大学化学无机化学双语教学课件PPT-Chapter17 Halogen
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高等无机化学(课堂PPT)
1. 所有独立的对称操作构成一个具有封闭性的集合(完备集)
封闭性：集合中任意两个操作的乘积都属于该集合
2. 集合中对称操作乘法的结合律成立，如对于水分子：
(C2v)v = vv = E C2(vv) = C2C2 = E
3. 集合中任何一个操作A与恒等操作E的乘积等于该操作A本身:
AE = EA =A
4. 集合中任何一个操作都有逆操作在该集合中
逆操作：乘积为恒等操作的两个操作互称逆操作。 如C3 与C32
E和二次操作C2，，i 的逆操作为其本身
29
所有这些特征正好符合数学中群（group）的定义！ 可以借助群论方法解决分子对称性问题！
30
1.3 群的定义
对于一个集合G{a,b,c,…}，在其元素之间定义一种运算 （通常称为“乘法”），如果满足下面4个条件，则称 集合G为群.
➢ 前者是一种动作，后者是一种几何元素 ➢ 一个对称元素可产生一个或一组对称操作
22
分子中的对称操作与对称元素
(真)旋转(Cnm, m = 1-n)和旋转轴(对称轴,真轴 proper axis, Cn) ➢n次旋转轴 Cn：基转角：θ=3600/n ➢一个Cn轴对应n个旋转操作： Cn, Cn2,…,Cnn-1, Cnn, 转动角 度分别为 θ, 2θ, …,(n-1)θ, nθ(=3600)
➢ 对于周期性的晶体结构，平移及其与点操作的组合导致 整体位移，称为空间操作，对应的群称空间群。
对称元素(symmetry elements)
➢ 对称操作所依赖的几何要素（点、线、面等）
21
分子中的对称操作与对称元素
① 恒等操作(identity operation，E)
➢ 维持分子不动或使分子回复到原始构型的操作 ➢ 恒等操作的引入是数学上的需要。
2024年无机化学课件
无机化学课件一、引言无机化学是研究无机物质的组成、结构、性质、变化规律及其应用的一门基础学科。
无机化学课件旨在为学生提供系统的无机化学知识，培养学生的无机化学素养，为后续专业课程的学习打下坚实的基础。
本文档将围绕无机化学课件的结构、内容、特点等方面进行详细阐述。
二、无机化学课件的结构1.总论总论部分主要包括无机化学的基本概念、研究对象、研究方法和发展趋势等。
通过这部分内容的学习，学生可以对无机化学有一个全面、系统的认识。
2.化学元素与化合物化学元素与化合物部分主要介绍无机化学中常见的元素、离子和化合物的性质、变化规律及应用。
内容包括：元素周期表、主族元素、过渡元素、金属与非金属、离子化合物和共价化合物等。
3.化学反应原理化学反应原理部分主要介绍无机化学中的基本反应类型、反应机理和动力学等内容。
通过这部分内容的学习，学生可以了解无机化学反应的基本规律，为后续实验课程打下基础。
4.实践与应用实践与应用部分主要介绍无机化学在工业、农业、医药等领域的应用，以及无机化学实验技术。
这部分内容旨在培养学生的实际操作能力，提高学生的无机化学素养。
5.习题与思考题习题与思考题部分包括大量的习题和思考题，旨在帮助学生巩固所学知识，提高分析问题和解决问题的能力。
三、无机化学课件的内容1.总论（1）无机化学的基本概念：介绍无机化学的定义、研究对象和特点。
（2）无机化学的研究方法：介绍无机化学的实验方法和理论方法。
（3）无机化学的发展趋势：介绍无机化学在科学研究和实际应用中的新进展。
2.化学元素与化合物（1）元素周期表：介绍元素周期表的结构、周期性规律和元素性质。
（2）主族元素：介绍主族元素的电子层结构、化学性质和反应类型。
（3）过渡元素：介绍过渡元素的电子层结构、化学性质和配位化合物。
（4）金属与非金属：介绍金属和非金属的性质、变化规律和鉴别方法。
（5）离子化合物和共价化合物：介绍离子化合物和共价化合物的结构、性质和命名方法。
宋天佑无机化学第17章卤族元素PPT课件
卤素单质的溶解性
9
2020/11/11
F2：分解水 2F2 + 2H2O = 4H+ + 4F- + O2↑
Cl2：水中溶解度较小，其水溶液为氯水，显黄绿色， 主要成分Cl2。
* Br2：水中溶解度稍大，其水溶液为溴水。且易溶于 有机溶剂乙醇、乙醚、 氯仿、四氯化碳、二硫化碳 等中。溶液的颜色随溴浓度的增加而加深，由黄色 →橙色→棕色。
