无机化学第七章
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无机化学第7章氧化还原反应
实验结果与讨论
实验结果
通过实验观察和测量，可以记录到电 流计和电压计的变化情况，从而得出 氧化还原反应过程中电子转移的结论 。
结果讨论
根据实验结果，分析氧化还原反应的 特点和规律，探讨影响氧化还原反应 的因素，以及在实际生产中的应用。
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子被氧化。
电子从还原剂转移到氧化剂
02
电子从还原剂转移到氧化剂是氧化还原反应的本质，也是判断
氧化剂和还原剂的依据。
反应趋向于降低电位
03
在自发反应中，反应总是趋向于降低电位，即趋向于更稳定的
电子状态。
氧化还原反应的速率
1 2
反应速率与反应物浓度成正比
在一定条件下，反应速率与反应物浓度呈正比关 系，即反应物浓度越大，反应速率越快。
特点
氧化还原反应是电子转移的过程 ，通常伴随着元素氧化数的变化 ，并伴随着能量的变化。
氧化数与氧化态
氧化数
表示元素在化合物中的氧化态，通常用罗马数字表示。例如，在H₂O中，H的 氧化数为+1，O的氧化数为-2。
氧化态
表示元素在某个特定反应中的氧化状态，通常用希腊字母表示。例如，在反应 H₂O + O₂ → H₂O₂中，H的氧化态为+1，O的氧化态为-1。
在达到平衡后，如果增加某一反应物的浓度，平衡会向减少该物质浓度的方向移动。
压力变化对平衡的影响取决于反应前后气体分子数的变化
如果反应前后气体分子数发生变化，压力变化会对平衡产生影响；反之则不会。
04 氧化还原反应的应用
在化学工业中的应用
氧化还原反应在化学工业中有着广泛的应用，如合成 有机物、制备无机物和金属冶炼等。
《无机化学》第7章.化学键理论与分子结构
(2)方向性
①根据原子轨道最大重叠原理，形成共价键时，原 子间总是尽可能沿着原子轨道最大重叠的方向成 键，原子轨道重叠越多，两核间电子概率密度越 大，形成的键越牢固。
②在形成共价键时，除s轨道能在任何方向最大重叠 外，其它p、d、f 轨道只能沿一定方向才能最大重 叠成键。所以，当一个 A原子与其它一个或几个 B 原子形成共价分子时，B原子在A原子周围的成键 方位是一定的，这就是共价键的方向性。
激发
2p
2s
（激发态）
杂 化
p （杂化态）
sp2
3个sp2杂化轨道
杂化轨道理论
+
σ 2 sp -p
F
F
σ 2 sp -p
+
- + - +
B
F
120° F
-
F +
B
+F
-
平面三角形
图9-8 sp2杂化轨道的空间取向和BF3分子构型
sp2杂化
BF3分子形成时中心B原子的轨道杂化情况 和分子的空间构型。
对于同核双原子分子和多原子分子，如 H2 ， O2，P4，S8等，由于成键原子的电负性相同， 共用电子对不发生偏移，核间的电子云密集区 域在两核的中间位置，两原子核正电荷所形成 的正电荷重心和成键电子对的负电荷重心恰好 重合，这种键叫非极性共价键。
极性共价键
NH3 等，成键原子的电负性不同，共用电子对 发生偏移，核间的电子云密集区域偏向电负性 较大的原子一端，使之带部分负电荷，电负性 较小的原子一端则带部分正电荷，键的正负电 荷重心不重合，这种键叫极性共价键。
BF3分子的空间构型
(3) sp3杂化: 杂化轨道间夹角109.5 º ，正四面体结构。
无机化学第七章固体的结构与性质
ZnS型 同质多晶现象：
高温晶下胞：N正aC立l型方形
化学组成相同而晶阳体离构子型配不位同数的：现4象
阴离子配位数：4
S2- Zn2+
例 BeO、ZnSe
7-2-3 离子晶体的稳定性
离子晶体的晶格能
晶格能——标准态下，拆开1mol离子晶体 变为气态离子所需吸收的能量
NaCl(s)
7-1-1 离子晶体的特征和性质
晶体 结点粒 粒子
类型 子种类 间作 一般性质 物质示例
用力
离子 阳、阴 晶体 离子
静电 引力
熔点较高、 活泼金属 略硬、脆, 氧化物、
熔体、溶液易导电 盐类
NaF Na+、F-
硬度2~2.5, 熔点993℃
MgF2 Mg2+、F-
F- _
Na+
_
+ _ +
硬_ 度+5, +_ _+
H 5 = －U = ? ， NaCl 的晶格能 U 的相反数；
Na ( s ) H 1
Na ( g ) H 3
熔点_12+61℃_
+
_+ _ _+ _
+ + +
7-2-2 离子晶体中最简单的结构类型
AB型：NaCl型、 CsCl型、立方ZnS型
NaCl型
晶格类型:面心立方
Cl- 阳离子配位数：6 Na+ 阴离子配位数：6
例 KI、LiF、NaBr、 MgO、CaS
CsCl型
Cl- Cs+
ZnS型
S2- Zn2+
在加热时，由开始软化到完全熔化, 整 个过程中温度不断变化。
大学无机化学-第七章-氧化还原反应-电化学基础-课件
② 分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧化的半反应 ③ 分别配平两个半反应方程式，等号两边的各
种元素的原子总数各自相等且电荷数相等 ④ 确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍
数。将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的 系数，使得、失电子数目相同。然后，将两者合 并，就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。 有时根据需要可将其改为分子方程式。
3Cl2 (g) + 6OH- = 5Cl- + ClO3- + 3H2O 3Cl2 (g) + 6NaOH = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
例 4 配平方程式
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l) + KOH
K2CrO4 + KBr
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l)
电极组成：Pt , Cl2(p) | Cl- (a)
电极反应： Cl2 + 2e
2Cl-
无机化学
§7.2 电化学电池
3. 金属-金属难溶盐-阴离子电极
将金属表面涂有其金属难溶盐的固体，然后浸 入与该盐具有相同阴离子的溶液中构成的电极
电极组成：Ag ,AgCl(s)| Cl- (a) 电极反应：AgCl + e Ag + Cl电极组成：Hg ,Hg2Cl2(s)| Cl- (a) 电极反应：Hg2Cl2+2e 2Hg +2Cl-
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
2-2 半反应法（离子—电子法） 配平原则 （1）反应过程中氧化剂得到的电子数等于还
原剂失去的电子数 （2）反应前后各元素的原子总数相等
种元素的原子总数各自相等且电荷数相等 ④ 确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍
数。将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的 系数，使得、失电子数目相同。然后，将两者合 并，就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。 有时根据需要可将其改为分子方程式。
