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基础元素化学
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11.1 金属元素的电子构型和氧化态
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2021-09-08 03:13:34
11.1 金属元素的电子构型和氧化态
11.1.1.
金属元素的电子构型
金属元素原子与离子的电子构型如表 11—1
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基础元素化学
第一章 ⅦA （17）族元素： 氟、氯、溴、碘和砹
卤族元素通性
表 1—1 卤族元素的基本性质
卤素的发现小史与二十世纪以来的卤素
卤素单质的物理性质
表 1—2 卤素单质的物理性质
表 1—3 物质的颜色与吸收光的关系
氟的特殊性
单质氟的高度活泼性
氟的生物作用
1.1.3∶3 氢氟酸有强烈的缔合现象
1.1.3.4 单质氟的分离技术·纯化学合成氟
卤素单质的化学性质
卤素与非金属的作用
卤素与水的作用。卤素的 pH 电势图
碘的生物作用
卤化氢的性质
热稳定性
表 1—5 卤化氢的物理性质
还原性
酸性
表 1—6 氢卤酸电离反应能量循环过程中的焓变和熵变 （单位：kJ·mol-1 ）
恒沸溶液
表 1—7 几种常用试剂的恒沸组成与恒沸点（101kPa）
卤素的氧化物
氧化二氯 Cl2 O
二氧化氯 ClO2
碘的氧化物 I2O5
卤素含氧酸及其盐
表 1—8 卤素含氧酸的命名
存在状态
表 1—9 卤素的含氧酸
含氧酸的性质与结构
氧化性
稳定性
表 1—11 卤素含氧酸的稳定性与结构
几种含氧酸及其盐
歧化反应与元素电势图
卤素单质发生歧化（碱性介质）
含氧酸根歧化 （碱性介质）
含氧酸的歧化（酸性介质）
歧化反应的判断
判断歧化反应的限度
歧化反应的速度
表 1—12 X 2、XO-歧化反应的 K 值
歧化反应的应用
氯、溴、碘的自由能——氧化态图
卤化物，多卤化物卤素互化物，拟卤素
性质递变规律
表 1—14 卤化铝的性质与结构
表 1—15 不同氧化态卤化物的性质与结构
非金属卤化物的水解
定义
卤素互化物的结构
拟卤素与卤素的性质对比
本章小结
习 题
用配平的反应方程式表明下列反应过程：
用食盐做基本原料，制备下列各种物质
计算下列过程平衡常数，并说明漂白粉为什么在潮湿空气中易失效？
下列反应能否进行？可否构成电池以产生电流？并计算各电池的标准 电动势，从这些反应说明碘的什么性质？
写出下列配平的反应方程式：
第二章 ⅥA（16）族元素： 氧、硫、硒、碲和钋
氧族元素概述
表 2—1 氧族元素的基本性质
氧族元素的电子亲合势
表 2—2 氧族元素的电子亲合势
氧分子和氧分子离子
表 2—3 氧分子和氧分子离子分子轨道表示法
氧分子的单重态和多重态
氧族元素的常见氧化态和配位数
常见配位数
臭氧 Ozone
臭氧的性质和结构
离域π键及其形成的条件
表 2—4 氧与臭氧性质对比
臭氧分子的共振式
臭氧化物
过氧化氢（Hydrogen Peroxide） 和过氧酸（Peroxo acid）
过氧化氢的结构与性质