第十七章 卤素
1
2020/11/11
§17-1 卤素的单质 §17-2 卤化氢 §17-3 卤化物和拟卤素 §17-3 卤素的含氧化合物
自然界的分布
2
X2活泼，自然界无游离单质，主要是稳定的卤化物。 F：多以难溶物存在.CaF2,Na3AlF6,Ca5F(PO4)3, 另外骨骼、牙齿、毛发、鳞、羽毛等中均有F。
2020/11/11
Cl： Br：
主以溶解状态存在于海水中，多为Li、Na、Mg盐，另也存于一些 盐湖、盐井中。
I：海水中含量少，海带、海藻等水藻类能选择性吸收和聚集碘。含碘 盐：KIO
3
§17-1 卤素单质
3
卤素（X）
F
Cl
Br
I
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原子序数
9
17
35
53
价电子层结构
2s22p5 3s23p5
E°(X /X-1)(v) 2
X 的氧化性 2
X-1的还原性 气味、毒性
卤素单质的通性
F 2
浅黄气体
分解水
Cl 2
黄绿气体
Br 2
棕红液体
逐渐升高
微溶于水
2020/11/11
4 I 2
《无机化学绪论》课件
无机化学的应用领域
1
材料科学
研究和开发新型材料，如催化剂、高分子材料和先进陶瓷材料。2Fra bibliotek环境保护
研究污染物的检测与去除，解决环境问题和可持续发展挑战。
3
能源开发
研究和开发新型能源材料，如太阳能电池和燃料电池。
无机化学的基础概念
原子结构
理解原子的组成、元素周期 表以及化学键的形成。
化学反应
了解物质的化学变化、反应 类型和化学方程式的编写。
2 应用到实践
学会将无机化学知识 应用于实际问题的解 决。
3 发展创新思维
培养创新思维，开阔 思维边界。
无机化学的定义
无机物体研究
研究无机物体的组成、结构、性质和变化规律。
无机化学反应
研究无机物质之间的化学反应机制以及反应条件。
无机化合物的合成与应用
研究和设计合成无机化合物，并探索其在各个领域的应用。
《无机化学绪论》PPT课件
本课程将向您介绍无机化学的基础知识和应用，让您深入了解这一领域的重 要性和实际应用。
课程介绍
本课程将从无机化学的起源和发展，以及对人类社会的重要影响进行介绍。 我们将深入探讨无机化学的核心概念和实验技巧，为您打下坚实的学习基础。
学习目标
1 掌握基本概念
理解无机化学的基础 概念和核心原理。
键合理论
研究原子间的相互作用、键 的类型和分子结构。
无机化合物的分类
金属化合物
包括金属氧化物、金属盐和金属配合物。
非金属化合物
包括氧化物、酸、碱和非金属元素间的化合物。
无机化学实验室的安全注意事项
1 佩戴个人防护装备
如实验服、安全眼镜和手套。
3 遵守实验室规章制度
无机化学教学课件17章卤素
的缘故，这种现象在 N、O 族中 也存在.
(a) C-X键, (b)H-X键, (c)X-X键的离解能
17-1-2 化学性质
1 氧化性
Chemical Properties
卤素单质性质变化： E⊝(X2/X-)/ V： 单质氧化性 X- 还 原 性 F2 Cl2 Br2 I2 2.87 1.36 1.065 0.535 大 小 小 大
目前氟的工业制备技术已有了 很大的改进：
2 KHF2(l)
电解 353～363K
2 KF(S) + H2↑+ F2↑
电解过程中要不断添加无水 HF 液体. 由于F2的制备和储运有极大不便，人们 常用 IF2· AsF6 的热分解方法制取少量 F2：
473K
IF2· AsF5(s)+2KF
KIF6 + KAsF6+ F2↑
Cl2、Br2和 I2的分子轨道能级图（F2能级图要将 u与上部的g交换位置）
引人注意的另一性质是
尽管 F 的电子亲和能小于氯，但并不妨碍氟形成稳定的离子型
晶体 . NaF 的标准生成焓（ -573.65 kJ· mol-1）比 NaCl (-411.15 kJ· mol-1)还要高，因为 F- 半径小于 Cl-，NaF 的晶格焓（+1505.59
氯碱法装置示意图
Cl2是最重要的化学工业品之一，全世界年生产力约为4×107 t. 氯产 量还是一个国家（或一个地区）化学工业能力的标志. 由于包括生态原因 在内的诸多原因，氯在塑料、纸浆漂白等领域逐渐被其他化学品所代替.
