北京大学无机化学课件
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北师大版无机化学第一章原子结构与元素周期表精品PPT课件
想出原子是物质最小的，不可再分的，永存 不变的微粒。 • 17至18世纪，波意耳第一次给出了化学元素 的定义—用物理方法不能再分解的最基本的 物质组分，化学相互作用是通过最小微粒进 行，一切元素都是由这样的最小微粒组成。
3
• 1732年: 尤拉 (Euler) 提出自然界存在多少种原子，就有多少种元素
• 定义 一种元素的1摩尔质量对核素12C的1摩尔质量
的1/12的比值(国际原子量与同位素丰度委员会1979
年)
• 特征 相对原子质量是纯数
单核素的相对原子质量等于该元素核素的相对原
子质量
多核素元素的相对原子质量等于该元素的天然同
位素相对原子质量的加权平均值
• 计算
Ar= ∑fi Mr,i fi ： 同位素分度
不能正确给出许多元素的原子量。如设氢的原子量为1，作 为相对原子质量的标准，已知水中氢和氧的质量比是1:8，若水 分子是由1个氢原子和1个氧原子构成的，氧的原子量是8，若 水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的，氧的原子量便是16。 道尔顿武断地认为，可以从“思维经济原则”出发，认定水分子 由1个氢原子和1个氧原子构成，因而就定错了氧的原子量。
7
1-2-2 核素、同位素和同位素丰度
（1）核素(nuclide)---具有一定质子数和一定中子数的 原子称为一种核素
• 分类
稳定核素 --- 单核素元素和多核素元素
放射性核素 • 核素符号
Байду номын сангаас
162C 质量数
质子数
（2）同位素(isotope)---具有相同核电荷数，不同中子 数的核素互称同位素，这些核素在周期表中占同位置
化学和材料工作者着眼于化学变化，而化学变化则以 原子相互作用为基础的。通常在化学变化中，原子核不发 生变化。那么什么在变呢？电子的运动状态在变，通俗地 说，是核外电子在“跳来跳去”，所以研究核外电子的运动 的规律是研究者探索的重要问题。
3
• 1732年: 尤拉 (Euler) 提出自然界存在多少种原子，就有多少种元素
• 定义 一种元素的1摩尔质量对核素12C的1摩尔质量
的1/12的比值(国际原子量与同位素丰度委员会1979
年)
• 特征 相对原子质量是纯数
单核素的相对原子质量等于该元素核素的相对原
子质量
多核素元素的相对原子质量等于该元素的天然同
位素相对原子质量的加权平均值
• 计算
Ar= ∑fi Mr,i fi ： 同位素分度
不能正确给出许多元素的原子量。如设氢的原子量为1，作 为相对原子质量的标准，已知水中氢和氧的质量比是1:8，若水 分子是由1个氢原子和1个氧原子构成的，氧的原子量是8，若 水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的，氧的原子量便是16。 道尔顿武断地认为，可以从“思维经济原则”出发，认定水分子 由1个氢原子和1个氧原子构成，因而就定错了氧的原子量。
7
1-2-2 核素、同位素和同位素丰度
（1）核素(nuclide)---具有一定质子数和一定中子数的 原子称为一种核素
• 分类
稳定核素 --- 单核素元素和多核素元素
放射性核素 • 核素符号
Байду номын сангаас
162C 质量数
质子数
（2）同位素(isotope)---具有相同核电荷数，不同中子 数的核素互称同位素，这些核素在周期表中占同位置
化学和材料工作者着眼于化学变化，而化学变化则以 原子相互作用为基础的。通常在化学变化中，原子核不发 生变化。那么什么在变呢？电子的运动状态在变，通俗地 说，是核外电子在“跳来跳去”，所以研究核外电子的运动 的规律是研究者探索的重要问题。
大学无机化学课件完整版
原子的大小可以用原子半径来表示，原子半径随着原子序数的增加而呈
现周期性的变化。同一周期内，从左到右原子半径逐渐减小；同一族内，
从上到下原子半径逐渐增大。
02
电离能
表示原子失去电子的难易程度。电离能越大，原子越难失去电子。同一
周期内，从左到右电离能逐渐增大；同一族内，从上到下电离能逐渐减
小。
03
电负性
离子键的强度
离子键的强度与离子的电 荷、半径及电子构型有关， 电荷越高、半径越小，离 子键越强。
共价键及共价分子
共价键的形成
01
原子间通过共用电子对形成的化学键称为共价键，共价键具有
方向性和饱和性。
共价分子的结构
02
共价分子中原子间通过共价键连接，形成分子构型和空间构型。
共价键的类型
03
根据电子对的成键方式，共价键可分为σ键和π键，其中σ键比π
