无机化学网课_大学无机化学课件_无机化学精品课程网站
本文关键词:无机化学课程,由笔耕文化传播整理发布。
一、课程简介
无机化学课程是一门跨校(中山大学、广州中医药大学)、跨学科(目前包括化学、物理、生物、地学、医学、环境和药学等学科中的20个专业)基础课,在所有化学课程中,广泛性最强,而且也是学生入学后的第一门基础课,处于中学教学和大学教学的连接点上,对于"承前启后"、帮助学生巩固专业学习思想有重要影响,每年听课的本科生1500 – 2000人。
无机化学课程包括理论课和实验课,学理论课又分为"无机化学基本原理"和"元素无机化学"两部分。无机化学基本原理主要是"热力学原理"(宏观)和"物质结构原理"(微观),而"元素周期律"兼有微观和宏观性质。针对大学一年级学生的现状,我们在第1学期的"无机化学基本原理"教学中,主要采用"演绎"方法组织教学,即系统地讲授"热力学原理"、"物质结构原理"和"元素周期律",使学生打下较牢固的基本理论基础;而在第2学期的"元素无机化学"教学中,考虑到元素无机化学的内容必需而庞杂,学生在学习过程中往往会感到抽象、困难,我们一方面用"物质结构原理"和"热力学原理"来贯穿、组织整个教学内容体系,即采用"理论" – "性质"的"演绎"模式进行教学,同时,在学生掌握了一定基础理论,懂得积极思考问题的基础上,引导他们对众多的化学性质、现象进行总结,即逐步增加"归纳"的学习方式,这是学生"学以致用,更上一层楼"的学习阶段。在学完几章内容、进行考试前,要求学生对学过的内容进行总结归纳,写出书面总结,并作为考核的依据。通过无机化学理论课的学习,达到如下目的:使学生较牢固地掌握无机化学基本理论,分析、解决有关元素重要单质和化合物的问题,并初步掌握"演绎" – "归纳"的学习方法,学会思考问题和提出问题。
无机化学实验课程的目标是:在培养学生掌握实验的基本操作、基本技能和基本知识的同时,努力培养学生的创新意识与创新能力,达到无机化学基本理论的"学以致用"。为了达到这一目标,我们按照下述指导思想进行改革:压缩单纯的验证性实验内容、将基本操作融入综合实验、增加综合与创新实验。实验课程的内容分为三个层次:基础实验(验证性实验与基本操作)、综合实验和创新实验(含学生自带课题)。在后两个层次的实验中,融入了我校化学院教师具有特色的科研项目,目的是通过完成这些研究性实验,使学生有独立解决问题的机会,以培养学生的科研意识与创新意识。由于我院对实验教学体系作了改革,无机化学实验教学分别在"基础化学实验"和"综合化学实验"中完成。
本课程特色之一是具有优良教学传统,长期以来在广东省保持着教学质量领先的水平。早在1994年,就被评为首批广东省高校重点课程,获得广东省优秀教学成果二等奖,并在同年首届全国高校优秀教学成果经验交流会上,作为中山大学唯一的课程代表,介绍了课程教学改革的经验。1998年首批进入国家理科基地创建名牌课程项目,2001年获准继续建设,2000年被评为广东省高校首批优秀课程(全校理科仅2门),2003年被评为广东省高校首批精品课程。
二、教学目标
无机化学网络课程的教学指导思想是充分利用支持网络教学的软件工具、教学资源,在网络教学平台上实施无机化学的课程教学活动;借助网络工具,在传授无机化学知识的过程中,培养学生的科学素质、提高学生发散思维能力,特别是要加强培养学生自己获取知识和更新知识的能力,培养创造力。