化学法氧化海水中的 Br- 和 I- 可以制得 Br2 和 I2，通常用Cl2 作 氧化剂，得到的 Br2 和 I2 用空气从溶液中驱出： 2 X- (aq) + Cl2(g) 2 Cl-(aq) + X2 (g) X = Br, I 空气驱出的 Br2 被碳酸钠溶液吸收后歧化生成溴化钠和 溴酸钠，用 H2SO4 酸化时发生反歧化反应重新生成 Br2： 3 Br2 + 3 Na2CO3 5 NaBr + NaBrO3 + 3 CO2 5 HBr + HBrO3 3 Br2 + 3 H2O
《无机化学》PPT课件
HOAc H+ + OAc-
平衡浓度/(mol·L-1) 0.101-x x 0.099+x
HOAc+NaOAc混合溶液能抵抗少量外来酸的作用，而保持溶液pH值不变。
x(0.099+x)
Ka=
0. 10=11-x.8×10-5
0.099x 0. 101
=1.8×10-5
x=1.8×10-5
2021/3/28
• (3)当适当稀释此溶液时，
•
CH+=Ka(CHAc/CAc-)
• CHAc和CAc-以相同倍数下降， CH+和pH值保持不变。
• (注：如果缓冲溶液的浓度太稀（小于10-3mol/L），或稀释倍数过大，就
不再适用了，因为水的电离不能忽略）。
• 此 外 ， 由 多 元 弱 酸 所 组 成 的 两 种 不 同 酸 度 的 盐 ， 如 NaHCO3—Na2CO3 、 NaH2PO4—Na2HPO4的混合液也有缓冲作用。
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pKi 4.76 4.76 10.33 7.20 9.2
pH值范围 3.6~5.6 8.3~10.3 9.2~11.0 5.9~8.0 7.2~9.2
缓冲溶液pH值的计算
例
(1) 试计算含0.100mol·L-1HOAc、0.100 mol·L-1NaOAc溶液的pH值。
解：
HOAc H+ + OAc-
离常数
解离常数 Ki 可表示弱电解质解离程度大小。 Ki 越小,弱电解质解离越困难,电解质越弱。
弱电解质：一般Ki ≦10-4 中强电解质：Ki =10-2~10-3 强电解质：Ki >10-2
Ki 与浓度无关，与温度有关。 由于温度对Ki 影响不大，一般可不考虑 其影响。
无机化学英文课件：chapter 18 Hydrogen and the rare gases
having various oxidation numbers
Outer electron configurations：ns2np1 ~ 5 Example：The oxidation numbers of chlorine
are +1，+3，+5，+7，-1，0。 Inert electron pair effect (惰性电子对效应)：
E (ClO3/Cl2 ) 1.458V
E (BrO3/Br2 ) 1.513V E (IO3/I2 ) 1.209V
E
(ClO4
/ClO
3
)
1.226V
E (BrO4/BrO3 ) 1.763V
E (H5IO6/IO3 ) 1.60V
③ The properties of last three p-block elements in the same group (elements in the 4th, 5th and 6th rows) change soft-progressively (due to insertion of d-block and f-block).
