中级无机化学

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中级无机化学11年-01-引言和基本概念

中级无机化学11年-01-引言和基本概念

原子核
由质子和中子组成,质子带正电荷, 中子不带电荷。
电子层
根据电子的能量高低,将核外电子分 成不同的电子层,离核最近的为第一 层,依次向外类推。
化学键
原子之间通过共用或转移电子形成的 相互作用力,包括离子键、共价键和 金属键等。
分子结构和晶体结构
分子结构
分子中原子的空状态
气态
物质分子间距离较大,相互作用 力较弱,具有较大的压缩性和扩
散性。
液态
物质分子间距离适中,相互作用力 较强,具有一定的流动性和可变形 性。
固态
物质分子间距离较小,相互作用力 很强,具有固定的形状和体积。
物质的物理性质
颜色
物质对可见光的吸收、 反射或透射所表现出来
的特性。
密度
物质单位体积的质量, 反映物质分子间的紧密
化学反应的速率和机理
速率方程
催化剂
描述化学反应速率与反应物浓度之间 关系的数学表达式。
能够加速化学反应速率而本身不参与 反应的物质,通过降低活化能来实现。
反应级数
表示反应速率与反应物浓度之间关系 的指数,反映反应机理的复杂性。
05
无机化合物的分类和命名
无机化合物的分类
氧化物

由氧和另一种元素组成的化合物,如CO2 、H2O等。
在水中能解离出氢离子的化合物,如HCl、 H2SO4等。


在水中能解离出氢氧根离子的化合物,如 NaOH、KOH等。
由金属离子(或铵根离子)和酸根离子组 成的化合物,如NaCl、K2CO3等。
无机化合物的命名原则和方法
一般按照元素名称加上“氧化物”来命名,如“二氧 化碳”、“水”等。
输入 标酸题

中级无机化学 项斯芬 习题

中级无机化学 项斯芬 习题

中级无机化学项斯芬习题问题1请简要介绍无机化学的定义和研究内容。

无机化学是研究无机物质的合成、性质、结构、反应和应用的科学。

它研究的对象主要是不含碳-氢键的化合物。

无机化学的研究内容包括无机物的合成方法、物理性质、化学性质、结构与构型、反应机理以及无机化合物在能源、环境保护、材料科学等方面的应用。

问题2请列举无机化学中常用的实验方法。

•X射线衍射:用于测定晶体结构。

•紫外光谱:用于测定化合物的电子结构和化学键类型。

•红外光谱:用于测定化合物的键型。

•原子吸收光谱:用于测定溶液中金属元素的含量。

•质谱法:用于确定化合物的分子量。

•核磁共振(NMR):用于测定分子结构和配位方式。

•热重分析:用于测定物质的质量变化与温度变化的关系。

•发光分析:用于测定金属离子的含量。

问题3请简述无机化学中配位化合物的概念和性质。

配位化合物是指金属离子与一个或多个配体通过配位键形成的化合物。

配位化合物具有以下特点:•配位化合物具有比金属离子更高的稳定性。

•配位化合物的形成能力与金属离子的电子组态有关。

•配位化合物的性质受到配体的选择和比例的影响。

•配位化合物可以通过配位键的形成和断裂来进行反应。

问题4请解释晶体结构中的晶胞和晶体结构的空间群概念。

晶胞是晶体中的最小可重复单元,用来描述整个晶体的结构。

晶胞可以通过平移、旋转、镜面反射等操作构成整个晶体结构。

空间群是描述晶胞内所有能够保持整体不变的操作的集合。

空间群可以通过晶体中的原子位置和晶格常数来确定,并且决定了晶体的对称性和形状。

问题5请简要介绍铁的不同氧化态及其相关性质。

铁可以存在多种氧化态,包括+2、+3和+6。

不同氧化态的铁具有不同的性质:•Fe2+是铁的最稳定氧化态,具有较强的还原性。

•Fe3+是常见的氧化态,具有较强的氧化性。

•Fe6+是非常不稳定的氧化态,只在特殊条件下存在。

不同氧化态的铁在生物体内具有不同的功能,如Fe2+参与呼吸过程中的电子传递,Fe3+参与氧气的运输和储存。

中级无机化学

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CCl4难水解,是因C的价轨道已用于成键且又没有孤电子对之故。 NF3的分子结构与NCl3同,其中N原子也是采用sp3杂化轨道成键,其上有一对孤 对电子。然而, 1 由于F原子的电负性较大,使得NF3的碱性(给电子性)比NCl3小,因而亲电水解 很难发生; 2 由于N是第二周期元素,只有4条价轨道(没有d轨道),不可能有空轨道接受水 的亲核进攻; 3 N-F键的键能比N-Cl键的键能大,不容易断裂。 这些原因决定了NF3不会发生水解作用。
第一章 原子、分子及元素周期性
第一节 原子结构理论概述 第二节 原子参数及元素周期性 第三节 共价键理论概述 第四节 键参数与分子构型 第五节 分子对称性与点群 第六节 单质的性质及其周期性递变规律 第七节 主族元素化合物的周期性性质 以上七节主要自学,要求掌握: 1 用徐光宪的改进的Slater规则计算电子的屏蔽常数 2 了解电负性的几种标度,理解环境对电负性的影响和基 团电负性的概念 3 键参数 价层电子对互斥理论 分子对称性知识 4 单质及其化合物的一些性质的周期性变化规律 同时,还要特别注意 5 掌握周期反常现象的几种表现形式及合理解释
习题:1,2,3,4,6,7,8,10,11,12,13,15,17
原子所带电荷
电负性与电荷的关系可用式 χ = a + b 表示。 式中为分子中原子所带的部分电荷。a、b为两个 参数。其意义是: a表示中性原子的电负性(中性原 子=0), b为电荷参数,表示电负性随电荷而改变 的变化率。大的、易极化的原子有较小的b值; 小 的、难以极化的原子b值较大。
分子

是 D∞h i i? 否 C∞v
直线型 ?

