南昌大学理学院化学系2018年考研知识点总结(部分)备注:此资料仅供南昌大学应届毕业生考本校硕士点复习使用,切勿流传入社会一.无机化学(理论部分)知识点应用归纳1、无机物(分子或离子)构型:(1)简单分子(或离子):(2)配合物:2、物质的熔、沸点(包括硬度):(1)晶体类型:原子晶体,离子晶体,金属晶体,分子晶体(2)离子晶体:(3)分子晶体(4)金属晶体:金属键(与价电子、价轨道有关)3、物质的稳定性:(1)无机小分子:(2)配合物:4、物质的磁性:(1)无机小分子:MO(掌握双原子分子轨道能级图)(共价双原子分子)(2)配合物:5、物质的颜色:(1)无机小分子:极化理论(2)配合物:6、无机物溶解度:(1)离子晶体:(2)共价化合物:7、物质的氧化还原性:影响因素(1)溶液酸、碱度(2)物质的聚集状态8、化学反应方向:(1)热力学数据:(2)软硬酸碱理论9、分子极性、键的极性、键角、键长等:10、推导元素在周期表中的位置:能级组取值,选择—组合理量子数:四个量子数取值规则11、溶液中有关质点浓度计算:化学平衡,电离平衡,沉淀—溶解平衡,氧化—还原平衡,配合解离平衡:利用多重平衡规则,K是关键12、常见的基本概念:对角线规则;惰性电子对效应;Lewis酸、碱;质子酸、碱;缓冲溶液;屏蔽效应;钻穿效应;同离子效应;盐效应;镧系收缩;电负性;电离势;电子亲合势;晶格能;键能;有效核电荷及求法等。
二.无机化学(元素部分)(1)结构(2)性质:重点是化学性质第一讲分子结构(molecular structure)1-1离子键理论一、基本要点活泼金属和活泼非金属的原子反应时,生成的化合物如NaCl等都是离子型化合物,它们具有一些固有的特征,如它们都以晶体的形式存在,具有较高的熔、沸点,在熔融态或水溶液中可导电等。
这种由于原子间发生电子转移,生成正负离子,并通过静电库仑作用而形成的化学键称为离子键。
通常,生成离子键的条件是两原子的电负性差大于1.7以上,由离子键形成的化合物叫做离子键化合物。
二、离子特征1、离子电荷:是指原子在形成离子化合物过程中失去或获得的电子数。
正离子电荷通常是+1、+2、+3或+4;阴离子:-1、-2,而-3、-4的负离子一般都是含氧酸根离子或配阴离子。
2、离子的电子构型:(1)2e构型:1s2,如Li+,Be2+(2)8e构型:(n-1)ns2(n-1)p6:Na+,Mg2+,Ba2+等(3)9~17e构型:(n-1)ns2(n-1)p6(n-1)d1~9:Fe2+,Mn2+等(4)18e构型:(n-1)ns2(n-1)p6(n-1)d10:Cu+,Ag+,Zn2+等(5)18+2e构型:(n-1)ns2(n-1)p6(n-1)d10ns2:Sn2+,Pb2+等3、离子半径:(变化规律):同一元素:负离子>原子>低价正离子>高价正离子同族元素同价离子:从上→下,半径增大同一周期:从左→右,半径r↓三、晶格能(U)1、定义:指相互远离的气态正离子和负离子结合成1mol离子晶体时所释放的能量绝对值,或1mol离子晶体解离成自由气态离子所吸收的能量的绝对值。
2、计算:晶格能不能用实验直接测量,通常有两种方法计算:(1)库仑作用能模型理论计算:A为马德隆(Madelung)常数,与晶格类型有关;n是与原子的电子构型有关的因子;Z1Z2为正负离子的电荷数。
上式看出,U与离子的带电荷数成正比,与正负离子核间距r0成反比,与配位数有关,配位数增加,A增大,U增大。
(2)玻恩—哈伯(Born—Haber)循环间接计算:的离解热,F的电子亲合能,试计算NaF 例:已知NaF(s)的生成焓,金属Na的升华热,Na的电离热,F2的晶格能U。
四、离子极化1、基本概念离子间除了库仑力外,诱导力起着重要作用,因为阳离子具有多余的正电荷,半径较小,它对相邻的阴离子会起诱导作用;阴离子半径较大,在外壳上有较多的电子,容易变形,在被诱导过程中能产生瞬时的诱导偶极。
阴离子中产生的诱导偶极又会反过来诱导阳离子,阳离子如果易变形(18e-,18+2e-or9~17e-构型半径大的离子),阳离子中也会产生偶极,使阳离子和阴离子之间发生了额外的吸引力。
当两个离子接近时,可能使两个离子的电子云重叠,趋向于生成极性较小的键。
由离子键向共价键过渡。
2、极化力(极化作用):(1)电荷:阳离子电荷越高,极化力越强(2)半径:外壳相似电荷相等时,半径小,极化力强。