18.4 The rare gas compounds
1.Synthesis：XePtF6 (red crystal)
idea 思路：O2[PtF6] has been synthesized O2 O2 e I1 1171.5kJ mol-1
Xe Xe e I1 1176.5kJ mol-1
18.4 The rare gas compounds
18.5 Summarry on the main group elements
18.1 The discovery of the rare gases
无机化学(本科)全套教学课件pptx-2024鲜版
9
酸碱平衡常数计算与应用
2024/3/28
酸碱平衡常数定义
01
表示酸碱反应平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积
的比值。
酸碱平衡常数计算
02
通过测定平衡时各物质的浓度，利用平衡常数表达式进行计算。
酸碱平衡常数应用
03
用于预测酸碱反应的方向、程度和速率，以及判断酸碱的强度。
10
沉淀溶解平衡原理及影响因素
氧化剂与还原剂
氧化剂接受电子，还原剂失去电 子。 2024/3/28
氧化还原反应类型
根据反应物和生成物的性质分类， 如金属与非金属、酸与碱等。
氧化数概念
表示元素在化合物中的氧化状态， 通过计算化合价确定。
14
原电池与电解池工作原理
原电池工作原理
将化学能转化为电能的装置，由正负极和电 解质组成。
电极反应与电池反应
无机化学(本科)全套教 学课件pptx
2024/3/28
1
contents
目录
• 无机化学概述与基础知识 • 酸碱反应与沉淀溶解平衡 • 氧化还原反应与电化学基础 • 配位化合物与金属有机化学 • 无机固体化学与纳米材料 • 无机合成与绿色合成技术
2024/3/28
2
01
无机化学概述与基础知识
2024/3/28
2024/3/28
沉淀的溶解
利用某些试剂使已生成的 沉淀溶解，如胃药中的氢 氧化铝治疗胃酸过多。
分步沉淀
当溶液中存在多种难溶电 解质时，通过控制条件可 实现分步沉淀，从而分离 出各种难溶电解质。
12
03
氧化还原反应与电化学基础
2024/3/28
13
氧化还原反应原理及类型
第17章 卤族元素 大学一年级 无机化学 课件
• 2. F半径特小，非键电子斥力和核电荷斥力特别大， 也可使F-F键削弱。
(二) 标准电极电势与卤素的化学反应性能 1.卤素单质的强氧化性
Ø (X2/X-)：依次减小
F2 > Cl2 > Br2 > I2 卤素单质氧化性： F2最强 2. 卤离子X-的的还原性
F - < Cl - < Br - < I -
1.673 HClO2
1.458
HClO
1.513
1.630
1.360
Cl2
Cl-
BrO4- 1.760
BrO3- 1.490 HBrO 1.209
1.604
1.077
Br2
Br-
H3IO62- 1.600 IO3-
1.150 HIO
1.431 I2
0.534 I-
4、HF特殊性
氢氟酸具有与二氧化硅或硅酸盐(玻璃的主要成分) 反应生成气态SiF4的特殊性质，反应式为：
②分子间缔合：
(H2O)n；
③物质的沸点升高： H2O 100℃
氢键键能：5–40KJ/mol，约为化学键能的 1/10。 与范德华力相当。
氢键的分类
1400
分子间的氢键
分子内的氢键
• 分子内氢键的生成，一般会使化合物沸点、熔点降低，汽化热、 升华热减小。也常影响化合物的溶解度，如邻位硝基苯酚比其 间位、对位更不易溶于水，而更易溶于非极性溶剂中。
第17章 卤族元素
The Halogens
§17-1 通性
基本性质 价层电子结构
主要氧化数 解离能/kJ·mol 溶解度/g/100mgH2O 原子半径/pm X-离子半径/pm 第一电离能/kJ·mol-1 第一电子亲合能/kJ·mol电负性 (Pauling) X-离子水合能/kJ·mol-1
(二) 标准电极电势与卤素的化学反应性能 1.卤素单质的强氧化性
Ø (X2/X-)：依次减小
F2 > Cl2 > Br2 > I2 卤素单质氧化性： F2最强 2. 卤离子X-的的还原性
F - < Cl - < Br - < I -
1.673 HClO2
1.458
HClO
1.513
1.630
1.360
Cl2
Cl-
BrO4- 1.760
BrO3- 1.490 HBrO 1.209
1.604
1.077
Br2
Br-
H3IO62- 1.600 IO3-
1.150 HIO
1.431 I2
0.534 I-
4、HF特殊性
氢氟酸具有与二氧化硅或硅酸盐(玻璃的主要成分) 反应生成气态SiF4的特殊性质，反应式为：
②分子间缔合：
(H2O)n；
③物质的沸点升高： H2O 100℃
