄铁矿里的铜、铁和硫应当是什么价态的，假设铁是＋2 价的，铜也 是＋2 价的，硫是－2 价的，这样，铁在反应后价态不变，就省事多了。这种假设不会出现错 误，其原因是氧化还原的电子得失总数是一定的。 问题 3 也是写方程式，根据给出的信息，不难首先得出这样的结论：反应得到的溶液 由 CuSO4 和 Fe2(SO4)3 组成。因为有氧气参加反应，铜和铁均应成水溶液中的稳定高价，这应 该不会弄错。这个反应的关键是产物里要添硫酸根，为此，题面对反应的条件作了说明：酸 性溶液；但为避免暗示过多，没有说要加硫酸。 问题 4 比前面的试题更推进一步，判断 CuFeS2 和 O2 反应的主要产物的信息是以表格 中的数据的形式间接地呈现的。首先要判断出“水溶性铜”和“酸溶性铜”所暗示的物质。 “水溶性铜”只能是 CuSO4,“酸溶性铜”应该包括“水溶性铜”和铜的氧化物。然后再观察 有关数据，发现 560~600℃温度范围内， “水溶性铜”的含量均较大（高于 80%） ，说明反应 后铜主要以 CuSO4 的形态存在， 这与题目中提示的最终得到 CuSO4•5H2O 的生产目的相吻合。 从表中数据还可以得知， “水溶性铜”的含量在 560~600℃温度范围内随温度的升高而增大， 当温度高于 600℃以后，其含量随温度的升高而减少；而“酸溶性铜” 的含量却随温度的升 高一直保持增大，这说明：在 600℃以上，一部分 CuSO4 发生了分解反应转化为铜的氧化物，
高中化学竞赛专题讲座教案
高中化学竞赛专题讲座教案
主题：化学竞赛的基本知识和应试技巧
目标：通过本次讲座，学生将掌握化学竞赛的基本知识，了解常见的应试技巧，提高应试能力。
一、引言（5分钟）
介绍化学竞赛的重要性，激发学生对化学竞赛的兴趣。
二、化学竞赛的基本知识（15分钟）
1. 化学竞赛的类型及要求
2. 常见的竞赛题型和题材
3. 竞赛题目的难易度和分值分布
4. 常见的竞赛规则和注意事项
三、化学竞赛的应试技巧（20分钟）
1. 如何阅读和理解竞赛题目
2. 如何解答选择题和计算题
3. 如何运用化学知识和思维方法解答主观题
4. 如何高效备考和应对考试压力
四、实例分析与练习（20分钟）
结合真实的竞赛题目，分析解题思路和方法，引导学生进行练习和应用。
五、答疑与交流（10分钟）
学生对化学竞赛相关问题进行提问，老师进行答疑解惑，促进学生之间的交流与分享。
六、总结与展望（5分钟）
总结本次讲座的内容和收获，展望未来在化学竞赛中取得更好的成绩。
教学方法：讲授结合互动，理论联系实际，案例分析与实践操作相结合。
课后作业：学生自主复习，完成相关练习题目。
评价方法：学生的课堂参与度、讲座笔记、课后作业完成情况。
教学反思：通过本次讲座，希望学生能够了解化学竞赛的基本知识和应试技巧，提高应试能力，为参加化学竞赛做好充分准备。
高中化学竞赛培优教程专题讲座
高中化学竞赛培优教程专题讲座。
【高中化学竞赛培优教程专题讲座】1. 简介在高中教育阶段，化学是学生们学习的重要科目之一。
为了加强学生的化学学习能力，促进对化学知识的深入理解和掌握，许多学校组织和举办化学竞赛培优教程专题讲座。
本文将就此主题展开深度和广度的探讨，以帮助读者更全面地理解和认识高中化学竞赛培优教程专题讲座。
2. 竞赛内容及要求高中化学竞赛培优教程专题讲座的内容涵盖了高中化学课程的基础知识和高阶拓展内容，包括但不限于化学公式推导、反应机制解析、实验数据分析等。
竞赛对学生的理论知识和实际应用能力都有较高的要求，要求学生具有深厚的化学基础，并能运用所学知识解决实际问题。