3Cl2 (g) + 6OH- = 5Cl- + ClO3- + 3H2O 3Cl2 (g) + 6NaOH = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
例 4 配平方程式
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l) + KOH
K2CrO4 + KBr
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l)
电极组成：Pt , Cl2(p) | Cl- (a)
电极反应： Cl2 + 2e
2Cl-
无机化学
§7.2 电化学电池
3. 金属-金属难溶盐-阴离子电极
将金属表面涂有其金属难溶盐的固体，然后浸 入与该盐具有相同阴离子的溶液中构成的电极
电极组成：Ag ,AgCl(s)| Cl- (a) 电极反应：AgCl + e Ag + Cl电极组成：Hg ,Hg2Cl2(s)| Cl- (a) 电极反应：Hg2Cl2+2e 2Hg +2Cl-
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
2-2 半反应法（离子—电子法） 配平原则 （1）反应过程中氧化剂得到的电子数等于还
原剂失去的电子数 （2）反应前后各元素的原子总数相等
无机化学第7章金属羰基和π酸配体化合物(北大)
例: Cr 3d54s1 6e Mn 3d54s2 7e Fe 3d64s2 8e
电子数 = 9+4+2+1=16 或者 8+4+2+2=16 d[Ru2(NH3)10N2]Cl4
双氮侧基配体 Rh(PR3)2N2Cl
3. NO配体
3电子给体， 直线形 单电子给体， 弯曲形 自由 NO = 1876cm–1 直线 NO = 1800~1900cm–1 弯曲形 NO = 1500~1700cm–1
Fe(CO)5的还原及酸碱反应
羰基氢化物HMn(CO)5
二.类羰基化合物
类羰基配体: 给体, *受体, 反馈键 1. RNC ( 异腈) R–NC: 例: Cr(CNC6H5)6 2. N2 ( 双氮分子 dinitrogen), CO的等电子体 固氮酶的模型化合物 [Ru(NH3)5N2]Cl2 端基: M: NN 桥基: M: NN: M 侧基
5. 羰基化合物的成键和分子光谱
CO的分子轨道示意图(10e)
CO的HOMO为给体(碱) CO的LUMO为受体(酸)
金属羰基化合物的反馈键(back bond)生成示意图
羰基成键的表征: 分子振动光谱( 红外, 拉曼) 反馈键强, CO的 轨道的电子云密度增大 则C O间的键级减弱 力常数减小 振动频率减低 结论: 中心M 的电子云密度越大, 或者给电子能力越强, 反馈键越强, CO越小
136
1687
16
4. 膦类配体 AX3 ( A= P, As, N), X=卤素, -R, -Ar, -OR :PR3 强给电子体 P M 给体, M P *(d轨道)受体, 反馈键 (弱) 酸性: PF3 > PCl3 > P(OR)3 > PR3
电子数 = 9+4+2+1=16 或者 8+4+2+2=16 d[Ru2(NH3)10N2]Cl4
双氮侧基配体 Rh(PR3)2N2Cl
3. NO配体
3电子给体， 直线形 单电子给体， 弯曲形 自由 NO = 1876cm–1 直线 NO = 1800~1900cm–1 弯曲形 NO = 1500~1700cm–1
Fe(CO)5的还原及酸碱反应
羰基氢化物HMn(CO)5
二.类羰基化合物
类羰基配体: 给体, *受体, 反馈键 1. RNC ( 异腈) R–NC: 例: Cr(CNC6H5)6 2. N2 ( 双氮分子 dinitrogen), CO的等电子体 固氮酶的模型化合物 [Ru(NH3)5N2]Cl2 端基: M: NN 桥基: M: NN: M 侧基
5. 羰基化合物的成键和分子光谱
CO的分子轨道示意图(10e)
CO的HOMO为给体(碱) CO的LUMO为受体(酸)
金属羰基化合物的反馈键(back bond)生成示意图
羰基成键的表征: 分子振动光谱( 红外, 拉曼) 反馈键强, CO的 轨道的电子云密度增大 则C O间的键级减弱 力常数减小 振动频率减低 结论: 中心M 的电子云密度越大, 或者给电子能力越强, 反馈键越强, CO越小
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4. 膦类配体 AX3 ( A= P, As, N), X=卤素, -R, -Ar, -OR :PR3 强给电子体 P M 给体, M P *(d轨道)受体, 反馈键 (弱) 酸性: PF3 > PCl3 > P(OR)3 > PR3
无机化学~第七章酸碱平衡
Ka0 越大，酸给质子能力越强，酸性越强； 越大，酸给质子能力越强，酸性越强；
讨论： 讨论：
越大，碱得质子能力越强，碱性越强。 kb0 越大，碱得质子能力越强，碱性越强。
共轭酸碱对HA 共轭酸碱对HA和A- 有如下关系 HA和
Kaθ·Kbθ= Kωθ
另外，多元酸、碱在水中逐级离解，强度递减。 另外，多元酸、碱在水中逐级离解，强度递减。
[C O ] = =
2− 2 4
[H ] = C [ H ] + K ⋅[ H ] + K ⋅ K K ⋅[ H ] [ HC O ] = = C [ H ] + K ⋅[ H ] + K ⋅ K
+ 2 + + 2 a1 a1 a2
+ 4 a1 + 2 + a1 a1
] [
] [
]
a2
C
[H ]
+ 2
三、酸度对弱酸（碱）型体分布的影响 酸度对弱酸（ 1.分析浓度和平衡浓度： 分析浓度和平衡浓度： 分析浓度： 分析浓度：指溶液中所含的某酸（碱）总的 物质的量浓度。 平衡浓度： 平衡浓度：指平衡状态时，溶液中某一型体 的浓度。 体系达平衡后，某酸（碱）各型体的平衡 浓度之和等于该某酸（碱）的分析浓度。
半反应1 半反应1 半反应2 半反应2 NH3（碱1）+ H2O（ 酸 2 ） H+ NH4+（酸1） OH-（碱2）+ H+ OH- （碱2） + NH4+ （酸1）
NH3（碱1） + H2O （酸2）
共轭酸碱对
续
NH4Cl的水解 (相当于NH4+弱酸的离解) Cl的水解 相当于NH 弱酸的离解) NH4+ + H2O H3O+ + NH3
无机化学第七章配位反应与配位滴定法
（二）
螯 合 物
性质:
1、配位数少。
2、稳定。因成环而稳定性增强的现象称为螯合效应。 稳定性与螯环的大小及成环的数目有关，一般五元 环最为稳定；当配位原子相同时环越多螯合物越稳定。
有机络合剂
乙二胺 - Cu2+
H2 N H2C
Cu
三乙撑四胺 - Cu2+
H2 N H2 N CH2
Cu
H2 N CH2 CH2
三、 配合物的命名简介
4、配体的顺序
①无机配位体在前，有机配位体在后。 如：[CuCl2(en)2]为二氯二乙二胺合铜(II)； ②离子在前，分子在后。 如：K[PtCl3(NH3)]为三氯一氨合铂(II)酸钾； ③、同类配位体，按配位原子元素符号的拉丁字母顺序 排列。 如：[Co(NH3)5(H2O)]Cl3为三氯化五氨一水合钴(III)； ④、同类配体若配位原子相同，将含较少原子数的 配体排列在前。 ⑤、若配位原子相同、配体中所含原子数也相同，按与配 位原子相连的原子元素符号字母顺序排列。 如：[Pt(NH2)(NO2)(NH3)2]为一氨基一硝基二氨合铂(II)。
1. 镧系、锕系元素通性
绝大多数为金属离子
指能接受孤电子对的、具有空轨道的原子或离子.