生活中无机化学应用实例
食盐
食盐是氯化钠的俗称，是生活中最常用的调味品之一，也是人体 必需的无机盐之一。
肥皂
肥皂的主要成分是高级脂肪酸钠盐，属于无机盐类表面活性剂， 具有去污、乳化等作用。
陶瓷
陶瓷材料大多由无机非金属氧化物组成，如氧化铝、氧化硅等， 具有优良的物理和化学性质。
工业中无机化学应用实例
键更稳定。
金属键及金属晶体
金属键的形成
金属原子间通过自由电子的相互作用形成的化学键称为金属键。
金属晶体的结构
金属晶体中金属原子通过金属键连接，形成紧密堆积的结构，具有 良好的导电、导热和延展性。
金属键的强度
金属键的强度与金属原子的电负性、原子半径及价电子数有关，电 负性越小、原子半径越大、价电子数越多，金属键越强。
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(CO)4Co C C Co(CO)3 FF
第12页/共32页
二 金属原子簇
1. HNCC(High Nuclear Carbonyl Cluster )
Wade 规 则 ： M(CO)3 与 BH （ 或 CH ） 的 等 瓣 关 系 ， (2n+2)、 (2n+4)、(2n+6)骨架电子数规则，
CO2和SiO2; “ PO33 – ”和SO32 – 是否为等电子体?
H
H
H
H
CH4
H
H H NH3
H H
OH2
H FH
第1页/共32页
2. 等瓣(等叶片)相似
R. Hoffmann, (Nobel Lecture, 1982) “Building Bridges between Inorganic and Organic Chemistry”
一.等瓣(isolobal) 相似
1. 等电子(isoelectronic)原理: 电子数相等 N2, CO, CN –, NO+ (10e) CH4, NH3, OH2, FH (8e) NO3 –, CO32 –, BO33 – (24e) ClO3 –, SO32 – (26e) SiO44– , PO43–, SO42–, ClO4– (32e)
(n为金属原子数)
14n+2 14n+4 14n+6 14n+8
第16页/共32页
高价过渡金属卤化物(硫化物)原子簇
M6X8
或 [ M6(3-X)8 ]
Mo6Cl84+ Mo6S84–
Mo(II) 簇电子数: 4×6 = 24e
Mo—Mo间的电子数: 24/12(棱)=2 Mo—Mo 单键(2e) ~ 2.60Å
第12页/共32页
二 金属原子簇
1. HNCC(High Nuclear Carbonyl Cluster )
Wade 规 则 ： M(CO)3 与 BH （ 或 CH ） 的 等 瓣 关 系 ， (2n+2)、 (2n+4)、(2n+6)骨架电子数规则，
CO2和SiO2; “ PO33 – ”和SO32 – 是否为等电子体?
H
H
H
H
CH4
H
H H NH3
H H
OH2
H FH
第1页/共32页
2. 等瓣(等叶片)相似
R. Hoffmann, (Nobel Lecture, 1982) “Building Bridges between Inorganic and Organic Chemistry”
一.等瓣(isolobal) 相似
1. 等电子(isoelectronic)原理: 电子数相等 N2, CO, CN –, NO+ (10e) CH4, NH3, OH2, FH (8e) NO3 –, CO32 –, BO33 – (24e) ClO3 –, SO32 – (26e) SiO44– , PO43–, SO42–, ClO4– (32e)
(n为金属原子数)
14n+2 14n+4 14n+6 14n+8
第16页/共32页
高价过渡金属卤化物(硫化物)原子簇
M6X8
或 [ M6(3-X)8 ]
Mo6Cl84+ Mo6S84–
Mo(II) 簇电子数: 4×6 = 24e
Mo—Mo间的电子数: 24/12(棱)=2 Mo—Mo 单键(2e) ~ 2.60Å
北京大学无机化学课件
第一章 酸碱化学
1. 元素在周期表中的酸碱性 2. 酸碱质子理论和酸碱概念的相对性 3. Lewis酸碱 4. 软硬酸碱
1.元素在周期表中的酸碱性
元素周期表中酸性和碱性元素的分布区域
第一过渡系金属的氧化态和酸性的关系
2. 酸碱概念的相对性
醋酸为碱： CH3COOH +H2SO4 CH3COOH2+ HSO4 醋酸为酸： CH3COOH + H2O H3O + CH3COO
EDTA
配位数（coordination number,CN )和配位点
Ag(NH3)2+ CN=2, Cu(CN)2- CN=?