氢键键能：5–40KJ/mol，约为化学键能的 1/10。 与范德华力相当。
氢键的分类
1400
分子间的氢键
分子内的氢键
• 分子内氢键的生成，一般会使化合物沸点、熔点降低，汽化热、 升华热减小。也常影响化合物的溶解度，如邻位硝基苯酚比其 间位、对位更不易溶于水，而更易溶于非极性溶剂中。
第17章 卤族元素
The Halogens
§17-1 通性
基本性质 价层电子结构
主要氧化数 解离能/kJ·mol 溶解度/g/100mgH2O 原子半径/pm X-离子半径/pm 第一电离能/kJ·mol-1 第一电子亲合能/kJ·mol电负性 (Pauling) X-离子水合能/kJ·mol-1
《无机化学绪论》课件
分子结构与化学键
分子轨道理论
分子中的电子在分子轨 道上运动，形成化学键
。
共价键
原子间通过共享电子形 成的化学键，决定分子
的稳定性。
离子键
正负离子间的静电作用 形成的化学键，决定分 子的晶体结构和性质。
配位键
一个原子提供空轨道， 另一个原子提供孤对电
子形成的化学键。
酸碱反应与氧化还原反应
酸碱反应
酸碱物质在水溶液中发生的电离反应，生成 水和盐。
有物质的电子分布状态。
配位数的概念
在配位反应中，配位数表示一个中 心原子或离子与配位体的结合方式 。配位数的大小直接影响到配合物 的稳定性和性质。
配位反应的动力学
配位反应速率主要受配位体浓度、 温度和催化剂的影响。研究配位反 应的动力学有助于深入了解配合物 的形成过程和稳定性。
06 无机化学的未来发展
氮和氧是空气中含量最丰富的元素， 它们在无机化学中主要以氧化物的形 式存在，如氮气、一氧化氮、二氧化 氮、硝酸、硝酸盐等。
碳元素
碳是生命的基础元素，可以形成复杂 的有机分子和长链高分子。无机化学 中，碳可以形成多种碳氢化合物、碳 酸、碳酸盐等。
金属元素
钠元素和钾元素
钠和钾是碱金属家族中的成员，具有很强的还原性。在无 机化学中，它们主要存在于碱金属卤化物中，如氯化钠、 氯化钾等。
氧化数的概念
在氧化还原反应中，物质所具有的氧化数反映了其电子转移的状态 。了解氧化数的变化有助于理解反应机理和预测产物。
氧化还原反应的分类
根据电子转移的方式，氧化还原反应可以分为单电子转移和多电子 转移。不同的转移方式对反应机理和产物有重要影响。
配位反应机理
配位反应机理概述
无机化学英文课件
17.1.2 The compounds of copper
17.1.3
The copper family ions in aqueous solution and the related reactions
17.1.1 The elemental substances of
copper fam
4.355 208.5，强热时 分解，混有机 物时见光变
黑
2.22(20℃)， 水溶液呈中 性，易溶于甘 油，可溶于乙 醇，几乎不溶 于浓 HNO3
硫酸银
三氯化金
白色晶体
深红色吸水性固 体
5.40
2.44
660，1085℃
时分解为
Ag，SO2 和
196
O2
0.75(18℃)， 1.4（100℃），
17.1.2 The compounds of copper
1.The compounds of copper
Precipitates：
CuCl CuBr CuI CuSCN CuCN Cu2S
Ksp large
small
The important compounds of copper：
氧化态 化合物
2Ag H2S Ag 2S(s) H2 (g)
2Ag
2H
4I
2AgI
2
H2 (g)
2Cu
2H
4CS(NH
硫脲
2
)
2
2Cu[CS(NH 2
) 2 ]2
H2 (g)
HCl
(3) Cu,Ag and Au are soluble in oxidizing acids Cu 4HNO3(浓) Cu(NO3)2 2NO2 2H2O
无机化学无机化学英文PPT3
Bond order: O2 + =2.5 ， O2 =2， O2-=1.5 ， O2 2- =1 Paramagnetism: O2 + , O2 , O2Stability: O2 + O2 O2- O2 2Bond length: O2 + < O2 < O2- < O2 2 Bond energy: O2 + O2 O2- O2 2-
electrons. The actual contributions to bonding are as follows:
(σ2PX)2 forms a σ bond in O2 molecule (π2PY)2(π*2PY)1 and (π2PY)2(π*2PY)1 have the same spatial configuration and form a three electron π bond.
