《无机化学》期末复习知识点总结

无机化学

分子间力

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极性分子与非极性分子

1. 分子间力的产生

   非极性分子与非极性分子	非极性分子与极性分子	极性分子与极性分子
   色散力	色散力，诱导力	色散力，诱导力，取向力

2. 分子间力的特点

   是一种电性作用力 作用距离短，几百皮米 作用能小，比键能小1~2数量级 无饱和性方向性 除极性很大且存在氢键的分子，如 $H_2O$ 外，以色散力为主

3. 对物质性质的影响

   一般的，结构相似的同系列物质相对分子质量越大，分子变形性越大，分子间力越强，熔沸点越高

   溶质或溶剂分子的变形性越大，分子间力越大，溶解度越大

   同周期氢化物熔沸点随相对分子质量的增大而升高，但 $$NH_3 、 H_2O、 HF$$ 除外

​

4. 氢键

   熔沸点

   分子间	分子内
   熔沸点升高	熔沸点降低

   溶解度

   在极性溶剂中，若溶质和溶剂之间存在氢键，则会使溶质的溶解度增大

   粘度

   如甘油、磷酸、浓硫酸 具因为分子间氢键的存在，为粘稠状液体

   密度

   液体分子间的氢键存在，使分子发生缔合现象

   $$\ce{nHF <=>[缔合] (HF)_n}$$

配位化合物

1. 构成

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   [ 中心离子 (配位原子|配体) 配位数 ]-外界 中心离子，即形成体

2. 组成

   中性配合物（无外界）	一般配合物
   [ 中心离子 (配位原子|配体) 配位数 ]	[ 中心离子 (配位原子|配体) 配位数 ]-外界

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   [ 中心离子 (配位原子\|配体) 配位数 ] 以上即内界（配离子）

   1. 形成体

      绝大多数为金属离子	少数为非金属离子	金属原子
      $Fe^{3+} \quad Cu^{2+} \qquad Co^{2+} \qquad Ni^{2+} \qquad Ag^{2+}$	$B^{3+}\{[BF_4]^-\} \qquad Si^{4+}\{[SiF_6]^{2-}\}$	$Ni\{[Ni(CO)_4]\} \qquad Fe\{[Fe(CO)_5]\}$

   2. 配位个体 形成体与一定数目配体形成的结构单元

   3. 配位体（简称配体） 与形成体结合的离子或中性分子

      常见配体

      阴离子	中性分子
      $X^- \quad OH^- \quad CN^-$	$NH_3 \quad H_2O \quad CO$

      分类

      	单齿配体	多齿配体
      一个配体所含配位原子个数	1	2个或2个以上
      举例	$NH_3 \quad X^- \quad OH^-$	$H_2NCH_2CH_2NH_2$

   4. 配位原子

      常见配位原子

      $N \quad O \quad S \quad C \quad$ 卤素原子

3. 影响配位数大小的因素

   中心离子

   电荷 离子电荷越高，配位数越大

   半径 半径越大，其周围可容纳配体越多，配位数越大

   但如果半径过大，中心离子对配体的引力减弱，反而会使配位数减小

   配体

   电荷 电荷越多，配体间斥力增大，配位数越小

   半径 半径越大，中心离子所能容纳配体数减小，配位数越小

   外界条件

   增大配体浓度，降低反应物浓度，有利于形成高配位数的配合物

4. 配离子电荷

   配离子电荷 = 形成体与配体电荷的代数和 = - 外界离子的电荷

5. 配位化合物的特点

   由内外界组成的配合物，内界（配位个体）是配合物的特征部分

   内外界之间以离子键结合，在水中几乎可以解离 配位个体具有一定的稳定性，在水中难以解离，可像一个简单离子参与反应

6. 配离子电荷

   配合物的命名原则

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   配合物为配离子化合物，命名时阴离子在前，阳离子在后； 若为配阳离子，则叫“某化某”或“某酸某”； 若为配阴离子，则在配阴离子与外界阳离子之间用“酸”字相连。