3. 培训形式及方法为了帮助学生更好地备战化学竞赛，培优教程专题讲座采取多种形式和方法进行培训。
其中包括课堂讲授、实验模拟、习题训练以及与老师的一对一答疑等。
这样的多元化培训形式可以更好地激发学生的学习热情，提高学习效果。
4. 重点难点分析在化学竞赛培优教程专题讲座中，老师们会重点针对学生容易混淆和不理解的知识点进行讲解和强化。
化学反应动力学、化学平衡、有机化学反应机理等都是比较难懂的内容。
通过深入浅出的讲解，老师可以帮助学生理清这些重难点的知识，提高学生的学习效率。
5. 学习策略及方法在进行化学竞赛培优教程专题讲座的学习过程中，学生们需要有一定的学习策略和方法。
首先要扎实掌握基础知识，其次要注重学习方法的灵活运用，最后要有耐心和毅力，不断进行反复训练和实践，才能取得更好的成绩。
6. 个人观点及总结对于高中化学竞赛培优教程专题讲座，我个人认为其对学生的学习能力和专业知识积累都有一定的帮助。
通过参加竞赛培优教程专题讲座，学生们可以更加全面地认识和理解化学知识，拓宽自己的学术视野，培养自己的分析和解决问题的能力。
化学竞赛培优教程专题讲座对于学生的成长和发展都有着积极的意义。
通过以上对高中化学竞赛培优教程专题讲座的介绍和分析，相信读者对该主题已有了更加深入和全面的理解。
高中化学竞赛专题讲座立体化学
高中化学奥赛专题讲座——立体化学近年来，无论是高考，还是全国竞赛，涉及空间结构的试题日趋增多，成为目前的热点之一。
本讲座将从最简单的几种空间正多面体开始，与大家一同探讨中学化学竞赛中与空间结构有关的内容。
第一讲中学化学中几种常见的晶体及应用一．晶体的概念及宏观性质：1．晶体是指具有规则外形的固体。
其结构特征是内部的原子或分子在三维空间的排布具有特定的周期性，即隔一定距离重复出现。
2．通性：（1）均匀性；（2）各向异性：晶体在不同方向上显示不同的性质；（3）具有固定的熔点；（4）对称性：这在很大程度上决定了晶体的性质。
3．分类：除四种基本类型外，还有一种是过渡型晶体（混合型晶体）。
如石墨晶体。
二．晶胞的概念及常见类型：1．概念：在晶体结构中具有代表性的基本的重复单位称为晶胞。
晶胞在三维空间无限重复就产生了宏观的晶体。
2．基本要点：①晶胞必须是平行六面体；②同一晶体中所划分出来的同类晶胞的大小和形状完全相同；③晶胞是晶体结构中的基本的重复单位，但不一定是最小的重复单位。
若一个晶胞只有一个最小重复单位，则称素晶胞，否则称复晶胞。
例：金属钠简单立方晶胞面心立方晶胞体心立方晶胞3．几种常见的晶胞：中学中常见的晶胞为立方晶胞。
立方晶胞中粒子数的计算方法如下：（1）顶点粒子有1/8属于晶胞；（2）棱边粒子有1/4属于晶胞；（3）面心粒子有1/2属于晶胞；（4）体心粒子按1全部计入晶胞。
[实例分析]①氯化钠、氯化铯晶胞（配位数分别为6和8）NaCl、CsCl晶体密度的计算是常遇到的问题。
其关系式如下：ρ=m/v=(n×M)/V对于NaCl晶体，设晶胞的边长为a，有ρ=（4×MNaCl ）/（a3×NA）对于CsCl晶体，设晶胞的边长为a，有ρ=（1×MCsCl ）/（a3×NA）[练习]如图所示，直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na+或Cl-所处的位置，请将其中代表Na+的圆圈涂黑（不考虑体积大小），以完成NaCl的晶体结构示意图。
高中化学竞赛辅导专题讲座——三维化学
第 1 页 共 5 页 高中化学竞赛辅导专题讲座——三维化学第三节 正八面体与正方体前文我们学习了正方体与正四面体，现在我们来学习另一种空间正多面体——正八面体。
