无机化学》习题解析和答案

1、教材《无机化学》北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室编，高等教育出版社，2002年8月第4版。

2、参考书《无机化学》北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室编，高等教育出版社，1992年5月第3版。

《无机化学》邵学俊等编，武汉大学出版社，2003年4月第2版。

《无机化学》武汉大学、吉林大学等校编，高等教育出版社，1994年4月第3版。

《无机化学例题与习题》徐家宁等编，高等教育出版社，2000年7月第1版。

《无机化学习题精解》竺际舜主编，科学出版社，2001年9月第1版《无机化学》电子教案绪论（2学时）第一章原子结构和元素周期系（8学时）第二章分子结构（8学时）第三章晶体结构（4学时）第四章配合物（4学时）第五章化学热力学基础（8学时）第六章化学平衡常数（4学时）第七章化学动力学基础（6学时）第八章水溶液（4学时）第九章酸碱平衡（6学时）第十章沉淀溶解平衡（4学时）第十一章电化学基础（8学时）第十二章配位平衡（4学时）第十三章氢和稀有气体（2学时）第十四章卤素（6学时）第十五章氧族元素（5学时）第十六章氮、磷、砷（5学时）第十七章碳、硅、硼（6学时）第十八章非金属元素小结（4学时）第十九章金属通论（2学时）第二十章s区元素（4学时）第二十一章p区金属（4学时）第二十二章ds区元素（6学时）第二十三章d区元素（一）第四周期d区元素（6学时）第二十四章d区元素（二）第五、六周期d区金属（4学时）第二十五章核化学（2学时）1．化学的研究对象什么是化学●化学是研究物质的组成、结构、性质与变化的一门自然科学。

（太宽泛）●化学研究的是化学物质(chemicals)。

●化学研究分子的组成、结构、性质与变化。

●化学是研究分子层次以及以超分子为代表的分子以上层次的化学物质的组成、结构、性质和变化的科学。

●化学是一门研究分子和超分子层次的化学物种的组成、结构、性质和变化的自然科学。

●化学研究包括对化学物质的①分类；②合成；③反应；④分离；⑤表征；⑥设计；⑦性质；⑧结构；⑨应用以及⑩它们的相互关系。

2．化学的主要分支经典化学的四大分支：无机化学、有机化学、分析化学、物理化学。

无机化学的研究对象：除碳以外的其它所有元素及其化合物。

有机化学的研究对象：碳氢化合物及其衍生物。

分析化学的研究对象：化学物质的分离和表征。

物理化学的研究对象：化学反应的规律、化学物质的结构、结构的测定方法，化学物质和化学反应与电、声、光、磁、热的相互关系等等，是用物理的方法研究化学。

新型学科分支或交叉学科：元素化学、配位化学、合成化学、仪器分析、电化学、光化学、磁化学、化学热力学、化学动力学、胶体化学、界面化学、结构化学、结晶化学、高分子化学、化学工程学、地球化学、环境化学、生物化学（生命化学）、农业化学、工业化学、天体化学、宇宙化学、固体化学、药物化学、核化学（放射化学、辐射化学）、化学信息学、化学商品学、化学教育学······。

3．怎样学好化学（1）要有动力：做任何事情都需要有动力，学习化学同样要有动力，只有明确了为什么要学化学，自己想学化学，才有可能学好化学。

（2）要重视实践的指导作用：要做好实验，要认真完成作业，要善于思考，要做研究，要学会自学。

（3）要讲究方法：要选找出最适合自己的学习方法。

在学习的过程中，应努力学习前人是如何进行观察和实验的，是如何形成分类法、归纳成概念、原理、理论的，并不断体会、理解创造的过程，形成创新的意识，努力去尝试创新。

在学习的过程中，应努力把握学科发展的最新进展，努力将所学的知识、概念、原理和理论理解新的事实，思索其中可能存在的矛盾和问题，设计并参与新的探索。

[课后任务]1．详细阅读本书p11以前的所有内容。

[教学要求]1．掌握近代理论在解决核外电子运动状态问题上的重要结论：电子云概念，四个量子数的意义，s、p、d原子轨道和电子云分布的图象。

2．了解屏蔽效应和钻穿效应对多电子原子能级的影响，熟练掌握核外电子的排布。

3．从原子结构与元素周期系的关系，了解元素某些性质的周期性。

[教学重点]1．量子力学对核外电子运动状态的描述。

2．基态原子电子组态的构造原理。

3．元素的位置、结构、性质之间的关系。

[教学难点]1．核外电子的运动状态。

2．元素原子的价电子构型。

[教学时数]8学时[教学内容]1．核外电子运动的特殊性：核外电子运动的量子化特征（氢原子光谱和玻尔理论）。

核外电子运动的波粒二象性（德布罗衣的预言，电子的衍射试验，测不准关系）。

2．核外电子运动状态的描述：波函数、电子云及其图象表示（径向与角度分布图）。

波函数、原子轨道和电子云的区别与联系。

四个量子数（主量子数n，角量子数l，磁量子数m，自旋量子数ms）。

3．核外电子排布和元素周期表；多电子原子的能级（屏蔽效应，钻穿效应，近似能级图，原子能级与原子序数关系图）。

核外电子排布原理和电子排布（能量最低原理，保里原理，洪特规则）。

原子结构与元素周期性的关系（元素性质呈周期性的原因，电子层结构和周期的划分，电子层结构和族的划分，电子层结构和元素的分区）。

4．元素某些性质的周期性，原子半径，电离势，电子亲和势，电负性。

？1-1道尔顿原子论古代自然哲学家对物质之源的臆测：本原论（元素论）和微粒论（原子论）古希腊哲学家德谟克利特（Democritus,约460—370BC）：宇宙由虚空和原子构成，每一种物质由一种原子构成。

