无机化学考研辅导讲座1

例1：具有下列价电子的元素是属于哪一类或哪一种元素？

（1）具有３个p电子；（2）3d全满，4s有2个e-（3）有2个n=4和l=0的电子，8个n=3和l＝2的电子。

七、原子结构和元素基本性质

1、原子半径：由相邻原子核间距测出的，同种元素的两个原子以共价单键连接时，其核间距的一半为该原子的（单键）共价半径。

原子半径在周期表中变化规律：

（1）同一族：主族元素由上到下半径增大，副族元素由上到下半径增大，但不明显。第五、六周期受到La系收缩的影响。

（2）同一周期：由左到右半径减小，主族比副族减小幅度大。因为主族元素有效核电荷增加幅度大；另外ⅠB、ⅡB原子半径比左边相邻元素大，这是因为d轨道电子填满屏蔽效应增大的缘故。 2、电离能

（1）概念：气态原子失去一个e-成为+1价气态离子所需的能量，称为该元素的（单一）电离能（I1）。气态+1价离子再失去一个e-所需的能量称为第二电离能（I2）……一般I1

（2）在周期表中变化规律（主要指主族元素）

1同一族比较：从上到下，I↓，原子半径增大的缘故。

2同一周期比较：从左到右，I↑，原子半径减小的缘故，有效核电荷渐增。但在ⅢA和ⅥA出现两个转折。即电离能ⅡA>ⅢA,ⅤA>ⅥA。前者是因为ⅡA失去的se-，ⅢA失去pe-，pe-能量比se-高，易失去，后者是由于ⅤA族p轨道已半满，较稳定，而ⅥA的最后一个e-要填入p轨道，必然受到原来已占据轨道的那个电子排斥，要额外消耗电子的成对能，故较易失去。 3、电子亲合能

（1）概念：气态原子获得一个e-成为气态-1价离子所释放的能量称为该元素（单一）电子亲合能（E）

（2）周期表中变化规律：与电离势变化规律基本相同。 1电子亲合能数据难以测准，多类书中出入较大。

2ⅤA、ⅥA、ⅦA电子亲合能最大不是在第二周期，而是在第三周期。如：Cl>Br>F>I S>O 因为第二周期元素半径小，获得1个电子后电子间斥力大增。

3同一周期电子亲合能在 ⅡA、ⅤA出现反复。 4、电负性

（1）概念：电负性是指分子内原子吸引电子的能力。元素电负性越大，原子在分子内吸引成键电子的能力越强。

（2）变化规律：类同电离能和电子亲合能

对主族元素：同一族上→下减小（ⅢA有些例外）；同以周期从左→右增加。

例1．试用原子结构理论解释。

（1）稀有气体在每周期元素中具有最高的电离能 （2）电离能Mg>Al;P>S （3）电子亲合能 S>O;C>N

例2：利用适用于单电子的玻尔理论计算：

1B4+离子的电子处于n=3时轨道半径和能量。 21mol处于该状态下B4+的电离能，是多少？ 3 B4+电子从n=3跃迁到n=2放出的光波长和频率。

例3：为什么原子的最外层，次外层和外数第三层依次最高只能有8，18和32个电子？

例4：试依据原子结构理论预测：

1原子核外出现第一个电子（l＝4）电子的元素的原子序数是多少？

2第七周期为未满周期，若填满后应有多少种元素？第八周期有多少种元素？

3有人经过理论研究发现，第114号元素应该有一定的稳定性。试指出它属于哪一周期？哪一族？ 习题：

1、玻尔理论的要点是什么？这一理论对原子结构的发展有什么贡献？存在什么缺陷？

2、几率和几率密度有何区别？

3、说明四个量子数的物理意义和取值要求。 4、电子云图和电子云角度分布图两者有何区别？ 5、什么叫做中心势场模型？

6、在元素周期表中，元素按外围（亦称价壳层）电子构型可分为几个区域？各区域价电子构型有何特征？什么叫过渡元素？ 7、元素的电离能的变化有何变化规律？

8、为什么电离能都是正值？而电子亲合能却有正有负？电子亲合能的大小与哪些因素有关？在周期表中元素的电子亲合能有何变化趋势？ 9、鲍林是如何标度电负性的？电负性有何递变规律？试计算氢原子的电负性（已知：H-H键的键能为436kJ·mol-1；F-F键的键能为155kJ·mol-1；H-F键的键能为565kJ·mol-1）。