Zn(EDTA)2- CN=6,
配位数 化学计量比 配位数 配体数
二.常见的配体
1. 单齿配体(monodentate ligands）
F、Cl、Br、I、
NH3 、NR3 、PR3、PPh3、P(OR)3,
多齿配体
-OOC -OOC
NCH2CH2N
COOCOO-
六齿配体 EDTA
L
N
N
Co
O
O
四齿配体
二水杨醛缩乙二 胺合钴Co(Salen)
EDTA配合物的结构
三.配合物的几何构形
❖配位数2 (D∞h ) ❖配位数3 (D3h)
❖配位数4 （D4h和Td 点群） ❖ 配位数5 （D3h和T4v 点群） ❖ 配位数6 （Oh, D4h , D3h , D3d , D2h点群） ❖ 配位数8 （D4d四方反棱柱 , D2d 12面体 ）
K2Pt(CN)4.0.3Br.3H2O 配合物(分子导线)
2. 基础研究: 量子化学为基础, 波谱学方法 新型无机化合物的合成, 反应机理, 结构表征
无机化学第四版-北师大等--绪论
矿产资源的再生利用。
3、化学继续推动材料科学的发展
微电子材料和器件 超导材料 新型纳米陶瓷 光纤通讯材料 聚合物结构材料 医用材料
4、 化学是提高人类生存质量和生存安全的有 效保障
通过研究各种物质和能的生物效应的化学
环
基础，找出最佳利用条件
境
化 学
研究开发对环境无害的化学品，研究对环 境无害的生产方式（绿色化学）
--- 徐光宪---
化学的发展历史悠久、源远流长
第一时期：古代及中古时期（17世纪中叶以前） 以实用为目的，化学知识来源于具体工艺
过程的实践
火的发现 陶器的制作 金属的冶炼 染色、酿造 造纸、火药等
五行学说(金、木、水、火、土） 四元素说（火、水、土、空气） 三要素说（硫、汞、盐）
第二时期：17世纪中叶-20世纪初 化学实现了从经验到理论的重大飞跃，真
道尔顿
原子论（1827）
阿伏加德罗 分子假说（1811）
门捷列夫 元素周期律（1869）
第三时期：20世纪 现代化学飞速发展，化学的理论、研究
方法、实验技术以及应用等方面都有了深刻 的变化，并衍生出更多的分支和交叉学科。
二、20世纪的化学在推动人类进步和科技发展 中起了核心的作用
1、 化学为人类的进步提供了丰富物质基础
3、推动了相关学科的发展， 促进了学科的交 叉与渗透
(1) 牵动其他学科向分子层次发展 生物小分子(糖、血红素、叶绿素、维生
素)的化学结构的研究。 生物大分子（蛋白质、酶）的分离提纯
技术及化学结构的研究 活性生物大分子的合成（维生素B12、胰
岛素）
生物学从描述性的科学发展成为20世纪末 的前沿学科，在很大程度上是依靠化学所提供 的理论、概念、方法，甚至试剂和材料
3、化学继续推动材料科学的发展
微电子材料和器件 超导材料 新型纳米陶瓷 光纤通讯材料 聚合物结构材料 医用材料
4、 化学是提高人类生存质量和生存安全的有 效保障
通过研究各种物质和能的生物效应的化学
环
基础，找出最佳利用条件
境
化 学
研究开发对环境无害的化学品，研究对环 境无害的生产方式（绿色化学）
--- 徐光宪---
化学的发展历史悠久、源远流长
第一时期：古代及中古时期（17世纪中叶以前） 以实用为目的，化学知识来源于具体工艺
过程的实践
火的发现 陶器的制作 金属的冶炼 染色、酿造 造纸、火药等