KK means that the k-shell is fully filled. The bonding (σ 2S)2 and the anti bonding (σ * 2S)2 offset each other and do not contribute to the
bonding, which is named as non-bonding orbitals and non-bonding
Homonuclear diatomic molecules
MO energy levels of homonuclear diatomic molecules
MO electron arrangements
O2
KK
(
2s
)
2
(
无机化学卤素PPT课件
X-
(ns2np6 )
２、形成+1,+3,+5,+7氧化数的或共共价化用合一物对。 电子
氯、溴、碘的成对ns2np5电子可以依次被拆开或作为配位电子对而进行成 键作用，因而可以有多种氧化态，如：
HC+lO1 、HClO2、+3HClO3、ClO+4-5、IF7、IF5+、7ICl3
+7
3、可以提供电子对形成配键。
0族
2He 10Ne 18Ar 36Kr 54Xe
86Rn
I2 第4页/共110页
14.1.1 存在形式
卤素是最活泼的一族非金属元素，卤素就是“成盐元素”的意思，在自然界只 能以化合态的形式存在。
氟盐：萤石(CaF2)、冰晶石(Na3AlF6)、磷灰石 [Ca5F(PO4)3]
氯和溴盐：大量在海水中 NaCl、NaBr
-328 -349 -325 -295
氧化值
-1
-1， 1， 3， 5， 7
第7页/共110页
133 2.66 1008
第一电离能
气态电中性基态原子失去一个电子，转化为气态基态正离子所需要的最 低能量叫第一电离能。第一电离能越小,越易失去电子,金属性越强；第 一电离能越大,越难失去电子,金属性越弱
第12页/共110页
2.溶解性
氟与水激烈反应，氯有轻微反应， 氯、溴、碘易溶于有机溶剂。
为什么？
碘在极性溶剂（如醇） 因生成溶剂合物而呈 棕（红）色，
碘在C6H6中呈棕色；而在KI中呈黄棕色。 3.气味、毒性
X2都有刺激性；毒性从F2
I2减轻。
第13页/共110页
在非极性溶剂 中为紫红或紫 色。
高等无机化学(课堂PPT)
4
现代无机化学的研究领域
无机固体化学(固体无机化学、无机材料化学) 主要以纯无机物固体(单质/化合物)为研究对象，是无机化 学与固体物理、材料科学等领域融合交叉产生的分支学科。 研究集中于固相中的反应、新无机材料的制备、固体结构、 功能及其关系、结构和功能的化学设计和调控、。 ➢固体结构 (晶体、非晶态、准晶体)、缺陷及表面化学 ➢无机纳米材料 ➢碳材料，如富勒烯、碳纳米管、石墨烯 ➢各种功能材料，如超导材料、光学材料、磁性材料、催化 材料
➢ 对于周期性的晶体结构，平移及其与点操作的组合导致 整体位移，称为空间操作，对应的群称空间群。
对称元素(symmetry elements)
➢ 对称操作所依赖的几何要素（点、线、面等）
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分子中的对称操作与对称元素
① 恒等操作(identity operation，E)
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现代无机化学的研究领域
原子簇化学 原子簇化合物的基本类型有：硼烷/碳硼烷、金属硼烷/
金属碳硼烷、金属原子簇化合物、 富勒烯及其衍生物。
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现代无机化学的研究领域
生物无机化学 诞生于1970s。 应用无机化学（特别是配位化学）的原理和方法研究无机
元素(主要是金属元素)与生物体内分子的相互作用及其与生 物功能的关系
生物体内无机元素的存在形式、功能或毒害、循环和代 谢方式
生物配合物(如金属蛋白/酶)的结构、功能及其机理 不仅涉及无机化学(配位化学)和生物化学，还涉及医学、 营养化学、环境科学、仿生学等。
9
参考书目
陈慧兰 《高等无机化学》 高等教育出版社, 2005 和玲，赵翔《高等无机化学》 科学出版社, 2011. 麦松威等 《高等无机结构化学》北京大学出版社, 20?