由于在高中立体几何中并未涉及这种立体图形，使同学们【讨论】顾名思义，正八面体应该有八个完全相同的面，如右图3-1所示，每个面都是正三角形；另外正八面体有六个顶点，十二条棱。
让我们与正方体作一对比，它们都有十二条棱，正方体有六个面（正八面体六个顶点）八个顶点（正八面体八个面），与正八面体的面数和顶点数正好相反，它们是否存在内在的空间关系呢？我们连接正方体六个面的面心形成的是什么空间图形呢？它就是正八面体（能理解了吧！我们也可以将空间直角坐标系xyz 轴上与原点等距的六个点连起来构成正八面体）。
正八面体与正方体都是十二条棱，它们的空间位置显然是不一样的，但它们的十二条棱的棱心的空间位置又如何呢？应该是一样的吧。
先让我们看个例题再讨论吧！【例题1】已知[Co(NH 3)6]3＋的立体结构如图3-2所示，其中1~6处的小圆圈表示NH 3分子，且各相邻的NH 3分子间的距离相等（图中虚线长度相同）。
Co 3+位于八面的中心，若其中两个NH 3被Cl －取代，所形成的[Co(NH 3)4Cl 2]+的同分异构体的数目是 ① A 1 B 2 C 3 D 4【分析】正八面体每个顶点在空间是完全等价的，当选定一个顶点后，另五个顶点就在空间形成两种相对的位置，四个是相邻的，一个是相对的，【解答】B 【练习1】SF 6是一种无色气体，具有很强的稳定性，可用于灭火。
SF 6的分子结构如图3-3所示，呈正八面体型。
如果F 元素有两种稳定的同位素，则SF 6的不同分子种数为 ② A 6种 B 7种 C 10种 D 12种 【讨论】用同位素考察分子的空间结构是一种新方法，也是一种好方法。
本题中主要来确定S a F 3b F 3的种数，三个a F 在空间也只有两种形式，即△和├；另外S a F 2b F 4与S a F 4b F 2的种数应该是一样的吧？（想想为什么）！【练习2】正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中截取最大正八面体，再从该正八第 2 页 共 5 页面体中截取最大正方体A ’B ’C ’D ’—A 1’B 1’C 1’D 1’，计算它们的体积比。
高中化学奥赛讲座一(1)
高中化学奥赛讲座（一）烃的衍生物【竞赛要求】卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、酸、酯、胺、酰胺、硝基化合物、磺酸的基本性质及相互转化。
异构现象。
【知识梳理】一、卤代烃（一）卤代烃的化学反应卤代烃是烃分子中一个或多个氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物。
卤代烃分子结构中含有C—X键，由于卤素的电负性比碳大，碳卤键中电子云偏向卤素，使碳原子带部分正电荷，卤素易以X－的形式被取代，这种取代称为亲核取代反应（简写为SN）。
活泼金属也可以与卤代烃反应，生成金属有机化合物。
由于碳卤键的极性，使β碳原子上的氢原子与卤素原子一起脱去，发生消除反应而形成碳碳重键。
另外卤代烃还可被多种试剂还原生成烃。
卤代烃的化学反应如下：1、亲核取代反应（1）水解反应RX + H2O ROH + HX卤代烷水解是可逆反应，而且反应速度很慢。
为了提高产率和增加反应速度，常常将卤代烷与氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液共热，使水解能顺利进行。
RX + H2O ROH + NaX（2）氰解反应RX + NaCN RCN + NaX氰基经水解可以生成为羧基（–COOH），可以制备羧酸及其衍生物。