2. 我国稀土元素资源和提取 如 Fe3+、Cu2+、Co2+、Ni2+、Ag+ 少数为非金属离子，如B3+、Si4+ 3. 核反应类型 [BF4]-、[SiF6]2金属原子，如Ni、Fe
2. 配位体及配位原子
配位体(简称配体) ——与中心体配位的离子或分子
1. 镧系、锕系元素通性 乙醇
(蓝色) 过量氨水
2
4
无机化学第七章 电离平衡和酸碱理论
第七章电离平衡和酸碱理论§本章摘要§1.强电解质的电离问题的提出德拜-休克尔理论2.弱电解质的电离平衡水的电离平衡弱酸和弱减的电离平衡缓冲溶液盐效应酸碱指示剂3.盐类的水解水解的概念水解平衡的计算影响水解平衡的因素4.酸碱理论的发展酸碱的质子理论（Bronsted 理论）酸碱的电子理论（Lewis 理论）§1. 强电解质的电离一.问题的提出实验结果表明，在 1浓度为 0.1的蔗糖溶液中，能独立发挥作用的溶质的粒子数目是 0.1mol 个。
但是对于电解质溶液，情况则有所不同。
首先讨论强电解质的情形。
以 0.1的KCl 溶液为例，在 1的溶液中，发挥作用的粒子的数目并不是0.1mol 个，也不是 0.2mol 个。
而是随着 KCl 的浓度的不同，其粒子数目呈现出规律性的变化，见下面的表格:[KCl]/0.10 0.05 0.01 0.005 0.001N (KCl个数) 0.10 0.05 0.01 0.005 0.001实际粒子数是N的倍数1.92 1.94 1.97 1.98 1.99从表中可以看出 KCl 在水溶液发生解离。
有两个问题需要解决：一是怎样解离，是二德拜 - 休克尔理论§2.一.水的电离平衡1. 水的离子积常数式中的 K 称为水的离子积常数，经常用 Kw 表示。
Kw 是标准平衡常数，式中的浓度都是相对浓度。
由于本章中使用标准浓度极其频繁，故省略除以的写法。
要注意它的实际意义。
H 2O = H+ + OH- H > 0 吸热反应。
温度升高时，K 值变大。
温度 / K 273 295 373 Kw0.131.074在溶液中，只要有 H 2O, H +, OH - 三者共存，之间就存在如下的数量关系： [ H + ] [ OH - ] = Kw 不论溶液是酸性，碱性，还是中性。
常温下，[ H + ] = ，表示中性。
因为这时: Kw = 1.0非常温时，溶液的中性只能是指: [ H + ] = [ OH - ] 2 pH 值和 pOH 值pH 表示 - lg [ H + ] pOH 表示 - lg [ OH -] 因为 [ H + ] [ OH - ] = 1.0所以 pH + pOH = 14pH 和 pOH 一般的取值范围是 1 - 14 , 但也有时超出, 如 [ H + ] = 10 , 则 pH = -1二 弱酸和弱减的电离平衡1 电离平衡常数 将醋酸的分子式简写成 HAc , 用 Ac - 代表醋酸根 , 则醋酸的电离平衡可以表示成:HAc = H + + Ac - 用 表示酸式电离的电离平衡常数，经常简写作 。
无机化学第七章
活化能 Ea 不变
不变
基本不变 降低
对 r k K 等的影响
反映速度 速率常数
化学平衡
r
k
加快
不变
向生成物 方向移动
向分子数
加快
不变 减小的方
向移动
加快
增加
向吸热方 向移动
加快
增加
ห้องสมุดไป่ตู้
无影响
平衡常数 不变 不变 改变 不变
1 T1
−
1 T2
⎟⎟⎞⎠
求解。
3. 基元反应的速率理论
(1) 碰撞理论
活化分子: 能够发生有效碰撞的分子,活化能 Ea 是活化分子的平均能量与
反应物的平均能量之差. 优点: 速率常数与 ZO、P、 e− EC / RT 有关，即与分子的大小、分子量、活化
能、温度、碰撞方位等因素有关，从而从理论上论证了阿仑尼乌斯的公式，阐明
y 反应级数↑，表示浓度对反应速率影响↑
y零级反应 单位: mol·L-1 ·s-1；0 级反应——反应速率与反应物浓度无关
一级反应 单位:s-1； lg(A) – t 图呈直线是一级反应的特征。
y二级反应 单位:(mol·L-1)-1 ·s-1； k 不随浓度而变，但受温度的影响，
~ 温度对化学反应速率的影响
优点： 可以理论计算一些简单反应的活化能、且与Arrhenius的实验活化能
值相符; 指出了反应速率与微观结构的联系，是一个正确方向; r不但与Ea有 关，而且与形成活化配合物过程ΔG0≠ 有关, 从而建立了动力学与热力学的桥
梁。
缺点：确定活化配合物的结构十分困难; 目前只解决了几个简单反应,应用范 围还较小。 4.催化剂对反应速率的影响
无机化学课件 第七章
同类配体按配位原子元素符号英文排序为准 同类配体若配位原子相同则配体原子数少者在前
[Pt(NO 2 )2 NH 3 (NH 后 ， 先无后有，先离后中， 2OH)] 先无后有，先离后中，先A后B，先少后多
2、配合物的命名： 、配合物的命名： 配离子： 配离子：[Cu(NH3)4]2+ 四 氨 合 铜 II） （ ） 离子
分子： 分子：H2O、NH3、CO、醇、胺、醚等 、 、
3、配位原子： 、配位原子：
[Cu(NH3 )4 ]SO4
配位体中直接与中心离子结合的原子。 配位体中直接与中心离子结合的原子。 配位原子大多为电负性较大的非金属原子， 配位原子大多为电负性较大的非金属原子， 如：N、O、F、C、S、x等。 、 、 、 、 、 等 单齿配位体(Monodentate ligand) ： 单齿配位体 配体 一个配体只含一个配位原子 多齿配位体(Polydentate ligand) ： 多齿配位体 一个配体含多个配位原子
配合物 内界 外界
配离子 电荷
K4[Fe(CN)6] [Fe(CN)6]4-
[Fe(CO)5] [Fe(CO)5]
[CoCl(SCN)(en)2]NO2 [CoCl(SCN)(en)2]+
K+ 4Fe(II) CNN 6
— 0 Fe CO C 5
NO2+1 Co(III) Cl–、SCN-、en Cl、S、N 、 、 6