否 两个或多个 Cn(n≥3) ?
否 Cn ? 否 ζ?
T,Th,Td,O,Oh 是

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软硬酸碱原则在无机化学中有许多定性的应用:
●由于一种元素的硬度通常随着其氧化态的增大 而增大,氧化态越高硬度越大。因此,为了使一种处 于高氧化态的元素稳定,就必须使之与硬碱如O2-、 OH-或F-配位:如Fe(VI)和Pt(VI)这样的高价态能够 分别在化合物K2FeO4和PtF6中得到。相反,为了使一 种元素处于低氧化态,则必须用软碱如CO或PR3与元 素配位。如Na[Co-1(CO)4]和Pt0[P(CH3)3]4这样的化合 物中可以见到Co(-1)和Pt(0)。
也是十分困难的,当用不同的碱作参比标准时,可以 得到不同的酸度系统标准。
HSAS规则
为了说明上述的颠倒现象,Pearson提出了软硬酸 碱的概念。
把Lewis酸碱分成硬的、交界的和软的酸碱。
软酸、软碱之所以称为软,是形象地表明它们较 易变形;
硬酸、硬碱之所以称为硬,是形象地表明它们不 易变形。
换句话说,软酸或软碱是其价电子容易被极化或 容易失去的酸或碱,而硬酸或硬碱则是其价电子与原 子核结合紧密且不容易被极化或不容易失去的酸或碱。
型的软酸。
硬碱和软碱可以按照同样的原理处理:
硬碱中的价电子结合紧密,软碱中的价电子容易 被极化。
典型的硬碱是一些较小的阴离子如F-离子,对称 的含氧酸阴离子,如ClO4-,以及具有小的给予体原子 的分子如NH3等。
典型的软碱是一些较大的阴离子如I-、H-,或者 含有较大的给予体原子的分子。
下面列出了硬酸、硬碱、软酸、软碱以及交界酸碱的一些例子。
如下面的反应都是质子理论范畴的酸碱反应。
NH4+(酸1)+NH2-(碱2) NH3(酸2) + NH3(碱1) 2NH4NO3(酸1)+CaO(碱2)→Ca(NO3)2+2NH3(g)(碱1)+H2O(g)(酸2)

中级无机化学试题及答案

中级无机化学试题及答案

中级无机化学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 下列元素中,哪一个是过渡金属?A. 铁B. 碳C. 氧D. 钠答案:A2. 以下化合物中,哪一个是共价化合物?A. NaClB. HClC. MgOD. Fe答案:B3. 哪种类型的晶体结构具有最紧密的堆积?A. 简单立方B. 体心立方C. 面心立方D. 六角密堆积答案:D4. 哪个元素的原子序数是26?A. 铁B. 钴C. 镍D. 锌答案:C5. 以下哪个元素是碱土金属?A. 锂B. 铍C. 钙D. 钡答案:C6. 哪种类型的键是离子键?A. NaCl中的键B. HCl中的键C. O2中的键D. C2H4中的键答案:A7. 以下哪个化合物是超酸?A. HClB. H2SO4C. H3PO4D. H2S答案:B8. 哪个元素属于卤素?A. 氟B. 氯C. 溴D. 碘答案:B答案:A, B, C, D9. 以下哪种化合物是金属有机化合物?A. 四氯化碳B. 四氯化钛C. 四氯化锆D. 四氯化铌答案:B10. 哪种类型的晶体结构具有最紧密的堆积?A. 简单立方B. 体心立方C. 面心立方D. 六角密堆积答案:D二、填空题(每题2分,共20分)11. 过渡金属元素通常位于周期表的________区和________区。