波意耳：第一次给出了化学元素的操作性定义----化学元素是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的，一切元素都是由这样的最小微粒组成的。

1732年，尤拉（LeonhardEuler,1707—1783）：自然界存在多少种原子，就存在多少种元素。

1785年，法国化学家拉瓦锡（—1794）：提出了质量守衡定律：化学反应发生了物质组成的变化，但反应前后物质的总质量不变。

1797年，里希特（—1807）：发现了当量定律。

1799年，法国化学家普鲁斯特（—1826）：发现定比定律：来源不同的同一种物质中元素的组成是不变的。

1805年，英国科学家道尔顿（JohnDalton1766—1844）：把元素和原子两个概念真正联系在一起，创立了化学原子论：每一种化学元素有一种原子；同种原子质量相同，不同种原子质量不同；原子不可再分；一种不会转变为另一种原子；化学反应只是改变了原子的结合方式，使反应前的物质变成反应后的物质。

倍比定律：若两种元素化合得到不止一种化合物，这些化合物中的元素的质量比存在整数倍的比例关系。

瑞典化学家贝采里乌斯（—1848）：确定了当时已知元素的原子量，发明了元素符号。

1-2相对原子质量（原子量）1-2-1元素、原子序数和元素符号化学中元素的概念经过两次重大发展，从古代元素概念到近代化学的元素概念。

再到现代化学的包括同位素的元素概念，这些进展对化学这门重要基础科学确有革命性意义。

古代元素的本来意义是物质的基元单位，是世界万物的组成部分，如我国的五行学说；古希腊的四元素说，但这些仅仅是一种天才的猜测。

正如恩格斯指出的那样“古代人的天才的自然哲学的直觉”。

不是近代的科学概念仅是人类深入物质层次的认识水平的暂时性界限。

如四元素说认为物质本原是几种抽象的性质，由这些原始性质组合成元素，再由元素产生万物，这种把本来不存在的脱离物质的抽象性质当做第一性东西，是错误的，唯心的。

以此为指导思想，自然会产生“哲人石”的思想。

十七世纪下半叶英国波义耳—1691)批判了上述元素的错误慨念，于1661年在其名着《怀疑派的化学家》一书中提出了新的元素慨念。

“元素是组成复杂物体和分解复杂物体时最后所得的那种最简单的物体”，是用一般化学方法不能再分解为更简单的某些实物”“化学的目的是认识物体的结构。

而认识的方法是分析，即把物体分解为元素”。

波义耳第一次把物质的最终组成归结为化学元素。

他的元素概念是实在的基元物质。

波义耳确实为人们研究万物的组成指明了方向，因此，这是化学发展中的一个转折点，对此恩格斯给予了高度的评价，认为“波义耳把化学确立为科学”。

但这个概念在很大程度上有主观因素。

确认什么是元素往往有个人经验和当时化学方法的局限性问题。

当时无法分解的东西不一定是元素。

如波义耳本人就认为火是元素。

发现氧的英国普列斯特里(Priestley．J．1733—1804)和瑞典的舍勒(K．W．Scheele，1742一l786)都还相信“燃素”是元素。

正是“这种本来可以推翻全部燃素说观点，并使化学发生革命的元素在他们手中没能结出果实来。

十九世纪原子分子论建立后，人们认识到一切物质都是由原子通过不同的方式结合而构成的。

在氧气、氧化镁、水、二氧化硫、碳酸钙等性质各不相同的物质中都合有相同的氧原子，于是元素的概念被定义为：“同种的原于叫元素”。

元素是在原子水平上表示物质组分的化学分类名称。

原子核组成的奥秘被揭开以后，人们通过科学实验发现：同种元素的原子核里所含的质子数目是一样的，但中子数却可以不同。

如自然界中氧元素的原子有%是由8个质子和8个中于组成的168O)，有％是由8个质子和9个中子组成的(178O)，%是由8个质子和10个中子组成的(188O)。

因为中于数不同，所以同一元素可以有原子质量不同的几种原子，但决定元素化学性质的主要因素不是原于质量而是核外电子数，核外电子数又决定于核内的质子数即核电荷数，所以质子数相同的一类原子，共化学性质基本是相同的。

根据现代化学的观念，元素是原子核里质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总称。

这样，人们就进一步了解了元素的本质，元素就是以核电荷为标准，对原子进行分类的，也就是说，原子的核电荷是决定元素内在联系的关键。

迄今为止，人们已经发现的化学元素有109种(但第108号元素尚待最后认定)，它们组成了目前已知的大约五百万种不同物质。

宇宙万物都是由这些元素的原子构成的。

由同种元素组成的物质称单质，如氧气、铁、金刚石等。

单质相当于同一元素表现为实物时的存在状态。

由不同种元素组成的物质称化合物，如氧化镁、硫酸、氢氧化钠、食盐、水等。

最后，必须注意的是，我们不要把元素、单质、原子三个概念彼此混淆。

元素和单质是宏观的概念。

单质是元素存在的一种形式(自由态或称游离态)。

某些元素可以形成几种单质，譬如碳的同素异性体有金刚石、石墨两种；硫的同素异性体有正交硫、单斜硫、无定形硫和弹性硫等。

元素只能存在于具体的物质(单质或化合物)中，脱离具体的物质，抽象的元素是不存在的。

从这个角度看，元素和单质既有联系又有区别。

原子是微观的概念，而元素是一定种类的原子的总称。

元素符号既表示一种元素也表示该元素的一个原子。