通过无机化学网络课程的学习,要求学习者掌握无机化学的基本原理,能进一步地应用无机化学基本原理(主要是热力学原理及结构原理)去学习元素的单质及其化合物的存在、制备、性质及反应性的变化规律,从而进一步加深了对无机化学基本原理的理解,也进一步运用有关原理去研究、讨论、说明、理解、预测相应的化学事实,从而掌握提出问题、分析问题、解决问题的能力。该课程的主要目的是通过化学原理的学习,使学生对现代化学的基本概念、原理和应用有一个初步的了解,并能学会运用初步的化学知识思考和解决一些实际问题。
当前,化学的研究前沿正在以前所未有的速度向前推进,新概念、新方法、新思想正在不断涌现。在教学内容上增加了一些科学前沿,例如生物无机化学、无机材料化学、功能配合物等最新研究成果,尤其是我国科学家所取得的成果,并且注重介绍中山大学无机化学研究所各个课题组的成果,注重学生科学兴趣和科学素质的培养,激发学生的潜能。
同学们在学习“普通化学”的时候,不仅应当牢固地掌握基本的化学知识,也许更重要的是领悟科学精神的实质,深刻体会化学思想的精髓。在这个迅速变革的时代,只有那些能够把所学知识灵活运用于具体实践中的人,才能从容面对未来的各种挑战。
本课程提供了有关的参考文献和网站,培养学生既具有扎实的无机化学基础知识,又具有自己获取知识的能力,重在素质培养。
三、课程对象、学习基础与方法
化学是一门非常有趣的基础学科,21世纪的化学将在与物理学、生命科学、材料科学、信息科学、能源、环境、海洋、空间科学的相互交叉,相互渗透,相互促进中共同大发展。
无机化学课程是化学院大学本科各个专业的基础课,同时也是生命科学院、药学学院、医学院、地学院、环境科学院等一些相关专业的基础课。在中山大学,无机化学课程主要是为本科生开设,在一年级的第一学期及第二学期讲授。化学学院本科生理论课为90学时,其他学院理论课一般为54学时。
本课程是以综合性大学的无机化学课程的基本内容为框架编写,主要是以化学专业的大学本科学生为学习对象。由于网络课程是自主学习型,适应面要广,在内容的取舍上也兼顾了生命科学专业、药学专业、医学专业以及专科生学习的需要,因此本课程也可作为生命科学专业、药学专业、医学等相关专业学生的网络学习课程。另外,在编写制作中注意本课程的系统性、先进性以及本学科科技前沿,可作为大学和专科相关教师的教学课件或参考课件,同时也可作为某些研究人员参考课件。
由于本课程是一门基础课程,入门要求不高,只要学习者具有高中的化学基础知识,一定的物理和高等数学基础,基本可以自主学习本课程。只要有兴趣、肯钻研,就能够学好本课程。
四、教学指导
本课程在参考了国内外众多优秀教材的基础上,并根据自身的教学积累和经验,形成了适合本科教学的无机化学的内容体系,无机化学网络课程教学内容包括无机化学基本原理和元素无机化学,共由十六章组成。
第一章: 化学热力学
本章计划学时6学时
(一) 主要内容
1. 了解标准状态、状态函数U、S、 H、G 的概念及其特点。
2. 热力学第一定律:ΔU=Q+W
3. 理解等压热效应(Qp)与反应焓变的关系、(Qv)与热力学能的关系以及(Qp)和(Qv)之间的关系。
4. 初步掌握化学反应的标准摩尔焓变(ΔrHm)的意义及其近似计算。
5. 盖斯定律:在恒压或恒容条件下,化学反应的反应热只与始终态有关,与反应途径无关。
6. 热力学第二定律:等温等压下,凡是体系自由能减少的过程都能自发进行;热力学第三定律:0K时,任何排列整齐的完美晶体,其熵值为零。
7. 了解化学反应中的熵变及吉布斯自由能函数在一般条件下的意义,初步掌握化学反应的标准摩尔吉布斯函数ΔrGm的计算,利用ΛrGm或ΔrGm判断反应进行的方向。
8. 了解决定化学反应实际进行的因素即有热力学因素又有动力学因素。
(二) 学习的重点和难点