五行学说(金、木、水、火、土） 四元素说（火、水、土、空气） 三要素说（硫、汞、盐）
第二时期：17世纪中叶-20世纪初 化学实现了从经验到理论的重大飞跃，真
道尔顿
原子论（1827）
阿伏加德罗 分子假说（1811）
门捷列夫 元素周期律（1869）
第三时期：20世纪 现代化学飞速发展，化学的理论、研究
方法、实验技术以及应用等方面都有了深刻 的变化，并衍生出更多的分支和交叉学科。
二、20世纪的化学在推动人类进步和科技发展 中起了核心的作用
1、 化学为人类的进步提供了丰富物质基础
3、推动了相关学科的发展， 促进了学科的交 叉与渗透
(1) 牵动其他学科向分子层次发展 生物小分子(糖、血红素、叶绿素、维生
素)的化学结构的研究。 生物大分子（蛋白质、酶）的分离提纯
技术及化学结构的研究 活性生物大分子的合成（维生素B12、胰
岛素）
生物学从描述性的科学发展成为20世纪末 的前沿学科，在很大程度上是依靠化学所提供 的理论、概念、方法，甚至试剂和材料
北师大版无机化学课件第三章晶体结构
以总体标准偏差为单位的随机误差
x 1
31
置信区间 (Confidence Interval) ：
在指定概率（置信度）下，描述的对象（测量值 / 误差/ 平均
值）分布的某个区间。 例如，测量值（x）出现在总体平均值（μ）周围的范围： 68.3% ，μ±1σ 95.5%，μ±2σ
99.7%，μ±3σ
0.0121×25.66×1.0578＝0.328432 计算器：正确保留最后计算结果的有效数字
3.1 分析化学中的误差
1 准确度和精密度
准确度: 测定结果与真值接近的程度，用误差衡量。 绝对误差: 测量值与真值间的差值, 用 E表示 误差 E = x - xT 相对误差: 绝对误差占真值的百分比,用Er表示 Er =E/xT = x - xT /xT×100％
相对平均偏差： (无正负号之分)
d d r 100% x
19
标准偏差（Standard Deviation）
又称均方根偏差。当测定次数趋於无限多时（平均值用 µ 表示），称为总体标准偏差，用σ表示如下：
(x )
i 1
n
2
n
有限次测定（实际工作中）时，标准偏差称为样本标准 差，以 s 表示： n
98 98 99 99 99 99 99 99 99 99 99 10 99 10 .7 5 .8 5 0 .0 .9 5 0 .1 5 5 .6 5 .5 5 .4 5 .3 5
测量值（%）
24
.8 5 .9 5 .0 5 .1 5 .2 5
频率密度直方图和频率密度多边形
99.60%（平均）
2、正态分布曲线
36
对于有限次测量：x ，n，s
北京大学 无机化学课件 2配合物基础和配位立体化学共35页文档
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
北京大学 无机化学课件 2配合物基础 和配位立体化学
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
北师大版无机化学课件氧族
2
O: ..
13
Inorganic Chemistry
无 机 化
（3） O2 分子失去1个电子
形成二氧基O2+
阳离子，
.. :O .
+
O: ..