配体数 （大写） 配体 名称 合 中心离子 名称 氧化数 （罗马） 离子
含配阳离子化合物： 某化（或酸） 含配阳离子化合物：“某化（或酸）某” 配 合 物 含配阴离子化合物： 某酸某” “ 含配阴离子化合物： 某酸某” 外界是氢离子时: 某酸” 外界是氢离子时 “某酸” 氢氧化某” 外界是氢氧根离子时 : “氢氧化某”
无机化学课件：第七章 固体的结构与性质
液相或汽相沉积
三态：玻璃态、高弹态、粘流态
石英玻璃：
石英玻璃： SiO2
石英光导纤维
非晶态高分子化合物
三态：玻璃态、高弹态、粘流态
玻璃态(常温下塑料） 温度很低时，线性高分子、链节都不能 运动，如同玻璃体一般坚硬。
线性高分子
高弹态(常温下橡胶)
温度升高到一定程度时，整个链还不能 运动，但其中链节可以自由运动了。 表现出很高的弹性。
用途： 耐磨材料，耐火材料，半导体材料。
二、分子晶体
分子晶体：晶格节点上排列着极性或非极性共价分子，分 子间以分子间作用力或氢键结合形成的晶体。
性质：分子晶体物质一般熔点低、硬度小、易挥发， 熔融不导电。（强极性除外）
物质：一般为非金属元素组成的共价化合物。
如：SiX4,H2O,CO2,SF6,I2等。 CO2晶体 面心立方晶格
等属此列。
3、立方ZnS型 晶胞也是正立方体，
ห้องสมุดไป่ตู้
配位数均为4，如BeO、ZnSe
离子晶体为什么会有 不同的空间构型？
CsCl型
这主要由正、负离子的半径比（ r+ / r- ）决定。
r+ / r-增大 , 则 C.N. 增大； r+ / r- 减小 , 则 C.N. 减小。
离子晶体空间构型除了与 r+ / r- 有关外 ，还与离子的电子构型、离子互相极化 作用以至外部条件（如温度）等有关。
四、非晶体
1、概述
微粒无序排列，无规则几何外形 无一定熔点。
射频等离子体化学气相沉积 Ge 、Si、α-Si:H、GaAs等
较
传统玻璃：硅酸盐【Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2
三态：玻璃态、高弹态、粘流态
石英玻璃：
石英玻璃： SiO2
石英光导纤维
非晶态高分子化合物
三态：玻璃态、高弹态、粘流态
玻璃态(常温下塑料） 温度很低时，线性高分子、链节都不能 运动，如同玻璃体一般坚硬。
线性高分子
高弹态(常温下橡胶)
温度升高到一定程度时，整个链还不能 运动，但其中链节可以自由运动了。 表现出很高的弹性。
用途： 耐磨材料，耐火材料，半导体材料。
二、分子晶体
分子晶体：晶格节点上排列着极性或非极性共价分子，分 子间以分子间作用力或氢键结合形成的晶体。
性质：分子晶体物质一般熔点低、硬度小、易挥发， 熔融不导电。（强极性除外）
物质：一般为非金属元素组成的共价化合物。
如：SiX4,H2O,CO2,SF6,I2等。 CO2晶体 面心立方晶格
等属此列。
3、立方ZnS型 晶胞也是正立方体，
ห้องสมุดไป่ตู้
配位数均为4，如BeO、ZnSe
离子晶体为什么会有 不同的空间构型？
CsCl型
这主要由正、负离子的半径比（ r+ / r- ）决定。
r+ / r-增大 , 则 C.N. 增大； r+ / r- 减小 , 则 C.N. 减小。
离子晶体空间构型除了与 r+ / r- 有关外 ，还与离子的电子构型、离子互相极化 作用以至外部条件（如温度）等有关。
四、非晶体
1、概述
微粒无序排列，无规则几何外形 无一定熔点。
射频等离子体化学气相沉积 Ge 、Si、α-Si:H、GaAs等
较
传统玻璃：硅酸盐【Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2
《无机化学》课件第七章
第二节 氧化还原反应的配平
以KMnO4与H2S反应为例，配平步骤如下： （1）写出未配平的离子反应方程式，如MnO4+H2S Mn2++S； （2）将未配平的离子反应方程式分解成氧化和还 原两个半反应方程式，即
MnO-4 → Mn2+ H2S → S
第二节 氧化还原反应的配平
（3）配平两个半反应方程式。加减一定数目的电子，使每个半反
第一节 氧化还原的基本概念
（1）在单质中，元素的氧化值为零。
（2）H与电负性比它大的原子结合时，氧化值为+1，与电负 性比它小的原子结合时，氧化值为-1，如在LiH、 NaH中，H的氧 化值为-1；而在HCl中，H的氧化值为+1。
（3）O除了在过氧化物或超氧化物（如H2O2、NaO2等）中
的氧化值为-1或-
（6）在中性分子中，各元素原子氧化值的代数和等于 零；在复杂离子中，各元素原子氧化值的代数和等于离子的 总电荷数。
第一节 氧化还原的基本概念
氧化数和化合价是两种不同的概念。氧化数是元素 在化合状态时的形式电荷，它按一定规则得到，不仅可 以有正、负值，多数情况下两者数值相同，也可混用， 但它们在数值上也有不一致的情况。在离子化合物中元 素的氧化数等于其离子单原子的电荷数；在共价化合物 中元素的氧化数和共价数常不一致。例如，在CH4、 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4中，碳的化合价均为4， 但其氧化数分别为-4、-2、0、+2和+4。
第一节 氧化还原的基本概念
如果以下标“1”表示还原剂的两个物种，下标“2”表 示氧化剂的两个物种，Ox和Red分别代表氧化态和还原态， 则氧化还原反应的通式可写为
Red1+Ox2 → Ox1+Red2 氧化还原反应的方向为
无机化学第七章化学动力学基础
反应历程
反应历程
H2O2+2Br-+2H+2H2O+Br2是下列基元反应构成 H++H2O2H3O2+ H3O2+H++H2O2 H3O2++Br-H2O+HOBr(慢反应) HOBr+H++Br-H2O+Br2 因速度决定步骤为慢反应，即v=k[H3O2+][Br-] 但初态时并没有H3O2+只有H2O2、Br-、H+，我们需要变换一下H3O2+ 因H++H2O2H3O2+为快反应，在溶液中立刻就达到了平衡
求该反应的反应级数m+n和速度常数k?