1. 掌握状态函数的特点,掌握给定化学反应的焓变ΔrHm、熵变ΔrSm、自由能变ΔrGm、ΔrGm的计算方法,重点掌握计算公式的使用条件。
2. 学会用吉布斯自由能变化ΛrGm判断标准状况下等温等压化学反应方向,利用ΔrGm判断所给状况下反应进行的方向。
3. 学会通过吉布斯函数来判断化学反应应控制的温度以及实际发生化学反应的情况,根据计算,利用理论来指导化合物的合成以及选择最优势的合成条件。
第二章: 化学平衡
本章计划学时3学时
(一) 主要内容
1. 相对平衡常数(KTr)的意义及其与吉布斯自由能(ΛrGm)的关系,ΛrGm=-RTln KTr,利用公式计算平衡常数KTr或ΛrGm
2. 化学反应等温式,Van’t Hoff方程ΔrG=ΛrGm +RTln QTr的意义及其相关的计算与应用。利用函数ΛrGm或ΔrG判断标准态及非标准态下化学反应的方向性。
3. QTr/ KTr作为过程判据的方法。
4. 化学平衡移动原理,温度、压力、浓度、催化剂对化学平衡移动的影响以及平衡移动原理,能够根据条件的变化判断化学反应的移动。
(二) 学习的重点和难点
1. 平衡常数KTr与函数Q、ΛrGm、ΔrG之间的关系,以及一些计算。解题思路尤其重要。
2. 由平衡浓度求算KTr以及求算ΔrG,由任意浓度求算Q,进而求算ΔrG。
3. 掌握利用化学反应等温式ΔrG = ΛrGm + RTln QTr的意义与应用。
第三章: 溶液与电离平衡
本章教学计划为6学时
(一) 主要内容
1. 稀溶液的依数性:难挥发非电介质稀溶液的蒸气压下降,沸点升高,凝固点下降、渗透压及其根据公式计算常数的变化,或者根据沸点、凝固点、渗透压的变化计算物质的分子量。
2. 酸碱理论:Brφnsted-Lowry质子理论, Lewis酸碱电子理论;拉平效应与区分效应。
3. 溶液的酸碱性:溶液的酸碱性,热力学与电解质的电离平衡的关系;一元弱酸、弱碱的电离平衡及其电离常数及pH值的计算,多元弱酸、弱碱的电离平衡及其电离度、电离常数及pH值的计算。
4. 电解质对酸碱平衡的影响,酸碱平衡的移动,稀释效应,盐效应,同离子效应,缓冲溶液及其相关计算。
5. 酸碱中和反应
6. 沉淀溶解平衡:溶度积Ksp,溶度积规则,沉淀溶解平衡的移动,沉淀的转化,分步沉淀。
(二) 学习的重点和难点
1. 稀溶液依数性产生的原理、稀溶液依数性的相关计算,稀溶液依数性在实际中的应用,质子酸碱理论和路易斯酸碱理论及其应用。弱酸弱碱的电离常数、有关离子浓度的计算,缓冲溶液的性质及溶液的pH值的计算。盐类水解平衡的移动及盐的pH值的计算。Ksp的意义,溶度积规则及有关计算。
2. 对拉平效应、区分效应、稀释效应、同离子效应、盐效应等概念的理解和掌握。对弱电解质的电离平衡的影响以及缓冲原理,缓冲溶液的选择与配制;各种体系[H+]计算方法及有关公式的掌握和应用。
3. 酸碱平衡的移动原理及沉淀的转化、分步沉淀的原理及其应用。
4. 热力学原理与弱电解质的电离平衡、沉淀溶解平衡的关系,多重平衡原理及热力学原理在计算化学反应平衡常数的技巧,反应耦联的原理及应用。
第四章: 反应动力学初步
本章计划学时为3学时
(一) 主要内容
1.化学反应速率的定义,瞬时速率与平均速率,反应速率的基本理论(碰撞理论,过渡状态理论)及活化能。
2.影响反应速率的因素:浓度、温度、催化剂对反应速率的影响,基元反应,反应速率的质量作用定律,Arrhenius经验公式,表观活化能。
3.反应的级数及反应机理的测定:零级反应,一级反应,二级反应,三级反应,半衰期,反应机理的确定,速度控制步骤。
(二) 学习的重点和难点