答案:d区和f区12. 根据八隅体规则,碳原子最多可以形成________个共价键。

答案:413. 金属键是由________和________之间的相互作用形成的。

答案:金属离子和自由电子14. 元素周期表中,第________周期是最长的周期。

答案:六15. 元素的电负性越大,其非金属性越________。

答案:强16. 金属晶体的堆积方式主要有简单立方堆积、体心立方堆积和________堆积。

答案:面心立方17. 碱金属元素位于周期表的________族。

答案:一18. 元素的原子半径随着原子序数的增加而________(增大/减小)。

中级无机化学

中级无机化学

中级无机化学化学,这门神秘而又充满魅力的科学,如同一个无尽的宝藏,等待着我们去探索和发现。

其中,中级无机化学作为化学领域的重要分支,为我们打开了一扇深入了解无机物质结构、性质和反应的大门。

中级无机化学不再仅仅是对基础无机化学知识的简单重复,而是在其基础上进行了更深入、更系统的拓展和延伸。

它涵盖了众多复杂而又引人入胜的内容,包括但不限于无机化合物的成键理论、结构与性质的关系、元素化学的深层次剖析以及无机反应的机理等。

在成键理论方面,中级无机化学引入了诸如分子轨道理论、价键理论等更为精确和复杂的模型。

以分子轨道理论为例,它能够更准确地解释一些分子的稳定性、磁性以及光谱性质等。

通过对分子轨道的组合和填充情况的分析,我们可以理解为什么某些分子具有特定的化学活性和物理性质。

这使得我们不再仅仅停留在对化学现象的表面观察,而是能够从微观层面深入理解化学反应的本质。

对于无机化合物的结构与性质的关系,中级无机化学给予了更为详尽的阐述。

结构决定性质,这是化学中的一个基本原理。

例如,在晶体结构中,晶格的类型、原子或离子的堆积方式以及配位环境等因素都会显著影响物质的物理和化学性质。

我们以金属晶体为例,不同的堆积方式会导致金属的密度、硬度以及导电性等性质的差异。

同样,在配合物中,中心金属离子的配位数、配体的种类以及几何构型等都会对配合物的稳定性、颜色和催化性能产生重要影响。

元素化学在中级无机化学中也得到了进一步的深化。

不再是简单地罗列元素的性质和化合物,而是更加注重元素周期律的深入理解和应用。

通过对元素周期表中各族元素的电子构型、氧化态、化学活性等的综合分析,我们能够发现元素之间的相似性和递变性规律。

比如,在过渡金属元素中,由于其具有未充满的 d 轨道,使得它们在催化、磁性材料以及生物体内的作用等方面都表现出独特的性质。

无机反应的机理研究也是中级无机化学的重要内容之一。

了解反应的具体步骤和中间产物,对于控制反应条件、提高反应产率以及设计新的合成路线都具有重要意义。

中级无机化学

中级无机化学

《中级无机化学》课程教学大纲说明:本大纲是按照河南省教育厅颁布的《河南省高师本科自学考试教学计划》的要求进行编写的。

一、课程的性质、目的和任务《中级无机化学》是成人高等师范本科化学教育专业所必修的一门基础课程,对学生其它专业课的学习起到承前启后的作用。

它又是与中学化学教学内容关系最为直接和密切的专业课。

因此,无机化学的教学内容既要为后续课程的学习提供必备的基础理论和元素及化合物的知识,又要考虑学生能更好地理解和分析中学化学教学内容,解决教学中有关的疑难问题的需要。

《中级无机化学》课程教学的主要任务是:1.使学生掌握元素周期律、物质结构理论、化学热力学、化学反应速度及化学平衡、氧化还原等化学基本理论的基础知识,并且掌握重要元素、单质及化合物的主要性质、结构、存在、制备和用途。

2.培养学生独立地进行化学实验、化学计算的能力,使学生养成规范化地使用化学语言和国际单位制的习惯。

3.训练学生科学的思维方法,注意培养学生自学和利用参考资料的能力。

引导他们逐步运用辩证唯物主义的认识论和方法论分析和解决一般无机化学问题。

4.使学生一般了解无机化学的发展过程、趋势以及一些重要的边缘学科知识。

二、课程教学的基本要求1.通过本课程的学习,要求学生进一步认识和理解无机化学在化学学科中的重要地位及在社会主义四个现代化建设中的积极作用,并培养学生的辩证唯物主义物质观和方法论,树立学生的科学实践观点和实事求是的学风。

2.通过对基本理论、基础知识的学习,要求能以物质结构理论为指导,以周期系为系统,用分析、比较的方法掌握重要元素、典型化合物的基本知识。

3.通过对化学热力学和化学动力学、氧化还原等基本原理的学习,在理解和掌握基本概念的基础上,能运用有关数据进行计算解决无机化学中的具体问题。

4.在系统学习无机化学知识时,要求在一系列基本理论指导下,理解物质内部本质,突出归纳掌握规律性知识,能举一反三地运用。

同时,联系中学化学教学中经常接触和存在的问题,深入、系统地掌握本课程内容的有关知识。

中级无机化学-习题及答案-完整版

中级无机化学-习题及答案-完整版
1,2,4 取代:最高次轴:C1,其他轴:无 1,3,5 取代:最高次轴:C3,3 个6σd
(2)属D4h点群,含对称元素C4、C2、2 C2' 、 2C2'' 、i、2S4、σh、2σv、2σd
(3)若忽略H原子,属C2v点群,含对称元素C2、2σv (4)属D3d点群,含对称元素C3、3C2'⊥C3、i、2S6、3σd (5)属C3v点群,含对称元素C3、3σv (6)属D2h点群,含对称元素C2、2C2'⊥C2、i、2σv、σh (7)属D∞h点群,含对称元素C∞、∞C2'、σh、∞σv、i、S∞ (8)属C2v点群,含对称元素C2、2σv
2.8 PtCl42-属于什么点群?画出它的结构,标出各类操作元素(每类只标一个)。
2.9 已知下列分子(离子)所属的点群,画出它们的结构: (1)B(OH)3(C3h);(2)Cr(en)33+(D3);(3)Co(gly)3(C3); (4)Mn2(CO)10(D4d);(5)(H2C=C=CH2)(D2d)。
H2CO3 + OH-(水-离子理
论:解离出OH-,或溶剂体系理论:生成溶剂的特征阴离子),所以NaHCO3水溶液显碱性
因为SO3 + H2O → H+ + HSO4-(水-离子理论和质子理论:解离出H+),或SO3 +
2H2O → H3O+ + HSO4-(溶剂体系理论:生成溶剂的特征阳离子),所以SO3水溶液显酸
2.5 [MA2B2]2-呈平面四边形构型时属D2h点群,含有对称元素:C2、2C2'、σh、i、2σv。[MA2B2]2 -呈四面体构型时属C2v点群,含有对称元素:C2、2σv。
2.6 C4h点群比D4h点群缺少 4 条垂直于主轴的C2'旋转轴。D4h点群的例子有配离子PtCl42-,C4h 点群例子有:

中级无机化学复习资料

中级无机化学复习资料

中级无机化学第一部分中级无机化学复习资料一酸碱理论。

1.水-离子理论:酸是能在水中电离出H+的物质,碱是能电离出OH-的物质。

2.质子理论:任何可以作为质子给予体的物质叫做酸,任何可以充当质子接受体的物质叫做碱。

3.溶剂体系理论:凡是能产生该溶剂的特征阳离子的物质是酸,产生该溶剂的特征阴离子的物质是碱。

NH3 + H2O = NH4+ + OH-由于产生特征阴离子OH-,所以该溶剂是碱。

4.电子理论【Lewis】:能接受电子的是酸,给电子的是碱。

5.正负离子理论:任何能中和碱形成盐并放出阳离子或结合阴离子【电子】的物质是酸,任何能中和酸放出的阴离子【电子】或结合阳离子的物质为碱。

6.Lux酸碱理论:酸为O2-离子接受体,碱定义为该离子的给予体。

二Lewis酸碱。

1.硼族酸:BF3<BCl3<BBr3 。

AlCl32.碳族酸:SiI4<SiBr4<SiCl4<SiF43.氮族和氧族酸:氨,胺,水,三氧化硫。

三软硬酸碱体积小,正电荷多的,在外电场作用下难以变形的为硬酸,反之称为软酸。

硬碱是分子的配位原子具有高的电负性,难极化和氧化的物质。

软硬酸碱的应用:可以有效地用来定性的估计盐类在水溶剂或其它溶剂中的溶解度。

四无机化合物的制备方法1高温无机合成:高熔点金属粉末的烧结,难熔化合物的熔化和再结晶,陶瓷体的烧成。

前驱体法,溶胶-凝胶合成法,化学转移反应。

2低温合成:冰盐共熔体系,干冰浴,液氮。

3 水热合成:a.在密闭的以水为溶剂体系,在一定的温度和水自身的压力下使原料混合物发生反应。

b.水热体系:高压釜或水热弹。

4高压合成无水无氧合成,电化学无机合成,等离子体合成.五无机分离技术溶剂萃取法,离子交换分离,膜法分离技术六表征技术X射线衍射法【粉末,单晶法】,紫外-可见分光光度法【金属配合物】,红外光谱,核磁共振谱,电子瞬磁共振,X射线光电子能谱,热分析技术【热重分析,差热分析,差示扫描量分析】七无机材料化学1.离子晶体的鲍林规则a.鲍林第一规则—负离子配位多面体规则。

中级无机化学课件

中级无机化学课件

《中级无机化学》教学大纲英文名称:Intermediate Inorganic Chemistry课程编号:310401课程类型:学科方向课学时:48 学分:3适应对象:化学系高年级本科生先修课程:要求系统学习过大学基础化学课程体系,如化学原理,元素化学,有机化学,仪器分析等,并对生物化学的基础知识有所了解。

建议教材及参考书:1. 《中级无机化学》,项斯芬,姚光庆编著,北京大学出版社,20032. 《中级无机化学》,朱文祥,刘鲁美主编,北京师范大学出版社,19933. 《无机化学新兴领域导论》,项斯芬编著,北京大学出版社,19884. 《中级无机化学》电子教案及讲义稿一、课程的性质、目的和任务中级无机化学面对的是学完了无机化学、分析化学、有机化学和物理化学等基础课的高年级学生,是无机化学的继续与提高,是化学、化工类专业本科生必备的重要专业基础课。

通过本课程的教学,使学生更加全面、更加深入地掌握无机化学原理,了解无机化学的一些新领域、新成就和新知识,提高学生运用现代理论解决实际问题的能力,为更好地学习专业课打下坚实的基础。

二、课程的教学内容及要求绪论(2学时)0.1 无机化学各新兴领域的发展历史,研究意义,学科特点等0.2 课程概述,各组成部分,课程要求,考核方式基本要求:了解无机化学的发展历史;了解无机化学发展的现状和未来发展的可能方向;了解现代无机化学发展的特点。