过氧化氢的制备
2.4.硫·硫化氢·硫化物（Sulfur Hydrogen sulfide and Sulfide）
单质硫的同素异形体
表 2—5 各种温度下的硫的变体
硫化氢和硫化物，多硫化物
硫化物
表 2—6 一些金属硫化物的颜色与溶度积常数
多硫化物
硫的氧化物、含氧酸及其盐
焦硫酸及其盐
非金属含氧酸结构简介
表 2—7 含氧酸根的键缩短数据
硫的其它含氧酸及其盐
连硫酸及其盐
硫的含氧酸命名小结
硫及其重要化合物的电势图。
硫的生物作用
硒和碲
硒和碲的生物作用
碲的生物作用
硒和碲的化合物
硒与碲的元素电势图
碲的元素电势图
小资料
酸 雨
臭氧层破坏
温室效应
第三章 VA（15）族元素氮、磷、砷、锑和铋
表 3-1 氮族元素的基本性质
氮在自然界的存在与制备
氮的化学反应性
表 3-2 氮的共价键键能与键长
氮的固定
氮的氢化物
铵盐
肼（Hydrazine）
羟氨（Hydroxylamine）
叠氮酸（Hydrazoic Acid）
氮化物和硫—氮化物
硫—氮化物（Sulfur Nitride）
氮的氧化物
3.4. 1 一氧化二氮（氧化亚氮）（Dinitrogen Oxide）
氮的含氧酸及其盐
硝酸的性质
硝酸的结构
硝酸盐
亚硝酸 （Nitrous Acid）及其盐
亚硝酸盐
氮氧化物、亚硝酸盐的毒性及环境保护
亚硝酸盐的毒性
磷（Phosphorus）
磷的存在与制备
磷的性质结构与应用
表 3—4 磷的三种同素异性体的性质
磷的二元化合物
卤化磷
磷的氧化物
磷的含酸及其盐
不同氧化态磷酸的结构与命名
表 3—5＋1、＋3、+5 氧化态的磷酸
高氧化态磷（V）酸——正磷酸及其盐
磷酸盐的性质与应用
低氧化态磷酸——次磷酸（ Hypophosphorous Acid）、亚磷酸
缩合磷酸及其盐
表 3-6 磷的缩合酸
焦磷酸（Pyrophosphoric Acid）及其盐
三磷酸盐（Triphosphate）
偏磷酸（Metaphosphoric Acid）及其盐
磷的生物作用
砷、锑、铋
砷、锑、铋的存在，性质与应用
氢化物
氧化物及其水合物
R（Ⅲ）与 R（ V）化合物间转化
卤化物
硫化物与硫代酸盐
砷、锑、铋的生物作用
锑和铋
氮族元素的性质递变和非规则性
氮族元素的性质递变
表 3—7 氮族氢化物的性质
氮的特殊性
表 3—8 氮族元素的立体化学
表 3-9 V A 族元素的有效核电荷*（Froese-Fischer）
习题
第四章 碳·硅·硼
配合本章教学的媒体为
元素的基本性质
成键特征
表 4-2 碳的成键情况
表 4-3 碳、硅、硼自相成键的键能数据
碳
单质
石墨插入化合物
单质碳的还原性
碳化物（Carbide）
碳纤维（Carbon fibre）
碳的氧化物、含氧酸及其盐
一氧化碳（Carbon monoxide）
二氧化碳、碳酸、碳酸盐
碳酸与碳酸盐
表 4—4 碳酸盐热分解温度
单质硅的制备
二氧化硅、硅酸、硅酸盐
硅酸盐的结构
硅酸盐的性质
分子筛（molecular sieve）
硼及其化合物
硼原子的特征
硼原子能形成共价键的化合物，具有共价性
硼原子为缺电子原子
硼的制备和重要化学性质
硼的氢化物
硼的卤化物
硼酸与硼砂
硼镁矿制取硼砂
碳·硅·硼的生物作用
一、非氧化物陶瓷是继氧化物陶瓷之后的新型高温结构材料