(3)离子构型(阳离子):18e-,2e-,18+2e-,(Ag+、Li+、Pb2+等)>9~17e-(Fe2+、Ni2+、Cr3+)>8e-(Na+、Mg2+等)(4)电荷高的复杂阴离子也具有一定极化作用,如SO42-、PO43-等3、离子的变形性(1)结构相同的阳离子,正电荷高变形性小O2->F->Ne>Na+>Mg2+>Al3+>Si4+(2)对于外壳结构相同的离子,电子层数越多,变形性越大Li+<Na+<K+<Rb+<Cs+;F-<Cl-<Br-<I-(3)电荷和半径相近时;18e-,18+2e-;9~17e->>8e-变形性:Ag+>K+;Hg2+>Ca2+等(4)对于相同或类似的结构的离子,半径越大,变形性越大(5)复杂阴离子变形性通常不大,中心离子氧化数越高,变形性越小ClO4-<F-<NO3-<CN-<Cl-<Br-<I-小结:最易变形是体积大阴离子和18e-,18+2e-,9~17e-的少电荷阳离子,如:Ag+、Pb2+、Hg2+等;最不易变形是小半径高电荷稀有气体外壳阳离子,如Be2+、Al3+、Si4+等4、相互极化(附加极化)作用实际上,每一个离子一方面作为带电体,会使其他异号离子发生变形,另一方面,在周围离子作用下,本身也会产生变形,这种阴阳离子相互极化作用结果,使产生的诱导偶极矩加大,从而进一步加强了它们相互作用,这就是附加极化作用。
显然,,每个离子的总极化作用应是它原有极化作用与附加极化作用之和。
5、离子极化理论的应用:(1)晶体类型转变:离子晶体→分子晶体;如AgF→AgI;NaF→SiF4→PCl5(2)键型转变:离子型→共价型(3)结构转变:共价性增强,配位数减小。
如AgF(NaCl型)→AgI(ZnS型)(4)熔、沸点变化:降低(5)溶解性变化:减小(6)颜色变化:颜色加深例题1:解释现象(1)MgO的熔点高于Mn2O7;(2)AgCl,AgBr,AgI颜色依次加深;(3)HgS在水中溶解度很小1—2价键理论(VB法)一、价键理论的基本要点:1、共价键的本质:价键理论认为共价键的本质是由于原子相互接近时,由于原子轨道的重叠,原子间通过共用自旋方向相反的电子对结合,使体系能量降低而成键。
共价键的本质也是电性的。
2、共价键形成原理(1)电子配对原理:根据成单电子数配对,共价单键、双键等(2)能量最低原理:(3)原子轨道最大重叠原理:3、共价键的特点(1)共价键结合力的本质是电性的,但不能认为纯粹是静电作用,一般用键能表示共价键强度。
(2)共价键形成是由于原子轨道重叠,两核间电子云几率密度最大。
不意味着仅在两核之间。
(3)共价键具有饱和性。
(4)共价键具有方向性。
(5)共价键的键型:1σ键。
2π键。
3配位键。
4δ键:由两个原子的dxy—dxy;dxz—dxz,dyz—dyz,or dx2-y2—dx2-y2,轨道面对面的重叠而成。
如在Re2Cl82-中δ键是dxy—dxy面对面(沿z轴)重叠:二、杂化轨道理论1、杂化轨道的概念:在形成分子时,由于原子间的相互作用,若干不同类型的、能量相近的原子轨道混合起来,重新组成一组新的轨道,重新组合过程叫做杂化,所形成的轨道叫杂化轨道。
2、杂化轨道理论的基本要点:(1)原子间的微扰作用,使某一原子内能量相近的原子轨道重新组合构成新的轨道,其能量、形状和空间伸展方向皆发生了变化。
(2)形成杂化轨道数,等于参加杂化的原子轨道数。
(3)杂化轨道满足“最大重叠原理”,成键能力更强,构成分子更稳定。
(4)杂化轨道空间构型决定形成分子或离子的空间构型:如sp(直线);sp2(平面三角);sp3(正四面体);dsp2(sp2d平面方形);dsp3(sp3d三角双锥);d2sp3(sp3d2八面体)(5)杂化轨道有等性和不等性杂化轨道之分原子轨道杂化后,如果每个杂化轨道所含的成分完全相同,则称为等性杂化,等性杂化轨道空间构型与分子的空间构型是一致的,如CH4分子原子轨道杂化后,杂化轨道所含的成分不完全相同,称为不等性杂化,在有孤对电子占据时,杂化轨道空间取向与分子的空间构型就不相同了,如NH3,H2O等3、杂化轨道理论的应用例1:试用杂化轨道理论推断下列分子的空间构型:(1)SnCl2;(2)CF2Cl2;(3)NF3;(4)SF6.1—3.价电子对互斥模型(VSEPR)一、基本要点:1、概念:在共价分子中,中心原子价电子层电子对的排布方式,总是尽可能使它们之间静电斥力最小,分子(或离子)的几何构型总是采取电子对相互排斥力最小的那种结构。
2、价电子对之间的斥力大小(1)电子对之间的夹角越小,排斥力越大;(2)孤对~孤对>孤对~键对>键对~键对(3)三键>双键>单键,如HCHO中,CHCH(118º)<CHCO(121º)(4)中心原子相同时,价层电子对之间斥力随配位原子的电负性增大而减小,生成键角也较小,如:NF3和NH3<FNF(121.1º)<HNH(107.3º)配位原子相同时,电子对间的斥力,随着中心原子电负性减小而减小,键角也减小。
如:键角:OH2>SH2>SeH2>TeH23.价电子对数的计算:价层电子对数=1/2(中心原子价电子数+配位原子提供的电子数)(1)H和X作为配体提供一个e-,X为中心原子提供7个e-(2)氧族元素作为配体,不提供e-,作为中心原子提供6个e-,(3)对于离子,加上或减去所带电荷数(4)含有奇数电子时,电子数加1(5)N作为配体-1,中心原子为54、价电子对数与分子构型(1)价电子构型:2对直线,3对平面三角,4对正四面体,5对三角双锥,6对正八面体(2)分子构型:。