最新天津大学无机化学教研室编无机化学上、下册,第三版北京：高ppt课件.ppt

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1、进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记忆中的故那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热怎么这么热”，于是三五成群，聚在大树，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩

2、子们却在周下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑了，快来我给你扇扇强子，别跑了，快来我给你扇扇”。孩。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你看热的，跑什么？你看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味

3、道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，圆，轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人

4、生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅长的时间隧道，袅天津大学无机化学教研室编无机化学上、下册,第三版北京：高工科化学（有机化学试卷）工科化学（有机化学试卷）一、给下列物质命名(有顺、反等构型的，请标出)(110=10分)1.2,6-二甲基-3-乙基-5-丙基辛烷2.(CH3)2HCCH=CH2C=C3Z-4,5-二甲基-3-乙基-1,3-己二烯H3CCH2CH33.反1甲基3乙烯基环已烷4.1丙基3炔丙基1,3环已二烯11/2/202224、O2NC6H4OCH3H2NC6H4OCH3H3CC6

5、H4SO2NHC6H4OCH3CH3CH2CH2Br5、CH3CH=CH2+HBr过氧化物（）Mg/无水乙醚（）HCCH（）+（）CH3CH2CH2MgBrHCCMgBrCH3CH2CH311/2/20229五、合成题（14分）1、（6分）简述由苯合成间硝基对氯苯磺酸合理的合成路线。第一步（氯化），第二步（磺酸化），第三步（硝化）2、（8分）以乙炔为原料合成正丁醇，无机试剂任选。在林德拉（钯/碳酸钙/少量醋酸铅）催化下，乙炔加氢为乙烯，与溴化氢加成为溴乙烷，它与乙炔与金属钠的取代产物乙炔钠反应生成丁炔1，林德拉催化下加氢为丁烯1，在过氧化物存在下与溴化氢加成为1溴丁烷，在强碱的水溶液中水解为丁

6、醇11/2/202210六、推断化合物的结构（22分）1、（6分）某化合物A、B、C，分子式都是C5H8。它们都能使溴的四氯化碳溶液褪色。A能与硝酸银的氨溶液生成沉淀。B、C不能。用热的高锰酸钾溶液氧化时，A得正丁酸和二氧化碳；B得乙酸和丙酸；C得丙二酸和二氧化碳。试写出A、B、C的构造简式。1、A、CH3CH2CH2CCH，B、CH3CH2CCCH3，C、CH2CHCH2CHCH22、（6分）某碱性化合物A（C5H13N）和过量的CH3I反应，能生成B（C8H20NI），B与AgOH作用得C（C8H21ON）。C具有强碱性，若加热C，可得D（C5H10）和(CH3)3N。D经臭氧化，再用Zn

7、-H2O加热水解可得正丙醛和乙醛。试推测A、B、C、D的结构简式。2、A、(CH3CH2)2CHNH2，B、(CH3CH2)2CHN(CH3)3I，C、(CH3CH2)2CHN(CH3)3OH，D、CH3CH2CH=CHCH3。11/2/2022113、（10分）化合物A的分子式是C9H10O2，能溶于氢氧化钠溶液，可与羟氨、氨基脲等反应，又能与三氯化铁溶液发生显色反应，但不与托伦试剂反应。A经LiAlH4还原则生成化合物B，B的分子式为C9H12O2。A和B均能起卤仿反应。将A用Zn-Hg齐在浓盐酸中还原，可以生成化合物C，C的分子式为C9H12O，将C与NaOH溶液作用，然后与碘甲烷煮沸，

8、得到化合物D，D的分子式为C10H14O。D用高锰酸钾溶液氧化，最后得到对甲氧基苯甲酸。试写出A、B、C、D的构造简式。A、B、C、D、11/2/202212七、鉴别下列各组化合物（每题5分共10分）（1）3已醇、2-己醇和2-己酮；（1）加次碘酸钠，能起碘仿反应的是后两者，不能的为3已醇；2已酮可与饱和亚硫酸钠反应生成羟基磺酸钠白色沉淀，2已醇不能。（2）丙烷，环丙烷，丙烯和丙炔。加溴水不褪色的为丙烷，褪色的三种加硝酸银的氨溶液，有沉淀的为丙炔，余下的二种加冷的KMnO4溶液，褪色的为丙烯，余下的为环丙烷。11/2/202213本章要求本章要求1对元素的发现、分类、在自然界的存在形式，以及2

