无机化学小结
整个无机化学:一个理想气体分压定律(道尔顿分压定律)、两个基础知识(热力学、动力学)、三个结构(原子结构、分子结构和晶体结构)、四大平衡(酸碱平衡、沉淀溶解平衡、氧化还原平衡和配位平衡)及各种元素、化合物的性质和变化规律。
还原剂(主要)H2、MH、Li[AlH4]、Na[BH4]、X−、H2S、S2−、H2SO3、SO32−、S2O32−、S2O42−、NH3、PH3、H3PO2、H3PO3、CO、H2C2O4、Sn2+、Fe2+
活泼金属(碱金属、碱土金属等)
氧化剂(主要)X2、NaXO、NaXO2、NaXO3、NaXO4、O3、H2O2、浓H2SO4、K2S2O7、K2S2O8、HNO3、HNO2、NaBiO3、Sn4+、PbO2、Fe3+、MnO2、KMnO4、K2Cr2O7、CrO3、CuO、Ag2O
配位剂(主要)CO、CN−、NO2−、ONO−、PO43−、P2O74−、NH3、PH3、RNH2、OH−、S2O32−、SCN−、NCS−、X−、H−
盐的溶解性(水)硝酸盐、亚硝酸盐(AgNO2除外)、铵盐、卤酸盐、重铬酸盐一般都可溶于水
多数硫酸盐都易溶于水(但Sr2+、Ba2+、Pb2+的硫酸盐难溶,Ca2+、Ag+、Hg22+、Hg+的硫酸盐微溶);
多数碳酸盐、硅酸盐、磷酸盐、铬酸盐(除MgCrO4外,它可溶于水)都是难溶于水(除Na+、K+、Rb+、Cs+、NH
4
+盐可溶于水外);
酸式盐比正盐易溶于水。
热稳定性酸的稳定性:
同一成酸元素,一般高氧化数的含氧酸(盐)比低氧化数的稳定。
HClO < HClO3 < HClO4
盐的稳定性:
相同金属离子与相同成酸元素所组成的含氧酸盐的热稳定性
正盐> 酸式盐Na2CO3 > NaHCO3
不同金属离子与相同含氧酸根组成的盐,其稳定性大小为
碱金属盐> 碱土金属盐> 过渡金属盐> 铵盐
Na2CO3 > MgCO3 > MnCO3 > (NH4)2CO3
相同金属离子与不同含氧酸根所形成的盐,酸较稳定,其盐也较稳定。
H2CO3 < H2SO4HClO < HClO3 < HClO4
Na2CO3 < Na2SO4KClO < KClO3 < KClO4
含氧酸的氧化还原性
首先取决于成酸元素
活泼非金属的含氧酸具有氧化性。
HNO3H2SO4HClO4
不活泼非金属的含氧酸无氧化性。
H2CO3H2SiO3H3BO3 H3PO4
其次与成酸元素的氧化数有关
✧同一成酸元素,不同氧化数的含氧酸,低氧化数的氧化性
比高氧化数的氧化性强。
HClO > HClO3 > HClO4
HNO2 > HNO3
✧同一周期中,主族元素最高氧化数含氧酸的氧化性从左到
右增强。
H2SiO3 < H3PO4 < H2SO4 < HClO4
✧浓酸比稀酸的氧化性强。
浓HNO3稀HNO3
✧酸比盐的氧化性强。
HNO2 > NaNO2
卤化物
(卤素与电负性比较小的元素生成的化合物)离子型卤化物:ⅠA金属的卤化物(LiCl、LiBr、LiI除外)
ⅡA金属的氟化物
共价型卤化物:卤素与非金属及能呈现较高氧化数的金属元素
(大部分易水解)
BF3、SF6、SiCl4、AlCl3、SnCl4、FeCl3、TiCl4等
大多数卤化物易溶于水(除银盐(氟化银除外)、铅盐、亚汞盐、亚铜盐、
氟化钙难溶)
氧化物离子型氧化物(金属氧化物一般为离子型)
共价型氧化物(非金属氧化物)
氧化物的酸碱性
ⅠA ⅡA ⅣB ⅥB ⅦB ⅧⅠB ⅡB ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
碱性Li2O
Na2O
K2O
Rb2O
Cs2O
MgO
CaO
SrO
BaO
FeO
CoO
NiO
Fe2O3
Co2O3
Ni2O3
CuO
Cu2O
Ag2O
HgO
Hg2O
Bi2O3
两性BeO TiO2Cr2O3MnO2ZnO Al2O3SnO
PbO
SnO2
PbO2
酸性CrO3CO2
SiO2
NO2
P2O5
SO2
SO3
中
性
CO NO
中性氧化物:既不和酸反应,也不和碱反应。