二、复合材料是具有各种优良特性的新型材料
三、耐高温物质的制备方法
第五章 金属元素小结
非金属元素单质的性质、键型、对角线规则
对角线规则（Diagonal relationship）
表 5—1 硼与硅的性质对比
原子的某些特性
表 5—2 非金属元素的常见氧化态
电负性
单质的聚集状态和同素异形体
表 5—3 p 区元素的晶格类型
氢化物（Hydride）
分子型氢化物对热稳定性
表 5—4 卤素单质与氢反应的生成焓和生成自由焓
含氧酸及其盐的性质递变
ROH 规则与鲍林规则
表 5-5（m-n）与含氧酸的强度关系
盐的氧化还原稳定性的规律：
表 5—7ⅤA 至ⅦA 族元素不同氧化态含氧酸的氧化性
含氧酸根的分子构型、或键情况，以及点群符号详见表 5—8 表 5—8p 区元素含氧酸的结构
（Reaction kind of non-metallic elements）
酸碱反应
沉淀反应
水解反应
氧化还原反应
非金属元素及其化合物在高科技的应用
能源·氢能源·二级能源
氢能的优越性
氢能源的开发与利用
第六章 主族金属元素
6.1 碱金属、碱土金属
表 6-1 碱金属、碱土金属的基本性质
表 6-2 碱金属、碱土金属的物理性质
单质的制备
表 6-3 碱金属和碱土金属的制法
碱金属、碱土金属的应用
氧化物
表 6-5 碳酸盐的分解温度/K 和分解热/kJ·mol-1
过氧化物
超氧化物
氢氧化物
表 6-6IA、ⅡA 族金属氢氧化物的溶解度
盐类
钠盐和钾盐的差异性
表 6-7 钠、钾碘化物和氟化物的ΔsH (298K,kJ·mol-1 )
碱金属、碱土金属离子的配位性
6.2 铝
铝的性质
铝的提取
氢氧化铝和氧化铝
卤化铝
表 6—10 卤化铝的性质
重要的铝盐
明矾和矾
配合物
锡铅
存在和提取
单质的物理性质
单质的化学性质
锡的氧化物
铅的氧化物
四卤化物
二卤化物
铅（Ⅱ）的其它盐
锡、铅的化学反应图
铝、锡、铅的生物作用
第七章 ⅠB（11）铜族元素和ⅡB（12）锌族元素
概述
表 7-1 铜族和锌族元素的电子构型和氧化态
表 7—2 铜族、锌族元素的存在及提取方法
物理性质
化学性质
表 7—4 铜族元素电势图ϕ /V
表 7-5 ⅠB、ⅠA、ⅡB 族元素的某些性质
锌族元素
表 7-6 锌族元素电势图ϕ /V
铜族和锌族元素比较
铜的化合物
表 7—8 常见铜（Ⅰ）和铜（Ⅱ）的化合物
铜的氧化物、氢氧化物
氧化铜、氢氧化铜
重要的铜盐
硫酸铜
氯化铜（Ⅱ）
硝酸铜
铜的重要化学反应图
银的化合物
银的重要化合物
卤化银
氧化银
Ag（Ⅰ）配合物
锌、镉、汞化合物性质比较
M（Ⅱ）盐与氨水的反应
锌、汞的重要化合物
硫化锌
亚汞离子（Hg（Ⅰ）
Hg（Ⅰ）—Hg（Ⅱ）的相互转化
汞（Ⅱ）化合物
氯化汞（Ⅱ）
硝酸汞
多重平衡的应用
铜族、锌族元素的生物作用
锌族元素的生物作用
写出下面的反应方程式
用适当的方法区别下列物质
解释下列现象，并写出有关反应方程式
二、颜色与立体化学环境有关吗？
三、为什么温度改变颜色会改变？
第八章 第一过渡系列元素
过渡元素通性
表 8—2 第一过渡系列元素的基本性质
单质的化学活性
表 8—4 第一过渡系列元素的标准电势电势（酸性，V）
氧化态
表 8—5 第一过渡系列元素的氧化态
配位性
离子的颜色
磁性及催化性