9、0世纪无机化学在元素单质研究方面的重要成就和21世纪的研究前沿有初步的了解。重点了解我国的丰产元素（稀土、钛、钒、钼和钨等）及其应用和研究现状。2掌握元素的同素异形体、元素的丰度、富勒烯、稀有气体、稀土元素、镧系收缩、对角线规则等基本概念。3明确元素单质的几种类型及其在周期表中分布的规律和性质的递变规律。4明确非金属单质的结构与性质关系的一般规律及主要的化学反应。5了解八种类型金属单质的的特点，掌握典型的金属单质的性质、冶金及其主要应用，明确主族和副族金属单质的性质递变的不同规律。11/2/20221413.1 元素的发现、分类及其在自然界的存在元素的发现、分类及其在自然界的存在13.1.1元

10、素的发现与分类元素的发现与分类金属准金属非金属稀有气体发现元素数目古代Fe,Cu,Ag,Sn,Au,Hg,PbSbC,S107世纪As117世纪ZnP218世纪Ti,Cr,Mn,Co,Ni,Sr,Y,Zr,Mo,W,Pt,Bi,UTeH,O,N,Cl,Se,1919世纪上半叶Li,Be,Na,Mg,Al,K,Ca,V,Nb,Ru,Rh,Pd,Cd,Ba,La,Ce,Tb,Er,Ta,Os,Ir,ThB,SiBr,I2619世纪下半叶Sc,In,Ga,Ru,Cs,Pr,Nd,Sm,Gd,Dy,Ho,Tm,Yb,Tl,Po,Ra,AcGe,F,He,Ne,Ar,Kr,Xe,Rn2520世纪30年代

11、Tc,Eu,Lu,Hf,Re,Fr,Pa740年代Np,Pu,Am,Cm,Bk,PmAt750年代Fm,Md,No360年代Lr,104270年代105,106280年代以来107,108,109,110,111,112,114,1166合计88（其中人工合成元素18种）711611211411/2/20221513.1.2元素在自然界的分布元素在自然界的分布 地球的组成地球的组成6470km，地核、地幔和地壳 地壳中元素的丰度地壳中元素的丰度（以质量百分数表示含量）我国矿产资源的特点我国矿产资源的特点稀有元素不稀有，丰产元素不丰富我国钨、稀土、锑、锂、钒等稀有金属储量占世界首位，其中钨的储量

12、占世界其它各国已知总量的3倍多，稀土为4倍多，锑占世界储量的44%优质富铁矿较少元素元素OSiAlFeCaNaKMgHTi丰度丰度48.626.37.734.753.452.742.472.000.760.4211/2/20221613.1.3 13.1.3 周期表中元素的分类周期表中元素的分类元素在元素周期表的变化规律元素在元素周期表的变化规律同一主族元素自上而下金属性增强，非金属性减弱同一周期自左向右金属性减弱，非金属性递增典型的金属集中于周期表左侧，非金属集中于右部，中部为过渡金属，左下方为最活泼金属，右上方为最活泼非金属。在金属与非金属之间有一条梯形的分界线，在分界线的上下是七种准金属

13、稀有气体和非金属元素共17种，准金属7种，金属有88种。根据物理性质可将金属元素分为四类：轻金属和脆性、展性、低熔点重金属。密度低于5g/cm3者称轻金属，大于5g/cm3者称重金属11/2/202217H轻金属脆性重金属展性重金属低熔点重金属稀有气体非金属元素在周期表中的分类元素在周期表中的分类11/2/20221813.1.4 13.1.4 主族元素的通性主族元素的通性1.1.主族元素的氧化主族元素的氧化态态数数氧化数氧化数（复习，第一章，氧化态或价态）定义化合物中各原子所带的形式电荷数。规定：成键电子都归于电负性更大的原子。例，NaCl中，氯氧化数为-1，钠为+1确定氧化数的规则（1）在