1. 反应速率的意义及速率方程表达式;
2. 碰撞理论、过渡态活化络合物理论;
3. 实验活化能及速率常数的计算;
4. 一级反应及半衰期计算,了解零级、二级、三级反应。
5. 对化学反应速率、基元反应、复杂反应、反应级数、反应分子数、活化能等概念的理解。能运用质量作用定律对基元反应的反应速率进行有关的计算。能利用Arrhenius经验公式进行有关的计算。掌握浓度、温度、催化剂对反应速率的影响。
6. 不同概念如反应级数、反应分子数、反应物计量系数的区别和联系。活化能的概念。根据Arrh enius经验公式求算反应的活化能及不同温度下的速率常数。
第五章: 原子结构与元素周期表
本章教学计划8学时
(一) 主要内容
1. 核外电子的运动状态:了解氢光谱,玻尔理论要点,微观粒子的运动特征(波粒二象性,测不准原理,微观粒子运动的统计性)。
2. 描述核外电子运动状态的四个量子数,ψn、l、m(x、y、z)轨道波函数及电子运动状态,量子数n、l、m及ms的物理意义及相应的合理取值。|ψn、l、m(x、y、z)|2电子云几率密度。
3. 原子轨道图形与电子云表示法:Y1.m(θ、ψ)—θ、ψ,R1.m(r)—r,Y21.m(θ、ψ)—θ、ψ,Y2n.1(r)—r D (r) [D = 4πr2R2(r)]图的物理意义。
4. 多电子原子核外电子排布及元素周期表:屏蔽效应,S1ater规则,有效核电荷,钻穿效应。多电子原子能级(Pauling轨道近似能级图、Cotton电子能级图),核外电子排布三原则(Pauli不相容原理,最低能量原理,Hund规则),元素周期表。
5. 元素基本性质及周期性变化规律:有效核电荷Z*的变化,原子半径,电离能,电子亲合能,电负性,镧系收缩。氢原子光谱及能级、几率、几率密度、电子云等概念,描述原子核外电子运动的四个量子数的物理意义, Pauling总结出的基态原子电子填充的近似能级图及原子核外电子填充三个原则;原子核外电子层结构与元素性质变化规律的联系。
(二) 学习的重点和难点
1. 氢原子光谱及能级、几率、几率密度、电子云等概念;
2. 描述原子核外电子运动的四个量子数的物理意义和取值范围。Pauling总结出的基态原子电子填充的近似能级图及原子核外电子填充三原则;
3. 会用Slater规则和有关公式计算轨道能量;原子核外电子层结构与元素性质如半径、电离能、电子亲合能和电负性变化规律的联系。
第六章: 分子结构
本章教学计划7-8学时
(一) 主要内容
1. 离子键理论:离子键的特点,Born-Haber循环与晶格能,离子的特性(离子的电荷与电子构型,离子半径)。
2. 共价键参数及分子的性质:键能、键长、键角、键的极性、键级,分子的性质(分子的极性、磁性)。
3. 共价键理论(VB法及杂化轨道理论):共价键的本质,共价键的形成原理(电子配对原理,能量最低原理,原子轨道最大重量原理),共价键的类型(σ键、π键、δ键),杂化轨道理论,sp,sp2,sp3,dsp2,sp3d,sp3d2杂化轨道类型,大π键形成及性质。
4. 价电子对互斥(VSEPR)理论,分子轨道理论及其应用。
5. 金属键理论:自由电子理论,能带理论。
6. 分子间力及氢键:分子间力(取向力、诱导力、色散力) ,氢键。
(二) 学习的重点和难点
1. 熟悉离子键、共价键的特点及本质以及它们的形成过程;
2. 掌握现代价键理论、杂化轨道理论、VSEPR理论和分子轨道理论的基本要点及其应用;
3. 掌握应用分子轨道理论第二周期同核或异核双原子分子的分子轨道表达式,分析键参数;
4. 了解分子间力及氢键对物质的物理性质的影响。