氧化数为+ 1 。 2
如O2 与F2 共同作用于Pt时, O2 分子被F原子夺取 一个电子而形成二氧基化合物 :O2 +Pt+3F2 ＝O2+[PtF6]比较： Xe+PtF6＝Xe+[PtF6]Xe 和O2的第一电离势相近，12.1 eV 和12.2 eV 14 Inorganic Chemistry
学
O2 +
19
Inorganic Chemistry
无 2. 臭氧(O3)：O2的同素异形体 机 化
结构：
学
• •
Π
4 3
惟一极性单质，色散力大于O2 ， 因此O3沸点＞O2，在水中的溶 解度＞O2，比O2易液化； 20
Inorganic Chemistry
无
离域键： 机 由三个或三个以上原子形成的键称为离域键
22
Inorganic Chemistry
自然界中的 O 3 无 机 化
浅蓝色气体，有鱼腥臭味，超量有害，稀少状 态不仅不臭，闻起来还清新爽快； 距地20- 40km处有个臭氧层，为0.2ppm。
高空臭氧层的形成原理：
氧气在紫外线的作用下发生如下平衡： O2+hv(波长＝242nm)→O+O O+O2＝O3 O3+hv(波长＝220-320 nm)→O2+O
BaO2 + H2O
27
-
H2O2 + Ba(OH)2
北师大版无机化学第一章课件
1909 年 美国人 Millikan 用油滴实验测电子的电量
1911 年 英国人 Rutherford 进行 粒子散射实验，提出原子的有核模型
1913 年 丹麦人 Bohr
提出 Bohr 理论 解释氢原子光谱
《无机化学》-原子结构与元素周期系
College of Chemistry & Materials Science
College of Chemistry & Materials Science
Sichuan Normal University
处于激发态的 电子不稳定，可以跃迁到离核 较近的轨道上，能量差以电磁波的形式辐射
ν E2 E1 h
E：轨道能量(Orbital Energy)
ν ：频率( Frequency )
《无机化学》-原子结构与元素周期系
College of Chemistry & Materials Science
Sichuan Normal University
学 什 么？
在掌握原子结构、分子结构和晶体结构 的基础上、较系统、全面地学习各族元素重 要单质及其重要化合物的存在、制备、结构 特点、性质及其规律性变化和重要应用。
College of Chemistry & Materials Scniversity
无机化学（下）
主讲：高道江 (Prof & Dr) Email:daojianggao@
Tel:13981749369
《无机化学》-原子结构与元素周期系
College of Chemistry & Materials Science
（2）表达式
1
北京大学无机化学课件.ppt
4. 成绩(无机化学部分） 期末考试60%，期中考试30%、平时10%。平
时成绩包括： ①课堂练习及平时测验； ②每章作业。必需完成所留作业，单双周对应单 双号； ③ 小论文。查阅有关文献，每人完成一篇一种元 素的生理或生化作用。（文献指英文期刊）
论文撰写格式Βιβλιοθήκη 题目作者姓名及单位摘要
引言（前言） 正文
• 检验假设。进行实验，收集数据和观察资料。Test
hypothesis. Perform experiments and collect data and observations.
• 分析结果，得出结论。Analyze results and draw
conclusions.
• 结果给出答案，但常常产生新的问题。Outcome
化学研究与分子设计
• 问题的提出（课题选择） 结合社会实际，提出重大问题
• 现有知识的调查（文献、资料、技术等）
• 研究方案、方法的确定 模型化法：模型的提出 实践 修正
• 实验、总结、再实验，直至成功
分子设计： 实际应用
物质的性质
合成制备
物质的结构
普通无机化学与其它化学课程的关系
高等无机化学 无机材料化学、生物无机化学等
从化学的发展看化学
1789，化学开始成为科学 200年前，化学的中心问题：“What is it？” (分析物质的组成，至少在元素水平上) 1901-，最常问的问题：“How?”和“Why?” (从宏观尺度理解物质的变化，Gibbs化学热力学) “新化学”与100年以前有何区别？(the molecular vision) 合成，更精通和突出，以某种可控的方式(in control); 分析，更深入和细致，“How little have I got of what?”; 化学反应机理，转化的原子路径，飞秒时间尺度 (How?); 理论，不仅限于解释和理解，预言性可与实验竞争 (Why?) 与物理、材料和生命科学的交叉与融合！
时成绩包括： ①课堂练习及平时测验； ②每章作业。必需完成所留作业，单双周对应单 双号； ③ 小论文。查阅有关文献，每人完成一篇一种元 素的生理或生化作用。（文献指英文期刊）
论文撰写格式Βιβλιοθήκη 题目作者姓名及单位摘要
引言（前言） 正文
• 检验假设。进行实验，收集数据和观察资料。Test
hypothesis. Perform experiments and collect data and observations.
• 分析结果，得出结论。Analyze results and draw
conclusions.