浓度对化学反应速率的影响
浓度对化学反应速率的影响
解：由速度方程v=k[CO]m·[Cl2]n 得：v1=k[CO]m·[Cl2]1n v2=k[CO]m·[Cl2]2n
v=k[CO]·[Cl2]3/2 m+n=2.5 即 对CO为一级
对Cl2为1.5级
基元反应的速度方程
恒温下，基元反应的反应速度与各反应物浓度系数次方的乘积成正比。也称为质量作用定律
对： aA + bB dD+eE
则： v=k[A]a·[B]b
如：
对于反应 H2O2+2Br-+2H+2H2O+Br2的速度方程不能写成v=k[H2O2][H+]2[Br-]2，因其不是一个五元反应。
一步完成的化学反应称基元反应，由一个基元反应构成的化学反应称为简单反应；由两个或三个基元反应构成的化学反应称为非基元反应或复杂反应。
7-4 反应历程
反应历程
如：H2O2+2Br-+2H+2H2O+Br2 是由下列一系列基元反应构成
反应历程
H2O2+2Br-+2H+2H2O+Br2是下列基元反应构成 H++H2O2H3O2+ H3O2+H++H2O2 H3O2++Br-H2O+HOBr(慢反应) HOBr+H++Br-H2O+Br2 因速度决定步骤为慢反应，即v=k[H3O2+][Br-] 但初态时并没有H3O2+只有H2O2、Br-、H+，我们需要变换一下H3O2+ 因H++H2O2H3O2+为快反应，在溶液中立刻就达到了平衡
求该反应的反应级数m+n和速度常数k?
浓度对化学反应速率的影响
浓度对化学反应速率的影响
解：由速度方程v=k[CO]m·[Cl2]n 得：v1=k[CO]m·[Cl2]1n v2=k[CO]m·[Cl2]2n
v=k[CO]·[Cl2]3/2 m+n=2.5 即 对CO为一级
对Cl2为1.5级
基元反应的速度方程
恒温下，基元反应的反应速度与各反应物浓度系数次方的乘积成正比。也称为质量作用定律
对： aA + bB dD+eE
则： v=k[A]a·[B]b
如：
对于反应 H2O2+2Br-+2H+2H2O+Br2的速度方程不能写成v=k[H2O2][H+]2[Br-]2，因其不是一个五元反应。
一步完成的化学反应称基元反应，由一个基元反应构成的化学反应称为简单反应；由两个或三个基元反应构成的化学反应称为非基元反应或复杂反应。
7-4 反应历程
反应历程
如：H2O2+2Br-+2H+2H2O+Br2 是由下列一系列基元反应构成
无机化学(大连理工)第七章。ppt教材
配平步骤：
①用离子式写出主要反应物和产物(气体、纯 液体、固体和弱电解质则写分子式)。
②分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧化的半 反应。
③分别配平两个半反应方程式，等号两边的各 种元素的原子总数各自相等且电荷数相等。
④确定两半反应方程式得、失电子数目的最 小公倍数。将两个半反应方程式中各项分别乘以 相应的系数，使得、失电子数目相同。然后，将 两者合并，就得到了配平的氧化还原反应的离子 方程式。有时根据需要可将其改为分子方程式。
• 1) 2Mg(s)+O2(g) = 2MgO(s) 与氧结合
• 2) Mg→Mg2+ + 2e
电子转移
• 3) 2P(s)+2Cl2(g) = 2PCl3(l) 电子偏移
氧化还原反应—— 有电子得失或电子转移的反
Cu应2+。(aq) + Zn(s) Zn2+ (aq) + Cu(s) 得失电子
H2(g）+ Cl2（g） 2HCl（g）
例1：配平反应方程式
KMnO4 (aq) + K2SO3(aq) 酸性溶液中 MnSO4 (aq) + K2SO4 (aq)
①
MnO
4
+
SO
2 3
SO
2 4
+
Mn 2+
②
MnO
4
+ 8H +
+ 5e
=
Mn 2+
+
4H 2O
①
SO
2 3
+
H2O
=
SO
2 4
+
2H +
+
无机化学第7章氧化还原反应
2020/8/4
第七章 氧化还原反应（环境2015）
3/33
§7.1 氧化还原反应的基本概念
一. 氧化数（值） 二. 氧化还原反应方程式的配平
2020/8/4
第七章 氧化还原反应（环境2015）
4/33
一.氧化值 (oxidation number)
1.氧化还原概念的发展
1) 2Mg(s)+O2(g) = 2MgO(s) 2) Mg→Mg2+ + 2e
氧化数与化合价的区别2
1.氧化数只指原子而不指原子团，而化合价 既可指示原子又指原子团。 （例：OH－）
2.化合价只能是整数，不能是分数，而氧化 数可以用分数。 （例：Fe3O4 ）
3.氧化数纯粹是为了说明氧化态而引入的人 为规定的概念，它可以是正数、负数或分数。 氧化数实质上是一种形式电荷数，表示元素 原子平均的、表观的氧化状态。
还原型1＋氧化型2
氧化型1＋还原型2
2020/8/4
第七章 氧化还原反应（环境2015）
6/33
2.氧化还原电对（redox couple）
对氧化还原反应 Cu2+ + Zn = Zn2+ + Cu O1 R1 O2 R2
Cu2+ /Cu ， Zn2+ /Zn 称为氧化还原电对，
氧化值小
氧化态和还原态为共轭关系－电子得失:Βιβλιοθήκη 连四硫酸根 离子S2
O
2 3
S4
O
2 6
Fe3O4
I的氧化值为 7
S的氧化值为 2 S的氧化值为 2.5 Fe的氧化值为 8
3
2020/8/4
第七章 氧化还原反应（环境2015）
无机化学第七章晶体结构
无机化学第七章晶体结构晶体结构是无机化学中一个重要的概念。
晶体是由一个或多个原子、离子或分子有序排列组成的固体，具有规则的几何形状。
晶体结构研究的是晶体中原子、离子或分子的排列方式和间距。
晶体结构的研究首先要确定晶胞的类型和晶格常数。
晶胞是晶体中基本的重复单元，可以通过晶胞的平移得到整个晶体。
晶格常数是指晶胞中原子、离子或分子的排列方式和间距。
晶体结构可以用晶胞的对称性来描述。
对称性是指晶胞的各个面和角的排列方式。
晶胞的对称性可以分为平面对称、轴对称和空间对称。
根据对称性的不同，晶体可以分为立方晶体、四方晶体、正交晶体、六方晶体、单斜晶体、三斜晶体和三角晶体等七种类型。
晶体结构中还有一些重要的概念，如晶系、空间群和点群。
晶系是指晶体结构的基本几何形状，包括立方、四方、正交、六方、单斜、三斜和三角七种类型。
空间群是指晶体结构的完整的对称操作，包括平移、旋转、反射和滑移。
点群是指晶体结构的实际的对称操作，只包括旋转和反射，不包括平移。
晶体结构的研究方法主要有X射线衍射方法、电子衍射方法和中子衍射方法等。
X射线衍射是最常用的晶体结构研究方法。
当X射线通过晶体时，会发生衍射现象。
根据衍射的图样可以确定晶体的结构。
晶体结构的研究对于了解物质的性质和应用具有重要的意义。
晶体结构可以影响物质的物理和化学性质，如硬度、透明度和导电性等。
通过了解晶体结构，可以设计和合成具有特定性能的材料，如硅和镍钴锌铁氧体等。
晶体结构的研究还可以为材料科学、能源、光电子学和生物医学等领域的研究提供指导。
总之，晶体结构是无机化学中一个重要的概念。