表 8—6 第一过渡系列水合离子的颜色
钛
金属钛
表 8—7 钛、铁、铝性质比较
金属钛的提取
钛的重要化合物
二氧化钛 TiO2
四氯化钛
三氯化钛 TiCl3
钒
金属钒
钒的重要化合物
钒元素电势图ϕ /V
五氧化二钒
钒酸盐和多钒酸盐
高低价钒化合物的相互转化
钒的生物作用
铬
铬的提炼、性质和用途
铬元素电势图ϕ /V
Cr（Ⅲ）的存在形式与 pH 的关系
三氧化二铬
铬（Ⅵ）的化学
铬（Ⅵ）的氧化性
铬（Ⅲ）和铬（Ⅵ）的相互转化
铬的生物作用
含铬废水的处理
锰
锰的制备与性质
锰的化合物
锰（Ⅱ）的化合物
锰元素电势图ϕ /v
锰（Ⅲ）化合物
锰（Ⅳ）化合物
锰（Ⅵ）化合物
锰（Ⅶ）化合物
锰的自由能—氧化态图
锰的生物作用
铁系元素
铁系元素的性质
铁、钴、镍的元素电势图ϕ /V
铁系元素的氧化物、氢氧化物
铁的化合物
Fe（Ⅲ）的水解
铁的配合物
重要的铁盐
铁的ϕ—pH 图
钴的化合物
钴的配合物
镍的化合物
铁系元素的生物作用
铁的重要化学反应图
海洋生物中的钒
钒酸盐的生物重要性
钒的固氮作用
第九章 第二、三过渡系列元素
第二、三过渡系元素与第一过渡系元素的比较
表 9-1 第二过渡系列元素某些性质
表 9—3 过渡金属元素的电离势（kJ·mol-1 ）
表 9-4 一些过渡元素最高氧化态离子的半径*（pm）
锆、铪的提取与分离
表 9—5 锆和铪的氟配合物在 20℃时的溶解度（克/100 克溶剂）
重要化合物
铌与钽
铌（Ⅴ）和钽（Ⅴ）含氧化合物
铌（Ⅴ）与钽（Ⅴ）的卤化物
钼与钨
金属的性质与用途
钼、钨的制取
钼、钨的重要化合物
三氧化钼与三氧化钨
钼酸盐与钨酸盐
钼、钨的含氧多阴离子
锝与铼
铂系元素
氧化物和含氧酸盐
第十章 镧系元素与锕系元素
镧系元素
表 10—1 镧系元素的电子构型
镧系元素的氧化态
镧系收缩
表 10—2 镧系元素的原子半径和离子半径
表 10—3 Ln3+离子的颜色
表 10—5 某些稀土氧化物与氧化铝的标准生成焓
表 10—6 镧系元素氢氧化物的 Ksp 和开始沉淀的 pH 值*
含氧酸盐
镧系元素的分离
镧系元素的存在和提取
镧系金属的制备
锕系元素
表 10—8 锕系元素的电子构型和氧化态
锕系收缩
离子的颜色和磁性
表 10—10 Ann+ 离子在水溶液中的颜色
锕系金属
锕系金属的制备
钍及其化合物
铀及其化合物
表 10—11 铀的重要氧化物的性质
第十一章 金属元素概要
11.1 金属元素的电子构型和氧化态
表 11—1 金属元素原子与离子的电子构型（不包括 f 区）
金属元素的氧化态
金属元素氧化态变化规律
金属的性质
表 11—2 金属的某些性质
金属的化学性质
金属的提取与纯制
提取金属的化学反应分类
还原反应：
艾林汉（Eillingham）图简介
高纯金属的制备
金属挥发性化合物的热分解（化学气相输运法）
区域溶炼和真空蒸馏
金属元素在水溶液中的反应类型
金属离子的沉淀反应
金属离子与碱反应
金属离子与硫化氢反应
金属离子与碳酸盐反应
金属离子的水解反应
表达 11-1 金属离子的水解常数
表达 11-5 金属元素常见的配离子
金属元素的配位反应
与配位、沉淀反应有关的氧化还原反应。
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