   配位化合物命名原则

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   配体名称列在中心离子（或原子）之前； 配体数目用倍数词头二﹑三﹑四等数字 表示（配体数为1时省略） 不同配体名称之间以“﹒”分开； 在最后一个配体名称之后缀以“合”字 形成体的氧化值用带括号的罗马数字表 示（氧化值为0时省略）

   多个配体的次序

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   若含多种配体，先无机后有机，先简单后复杂； 若为多种无机配体， 先阴离子后中 性分子； 若为同类配体，按配位原子元素符号的英文字母顺序排列。如含两个中性分子配体NH3和H2O，则命名时先NH3, 后H2O;

   类型	化学式	命名
   配位酸	$\mathrm{H[BF_4]}$	四氟合硼(Ⅲ)酸
   配位酸	$\mathrm{H_3[AlF_6]}$	六氟合铝(Ⅲ)酸
   配位碱	$\mathrm{[Zn(NH_3)_4](OH)_2}$	氢氧化四氨合锌(Ⅱ)
   配位碱	$\mathrm{[Cr(OH)(H_2O)_5](OH)_2}$	氢氧化一羟·五水合铬(Ⅲ)
   配位盐	$\mathrm{K[Al(OH)_4]}$	四羟合铝(Ⅲ)酸钾
   配位盐	$\mathrm{[Co(NH_3)_5(H_2O)]Cl_3}$	三氯化一水·五氨合钴(Ⅲ)
   配位盐	$\mathrm{[Pt(NH_3)_6][PtCl_4]}$	四氯合铂(Ⅱ)酸六氨合铂(Ⅱ)
   中性分子	$\mathrm{[Ni(CO)_4]}$	四羰基合镍(0)
   中性分子	$\mathrm{[PtCl_2(NH_3)_2]}$	二氯·二氨合铂(Ⅱ)

   **带倍数词头的无机含氧酸根阴离子配体，命名时需用括号括起来 **

   化学式	命名
   $\mathrm{Na_3[Ag(S_2O_3)_2]}$	二(硫代硫酸根)合银(Ⅰ)酸钠
   $\mathrm{NH_4[Cr(NCS)_4(NH_3)_2]}$	四(异硫氰酸根)·二氨合铬(Ⅲ)酸铵

   有些配体具有相同的化学式，但由于 配位原子不同，而有不同的命名

   配体	命名	配位原子
   ONO	亚硝酸根	O
   NO₂	硝基	N
   SCN	硫氰酸根	S
   NCS	异硫氰酸根	N

   某些分子或基团，作配体后读法上 有所改变

   配体	命名
   CO	羰基
   OH⁻	羟基
   NO	亚硝基

原子结构

• $n$ 相同的电子称为同一电子层的电子，
• $n$ 和 $l$ 相同的电子称为同一能级的电子，
• $n$、$l$、$m$ 相同的电子称为同一原子轨道内的电子，
• $n$、$l$、$m$、$m_s$ 相同的电子称为同一运动状态的电子。

各电子层容纳电子的最大数为$2n^2$

主量子数(n)

表示原子轨道或电子云离核距离和能级高低

n=1、2、3、4、5 …..∞ 正整数 n值越小，该电子层离核越近，能级越低

副量子数(ι)

表示原子轨道或电子云的形状

ι=0、1、2、3 …..(n-1) 的整数 同一电子层,ι值越小,该电子亚层能级越低

磁量子数(m)

表示原子轨道或电子云在空间的伸展方向

m值： -ι 、0、+ι 的正整数, 共(2l+1)个

同一亚层内的各原子轨道, 在没有外加磁场下, 能量是相等的,称等价轨道 (简并轨道)

自旋量子数($m_s$)

描述电子的自旋状态

判断合理性

• $n$ 必须为正整数：$n=1,2,3,\dots$
• 对给定的 $n$，$l$ 只能取 $0\le l\le n-1$：$l=0,1,2,\dots,n-1$
• 对给定的 $l$，$m$ 只能取 $-l\le m\le +l$ 的整数：$m=-l,-l+1,\dots,0,\dots,l-1,l$
• $m_s$ 只能取两个半整数：$m_s=+\frac12$ 或 $-\frac12$