5. 利用杂化轨道理论解释化合物的空间构型,如果键角偏离正常角度,应考虑化合物中的中心原子采取等性杂化还是不等性杂化,键合原子的电负性差异及半径大小的因素;应用价层电子对互斥理论预测共价化合物的空间构型,分子轨道理论解释第二周期同核或异核双原子分子的分子轨道表达式,分析键参数。
第七章: 晶体结构
本章计划学时3学时
(一) 主要内容
1. 晶体的基本概念: 晶体与非晶体,七大晶系,晶格与晶胞
2. 晶格的分类:金属晶体(简单立方堆积,体心立方堆积,面心立方堆积,六方密堆积),离子晶体(离子半径,CaC1型晶胞,NaCl型晶胞,ZnS型晶胞,CaF2型晶胞,TiO2晶胞,半径比规则),分子晶体,原子晶体,混合型晶体。
3. 离子极化与变形。
(二) 学习的重点和难点
1. 了解晶体的特征;
2. 四大基本类型晶体特征,特别是在结点上质点间作用力的区别及对晶体性质的影响;
3. 简单立方、面心立方、体心立方品格特征及有关计算;
4. 半径比规则并应用说明离子化合物的晶体结构;
5. 离子极化理论及应用该理论解释无机物的基本性质。
第八章: 配位化学
本章计划学时为6学时
(一) 主要内容
1. 配位化合物的基本概念:配合物的定义、组成、命名、类型、异构现象(几何异构及旋光异构)。
2. 配合物的结构理论:用价键理论、晶体场理论(分裂能Δ,CFSE)讨论配合物的性质。
3. 热力学与配位平衡:K稳及配位平衡的移动,多重平衡原理。
4. 配位化合物的应用。
(二) 学习的重点和难点
1. 配合物的基本概念(定义、组成、分类、命名及配位键的本质),配合物的几何异构及旋光异构。
2. 牢固掌握应用VB法讨论配合物的形成过程,配合物的几何构型与中心原子所采取的杂化轨道类型的关系,内轨型、外轨型配合物形成条件及差别,中心原子价电子排布与配离子稳定性、磁性的关系,能够解释一些实例。
3. 配合物晶体场理论的基本要点,d电子分布和高、低自旋的关系,推测配合物的稳定性、磁性,配合物颜色与d-d跃迁的关系。
第九章: 氧化还原与电化学
本章计划学时为6学时
(一) 主要内容
1. 氧化还原的基本概念:包括氧化数,氧化还原作用的概念,氧化还原方程式的配平(氧化数法及离子-电子法)。
2. 原电池与电极电位:原电池的概念,原电池的表达形式,电极电位(标准电极电位及非标准电极电位),标准电极电位表及其应用。
3. 影响电极电位的因素:内因、掌握外因对电极电位的影响,Nernst方程及其Nernst方程应用,φθ- pH图。
4. 元素电位图及元素的ΔGθ/F-Z图
5. 氧化还原平衡与多重平衡
6. 化学电源与电解
(二) 学习的重点和难点
1. 氧化还原反应的基本概念,氧化还原方程式配平;
2. 应用电极电位表讨论元素不同氧化态下的氧化还原性的强弱;
3. 判断氧化还原反应的方向及平衡常数的计算;掌握原电池的表达方式;
4. 熟练地应用Nernst方程;了解电解池及超电势的概念;掌握多重平衡原理。
5. 通过计算来判断非标准状态下氧化还原反应的方向,利用元素电位图来判断元素价态的稳定性。
第十章: 卤族元素
本章计划学时为8学时
(一) 主要内容
1. 卤素单质的制备,单质的性质尤其是氟的特殊性、强氧化性、卤素单质的歧化及逆岐化作用,卤离子的还原性;
2. 卤化氢的制备、化学性质,卤化氢和卤化物形成过程的热力学分所;卤素含氧酸的结构,卤素含氧酸及其盐的氧化性变化规律(影响含氧酸及其盐氧化性的因素);卤族元素的ΔGθ/F-Z图。
3. 卤化物溶解情况及水解性质,卤素互化物,多卤化物。