10、质量为10克的子弹运动，若它的位置准确测定到0.01cm,其速度的测不准情况如何?

11、计算铁（Z=26）原子中和3d电子相关联的σ、Z*和E3d 12、求锂原子（Z=3）的第一电离能。

13.计算波长为401.4nm（相当于钾的紫光）的光子所具有的质量和能量。

14.假如电子在一万伏特加速电压下的运动速度是5.9×107m·s-1。计算电子的波长，并与可见光波长进行比较。

16.设子弹的质量为0.01kg，速度为1.0×103m·s-1。试通过计算说明宏观物体主要表现为粒子性，其运动服从经典力学规律（设子弹速度的不确定程度为10-3m·s-1）。

17.什么是屏蔽效应和钻穿效应？怎样解释同一主层中能级分裂及不同主层中的能级交错现象？

18.请写出原子序数为24的元素的名称，符号及其基态原子的电子结构式，并用四个量子数分别表示每个价电子的运动状态。

19.通过计算说明，原子序数为12，16，25的元素原子中，4s和3d轨道哪个能量高？

20.请解释原因：

⑴ He+中3s和3p轨道的能量相等，而在Ar+中3s和3p轨道的能量不相等。 ⑵ 第一电子亲和能为Cl>F,S>O；而不是F>Cl,O>S。

21.已知M2+离子3d轨道中有5个电子，试推出： ⑴ M原子的核外电子排布；

⑵ M原子的最外层和最高能级组中电子数各为多少； ⑶ M元素在周期表中的位置。

22.判断下列各对元素中哪一种元素的第一电离能大，并说明原因。

S与P Al与Mg Sn与Sb Cu与Zn Cs与Au 23.判断半径大小并说明原因：

⑴Sr与Ba ; ⑵Ca与Sc; ⑶Ni与Cu; ⑷Zr与Hf; ⑸S2-与S ; ⑹Na+与Al3+ ; ⑺Sn2+与Pb2+ ; ⑻Fe2+与Fe3+

24．为什么原子的最外,次外层,和外数第三层依次最多只能有8,18和32个电子? 25．某元素原子M层电子比最外层的N层电子多8个,它为何周期何族元素,用四个量子数表明每个价电子的状态.

26．原子结构理论预测:(1)原子核外出现第一个g(l=4)电子的元素的原子序数是多少?(2)第七周期为未满周期,若添满后应有多少种元素? 第八周到期有多少种元素?(3)有人通过理论研究发现,第114号元素应该有一定的稳定性,试指出它属于哪一周期?哪一族?

27．比较下列各对原子或离子半径的大小,并申述理由.

(1) 原子半径:Ca和Sc;Ni和Cu;Zr和Hf;Cs和Sr;K和Ag

(2) 离子半径:Mg2+和Al3+;La3+和Ce3+;F-和Na+;S2-和Cl-;K+和Cu+ 28．将下列原子按指定性质大小的顺序排列, 并申述理由. (1)电离能:Mg Al P S (2)电子亲合能:F Cl N C (3)电负性:P S Ge As