也是增长碳链的一种方法。
如由乙烯来制备丙酸：CH2═CH2 CH3CH2Cl CH3CH2CN CH3CH2COOH（3）氨解反应RX + NH3 RNH2（4）醇解反应RX + NaOEt ROEt + NaX（5）与硝酸银的醇溶液反应RX + AgNO3 RONO2 + AgX↓此反应常用于各类卤代烃的鉴别。
不同卤代烃与硝酸银的醇溶液的反应活性不同，叔卤代烷 > 仲卤代烷 > 伯卤代烷。
另外烯丙基卤和苄基卤也很活泼，同叔卤代烷一样，与硝酸银的反应速度很快，加入试剂可立即反应，仲卤代烷次之，伯卤代烷加热才能反应。
2、消除反应卤代烷与氢氧化钾的醇溶液共热，分子中脱去一分子卤化氢生成烯烃，这种反应称为消除反应，以E表示。
RCH2CH2Br + NaOH RCH═CH2 + NaBr + H2O不同结构的卤代烷的消除反应速度不同，3oR-X > 2oR-X > 1oR-X 。
高中化学竞赛有机化学讲座
*次序规则：
a. 原子按原子序数的大小排列，同位数按原 子量大小次序排列 I,Br,Cl,S,P,O,N,C,D,H
b. 对原子团来说，首先比较第一个原子的原
子序数，如相同时则再比较第二、第三，以
此类推。
H
HO HC
C
H Cl C CH
H CC
O H CCCC H O
丁 炔 二 醛 butynedial
OO
O C H O
3- 烯 丙 基 - 2,4- 戊 二 酮 3- allyl- 2,4- pentanedione
2- 氧 代 环 己 烷 甲 醛 2- oxocyclohexanecarboxaldehyde
C H O
C l
H O
C O O H
8765
4 3 21
CH3CH2CH2CH CH CH CHCH3
CH3 6CH2 CH3 CH3 7CH2 8CH3
4, 5, 6, 7
2, 3, 4, 5*
本化合物有两根8碳的最长链，因此通过比较侧链数来确定主链。横向长链有 四个侧链，弯曲的长链只有二个侧链，多的优先，所以选横向长链为主链。主链有 两种编号方向，第一行取代基的位号是4，5，6，7，第二行取代基的位号是2，3， 4，5，根据最低系列原则，选第二行编号。该化合物的中文名称是2，3，5−三甲基 −4−丙基辛烷。注意本化合物中有两种取代基。当一个化合物中有两种或两种以上 的取代基时，中文按顺序规则确定次序，顺序规则中小的基团放在前面。所以甲基 放在丙基的前面。
Xd- ← Ad+ ←Bdd+ ← Cddd+ Yd+ → Ad- →Bdd- → Cddd由于原子或原子团电负性的影响，引起分子中电子云沿 σ键传递的效应称为诱导效应。
高中化学竞赛辅导专题讲座——三维化学
高中化学竞赛辅导专题讲座——三维化学近年来，无论是高考，还是全国竞赛，涉及空间结构的试题日趋增多，成为目前的热点之一。
本文将从最简单的五种空间正多面体开始，与大家一同探讨中学化学竞赛中与空间结构有关的内容。
在小学里，我们就已经系统地学习了正方体，正方体（立方体或正六面体）有六个完全相同的正方形面，八个顶点和十二条棱，每八个完全相同的正方体可构成一个大正方体。
正四面体是我们在高中立体几何中学习的，它有四个完全相同的正三角形面，四个顶点和六条棱。
那么正方体和正四面体间是否有内在的联系呢？请先让我们看下面一个例题吧：【例题1】常见有机分子甲烷的结构是正四面体型的，请计算分子中碳氢键的键角（用反三角函数表示）【分析】在化学中不少分子是正四面体型的，如CH4、CCl4、NH4＋、 SO42－……它们的键角都是109º28’，那么这个值是否能计算出来呢？如果从数学的角度来看，这是一个并不太难的立体几何题，首先我们把它抽象成一个立体几何图形（如图1-1所示），取CD中点E，截取面ABE（如图1-2所示），过A、B做AF⊥BE，BG⊥AE，AF交BG于O，那么∠AOB就是所求的键角。