• 结果给出答案，但常常产生新的问题。Outcome
化学研究与分子设计
• 问题的提出（课题选择） 结合社会实际，提出重大问题
• 现有知识的调查（文献、资料、技术等）
• 研究方案、方法的确定 模型化法：模型的提出 实践 修正
• 实验、总结、再实验，直至成功
分子设计： 实际应用
物质的性质
合成制备
物质的结构
普通无机化学与其它化学课程的关系
高等无机化学 无机材料化学、生物无机化学等
从化学的发展看化学
1789，化学开始成为科学 200年前，化学的中心问题：“What is it？” (分析物质的组成，至少在元素水平上) 1901-，最常问的问题：“How?”和“Why?” (从宏观尺度理解物质的变化，Gibbs化学热力学) “新化学”与100年以前有何区别？(the molecular vision) 合成，更精通和突出，以某种可控的方式(in control); 分析，更深入和细致，“How little have I got of what?”; 化学反应机理，转化的原子路径，飞秒时间尺度 (How?); 理论，不仅限于解释和理解，预言性可与实验竞争 (Why?) 与物理、材料和生命科学的交叉与融合！
北师大版无机化学课件 p区金属
第21章
p区金属
主要内容
§21.1 p区金属概述
§21.2 铝 镓分族 §21.3 锗分族
§21.4 锑和铋
本章教学重点
1．掌握Al、Sn、Pb单质及其化合物的 性质及锗分族性质变化规律；
2．掌握锑和铋单质及其化合物的性质；
IIIA
p区金属元素
在周期表中的位置
共10种金属
21.1 p区金属概述
红宝石 Cr2O3
蓝宝石 黄玉/黄晶 Fe2O3和TiO2 Fe2O3
氢氧化铝：Al(OH)3 两性： Al(OH)3+ 3H+ === Al3+ + 3H2O Al(OH)3+ OH－=== [Al(OH)4]－ 在碱性溶液中存在[Al(OH)4]－或[Al(OH)6]3－ 3- 经光谱实验证实： 简便书写为： AlO2 或AlO3 溶液中不存在AlO 或AlO
铝的性质
（1）物理性质: 银白色，延展性、导电性、导热性较好。 用途: 电讯器材、建筑设备、电器设备的制造 以及特殊材料的制备。
（2）化学性质：
①与非金属单质反应 2Al(s)＋3X2＝2AlX3(s) 4Al(s)＋3O2(g)＝2Al2O3(s) 2Al(s)＋3S(l)＝2Al2S3(s) 铝的亲氧性： 铝与氧反应的自发性程度很大，铝一接触空 气表面立即氧化，生成一层牢固的氧化膜而耐 腐蚀。铝能夺取化合物中的氧且放出大量的热， 致使反应时不必向体系供热。故铝是冶金上常 用的还原剂，在冶金学上称为铝热法。
IIIA Al, Ga, In, Tl IVA Ge, Sn, Pb VA Sb, Bi VIA Po 与S区金属相比 ns2np1 ns2np2 ns2np3 +III(+I) +II, +IV +III, +V
p区金属
主要内容
§21.1 p区金属概述
§21.2 铝 镓分族 §21.3 锗分族
§21.4 锑和铋
本章教学重点
1．掌握Al、Sn、Pb单质及其化合物的 性质及锗分族性质变化规律；
2．掌握锑和铋单质及其化合物的性质；
IIIA
p区金属元素
在周期表中的位置
共10种金属
21.1 p区金属概述
红宝石 Cr2O3
蓝宝石 黄玉/黄晶 Fe2O3和TiO2 Fe2O3
氢氧化铝：Al(OH)3 两性： Al(OH)3+ 3H+ === Al3+ + 3H2O Al(OH)3+ OH－=== [Al(OH)4]－ 在碱性溶液中存在[Al(OH)4]－或[Al(OH)6]3－ 3- 经光谱实验证实： 简便书写为： AlO2 或AlO3 溶液中不存在AlO 或AlO
铝的性质
（1）物理性质: 银白色，延展性、导电性、导热性较好。 用途: 电讯器材、建筑设备、电器设备的制造 以及特殊材料的制备。
（2）化学性质：
①与非金属单质反应 2Al(s)＋3X2＝2AlX3(s) 4Al(s)＋3O2(g)＝2Al2O3(s) 2Al(s)＋3S(l)＝2Al2S3(s) 铝的亲氧性： 铝与氧反应的自发性程度很大，铝一接触空 气表面立即氧化，生成一层牢固的氧化膜而耐 腐蚀。铝能夺取化合物中的氧且放出大量的热， 致使反应时不必向体系供热。故铝是冶金上常 用的还原剂，在冶金学上称为铝热法。