第1章分子对称性和群论初步(8学时)1.1 对称操作和对称元素1.2 对称性在化学中的应用1.3 群的定义1.4 化学中重要的点群1.5 群的表示1.6 特征标表1.7 群论在杂化轨道理论的应用1.8 群论在振动光谱的应用知识点:对称操作;对称元素;群的定义;群的四个基本特征;重要的分子点群;群的表示;特征标表;群论在杂化轨道理论和振动光谱的应用基本要求:掌握对称操作、对称元素和相应的矩阵表示;掌握群的定义和四个基本特征;掌握重要的分子点群;了解群论在杂化轨道理论和振动光谱的应用重点:对称操作;重要的分子点群第二章配位化学基础和配合物立体化学(4学时)2.1 配位化学基础2.2 配合物的几何构型2.3 配合物的异构现象2.4 配合物的制备方法知识点:配位化合物组成和定义;配合物的几何构型;配合物的异构现象;配合物的制备方法基本要求:复习配位化合物组成和定义;熟悉不同配位数的配位化合物的几何构型;掌握配合物的异构现象;了解配合物的制备方法重点:配合物的几何构型;配合物的异构现象(几何、旋光、键合)第三章配合物的电子结构(6学时)3.1 价键理论3.2 晶体场理论3.3 配位场理论3.4 配合物的电子光谱知识点:价键理论;晶体场理论;分裂能;光谱化学序;配位场理论;三种理论的优缺点;配合物的电子光谱基本要求:复习价键理论和晶体场理论;了解光谱化学序;重点掌握配位场理论和三种理论的优缺点;熟悉分裂能的概念;了解配合物的电子光谱重点:配位场理论;反馈π键;三种理论的优缺点第四章配合物的反应机理和动力学(8学时)4.1 配体取代反应4.2 电子转移反应知识点:八面体和正方形配合物的配体取代反应;配体取代反应的机理(离解机理,缔合机理,交换机理);过渡态理论;配合物的活性与惰性;外界机理;内界机理;双电子转移反应;配体的反位效应基本要求:了解配体取代反应的机理;能熟练判断配合物的活性与惰性;了解八面体配合物、平面正方形配合物的配体取代反应机理;熟悉配体的反位效应概念及其应用重点:配合物的活性与惰性;反位效应第五章有机金属化学(4学时)5.1 概述5.2 金属羰基化合物5.3 金属不饱和烃化合物5.4 金属环多烯化合物5.5 金属卡宾卡拜化合物(自学)知识点:羰基化合物和类羰基化合物;茂夹心型配合物;二苯铬;环辛四烯夹心型化合物;金属卡宾卡拜化合物基本要求:初步掌握过渡金属茂夹心型配合物,二苯铬,环辛四烯夹心型化合物的结构、成键特征;会利用EAN规则来推断羰基簇合物的结构重点:羰基化合物和二茂铁类化合物的化学键和结构特性,以及在催化领域的应用第六章原子簇化学(6学时)6.1 原子簇定义、类型与结构特征6.2金属-金属多重键簇6.3金属簇合物的结构规则6.4 金属簇的反应性能与应用知识点:金属簇的结构特征;金属-金属多重键的形成;金属簇的结构预测的相关理论;金属簇合物在功能材料和生物无机中的应用;过渡金属的羰基簇合物,过渡金属的卤素簇合物基本要求:熟悉金属-金属键多重键重点:金属-金属多重键;EAN规则第七章无机固体化学(4学时)7.1 固体中的化学键(自学)7.2 固体中的缺陷7.3 固溶体7.4无机固体的制备知识点:无限排列固体中的化学键;能带;固体中的缺陷;扩散;非化学整比性;固溶体特征分类;无机固体的制备方法基本要求:复习能带与固体的分类;掌握固体中缺陷的种类和固溶体的特征;会利用固溶体相关知识来指导无机材料的合成重点:点缺陷;固溶体;高温固相反应法第八章生物无机化学(4学时)8.1 概述,生命元素与生物配体8.2 金属蛋白与金属酶8.3 生物膜,离子载体,金属与核酸的作用知识点:宏量与痕量生命元素;生物配体;蛋白质的结构;载氧金属蛋白;金属酶;生物膜;离子载体;金属与核酸的作用基本要求:了解生物体内宏量与痕量生命元素的分布;了解蛋白质的结构;掌握载氧金属蛋白和金属酶;了解生物膜、固氮酶离子载体、金属与核酸的作用重点:载氧金属蛋白与金属酶三、课程教学基本要求1.课堂讲授教学过程以课堂讲授为主,采用板书和幻灯相结合的教学方法,使学生理解本课程的基本内容,尽可能结合学生专业的实例,引导学生运用所学知识解决实际问题。

中级无机化学课程介绍

中级无机化学课程介绍

《中级无机化学》课程介绍适用对象:2004级本科学生(学分:2;学时:32)《中级无机化学》是在学完基础无机化学之后进一步扩展提高的课程。

本课程着重介绍无机化学新领域中有应用和一些基础理论、新知识和新成就,要求学生通过本课程的学习对无机化学领域的一些新边缘学科如金属有机机化学,原子簇化学,和无机材料化学等有一个较系统的认识和了解。

《中级无机化学》任课教师简介任课教师:李东娇,副教授,2004年9月任教至今。

先后担任《无机化学》、《无机化学实验》等课程的教学与研究工作。

在国外刊物上发表论文5篇。

《中级无机化学》教学大纲一、教学目标1.无机化学是发展较早的学科,在整个20世纪至今,由于物质结构理论和现代物理技术的发展与应用,无机化学有了突飞猛进的发展,其研究领域越来越广,打破了无机化学和有机化学的界限,并已渗透到生物化学领域。