我们只要找出AO（=BO）与AB的关系，再用余弦定理，就能圆满地解决例题1。
当然找出AO和AB的关系还是有一定难度的。
先把该题放下，来看一题初中化学竞赛题：【例题2】CH4分子在空间呈四面体形状，1个C原子与4个H原子各共用一对电子对形成4条共价键，如图1-3所示为一个正方体，已画出1个C原子(在正方体中心)、1个H原子(在正方体顶点)和1条共价键(实线表示)，请画出另3个H原子的合适位置和3条共价键，任意两条共价键夹角的余弦值为①【分析】由于碳原子在正方体中心，一个氢原子在顶点，因为碳氢键是等长的，那么另三个氢原子也应在正方体的顶点上，正方体余下的七个顶点可分成三类，三个为棱的对侧，三个为面对角线的对侧，一个为体对角线的对侧。
化学竞赛专题讲座.doc
化学竞赛专题讲座胡征善 三、晶体结构（一）概述1.坐标系2P ：简单C ：底心 I ：体心 F ：面心3．14种空间点阵式PI F立方P正 交P I四 方PP单 斜三 斜H R六方 三方4．晶胞特征（1）平行六面体 （2）8个顶点为同种粒子 （3）空间平移“无隙并置”（二）金属晶体 （通常为等径球堆积）（1）堆积型式① A 1型最紧密堆积方式立方面心晶胞② A 3型最紧密堆积方式六方晶胞 B 层中阵点位置的分数坐标为（2/3，1/3，1/2）③ A 2型最紧密堆积方式体心立方晶胞 ④ A 4型最紧密堆积方式四面体堆积二、空间利用率= V （球总）/ V （晶胞）×100%堆积型式 空间利用率（%） 特点A 1面心立方 74.06 面心球与该面四个顶点球相切A 3密集六方* 74.06 a=b ，c=2√2/3 a ，正四面体高h =√2/3 a A 2体心立方 68.02 体心球与立方体顶点球相切 A 4四面体** 34.01A B A B A abcA 层B 层 A 层说明：8r =√3a r =√3a/8 正四面体空隙正八面体空隙A1每个晶胞中，有4个球，四面体空隙数有8个，八面体空隙有4个——中心1个，12条棱心12×1/4=3。
所以整个晶体中：球数: 四面体空隙: 八面体空隙= 1:2:1面心两点间距离为√2 a/2A3每个晶胞中，粗线为截取的晶胞。
晶胞上底面的3个原子和中层的2个原子（其中有1个是晶胞外的原子）和晶胞外另1个原子构成1个正八面体的空隙X，此正八面体在晶胞中只占1/2，晶胞中共有4个这样的正八面体，故晶胞中正八面体空隙数为1/2×4=2。
正四面体空隙O，正四面体空隙数1/4×8 + 2 = 4。
所以在A3每个晶胞中，球数:正四面体数:正八面体数= 2:4:2 = 1:2:1a bc●（三）离子晶体 （不等径球的堆积）离子晶体的堆积：离子晶体中由于多数情况下阴离子半径大，因此可以认为是先是阴离子按一定方式堆积，然后阳离子填在阴离子的空隙中。
化学竞赛专题讲座
化学竞赛专题讲座胡征善第一讲物质结构理论原子结构与元素周期律物质结构分子结构晶体结构一、原子结构与元素周期律（一）原子结构1．四个量子数(2) 副（角）量子数（l）——决定多电子原子核外电子能量的次要因素和原子轨道（原子轨函）形状，它决定电子绕核运动的角动量。