4. 卤族元素氧化物及含氧酸的酸性,含氧酸的酸性强弱的规则,R-O-H模型及Pauling规则,含氧酸及其盐的制备。
5. 拟卤素(氰、硫氰)的性质及其能够发生的一些化学反应。
6. 卤族元素用途,生化功能及环境化学
7. Cl-、Br-、I-的分离及检出
(二) 学习的重点和难点
1. 应用卤族元素的ΔGθ/F-Z图讨论卤素不同氧化态化合物的基本性质及制取方法;运用
卤族的ΔGθ/F-Z图来判断卤素及其化合物各氧化态间的转化关系。
2. 能利用ΔGθ/F-Z图进行有关热力学的计算;
3. 卤族元素含氧酸及其盐的氧化还原性的变化规律;
4. 卤化物的性质及非金属卤化物的水解规律性;
5. 氢卤酸、卤素含氧酸酸性的规律;利用相关的理论解释这些变化的规律。
6. 应用价电子互斥(VSEPR)理论分析讨论卤素常见化合物分子的空间构型;
7. 掌握第二周期元素性质的特殊性;
8. 卤素与人体生命过程、环境的关系以及在国民经济中的重要性。
第十一章:氧族元素
本章计划学时为6学时
(一) 主要内容
1. 氧及其化合物,同素异形体的O2和O3,,臭氧的结构特点、性质,过氧化物结构及性质,氧族元素的ΔGθ/F-Z图。
2. 重要硫化物化合物:酸性硫化物(CS2)、碱性硫化物(Na2S);两性硫化物(As2S3等),多硫化物(Na2Sx)、硫的氧化物(SO2、SO3)及非水溶剂自偶电离,硫的含氧酸及其盐的命名、结构、性质,硫属元素卤化物及卤氧化物。
3. 重要化合物的制备:过氧化氢(H2O2),保险粉(Na2S4O6),硫化钠(Na2S),多硫化钠(Na2Sx),亚硫酸钠(Na2SO3),硫代硫酸钠(Na2S2O3),过二硫酸(S2O82-)的性质及制备。
4. 氧族元素用途及环境化学:氧及臭氧层,二氧化硫及其对环境污染与治理,水的污染与净化。
5. S2-、SO32-、S2O32-、SO42-的分析鉴定。
(二) 学习的重点和难点
1. 应用结构的观点讨论氧的成键特征,并说明氧与硫属元素的结构及性质上的区别;
2. 氧族元素的通性,臭氧、过氧化氢的结构、性质特点及与环境关系。
3. 硫化氢(H2S)的性质、金属硫化物(MS)的溶解性分类、多硫化物(Na2Sx)的结构和性质。二氧化硫(SO2),三氧化硫(SO3)、亚硫酸(H2SO3)、硫酸(H2SO4)和他们相应的盐、硫代酸盐、过二硫酸及其盐等的结构、性质、制备和用途以及他们之间的相互转化关系。
4. 应用氧族元素的ΔGθ/F-Z图讨论不同氧化态化合物的基本性质及制取方法;运用
氧族的ΔGθ/F-Z图来判断卤素及其化合物各氧化态间的转化关系。能利用ΔGθ/F-Z图进行有关热力学的计算;
5. 用VB法讨论O3、SO2等化合物的成键过程,掌握离域π键及反馈π键(x-d键)的概念,离域键及其形成条件。
第十二章:氮族元素
本章计划学时为8学时
(一) 主要内容
1. 单质的结构与性质,氮族元素的氢化物、铵盐、氮的氧化物(NO, NO2,N2O3,NO2,N2O5)的性质(棕色环反应,N02结构讨论),氮的含氧酸及其硝酸盐(HNO2、HNO3)的结构特点及性质
2. 磷单质的结构、异构体及其性质,磷的氧化物及含氧酸(次磷酸、亚磷酸的还原性,磷酸及焦磷酸、多磷酸、偏磷酸),的结构和性质,反馈p—d π键的形成及其形成条件以及p—d π键对分子结构的影响。氮族元素ΔGθ/F-Z图。
3. 砷分族的砷、锑、铋的单质及卤化物的性质,氧化物及其含氧酸,6S2惰性电子对效应。
4. 氮族元素的氢化物:氨及其衍生物(氨的自偶电离,氨的性质,联氨、羟氨结构及其性质),叠氮酸及其盐的结构及性质,膦及其性质,反馈p—d π键,胂,月弟,月必。