IIIA Al, Ga, In, Tl IVA Ge, Sn, Pb VA Sb, Bi VIA Po 与S区金属相比 ns2np1 ns2np2 ns2np3 +III(+I) +II, +IV +III, +V
2024版大学无机化学完整版ppt课件
离子键。
离子晶体的结构
02
离子晶体中正负离子交替排列，形成空间点阵结构，具有高的
熔点和沸点。
离子键的强度
03
离子键的强度与离子的电荷、半径及电子构型有关，电荷越高、
半径越小，离子键越强。
12
共价键与分子结构
2024/1/29
共价键的形成
原子间通过共用电子对形成共价键，共价键具有方向性和饱和性。
分子的极性与偶极矩
大学无机化学完整版ppt课件
2024/1/29
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目录
2024/1/29
• 无机化学概述 • 原子结构与元素周期律 • 化学键与分子结构 • 化学反应基本原理 • 酸碱反应与沉淀溶解平衡 • 氧化还原反应与电化学基础 • 配位化合物与超分子化学简介
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01
无机化学概述
Chapter
2024/1/29
反应机理
基元反应和复杂反应、反应机理的推导和表示 方法
反应速率理论
碰撞理论、过渡态理论和微观可逆性原理
2024/1/29
影响反应速率的因素
浓度、温度、催化剂和光照等外部条件对反应速率的影响
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05
酸碱反应与沉淀溶解平衡
Chapter
2024/1/29
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酸碱反应概述
酸碱定义及性质
介绍酸碱的基本概念、性质和分类，包括阿累尼乌斯 酸碱理论、布朗斯台德酸碱理论等。
配位化合物的组成 中心原子或离子、配体、配位数、配位键等。
配位化合物的分类
3
根据中心原子或离子的性质可分为金属配位化合 物和非金属配位化合物；根据配体的性质可分为 单齿配体和多齿配体等。
2024/1/29
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NH2+H2O NH3＋OH CH3+H2O CH4＋OH 在水溶液中不能区分NH2 和CH3
的强弱
水中
Ka >1的酸，都被水拉平； 而pKa >14的共轭碱也被水拉平
pKa在0到14不能被拉平之间 水的分辨宽度为14 液氨中
2NH3 NH2 + NH4+ pK=33 液氨的分辨宽度为33
常用溶剂的分辨宽度
对C60进行化学修饰， 生成与Os的配合物：
[Os(O)4(py)2(C60)]
91年，Berkeley 的Hawkins用此 化合物得到C60 的X射线照片
血红蛋白的血红素中心 肌红蛋白的结构, Fe被多肽链包围
WO3-x晶体剪切面的高分辩电 镜图，研究固体的缺陷
Cu原子在Si表面的STM照片（放大250 million)
硬，软和交界（绿）阳离 子和碱结合的稳定常数
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
配合物基础和配位立体化学
1. 配合物(complexes)的基本观念 2. 配体的主要类型 3. 配合物的几何构型 4. 配合物的异构(isomerism)现象 5. 配合物的制备和大环配体配合物 6. 典型配合物的制备和表征举例
一.配合物(complexes)的基本观念
K2Pt(CN)4.0.3Br.3H2O 配合物(分子导线)
2. 基础研究: 量子化学为基础, 波谱学方法 新型无机化合物的合成, 反应机理, 结构表征
近3000万种（CA登录到2000年）、 20世纪末，每年报导100万种， 美国的化学物质的产值为4000亿美元
红外光谱分析金属有机化合物的结构
教学环节安排(除课堂讲授外):
习题(5-10分) 抽查, 用A4纸做 课堂练习(5- 10分) 期中考(20分) 期末考(60-65分) 答疑: 每周一次
北大主页化学学院教师FTP 无机化学 姚光庆