l可取0，1，2，3，……（n—1）s原子轨道的角度分布图s轨道电子云的角度分布图p原子轨道的角度分布图p轨道电子云的角度分布图d 原子轨道的角度分布图D 轨道电子云的角度分布图原子轨道Y 和电子云Y 2的区别：因为原子轨道Y 是解薛定锷方程的结果，其值有正负，且︱Y ︱＜1，所以在电子云Y 2的图形中没有正负号且形状较“瘦”些。
(3) 磁量子数（m ）——决定原子轨道（原子轨函）在空间的伸展方向，决定轨道角动量在磁场方向上的分量。
其数目为m = 2l +1。
m = 2l +1l = 0 m = 0 s 轨道无方向性，在空间只有1种取向 l = 1 m = +1,0,—1 p 轨道在空间有3种取向 l = 2 m = +2,+1,0,—1,+2 d 轨道在空间有5种取向 l = 3 m = +3,+2,+1,0,—1,+2 ,—3 f 轨道在空间有7种取向 l = 4 m = +4,+3,+2,+1,0,—1,+2 ,—3,—4 g 轨道在空间有9种取向才有有意义的解。
自旋量子数是由于自旋电子产生的磁场与电子绕核运动产生的磁场相互作用的结果。
顺时针方向 逆时针方向 2．多电子原子的结构理论 （1）中心势场模型多电子原子中的每一个电子都看作只受中心的有效核电荷的吸引，而不受其他电子影响的单电子体系。
用有效核电荷（Z*）代替核电荷（Z ），则对多电子原子中的电子运动状态像处理氢原子一样。
第i 个电子的能级公式为：（2）屏蔽效应其他电子对某个选定电子的排斥作用归结为对核电荷的抵消作用。
对于核外第i 个电—13.6 eV （Zi*）2n 2Ei ==子而言，其他电子对原子核的屏蔽常数为σi ,则该电子所受到原子核的有效核电荷的吸引为Zi*== Z —σi ，故有：第i 个电子的能级公式为： (3) 钻穿效应由于角量子数不同，电子钻到核附近的几率不同，因而电子的能量不同。
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化学竞赛专题讲座
胡征善
四、配合物
一、常见的一些配位体——配体为多原子时，粗体字表示的原子往往是配位原子
二、配合物的同分异构现象
构造异构
配合物的同分异构现象几何异构
空间异构
（立体异构）旋光异构
2．空间异构
（1）几何异构
② 单齿配体数为4的平面四方配合物
对于M a 2b 2和M a 2bc ，它们存在两种几何异构体
b a b a M M
c a a c b a b a
对于M abcd ，它存在三种几何异构体 ③ 单齿配体数为6的正八面体配合物
对于M a 4b 2
b a b a
M M b a a b
b c c b
M M
a d a d
b a b a 顺式 反式 顺式 反式
b d M a
c Cl NH 3 Cl NH 3 Pt Pt
Cl NH 3 H 3N Cl
顺—二氯二氨合铂（Ⅱ） 反—二氯二氨合铂（Ⅱ）
橙黄色晶体 鲜黄色晶体
有抑制某些癌的作用 没有治癌作用
a b a a a a M M b a a a b b 顺式 反式
对于
M a 3b 3
面式：3个相同的配体占据八面体一个面的各个顶点。
经式：3个相同的配体好像占据地球的经纬线（经纬线用“ ”表示） 。
对于M a 2b 2c 2
（2）旋光异构（亦称对映异构）——一个分子或离子完全没有对称性（指无对称中对称面或对称的旋转轴）或只有对称的旋转轴，它的镜像不能与自己重叠。
例如：[Co(en)2Cl 2]
对映异构
旋光异构现象与人类有密切关系，多数天然物质具有旋光性。
例如：烟草中天然尼古丁是左旋的，有很大的毒性，而人工合成的尼古丁毒性很小；二羟基苯基—1—丙氨酸的左旋体可作为药物，是治疗振颤性麻痹症的特效药，而其右旋体则毫无药效。