近年来含有机组分的配合物材料和以无机组分为主体的无 机-有机杂化材料开始被纳入无机固体化学
现代无机化学的研究领域
无机固体化学(固体无机化学、无机材料化学) 主要以纯无机物固体(单质/化合物)为研究对象，是无机化 学与固体物理、材料科学等领域融合交叉产生的分支学科。 研究集中于固相中的反应、新无机材料的制备、固体结构、 功能及其关系、结构和功能的化学设计和调控、。 ➢固体结构 (晶体、非晶态、准晶体)、缺陷及表面化学 ➢无机纳米材料 ➢碳材料，如富勒烯、碳纳米管、石墨烯 ➢各种功能材料，如超导材料、光学材料、磁性材料、催化 材料
➢ 对于周期性的晶体结构，平移及其与点操作的组合导致 整体位移，称为空间操作，对应的群称空间群。
对称元素(symmetry elements)
➢ 对称操作所依赖的几何要素（点、线、面等）
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分子中的对称操作与对称元素
① 恒等操作(identity operation，E)
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现代无机化学的研究领域
原子簇化学 原子簇化合物的基本类型有：硼烷/碳硼烷、金属硼烷/
金属碳硼烷、金属原子簇化合物、 富勒烯及其衍生物。
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现代无机化学的研究领域
生物无机化学 诞生于1970s。 应用无机化学（特别是配位化学）的原理和方法研究无机
元素(主要是金属元素)与生物体内分子的相互作用及其与生 物功能的关系
生物体内无机元素的存在形式、功能或毒害、循环和代 谢方式
生物配合物(如金属蛋白/酶)的结构、功能及其机理 不仅涉及无机化学(配位化学)和生物化学，还涉及医学、 营养化学、环境科学、仿生学等。
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参考书目
陈慧兰 《高等无机化学》 高等教育出版社, 2005 和玲，赵翔《高等无机化学》 科学出版社, 2011. 麦松威等 《高等无机结构化学》北京大学出版社, 20?
近年来含有机组分的配合物材料和以无机组分为主体的无 机-有机杂化材料开始被纳入无机固体化学
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forming a solvent compound The solubility iodine dissolves in KI or other iodide is more
than in water.
I2
I
I 3
Polyiodide’s property（KI3 ）is similar to iodine.
First ionization energy/kJ·mol-1 First electron affinity energy /kJ·mol-
157.7 分解水
71 136 1861.0
338.8
electronegativity (Pauling)
X-hydration heat/kJ·mol-1
fusion and boiling point ： up
color： light
dark
dissociation energy：
F2 （anomaly） ？
Cl2 > Br2 > I2
( 2 px )2 ( 2 p
)
4
(
2
p
)4
( 2 px ) 2 ( 2 p
)
4
(
2
p
)3 ( * )1 2 px
Chapter 17 Halogen
§17－1 Halogen
氟 ( Fluorine) 溴 ( Bromine) 砹 ( Astatine)
氯 ( Chlorine) 碘 ( Iodine)
Halogen locate in VIIA periodic table of the elements, which valence shell structure is ns2np5 .
I： 碘在海水中存在的更少，碘主要被海藻所吸收，海水 中碘的含量仅为5%, 碘也存在于某些盐井盐湖中，南 美洲智利硝石含有少许的碘酸钠。
§17－2 Halogen element and
chemical compound
2－1 Simple halogen substance
2－2 Halide compound
1. Reaction with metal
F2 ：① It directly combines with metal into the highest oxidation state of fluoride，which reaction progress is often violent with flaming and exploding.
330.5 301.7
2.98 -334.7
2．66 -292.9
1.08 0.535
Existence：Halogen is in the form of chemical compound.
F: C五存a位5F在。(PO于4)3萤在地石壳Ca中F2的、质冰量晶百分石含N量a3A约lF06.0、15%氟，磷占灰第石十
Basic characteristic
F
Configuration of valence electrons
Main oxidation number
-1
Dissociation energy/kJ·mol
solubility/g/100mgH2O Atomic radius/pm
X- ionic radius/pm
Cl: 主要存在于海水、盐湖、盐井，盐床中，主要有钾石 盐1.9K%C，l 、地光壳卤中石的质K量Cl百·M分gC含l2量.6H02.0O3。1%海，水占中第大十约一含位氯。
Br: 主要存在于海水中，海水中溴的含量相当于氯的 1/300，盐湖和盐井中也存在少许的溴，地壳中的质量 百分含量约1.6 %.
二、halogen element of physical property
electrode potential： X2 2e 2 X
X2/X
(V)
F2 2.87
Cl 2 1.36
Br2 1.065
I2 0.535
X2 oxidability X－ reducibility
Except I2 , both X2 are strong oxidant. They can react with metal and nonmetal.
brownish red.
The color iodine dissolves in CCl4 or CS2 is purple. Existence is in the form of molecule.
The color iodine dissolves in ether and ethanol is brown.
Antibonding orbital energy difference in halogen’s π* and σ* decreases with Z increasing.
solution：
The color change bromine dissolves in ethanol，ether， trichloromethane，tetrachloromethane is from yellow to
Electrode potentialφØ (X2/X)/V
3.98 -506.3 2.87
Cl
Br
I
ns 2np 5
-1,+1,+3,+5,+7
238.1 189.1 148.9
0.732 3.58 0.029
99
114
133
181
195
216
1251.1 1139.9 1008.4
354.8 3.16 -368.2 1.36
53.53 85.01
158
Cl2
gas
Байду номын сангаас
yellow green
172.17
239.18
242
Br2
liqui d
reddish brown
265.9 331.93
193
I2
solid
atropurpu reus
386.7
457.5
151
F2 Cl2 Br2 I2
state： gas
solid
Iodine heated sublimate and starch turns blue with iodine.