化学楼S-303 Email: yaogq@
扬展澜老师（化学楼S-438）
3. Lewis酸碱 (电子酸碱)
A + : B A : B 酸 碱 酸碱加合物
Cl
酸
Al
Cl
Cl
Cl
Al
Cl
Cl Cl
Al
Cl
Cl
BCl3, BF3
As
碱 CH3
CH3 PPh3, NH3 , RO2, RS2
CH3
Lewis酸碱的分子轨道示意图
AlCl3(Lewis 酸)作为傅氏烷基化反应的催化剂
一、无机化学学科的现状和发展
什么是无机化学？
Inorganic Chemistry is any phase of chemistry of interest to an inorganic chemist 应用和理论
1. 应用研究：配位化学为基础 生命化学: 金属离子在生命中的作用
材料化学: 分子基材料
Hard
Borderline
Soft
Acids: H+, Li+, Na+, Acids: Fe2+, Co2+, Acids: Cu+, Ag+,
K+, Be2+, Mg2+,
Ni2+, Cu2+ Zn2+, Au+, Tl+, Hg+, 2+,
Ca2+, Cr2+, Cr3+, Al3+, SO3, BF3
H2SO4为碱：H2SO4+ HClO4 H3SO4 + ClO4
H2SO4为酸： H2SO4+ HNO3 H2NO3+HSO4 （硝化反应）
溶剂的拉平效应（leveling effect）
HI+H2O H3O＋＋I HBr+H2O H3O＋＋Br HI和HBr均被拉平为H3O＋，在水溶液中 不能区分HI和HBr的强弱
第一章 酸碱化学
1. 元素在周期表中的酸碱性 2. 酸碱质子理论和酸碱概念的相对性 3. Lewis酸碱 4. 软硬酸碱
1.元素在周期表中的酸碱性
元素周期表中酸性和碱性元素的分布区域
第一过渡系金属的氧化态和酸性的关系
2. 酸碱概念的相对性
醋酸为碱： CH3COOH +H2SO4 CH3COOH2+ HSO4 醋酸为酸： CH3COOH + H2O H3O + CH3COO
4. 软硬酸碱原理
(Hard and Soft Acids and Bases，HSAB）
用于Lewis 酸碱和 Brønsted酸碱 对Al3+的配位能力
F Cl Br I 对Hg2+的配位能力 F < Cl Br I
亲石元素：CaCO3, Li2CO3, CaF2, TiO2, ZrO2, 亲硫元素: As2S3 , HgS, Cu2S, Cd, Zn, Co, Fe, Sb, Bi
Pb2+, SO2, BBr3 Pd2+, Pt2+, Cd2+, (BH3), M0
Bases: F–, OH–, H2O, NH3 , CO32–, NO3–, O2–, SO42–, PO43–, ClO4–
Bases: NO2–, SO32–, Br–, N3–, N2, C6H5N , SCN–,
分子轨道理论分析FeCp2 化学键
二、课程的安排和要求
1. 普通无机化学: 元素周期表为基础(一年级) 2. 无机化学 (三年级), 主干 基础课 ( 中级无机化学, 现代无机化学, 无机化学新兴领域 等)
教材: 讲义 + 参考书 + 文献 要求: 1. 课堂讲授, 掌握基本概念和基本内容
2. 参考书和文献阅读(中英文)
MLn 金属(metal, M) , Lewis酸,电子对的受体
族： 4 5 6 7 8 9 10 11 12
金属： Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
(n-1)s2nd2 d3 d4
d5 d6 d7
d8 d9
d10
Bases: H–, R–, CN–, I–, CO, SCN–, R3P, C6H6, R2S,
Cu Pd Ag Cd Ir Pt Au Hg Tl
典型的软酸三角形
硬酸：碱金属，碱土金属，轻和高价的金属离子 软酸：重过渡金属离子，低价或零价金属 硬碱：半径小，不易被极化 软碱：半径大，易被极化 Cu(I), Cu(II)，氧化态增高，硬度加大 Fe(II), Fe(III), Fe(VI) K2FeO4, PtF62-, NaCo(CO)4, Pt[P(CH3)3]4 AlF63-, HgI42-