三、特殊配合物——过渡金属羰基配合物和“夹心”配合物（π电子配合物） 1. 过渡金属羰基配合物
除锆和铪的羰基配合物尚未制得外，其他过渡金属都能形成羰基配合物。
① EAN(18电子)规则——金属原子价电子数[（n —1）d x n s y , 价电子数为x+y] + 配位体
提供的电子总数==18。
b a
b a b a M M b a b b
a a 面式 经式
b a b M
c a
b
c b
a b a c M M a b a c
c b
a b
c b a b
M M
c b a c
a c
Cl
en Co en
Cl
en en Cl Cl Co Co Cl Cl en en
② 金属原子价电子数
③羰基配合物
Cr(CO)6 （OC ）5 Mn —Mn （CO ）5 * Fe(CO)5 （CO ）4 Co — Co(CO)4 ** Ni(CO)4
Mo(CO)6 [Mn(CO)5]
—
Rn(CO)5 W(CO)6 （OC ）5 Re —Re （CO ）5 Os(CO)5
其中注有星号的为多核羰基配合物 * **
在多核羰基配合物（
OC ）5 Mn
—Mn （CO ）5
、（CO ）4 Co — Co （CO ）4分子中 ，Mn —Mn 和 Co —Co 原子之间共用1对电子，此时每个Mn 原子和每个Co 原子各提供了8个电子和10个电子，所以它们也服从18电子规则。
但V(CO)6 、Fe 2(CO)3、Fe 4(CO)12不服从18电子规则，例如：V(CO)6
3d 34s 2 + 2×6==17
2．“夹心”配合物——服从18电子规则
二茂铁 Fe(C H 5)2 二苯合铬Cr(C 6H 6)2
3d 6 +2×6=18 3d 54s 1 +2×6=18 Fe 2+可换成Mn 2+、Co 2+、Ni 2+ 、Cr 2+
OC CO Co OC CO OC CO Co OC CO
CO
OC CO Mn OC CO
OC CO Mn OC CO CO
Fe （CO ）3
Fe(CH 2=CH —CH=CH 2)(CO)3 乙二烯分子中的4个π电子参与成键
其他π电子配合物
O=C C=O Fe 2+ Fe 2+ Fe CO C=O C=O Fe 2+(C 5H 5)—(CO)3 (CO)(C 5H 5)Fe (μ2—CO)3Fe 2+(C 5H 5)—
(CO) 3d 6 +6 + 2×3=18 2×3d 6 + 2 (Fe —Fe 金属键) + 2×6 + 5×2 =36
蔡塞（Zeiser ）盐K[PtCl 3(C 2H 4)]
Cl Cl
CH 2 Pt
2 Cl
[PtCl 3(C 2H 4)]—
是在液相下乙烯（常温常压）氧化生成乙醛的中间产物。
Fe Mn
Ni(C 5H 532(Ph)3]+ Fe 2+(C 4H 2)2—
(CO)3 Mn +(C 5H 5)—(CO)3
3d 84s 2 + 6 + 2=18 3d 6 + 6 + 2×3 =18 3d 54s 1 + 6 + 2×3 =18
四、螯合物——中心原子与同一配体（多齿配体）两个或两个以上配位原子键合而形成环状结构的配合物
例如：EDTA 能与多数金属离子如Ca 2+、Mg 2+、Co 2+、Ni 2+、Cu 2+、Mn 2+、Cr 3+、Fe 3+等按物质的量之比为1:1螯合形成5个五元环的六配螯合离子。
C=O
CH 2 CH 2 —（4—n ）
O CH 2
N N CH 2
M n+ CH 2
O=C
O O C=O O CH 2 C=O
OC CO CO OC CO CO
OC CO
CO。