2－1 Halogen element
一、Halogen element of physical property
halogen element
state
color
fusion
boiling
dissociation energy
point (K) point (K) (kJ/mol)
F2
gas
light yellow
than in water.
I2
I
I 3
Polyiodide’s property（KI3 ）is similar to iodine.
First ionization energy/kJ·mol-1 First electron affinity energy /kJ·mol-
157.7 分解水
71 136 1861.0
338.8
electronegativity (Pauling)
X-hydration heat/kJ·mol-1
fusion and boiling point ： up
color： light
dark
dissociation energy：
F2 （anomaly） ？
Cl2 > Br2 > I2
( 2 px )2 ( 2 p
)
4
(
2
p
)4
( 2 px ) 2 ( 2 p
)
4
(
2
p
)3 ( * )1 2 px
Chapter 17 Halogen
§17－1 Halogen
氟 ( Fluorine) 溴 ( Bromine) 砹 ( Astatine)
氯 ( Chlorine) 碘 ( Iodine)
Halogen locate in VIIA periodic table of the elements, which valence shell structure is ns2np5 .
I： 碘在海水中存在的更少，碘主要被海藻所吸收，海水 中碘的含量仅为5%, 碘也存在于某些盐井盐湖中，南 美洲智利硝石含有少许的碘酸钠。
§17－2 Halogen element and
chemical compound
2－1 Simple halogen substance
2－2 Halide compound
1. Reaction with metal
F2 ：① It directly combines with metal into the highest oxidation state of fluoride，which reaction progress is often violent with flaming and exploding.
330.5 301.7
2.98 -334.7
2．66 -292.9
1.08 0.535
Existence：Halogen is in the form of chemical compound.
F: C五存a位5F在。(PO于4)3萤在地石壳Ca中F2的、质冰量晶百分石含N量a3A约lF06.0、15%氟，磷占灰第石十
Basic characteristic
F
Configuration of valence electrons
Main oxidation number
-1
Dissociation energy/kJ·mol
solubility/g/100mgH2O Atomic radius/pm
X- ionic radius/pm
Cl: 主要存在于海水、盐湖、盐井，盐床中，主要有钾石 盐1.9K%C，l 、地光壳卤中石的质K量Cl百·M分gC含l2量.6H02.0O3。1%海，水占中第大十约一含位氯。
Br: 主要存在于海水中，海水中溴的含量相当于氯的 1/300，盐湖和盐井中也存在少许的溴，地壳中的质量 百分含量约1.6 %.
二、halogen element of physical property
electrode potential： X2 2e 2 X
X2/X
(V)
F2 2.87
Cl 2 1.36
Br2 1.065
I2 0.535
X2 oxidability X－ reducibility
Except I2 , both X2 are strong oxidant. They can react with metal and nonmetal.
brownish red.
The color iodine dissolves in CCl4 or CS2 is purple. Existence is in the form of molecule.
The color iodine dissolves in ether and ethanol is brown.
Antibonding orbital energy difference in halogen’s π* and σ* decreases with Z increasing.
solution：
The color change bromine dissolves in ethanol，ether， trichloromethane，tetrachloromethane is from yellow to
Electrode potentialφØ (X2/X)/V
3.98 -506.3 2.87
Cl
Br
I
ns 2np 5
-1,+1,+3,+5,+7
238.1 189.1 148.9
0.732 3.58 0.029
99
114
133
181
195
216
1251.1 1139.9 1008.4
354.8 3.16 -368.2 1.36
53.53 85.01
158
Cl2
gas
Байду номын сангаас
yellow green
172.17
239.18
242
Br2
liqui d
reddish brown
265.9 331.93
193
I2
solid
atropurpu reus
386.7
457.5
151
F2 Cl2 Br2 I2
state： gas
solid
Iodine heated sublimate and starch turns blue with iodine.
2－1 Halogen element
一、Halogen element of physical property
halogen element
state
color
fusion
boiling
dissociation energy
point (K) point (K) (kJ/mol)
F2
gas
light yellow