种类繁多、性能优越的各种无机材料已合成出来,并应用于信息技术、生物技术、航导技术和核技术等科技领域。

无机化学新物质、新材料的合成仍是21世纪无机化学的首要任务,无机化学新理论是人们认识新物质、新材料、促进无机化学发展的重要基础。

2.开设本门选修课,目的是使学生对已学过的无机化学知识进一步深化和理解;了解一些新的化合物,如金属有机化合物、簇状化合物、生命元素及其化合物在生物化学方面的重要地位和作用;了解无机固体材料、纳米材料的制备、性能和用途。

从而扩大学生的视野,了解现代无机化学的发展和研究方向,使其跟上无机化学发展的步伐。

提高学生的知识水平,提高理论联系实际、分析问题和解决问题的能力。

为考研打下扎实的理论基础。

二、教学要求1.本课程适于高年级在学完分析化学、有机化学、物理化学和结构化学主干课程后开设。

学习过程中,要以教材为主,同时借助其它资料和多媒体,以讲授为主,自学和讨论相结合的多种教学形式。

基本内容要讲透,要求掌握。

一般内容要以点带面,要求学生理解。

前沿的东西,要求学生通过自学加以了解。

中级无机化学 学习指南

中级无机化学  学习指南

学习指南中级无机化学是为化学专业本科三年级同学开设的专业方向课程,综合性强,具有独特的“枢纽”地位。

在化学专业本科生的无机化学专业知识的两段式课程体系中,本课程处于第二阶段。

在化学专业贯通本科生到硕士生的无机化学专业知识体系中,本课程处于“中级”阶段。

通过比较深入地引入现代无机化学的重要新领域、新知识和新成就,使同学们对现代无机化学的研究现状和发展趋势获得概括性的、比较深刻的了解。

同时,通过给同学们提供一个平台,运用各化学专业前导基础课程的基础理论和专业知识解决无机化学中的一些较深层次理论问题,既使同学们的无机元素化合物知识得以条理化、规律化、系统化,又使同学们加深对前导课程的理论和知识的理解,培养同学们在一级学科水平上综合运用学科知识的能力。

最终,使化学专业学生本科阶段的无机化学知识得到有效夯实,对无机化学学科的认识发生质的飞跃,化学专业知识结构更加合理、更加完善,能力得到有效提高。

一、教学方法本着学生为主体、教师为主导的教学原则,根据本课程综合性强的特点,因材施教,以讲授为主,采用与研究型大学教学理念相适应的现代教学方式与现代化教育技术手段,强调互动式教学,充分体现同学的主体作用,最大限度地调动同学学习的主动性和积极性,通过课堂讲授、课堂讨论及练习、专题讲座、习题、自由作业、小论文、读书报告、期中和期末考试、配套综合设计实验、配套选修课等多个教学环节,在师生交流、互动中完成教学过程,提高教学效率,培养同学的科学探索精神和创新能力。

1.采用不同教学策略,灵活运用教学方法根据各模块内容的特点,结合每届同学的基础和特点,将教学内容分为3类,分别设计课堂精讲与同学课下自学结合、选讲与同学完全自学结合、课堂详细讲授的教学策略。

策略1——精讲与自学结合:对于同学已经具备较好的基础、内容跨度不太大、学习难度不很大的内容,采用课堂讲授与同学课下自学结合的方式进行教学。

策略2——选讲与完全自学结合:在同学通过前两个阶段6个章节的学习,已经了解近代无机化学的一些重要类型化合物的结构特征、成键特点以及重要的研究思想方法以后,第三阶段的内容采用选讲专题与完全由同学自学结合的方式处理,根据各届同学的学习基础来具体调节。

《中级无机化学》课件

《中级无机化学》课件
《中级无机化学》PPT课 件
欢迎大家来到《中级无机化学》的PPT课件!在这里,我们将深入探讨无机化 学的重要概念和原则,帮助您建立牢固的化学基础。
课程概述
本课程将介绍无机化学领域的关键概念,包括元素周期表、化学键、离子和 配合物等。您将了解无机化学在现实世界中的应用和重要性。
课程大纲
1 模块一Байду номын сангаас
元素周期表
2
生全面理解。
通过实验操作,培养学生的实践能力和探索
精神。
3
案例研究
分析和解决真实世界中的无机化学问题,提 高学生的问题解决能力。
教学资源
教材
精心挑选的无机化学教材,包含丰 富的理论知识和实践案例。
实验设备
先进的实验室设备,提供良好的实 验环境。
软件工具
专业化学软件,用于模拟和分析无 机化学反应和结构。
结语
通过这门课程,您将对无机化学有更深入的了解,并掌握在实际应用中运用 所学知识的能力。愿您在这个学习之旅中获得丰富的化学知识!
3 模块三
离子和配合物
2 模块二
化学键和分子结构
4 模块四
反应性和化学平衡
课程目标
深入理解
掌握无机化学基本概念的原理和应用。
实践操作
通过实验和案例研究,加深对无机化学的理解。
团队合作
与同学们合作解决复杂的无机化学问题,培养团队合作能力。
教学方法
1
理论讲解
通过讲解完整的无机化学知识体系,帮助学
实验探索
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无机化学研究最新进展陈荣梁文平(国家自然科学基金委员会化学科学部,北京 100085)近几年我国无机化学在国家自然科学基金及其它基础项目的支持下,基础研究取得突出进展,成果累累,一批中青年专家的工作脱颖而出。