通过研究晶体结构，可以了解晶体的组成和排列方式，以及晶体对物质性质的影响。
无机化学 第七章
Cu 2 (aq) Zn(s)
2
Zn (aq) Cu(s)
2
r G 0
2e (电子流出 ) ： Zn(s)
(电子流入 ) ： Cu (aq) 2e
Zn (aq)
2
Cu(s)
Zn 无 机 化 学 教 案
首页
Cu Cu
2
Cu Cu 2
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上一页
17
7.2.1 原电池的构造（能够自发进行）
a(氧化型) + ne
b(还原型)
式中n是按所写电极反应中电子的化学计量数
无 机 化 学 教 案
从反应式可以看出，每一个电极反应中都有两 类物质：一类是可作还原剂的物质，称为还原态物 质，如上面所写的半反应中的Zn、Cu、Ag等；另 一类是可作氧化剂的物质，称为氧化态物质，如 Zn2+、Cu2+、Ag+等。
首页 上一页
Cl- (c) | AgCl | Ag
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26
原电池符号(电池图示)：
() Zn Zn 2 (1.0mol L1 ) ‖ 2 (1.0mol L1 ) Cu () Cu
书写原电池符号的规则： ①负极“-”在左边，正极“+”在右边， 盐桥用“‖”表示。
无 机 化 学 教 案 ②半电池中两相界面用“ │ ”分开， 同相不同物种用“,”分开，溶液、气体要注 明cB，pB 。 ③纯液体、固体和气体写在惰性电极一 边用“│”分开。
末页
8
例1：配平反应方程式
KMnO4 (aq) K 2SO 3 (aq) MnSO4 (aq) K 2SO 4 (aq)
酸性溶液中
无 机 化 学 教 案
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8. 已知：AlF3为离子型，AlCl3，AlBr3为过渡型，AlI3为共价型。试说明它们键型差别的原因。AlF3、AlCl3、AlBr3、AlI3随着阴离子半径的逐步增大，离子的变形增大，离子间的极化不断增强，因此由离子键逐渐过渡到共价键。
9. 实际晶体内部结构上的点缺陷有几种类型? 晶体内部结构上的缺陷对晶体的物理、化学性质有无影响? 有空穴缺陷、置换缺陷、间充缺陷三种。晶体内部结构上的缺陷影响晶体的光、电、磁、声、力以及热等方面的物理及化学性能。
熔点/℃ -90.2 -70 5.4 120.5
为什么钠的卤化物的熔点比相应硅的卤化物的熔点高? 而且熔点递变趋势相反? 因为钠的卤化物为离子晶体，硅的卤化物为分子晶体，所以钠的卤化物的熔点比相应硅的卤化物的熔点高，离子晶体的熔点主要取决于晶格能，NaF、NaCl、NaBr、NaI随着阴离子半径的逐渐增大，晶格能减小，所以熔点降低。分子晶体的熔点主要取决于分子间力，随着SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4相对分子质量的增大，分子间力逐渐增大，所以熔点逐渐升高。
解：
9. 将下列两组离子分别按离子极化力及变形性由小到大的次序重新排列。
(1) Al3+ Na+ Si4+
(2) Sn2+ Ge2+ I-
解：(1)极化力： Na+、Al3+、Si4+，变形性：Si4+、Al3、Na+；
(2)极化力：Ge2+、Sn2+、I-，变形性：I-、Sn2+、Ge2+
[Kr]5SΒιβλιοθήκη [Xe]4f145d106S2 2
5
6 IV
IIA
IIB
（2）Y与Cl形成的化合物熔点高。因为YCl2是离子晶体，而XCl4是分子晶体。
（3）Z与S形成的化合物溶解度小。因为Z2+为18电子构型，其极化力、变形性都大，因而形成的硫化物离子之间的极化作用较大，键的共价程度较大，所以溶解度小；而Y2+为8电子构型，Y2+的极化力、变形性都较小，所以YS的溶解度较大。
(2)金属Al,Fe都能压成片、抽成丝，而石灰石则不能；因为金属Al,Fe为金属晶体。而石灰石为离子晶体。
(3)在卤化银中，AgF可溶于水，其余卤化银则难溶于水，且从AgCl到AgI溶解度减小；AgF、AgCl、AgBr、AgI随着阴离子半径的增大，阴离子的变形性增大，离子间的极化不断增强，由离子键逐步过渡到共价键。所以溶解度逐步减小。
第七章 固体的结构与性质
思 考 题
1.常用的硫粉是硫的微晶，熔点为112.8℃，溶于CS2，CCl4等溶剂中，试判断它属于哪一类晶体?分子晶体
2.已知下列两类晶体的熔点：
(1) 物质 NaF NaCl NaBr NaI
熔点/℃ 993 801 747 661
(2) 物质 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4
10. 试用能带理论说明金属导体、半导体和绝缘体的导电性能。在外电场的作用下，金属导带中的电子作定向运动而形成电流，所以金属能导电；半导体由于禁带较窄，满带中的电子容易被激发越过禁带跃迁到导带上去，因此具有一定的导电能力；由于绝缘体的电子都在满带上，而且禁带较宽，即使在外电场的作用下，满带中的电子也难以被激发越过禁带跃迁到导带上去，因此不能导电。
6. 根据所学晶体结构知识，填出下表。
物 质 晶格结点上的粒子 晶格结点上粒子间的作用力 晶体类型 预测熔点(高或低)
N2 N2分子 分子间力 分子晶体 很低
SiC Si、C原子 共价键 原子晶体 很高
Cu Cu原子和离子 金属键 金属晶体 高
冰 H2O分子 氢键、分子间力 氢键型分子晶体 低
Pb4+ [Xe]4f145d10 18
Bi3+ [Xe]4f145d106s2 18+2
4. 今试推测下列物质分别属于哪一类晶体?
物质 B LiCl BCl3
熔点/℃ 2300 605 -107.3
解：B属原子晶体，LiCl属离子晶体，BCl3为分子晶体。
(4)NaCl易溶于水，而CuCl难溶于水。Cu+是18电子构型，而Na+是8电子构型，Cu+的极化力比Na+强，所以CuCl中几乎是以共价键结合，而NaCl是离子晶体。所以NaCl易溶于水，而CuCl难溶于水。
7.下列物质的键型有何不同？Cl2 HCl AgI LiF。其键型分别为：非极性共价键、极性共价键、由离子键过渡到极性共价键、离子键。
(2)BeO的熔点高于LiF；由于BeO中离子的电荷数是LiF中离子电荷数的2倍。晶格能：BeO>LiF。所以BeO的熔点高于LiF。
(3)SiO2的熔点高于CO2；SiO2为原子晶体，而CO2为分子晶体。所以SiO2的熔点高于CO2。
(4)冰的熔点高于干冰(固态CO2)；它们都属于分子晶体，但是冰分子中具有氢键。所以冰的熔点高于干冰。
(5)石墨软而导电，而金刚石坚硬且不导电。石墨具有层状结构，每个碳原子采用SP2杂化，层与层之间作用力较弱，同层碳原子之间存在大π键，大π键中的电子可以沿着层面运动。所以石墨软而导电。而金刚石中的碳原子采用SP3杂化，属于采用σ键连接的原子晶体。所以金刚石坚硬且不导电。
5. 下列说法是否正确?