14、单质中元素的氧化数为零（2）氧一般为-2，在OF2中为+2，在过氧化物（H2O2、Na2O2）中为-1；在超氧化物（KO2）中为-1/2（3）氢一般为+1。仅在离子型氢化物（NaH、CaH2）中为-1（4）碱金属和碱土金属分别为+1和+2；氟总是-1（5）任何化合物分子中各元素氧化数的代数和等于零；多原子离子中各元素氧化数的代数和等于该离子所带电荷数。例，SO4211/2/202219主族元素氧化主族元素氧化态态数数的规律的规律一般规律多数氧化态数相当于原子在形式上取得ns2np6或（n-1）d10的“满层”电子构型得、失的电子数。例，IA、IIA和IIIA族主要表现出+1、+2和+3氧化数。

15、非金属与活泼金属形成化合物时，表现出负氧化态数，卤素-1、氧族-2、氮族-3其他情况 只失np保留ns电子，成为（18+2）e型阳离子例，A的In和Tl呈+1和3，IVA的Sn和Pb呈+2和+4，VA族Sb和Bi呈+3和+5 其它p区元素有可变的氧化态数，特点：差值为+2。例，卤素氧化态数分别为+1、+3、+5、+7。硫呈+2、+4、6氧化态数 氮不表现出上述特征，在N2O、NO、N2O3、NO2和N2O5中的氧化态数分别为+1、+2、+3、+4、+511/2/2022202.主族元素的成键特征主族元素的成键特征 s区元素区元素以离子键为主。原因：活泼金属例外Li和Be表现共价键特征。原因：L

16、i+和Be2+离子半径小，极化能力强 p区元素区元素以共价键为主VIIA、VIA族与活泼金属易获电子形成0族型的阴离子，组成离子型化合物11/2/202221除稀有气体，p区非金属单质均以非极性共价键结合（自学）当非金属元素原子半径较小、价电子较少时，形成少原子分子，如X2、O2、N2、P4 当原子半径较大，价电子较多时，形成多原子的巨型分子，如C、Si、B“过渡后元素”镓、铟、铊，锗、锡、铅，锑、铋的氧化态离子是18e型或（18+2）e型。有较大的极化力和变形性，与半径较大的卤素和硫族元素主要形成共价键化合物三周期后的p区元素，与有较高电负性的F、Cl、O成键时，可形成d轨道参与成键的化合物

17、，如PCl5、SF6、PO42-硼原子具有特殊的成键特征：得、失皆困难，难形成离子化合物，易成共价化合物，这些化合物中心硼原子具有缺电子特征11/2/2022223.3.主族元素单质性质的周期性递变主族元素单质性质的周期性递变同周期，从左到右，由典型的金属晶体过渡到分子晶体，中间为原子、层状或链状结构。例，第三周期，Na、Mg、Al是金属，Si为原子，黑磷为层状，白磷、斜方硫、单斜硫、氯和氩为典型的分子晶体同一主族，s区除氢外都是金属晶体，0A族和VIIA族都是分子晶体，其余各族从上到下由分子或原子晶体向金属晶体变化。例，IVA，金刚石是原子晶体；硅、锗虽是原子晶体，已有金属光泽；白锡和铅是典

18、型的金属晶体晶体结构变化的规律性，决定了单质性质变化的规律性。特别表现在密度、硬度、熔点和沸点等物理性质方面11/2/202223IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA0VIIIAH2分子H2分子He分子Li金属Be近于金属B原子C金刚石：原子石墨：层状结构C60：分子N2分子O2分子F2分子Ne分子Na金属Mg金属Al金属Si原子P白磷(P4)：分子黑磷(Px)：层状结构S斜方、单斜：分子；弹性：链状结构Cl2分子Ar分子K金属Ca金属Ga金属Ge原子As黄砷(As4)：分子灰砷(Asx)：层状结构Se红硒：分子灰硒：链状结构Br2分子Kr分子Rb金属Sr金属In金属Sn灰锡：原子白锡：