有的专家在科研成果转化、产业化方面作出了突出成绩;有的专家在国际高水平的专业杂志Science, Accounts of Chemical Reserch , Angew.Chem.Int.ed., J. Am. Chem. Soc.上发表了一批有影响的科学论文。

以化学著名期刊Angew. Chem. Int. Ed.和J. Am. Chem. Soc.为例,据不完全统计,近10年来,大陆学者在Angew. Chem. Int. Ed. 上共发表论文44篇,其中无机化学领域的专家发表18篇,占41%。

特别是近两年,大陆学者在Angew. Chem. Int. Ed. 上共发表论文30篇,无机化学领域的专家发表16篇,占53%,增长迅速;近10年大陆学者在J. Am. Chem. Soc. 上发表论文53篇,无机化学学者发表11篇,占20%;有机化学领域的专家,在Angew. Chem. Int. Ed. 上共发表论文8篇;在J. Am. Chem. Soc. 上发表论文14篇,也表现出良好的发展势头。

我们相信在国家自然科学基金的资助下,化学学科能够继续取得基础研究的突破,开创新领域,开展国际领先的独创性研究工作。

无机化学的在以下几个方面取得了令人瞩目的成绩:1. 中国科技大学钱逸泰、谢毅研究小组在水热合成工作基础上,在有机体系中设计和实现了新的无机化学反应,在相对低的温度制备了一系列非氧化物纳米材料。

溶剂热合成原理与水热合成类似,以有机溶剂代替水,在密封体系中实现化学反应。

他们在苯中280℃下将GaCl3和Li3N反应制得纳米GaN的工作发表在Science上,审稿人评价为“文章报道了两个激动人心的研究成果:在非常低的温度下苯热制备了结晶GaN;观察到以前只在超高压下才出现的亚稳的立方岩盐相。

……”文章已被Science 等刊物引用60次。

在甲苯中溶剂热共还原制成InAs,文章发表在J. Am. Chem. Soc.上;在KBH4存在下,在毒性低的单质As和InCl3反应制得纳米InAs,文章发表在Chem. Mater.上;在700℃下将CCl4和金属Na发生类似Wurtz反应制成金刚石,该工作在Science上发表不久就被美国《化学与工程新闻》评价为“稻草变黄金”;用溶剂热合成了一维CdE(E=S,Se,Te),文章发表在Chem. Mater.上;用金属Na还原CCl4和SiCl4在400℃下制得一维SiC纳米棒的工作发表在Appl. Phys. Lett.上,被审稿人认为这是一种“新颖的和非常有趣的合成方法,……将促进该领域更深入的工作”;多元金属硫族化合物纳米材料的溶剂热合成:如AgMS2和CuMS2(M=Ga,In)的文章分别发表在Chem. Commum.和Inorg. Chem.;成功地将部分硫族化合物纳米材料的溶剂制备降至室温,其中一维硒化物的工作发表在J. Am. Chem. Soc. 和Adv. Mater.上;不定比化合物的制备和亚稳物相的鉴定:如Co9S8等不定比化合物的溶剂热合成发表在Inorg. Chem.上,岩盐型GaN亚稳相的高分辨率电镜鉴定工作发表在Appl. Phys. Lett.上。

2. 吉林大学冯守华、徐如人研究组应用水热合成技术,从简单的反应原料出发成功地合成出具有螺旋结构的无机椨谢 擅赘春喜牧希?/FONT>M(4,4'-bipy)2(VO2)2(HPO4)4(M=Co; Ni)。

在这两个化合物中,PO4四面体和VO4N三角双锥通过共用氧原子交替排列形成新颖的V/P/O无机螺旋链。

结构中左旋和右旋的V/P/O螺旋链共存。

这些左旋和右旋的螺旋链严格交替,并被M(4,4'-bipy)2结构单元连接,形成开放的三维结构。

无机螺旋链的形成,归因于M(4,4'-bipy)2结构单元上的两个联吡啶刚性分子分别与两个相邻螺旋链上的钒原子配位产生的拉力。

研究结果发表在Angew. Chem. Int. Ed.2000, Vol. 39, No. 13, 2325-2327。

鉴于在国际上无机水热合成前沿领域的系统和创新性研究工作,吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室冯守华教授和徐如人院士2001年应邀为美国化学会《化学研究评述》(Accounts of Chemical Reserch)撰写综述论文。

综述题目为“New Materials in Hydrothermal Synthesis” (Acc. Chem. Res.,34(3),239?/FONT>247,2001)。

该文从以下七个方面系统地总结了新材料水热合成化学方面的研究成果:微孔晶体;离子导体;复合氧化物和复合氟化物;低维磷酸铝;无机/有机杂化材料;特殊聚集态材料;材料,生命,环境与社会问题。

3. 南京大学熊仁根、游效曾等在光学活性类沸石的组装及其手性拆分功能研究方面设计和合成具有手性与催化功能的无机椨谢 踊 亩辔 峁梗 歉男粤斯庋Щ钚缘奶烊挥谢 ┪?/FONT>(奎宁),以它作为配体同金属离子自组装构成了一个能进行光学拆分(或选择性的包合S-构型)消旋2-丁醇和3-甲基-2-丁醇,拆分率达98%以上的三维多孔类沸石。