(1)稀有气体是由原子组成的，属原于晶体；×
F2(g) —→ 2F(g)； Dθ(F-F) = 156.9 kJ•mol-1
F(g) + e- —→ F-(g)；
解
8. 已知KI的晶格能U = 649kJ•mol-1，K的升华热 ，K 的电离能I1 = 418.9kJ•mol-1，I2的解离能Dθ(I-I)=152.549kJ•mol-1，I的电子亲合能EA1 = -295kJ•mol-1， I2的升华热 ，求KI的生成焓 ?
BaCl2 Ba2+、Cl-离子 离子键 离子晶体 较高
7. 用下列给出的数据，计算AlF3(s)的晶格能(U)。
A1(s) —→ Al(g)，
Al(g) - 3e- —→ Al3+(g)； I =I1 + I2 + I3 = 5139.1 kJ•mol-1
Al(s) + 3/2F2(g) —→ AlF3(s)；
(3) CaS FeS ZnS
解：(1) 离子极化作用由强到弱：HgS>CdS>ZnS; 溶解度由小到大:HgS<CdS<ZnS.
(2) 离子极化作用由强到弱：PbI2>PbCl2>PbF2;溶解度由小到大PbI2<PbCl2<PbF2.
(3) 离子极化作用由强到弱：ZnS>FeS>CaS;溶解度由小到大ZnS<FeS<CaS.
11. 离子半径r(Cu+)<r(Ag+)，所以Cu+的极化力大于Ag+。但Cu2S的溶解度却大于Ag2S，何故? Cu+和Ag+均属18电子构型，尽管Cu+的极化力大于Ag+的，但是Ag+的变形性大于Cu+的，导致Ag2S的附加极化作用加大，键的共价成分增大、溶解度减小。
12.(1)今有元素X，Y，Z，其原子序数分别为6，38，80，试写出它们的电子分布式，说明它们在周期表中的位置；
（4）X与Cl形成XCl4化合物，X发生等性的SP3杂化，XCl4呈四面体，其分子的偶极矩等于零。
习 题
1. 已知下列各晶体: NaF、ScN、TiC、MgO, 它们的核间距相差不大，试推测并排出这些化合物熔点高低、硬度大小的次序。
解：这些化合物熔点高低、硬度大小的次序为：
TiC>ScN>MgO>NaF.
10. 试按离子极化作用由强到弱的顺序重新排出下列物质的次序。
MgCl2 SiCl4 NaCl AlCl3
解：SiCl4、AlCl3、MgCl2、NaCl。
11. 比较下列每组中化合物的离子极化作用的强弱，并预测溶解度的相对大小。
(1) ZnS CdS HgS
(2) PbF2 PbCl2 PbI2
3. 当气态离子Ca2+，Sr2+，F-分别形成CaF2，SrF2晶体时，何者放出的能量多?为什么?形成CaF2晶体时放出的能量多。因为离子半径r(Ca2+)<r(Sr2+),形成的晶体CaF2的核间距离较小，相对较稳定的缘故。
4. 解释下列问题：
(1)NaF的熔点高于NaCl；因为r(F-)<r(Cl-),而电荷数相同，因此，晶格能：NaF>NaCl。所以NaF的熔点高于NaCl。
2.下列物质中，试推测何者熔点最低?何者最高?
(1) NaCl KBr KCl MgO (2) N2 Si NH3
解：(1)KBr的熔点最低，MgO最高；(2) N2的熔点最低，Si最高。
3. 写出下列各种离子的电子分布式，并指出它们各属于何种电子构型?
Fe3+ Ag+ Ca2+ Li+ S2- Pb2+ Pb4+ Bi3+
离子 电子分布式 离子电子构型
Fe3+ 1s22s22p63s23p63d5 9~17
Ag+ 1s22s22p63s23p63d104s24p64d10 18
Ca2+ 1s22s22p63s23p6 8
Li+ 1s2 2
S2- 1s22s22p63s23p6 8
Pb2+ [Xe]4f145d106s2 18+2
(2)熔化或压碎离子晶体所需要的能量，数值上等于晶格能；×
9. 实际晶体内部结构上的点缺陷有几种类型? 晶体内部结构上的缺陷对晶体的物理、化学性质有无影响? 有空穴缺陷、置换缺陷、间充缺陷三种。晶体内部结构上的缺陷影响晶体的光、电、磁、声、力以及热等方面的物理及化学性能。
熔点/℃ -90.2 -70 5.4 120.5
为什么钠的卤化物的熔点比相应硅的卤化物的熔点高? 而且熔点递变趋势相反? 因为钠的卤化物为离子晶体，硅的卤化物为分子晶体，所以钠的卤化物的熔点比相应硅的卤化物的熔点高，离子晶体的熔点主要取决于晶格能，NaF、NaCl、NaBr、NaI随着阴离子半径的逐渐增大，晶格能减小，所以熔点降低。分子晶体的熔点主要取决于分子间力，随着SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4相对分子质量的增大，分子间力逐渐增大，所以熔点逐渐升高。
解：
9. 将下列两组离子分别按离子极化力及变形性由小到大的次序重新排列。
(1) Al3+ Na+ Si4+
(2) Sn2+ Ge2+ I-
解：(1)极化力： Na+、Al3+、Si4+，变形性：Si4+、Al3、Na+；
(2)极化力：Ge2+、Sn2+、I-，变形性：I-、Sn2+、Ge2+
[Kr]5SΒιβλιοθήκη [Xe]4f145d106S2 2
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6 IV
IIA
IIB
（2）Y与Cl形成的化合物熔点高。因为YCl2是离子晶体，而XCl4是分子晶体。
（3）Z与S形成的化合物溶解度小。因为Z2+为18电子构型，其极化力、变形性都大，因而形成的硫化物离子之间的极化作用较大，键的共价程度较大，所以溶解度小；而Y2+为8电子构型，Y2+的极化力、变形性都较小，所以YS的溶解度较大。
(2)金属Al,Fe都能压成片、抽成丝，而石灰石则不能；因为金属Al,Fe为金属晶体。而石灰石为离子晶体。
(3)在卤化银中，AgF可溶于水，其余卤化银则难溶于水，且从AgCl到AgI溶解度减小；AgF、AgCl、AgBr、AgI随着阴离子半径的增大，阴离子的变形性增大，离子间的极化不断增强，由离子键逐步过渡到共价键。所以溶解度逐步减小。
第七章 固体的结构与性质
思 考 题
1.常用的硫粉是硫的微晶，熔点为112.8℃，溶于CS2，CCl4等溶剂中，试判断它属于哪一类晶体?分子晶体
2.已知下列两类晶体的熔点：
(1) 物质 NaF NaCl NaBr NaI
熔点/℃ 993 801 747 661
(2) 物质 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4
10. 试用能带理论说明金属导体、半导体和绝缘体的导电性能。在外电场的作用下，金属导带中的电子作定向运动而形成电流，所以金属能导电；半导体由于禁带较窄，满带中的电子容易被激发越过禁带跃迁到导带上去，因此具有一定的导电能力；由于绝缘体的电子都在满带上，而且禁带较宽，即使在外电场的作用下，满带中的电子也难以被激发越过禁带跃迁到导带上去，因此不能导电。
6. 根据所学晶体结构知识，填出下表。
物 质 晶格结点上的粒子 晶格结点上粒子间的作用力 晶体类型 预测熔点(高或低)
N2 N2分子 分子间力 分子晶体 很低
SiC Si、C原子 共价键 原子晶体 很高
Cu Cu原子和离子 金属键 金属晶体 高
冰 H2O分子 氢键、分子间力 氢键型分子晶体 低
Pb4+ [Xe]4f145d10 18
Bi3+ [Xe]4f145d106s2 18+2
4. 今试推测下列物质分别属于哪一类晶体?