第三讲 配位化合物 3-1配位化合物的命名

一般服从于无机化合物的命名原则，内界与外界之间叫―某化某‖；―某酸某‖；―氢氧化某‖等。 一、内界命名：

1、次序：配位体数→配位体名称→合→中心离子或原子（氧化数<罗马数字>） 2、配位名称顺序：

无机简单离子→复杂离子→有机离子→NH3-H2O→有机分子。如：[Co(NH3)3H2OCl2]+

（1）多类配体如果不只一个时，按配位原子元素符号的英文字母顺序命名，如：

[CoClNO2(NH3)4]+：一氯·一硝基·四 氯合钴（Ⅲ）离子 [Co(CO)4(NH3)2]+：四羰基·二氨合钴（Ⅲ）离子

（2）配位原子相同，配体中原子数目也相同，则按结构式中与配位原子相连的原子的元素符号字母顺序排列，如：[Pt(NH2)(NO2)(NH3)2]：氨基·硝基·二氨合钵（Ⅱ）

（3）多核配合物命名：在桥联基前冠以希腊字母μ-，桥基多于一个时，用二（μ-），三（μ-）。如： [(NH3)5Cr-OH-Cr(NH3)5]Cl5 五氯化·μ-羟·十氨合二铬(Ⅲ) 五氯化·μ-羟·二(五氨合二铬(Ⅲ))

3、电中性配体:一般保留原来命名，而CO、NO、O2和N2作为配体时，为羰基、

亚硝基、双氧、双氮。 4、同一配体若配位原子不同，则名称不同，如-NO2硝基、-ONO亚硝酸根、-SCN硫氰酸根、-NCS异硫氰酸根 5、常见配体缩写：

乙二胺（en）、吡啶（py）、硫脲（tu）、草酸根（ox-）、乙酰丙酮根离子（acac-）、乙二胺四乙酸根离子（edta-） 例

1、[CrCl2(NH3)4] Cl·2H2O

2、[Pt(NO2)(NH3)(NH2OH)(py)]Cl

3-2 配合物的异构现象

1、构造异构：配合物的实验式相同，但中心原子于配体间连接的方式不同而引

起的异构。主要有：

（1）离解异构：如[Co(NH3)5Br]SO4和[Co(NH3)5SO4]Br （2）水合异构：如[CrCl(H2O)5]Cl·H2O和[CrCl2(H2O)4]Cl·2H2O （3）配位异构：如[Co(en)3][Cr(CN)6]和[Cr(en)3][Co(CN)6] （4）键合异构：如[Co(ONO)2(NH3)4]Cl和[Co(NO2)2(NH3)4]Cl （5）聚合异构：如[Co(NH3)6][Co(NO2)6]和[Co(NH3)4(NO2)2][Co(NH3)2(NO2)4] 2、立体异构: 配合物的实验式和成键原子连结方式都相同，但配体在空间排列方式不同而引起的异构。又分为：

（1）几何异构：配体在空间相对位置不同而产生的异构现象。如:[Pt(NH3)2Cl]有两种异构体——顺式和反式

橙黄色，μ>0，溶解度大 亮黄色，μ<0，溶解度小

[CrCl2(NH3)4]+也有2种异构体，顺式和反式八面体Ma3b3存在面式、径式，如：[Co(CN)3(NH3)3].

常见化合物类型与几何异构体数关系

MX3Y MX2Y2 MX2Y2 MXY2K 平四方MX4

形

1 2 2 3 异构体1

数

MX5Y MX4Y2 MX3Y3 MX4YZ MX3Y2Z MX2Y2Z2 八面体 MX6

1 2 2 2 3 5 异构体1

数

（2）旋转异构：若一个与其镜像不能叠合，则该分子与其镜像像互为旋光异构，如[Pt(NH3)2(NO2)2Cl]的旋光异构体为：

例：画出下列配合物可能存在的立体异构体。

（1）[PtClBrNH3Py] （2）[PtCl2(NO2)(NH3)2] 3—3 配合物价键理论 一、基本要点

1、中心原子M和配体之间的结合是由M提供空轨道，L提供孤电子对而形成的配位键。有σ配键、π配键。

2、中心原子（或离子）提供的空轨道，必须进行杂化，杂化轨道的类型决定了配离子的空间构型和稳定性。如：