19、金属Sb黄锑(Sb4)：分子灰锑(Sbx)：层状结构Te灰碲：链状结构I2分子Xe分子Cs金属Ba金属Tl金属Pb金属Bi近于金属的层状结构Po金属At合成元素Rn分子11/2/20222413.2 非金属单质非金属单质13.2.1非金属单质的结构非金属单质的结构自学概况概况除稀有气体以单原子分子存在外，其它都由多原子分子组成。越靠近非金属与金属交界线的元素，单质结构越复杂稀有气体由单原子分子组成，卤素由以单键相联的双原子分子组成11/2/202225HeNeArKrXeRnH2BCN2O2F2Si同上金刚石结构P4S8Cl2AsSe8同上环结构Se8Br2Te螺旋I2At211/2/2022

20、26VIA族族氧两种同素异形体：O2和O3。O2有一个键和两个3电子键；O3中3个氧原子呈三角形，键角116.8，键长127.8pm。臭氧的中心氧原子以sp2杂化轨道与另外两个氧的sp2杂化轨道形成两个键。中心氧原子另一个sp2杂化轨道保留一对孤对电子。3个氧原子各有一个未参与杂化的p轨道，它们相互平行，彼此重叠形成了三中心四电子的大键，用表示。这种大键称离域键(成键的4个电子为3个原子共有。O2中的3电子键是两个原子之间的键，是定域键，也称小键。臭氧O3不如O2稳定，它在常温下就可分解，是一个放热过程2O3=3O2H=-284kJ/mol11/2/202227硫 有几种同素异形体，最常见菱形

21、硫和单斜硫。将单质硫加热到368.6K，菱形硫不经熔化就转变成单斜硫，冷却，发生相反转变过程S(菱形)S(单斜)单质硫的分子式是S8，分子呈八元环状结构。每个硫以sp2杂化轨道成键，八个硫原子彼此以单键结合呈“王冠”型结构 单质硫热到433K以上，S8环断裂成链状的线型分子，聚合成更长的链。热到563K以上，长硫链就会断裂成较小的分子如S6、S3、S2等，到717.6K时，硫达沸点，在硫的蒸汽中含有S2分子 热到503K的熔融硫倒入冷水中，纠缠在一起的长链硫被固定下来，成为可以拉伸的弹性硫硒和硫类似，可形成8原子环。碲形成无限螺旋长链11/2/202228族族氮N2中的氮原子sp2杂化，形成一

22、个键，py和pz电子分别形成两个相互垂直的键，组成了沿着键轴呈圆柱状对称的电子分布磷同素异形体有多种，主要有白磷、红磷和黑磷。白磷的分子式是P4，4个磷处于四面体的顶点。白磷在惰性气体环境如氮气中，加热至533K就转变为红磷，红磷的结构还不清楚。黑磷是磷的最稳定的同素异形体。白磷在1200MPa下加热可转化为黑磷，黑磷是层状晶体，每个磷原子以三个共价键与另外三个磷原子相联砷黄砷的分子式是As4，灰砷是层状晶体，它们都是每个砷原子和临近三个砷原子间形成三个共价键N：Npy:2键11/2/202229碳和富勒烯(Fullerene)石墨(graphite)六方层状结构。C以sp2杂化轨道与其它碳原

23、子结合成六方型平面结构，另一个未参与杂化的p轨道相互平行，形成离域大键：层与层之间以范德华力结合 金刚石具有立方对称结构的原子晶体 富勒烯碳的第三种同素异形体。60个碳原子围成足球式结构。碳原子占据60个顶点，构成12个五元环面和20个六元环面，在C60中，每个碳原子和周围三个碳原子相联形成3个键，剩余的轨道和电子共同形成大键11/2/202230 硼硼在非金属单质中硼具有最复杂的结构，在单质硼的晶体中，存在一个由12个硼原子构成的正20面体基本结构单元，12个硼原子位于20面体的12个顶点。由于20面体的连接方式不同、化学键不同，可以形成各种晶体类型，但都属于原子晶体11/2/20223113.2.2 13.2.2 非金属单质的物理性质非金属单质的物理性质由其晶体结构决定原子晶体的单质(碳、硅、硼)，密度、硬度、熔点、沸点都较高分子晶体的单质(卤素、稀有气体和O2、N2)，密度、硬度、熔点和沸点都较低过渡型晶体结构的单质，物理性质变化较大，密度、硬度、熔点和沸点介于分子晶体于原子晶体之间04年2月16日(1-2)11/2/202232