硫化物轻金属硫化物
包括碱金属、碱土金属(除Be外)、铝及铵离子的硫化物。
都为白色,并易溶于水,在水中易水解
重金属硫化物
氮化物离子型氮化物:与Li、碱土金属形成的氮化物
Li3N (Mg3N2 、Ca3N2)+ H2O → M(OH)n + NH3↑共价型氮化物:与ⅢA-ⅦA元素形成的氮化物
金属型(间充型)氮化物:与过度金属形成的氮化物
碳化物离子型碳化物:与ⅠA、ⅡA、ⅢA金属形成的碳化物
含C22-: CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2↑
含C4-: Be2C + 4H2O → 2Be(OH)2 + CH4↑
Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4↑共价型碳化物:与非金属元素形成的碳化物(SiC、B4C)
金属型(间充型)碳化物:与过度金属形成的碳化物
硼化物------
氢化物离子型氢化物(易水解、强还原性)
CaH2+ 2H2O→ Ca(OH)2 + 2H2↑
共价型氢化物
乙硼烷:B2H6 + 6H2O = 2B(OH)3 + 6H2↑
甲硅烷:SiH4 +(n+2)H2O =SiO2·nH2O + 4H2↑
水解反应电子层结构:9~17e-,18e-,18+2e-电子构型的金属离子的盐都容易发生水解。
电荷和半径:电荷高(或离子半径小),它们对水分子有较强
的极化作用,因此容易发生水解。
如:Sn4+、Ti4+、Si4+、Al3+
(反之低电荷和较大离子半径的离子在水中不易水解,如NaCl、BaCl2在水中基本不发生水解。
)
例如:
SnCl2 + H2O = Sn(OH)Cl↓+ HCl
SnCl4 +3H2O = H2SnO3↓+4HCl
BiCl3 + H2O = Bi OCl↓+2HCl
AlC13 +3H2O = Al(OH)3↓+3HCl
TiCl4 + 3H2O = H2TiO3↓+HCl↑
FeCl3 +3H2O = Fe(OH)3↓+ 3HCl
弱酸或弱碱的盐易水解
价层有空轨道易水解
(1)CX4不发生水解,但SiX4却容易水解?
SiX4 + 4H2O → H4SiO4 + 4HX
(这种区别是因为碳原子只能利用2s和2p轨道成键,这就使其最大共价数限制在4,并阻碍了水
分子中氧原子将电子对给予碳原子,所以碳的卤化物不水解。
然而硅不仅有可利用的3s和3p轨道
形成共价键,而且还有空的3d轨道,这样,当遇到水分子时,具有空的3d轨道的Si4+接受了水分
子中氧原子的孤电子对,而形成配位键,同时使原有的键削弱、断裂。
这就是卤化硅水解的实质,
由于相同的理由,硅也容易形成包含sp3d2杂化轨道的SiF62-配离子。
)
(2)NX3不发生水解,但PX3、AsX3却易水解?
PC13 +4H2O = H3PO3 + 5HCl
AsCl3 +3H2O = H3AsO3 + 3HCl
(3)BX3易水解
虽然也利用2s和2p轨道成键,但是因为成键后在2p轨道中仍有空轨道存在,所以硼原子还有接受电子对形成配位键的可能,
这就是硼的卤化物为什么会强烈水解的原因。
如BCl3的水解反应可认为是从氧原子的孤电子对给予硼原子开始的:
BCl3 +3H2O = H3BO3 + 3HCl
水解产物:水解产物一般是难溶的碱式盐、难溶的氢氧化物、含水氧
化物、弱酸、弱碱、气体等,负氧化态的非金属元素的水解产物一般
为氢化物,正氧化态的非金属元素的水解产物一般为含氧酸。
两性氢氧化物Be(OH)2、Al(OH)3、Sn(OH)2、Pb(OH)2、Cr(OH)3、Cu(OH)2、Zn(OH)2能溶于NaOH溶
液的氢氧化物:
两性氢氧化物
与NH3形成配合物的金属离子[Co(NH3)6]2+、[Co(NH3)6]3+、[Ni(NH3)6]2+、[Cu(NH3)2]+、[Cu(NH3)4]2+、[Ag(NH3)2]+、[Zn(NH3)4]2+
能溶于氨水
的氢氧化物:
Co(OH)2、Ni(OH)2、Cu(OH)2、Zn(OH)2。