物质 B LiCl BCl3
熔点/℃ 2300 605 -107.3
解：B属原子晶体，LiCl属离子晶体，BCl3为分子晶体。
(4)NaCl易溶于水，而CuCl难溶于水。Cu+是18电子构型，而Na+是8电子构型，Cu+的极化力比Na+强，所以CuCl中几乎是以共价键结合，而NaCl是离子晶体。所以NaCl易溶于水，而CuCl难溶于水。
7.下列物质的键型有何不同？Cl2 HCl AgI LiF。其键型分别为：非极性共价键、极性共价键、由离子键过渡到极性共价键、离子键。
(2)BeO的熔点高于LiF；由于BeO中离子的电荷数是LiF中离子电荷数的2倍。晶格能：BeO>LiF。所以BeO的熔点高于LiF。
(3)SiO2的熔点高于CO2；SiO2为原子晶体，而CO2为分子晶体。所以SiO2的熔点高于CO2。
(4)冰的熔点高于干冰(固态CO2)；它们都属于分子晶体，但是冰分子中具有氢键。所以冰的熔点高于干冰。
(5)石墨软而导电，而金刚石坚硬且不导电。石墨具有层状结构，每个碳原子采用SP2杂化，层与层之间作用力较弱，同层碳原子之间存在大π键，大π键中的电子可以沿着层面运动。所以石墨软而导电。而金刚石中的碳原子采用SP3杂化，属于采用σ键连接的原子晶体。所以金刚石坚硬且不导电。
5. 下列说法是否正确?
(1)稀有气体是由原子组成的，属原于晶体；×
F2(g) —→ 2F(g)； Dθ(F-F) = 156.9 kJ•mol-1
F(g) + e- —→ F-(g)；
解
8. 已知KI的晶格能U = 649kJ•mol-1，K的升华热 ，K 的电离能I1 = 418.9kJ•mol-1，I2的解离能Dθ(I-I)=152.549kJ•mol-1，I的电子亲合能EA1 = -295kJ•mol-1， I2的升华热 ，求KI的生成焓 ?
BaCl2 Ba2+、Cl-离子 离子键 离子晶体 较高
7. 用下列给出的数据，计算AlF3(s)的晶格能(U)。
A1(s) —→ Al(g)，
Al(g) - 3e- —→ Al3+(g)； I =I1 + I2 + I3 = 5139.1 kJ•mol-1
Al(s) + 3/2F2(g) —→ AlF3(s)；
(3) CaS FeS ZnS
解：(1) 离子极化作用由强到弱：HgS>CdS>ZnS; 溶解度由小到大:HgS<CdS<ZnS.
(2) 离子极化作用由强到弱：PbI2>PbCl2>PbF2;溶解度由小到大PbI2<PbCl2<PbF2.
(3) 离子极化作用由强到弱：ZnS>FeS>CaS;溶解度由小到大ZnS<FeS<CaS.
11. 离子半径r(Cu+)<r(Ag+)，所以Cu+的极化力大于Ag+。但Cu2S的溶解度却大于Ag2S，何故? Cu+和Ag+均属18电子构型，尽管Cu+的极化力大于Ag+的，但是Ag+的变形性大于Cu+的，导致Ag2S的附加极化作用加大，键的共价成分增大、溶解度减小。
12.(1)今有元素X，Y，Z，其原子序数分别为6，38，80，试写出它们的电子分布式，说明它们在周期表中的位置；
（4）X与Cl形成XCl4化合物，X发生等性的SP3杂化，XCl4呈四面体，其分子的偶极矩等于零。
习 题
1. 已知下列各晶体: NaF、ScN、TiC、MgO, 它们的核间距相差不大，试推测并排出这些化合物熔点高低、硬度大小的次序。
解：这些化合物熔点高低、硬度大小的次序为：
TiC>ScN>MgO>NaF.
10. 试按离子极化作用由强到弱的顺序重新排出下列物质的次序。
MgCl2 SiCl4 NaCl AlCl3
解：SiCl4、AlCl3、MgCl2、NaCl。
11. 比较下列每组中化合物的离子极化作用的强弱，并预测溶解度的相对大小。
(1) ZnS CdS HgS
(2) PbF2 PbCl2 PbI2
3. 当气态离子Ca2+，Sr2+，F-分别形成CaF2，SrF2晶体时，何者放出的能量多?为什么?形成CaF2晶体时放出的能量多。因为离子半径r(Ca2+)<r(Sr2+),形成的晶体CaF2的核间距离较小，相对较稳定的缘故。
4. 解释下列问题：
(1)NaF的熔点高于NaCl；因为r(F-)<r(Cl-),而电荷数相同，因此，晶格能：NaF>NaCl。所以NaF的熔点高于NaCl。
2.下列物质中，试推测何者熔点最低?何者最高?
(1) NaCl KBr KCl MgO (2) N2 Si NH3
解：(1)KBr的熔点最低，MgO最高；(2) N2的熔点最低，Si最高。
3. 写出下列各种离子的电子分布式，并指出它们各属于何种电子构型?
Fe3+ Ag+ Ca2+ Li+ S2- Pb2+ Pb4+ Bi3+
离子 电子分布式 离子电子构型
Fe3+ 1s22s22p63s23p63d5 9~17
Ag+ 1s22s22p63s23p63d104s24p64d10 18
Ca2+ 1s22s22p63s23p6 8
Li+ 1s2 2
S2- 1s22s22p63s23p6 8
Pb2+ [Xe]4f145d106s2 18+2
(2)熔化或压碎离子晶体所需要的能量，数值上等于晶格能；×