在成功设计这个类沸石时,我们主要考虑了以下一些因素:负一价阴离子的配体(排除了外部阴离子占据空洞的可能性);配体具有大量的有机部分增强了疏水性;同时也有亲水基团, N、OH等基团共存于一个配体中, 这样配体具有两性;多个手性中心(4个)。

这是目前第一个能拆分的具有光学活性的类沸石,该工作被认为是非常重要和有意义的工作,发表在Angew. Chem. Int. Ed.,(2001,40,4422-4425)上,并被选为Hot Paper。

4. 中国科学院福建物质结构研究所洪茂椿、吴新涛等在纳米材料和无机聚合物方面的工作有30篇论文发表在国际高水平的刊物如Angew. Chem. Int. Ed.,J. Am. Chem. Soc.,Chem. Eur. J.,Chem. Comm.,Inorg. Chem.上,引起了国内外同行的广泛重视。

他们在纳米金属分子笼(nanometer-sized metallomolecular cage)的合成,结构和性能研究方面考虑有机桥联配体与金属离子的协同作用和结构调控,设计合成了一种含有机硫和氮的三齿桥联配体tpst, 其中的吡啶环与中心隔离体通过柔性的硫醚联结. 通过tpst配体与两价的镍、鈀或铂离子自组装反应,我们成功地构筑了具有Oh 对称的立方体金属-有机笼子[Ni6(tpst)8Cl12],其笼内体积超过1000?3,可以同时容纳多种离子和溶剂分子。

该笼子在100° C下稳定并有12个较大的可变的窗口,可以让小分子进出笼子。

这是目前已测定单晶结构的容量最大的一个金属-有机笼子( J. Am. Chem. Soc. 2000, 122,4819-4820)。

进行了具有大孔洞的新型金属¾ 有机类分子筛(New type of metal-organic macroporous zeotype) 的合成,结构和性能的研究。

这一方面的研究工作主要集中在合成合适的有机配体设计合成孔洞大小和形状适宜的复合聚合物。

他们最近把tpst 配体和一价的金属离子进行逐步组装,制成了一种具有纳米级管的一维聚合物[Ag7(tpst)4(ClO4)2(NO3)5]n,管中可以同时容纳离子和小分子。

这是目前唯一的一种具有金属-有机的纳米管的一维聚合物。

他们还成功地构筑了一个新型的具有纳米级孔洞的类分子筛[{Zn4(OH)2(bdc)3}· 4(dmso)2H2O]n, 其中孔洞的大小近一纳米。

骨架的金属可以是具有催化活性的金属团簇。

把多齿羧酸大配体与稀土金属和过渡金属离子反应,制成了多种含稀土金属和过渡金属且具有大孔洞的一维、二维和三维聚合物,[Gd2Ag2(pydc)4(H2O)4]n[{Gd2Cu3(pydc)6(H2O)12}.4H2O]n,[{Gd4Cu2(pydc)8(H2O)12}.4H2O]n,[{Gd2Zn3(pydc)6(H2O)12}.4H2O]n,[{Gd4Zn2(pydc)8金属纳米线和金属-有机纳米板的合成和结构研究。

设计合成了一些金属纳米线、金属-非金属纳米线和金属有机纳米板,应用结构化学研究手段,研究它们的自组装规律、空间结构、电子结构及其物理化学性能,探索空间结构与性质和性能的关系规律。

5.北京大学高松研究小组在磁分子材料的研究方面取得了突出成果。

外磁场依赖的特殊的磁弛豫现象。

在水溶液中以1:1:1的摩尔比缓慢扩散K3[M(CN)6](M = Fe III,Co III), bpym (2,2’-bipyrimidine) 和Nd(NO3)3, 合成了第一例氰根桥联的4f-3d二维配位高分子[NdM(bpym)(H2O)4(CN)6]× 3H2O, 24个原子形成的大六边形环, 分别以顶点和边相连, 构筑成独特的二维拓扑结构。

通过对结构相同的两个化合物的磁性比较研究,确定了Nd III-Fe III间存在弱的铁磁相互作用。

尽管在2K以上未观察到长程磁有序,零外场下变温交流磁化率也表现出通常的顺磁行为,但是,在外磁场(2kOe)存在时交流磁化率表现出慢的磁弛豫现象, 与超顺磁体和自旋玻璃有类似之处。

用该体系几何上的自旋阻挫给予了初步解释(Angew. Chem. -Int. Ed., 40(2), 434-437, 2001)。

金属簇合物为结构单元的超分子组装。

以混合稀土盐Dy(ClO4)3和天冬氨酸的水溶液, 调节溶液的p H到大约6.5, 合成得到了一个三维开放骨架结构的配位高分子, 其孔径达11.78A。

用天冬氨酸这个二元羧酸替代一元氨基羧酸的结果是, 在生理pH条件下形成的氨基酸稀土配合物从分立的四核立方烷结构组装成三维的超立方烷(Angew. Chem.-Int. Edit., 39(20), 3644-6, 2000)。

氰根桥联的三维铁磁体。

以以4d金属离子Ru(III) 稳定的的二氰根配合物[Ru III(acac)2(CN)2]-为“建筑块”与3d金属离子Mn(II)反应,合成了一个氰根桥联的类金刚石结构的三维配位高分子。

磁性研究表明,Ru-Mn间呈铁磁性作用,并且在3.6 K 以下表现出长程铁磁有序。

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