5. 卤化物NF3及NCl3结构及性质,PCl3及PCl5性质,EX3及EX5性质。
6. 本族元素用途及环境化学,NOx对环境关系,NaNO2及NaNO3的用途,As、Sb、Bi的环境化学。
7. 氮族元素化合物的分析鉴定,NH4+,NO2-,NO3-,PO43-,P2O72-,PO3-,As,Sb,Bi的分析鉴定。
8. 含氮化合物的配合物的形成及其药物方面的重要应用,生物固氮工程的原理。
(二) 学习的重点和难点
1. 氮、磷及其氢化物、氧化物、含氧酸和含氧酸的结构、性质、制备和用途。
2. 运用氮族元素ΔGθ/F-Z图讨论本族元素各氧化态化合物的热力学性质;
3. 次周期性及6S2惰性电子对效应;
4. 磷酸及其盐的结构特征,了解反馈πP-d键及其效应;
5. 物质的两种稳定性(热稳定性、氧化还原稳定性)及其判断依据。
6. 砷、锑、铋氧化物和水合物的酸碱性及其变化规律,砷(III)、锑(III)、铋(III)的还原性和砷(V)、锑(V)、铋(V)的氧化性及其变化规律,砷、锑、铋的硫化物性质。
7. 掌握本族元素卤化物水解特征。
第十三章:碳族元素
本章计划学时为4学时
(一) 主要内容
1. 单质的结构及其基本性质, 碳及其同素异性体,硅、锗、锡、铅。
2. 碳族元素的重要化合物结构及性质, 碳族元索的ΔGθ/F-Z图,氢化物,氧化物及其水合物,(一氧化碳,碳基化物,18电子规则,反馈d-π* π键,二氧化碳,等电子原理,碳酸盐性质),硫化物,卤化物,铅的化合物,碳化物。
3. 硅酸盐及其结构特点。
4. 碳族元素的热力学性质及其应用,碳族元素的ΔGθ/F-Z图,Ellingham图及其应用,反应的耦联(reaction coupling)。
5. C60的结构、性质及其重要应用,C60的发展前景及研究进展,碳纳米管的结构、性质及其重要应用,碳纳米管的的发展前景及研究进展,
6. 碳族元素的用途、环境化学及温室效应。
(二) 学习的重点和难点
1. 碳族元素的单质、氧化物、含氧酸及其盐的热稳定性性质与结构的关系。
2. 碳族元素的通性及制备方法;金刚石、石墨、C60的结构和性质;二氧化碳、碳酸及其盐的重要性质。
3. 硅单质、硅的氢化物、二氧化硅、硅酸、硅胶、硅酸盐、硅的卤化物的重要性质。
4. 锗、锡、铅氧化物,氢氧化物的酸碱性及其变化规律,Sn(II)的还原性和Pb(IV)的氧化性,锡、铅硫化物的溶解性。
5. 碳族元素的Ellingham图及其实际应用。
6. 等电子原理。
7. 了解本族元素的环境化学。
第十四章:硼族元素
本章计划学时数为6学时
(一) 主要内容
1. 单质的结构及重要性质,硼及B12的正二十面体结构,硼的制取方法。
2. 硼烷的结构与性质, Lipscomb的硼的五大成键要素,硼烷结构分析。
3. 硼族元素的重要化合物性质,硼的氧化物,硼酸及硼酸盐,铝、镓、铟、铊的氧化物,卤化物。
4. 硼族元素的ΔGθ/F-Z图及氧化还原性
5. 硼族元素用途及环境化学
(二) 学习的重点和难点
1. 本族元素单质、氢化物、氧化物的结构与性质,掌握硼酸盐的结构特点;
2. 本族元素的缺电子性及对化合物性质的影响;
3. 硼烷结构中五大成键要素,分析硼烷结构。
第十五章:铜锌族元素
本章计划学时数为8学时
(一) 主要内容
4. 铜锌分族元素的结构特点及通性
5. 铜锌分族元素水溶液体系中不同氧化态化合物的氧化还原性,金属单质的电正性,Cu(I)与Cu(II)、Hg22+与Hg2+的相互转化。
6. 金属的冶炼与制取,铜、银、金、锌、汞的冶炼。
7. 铜锌分族的重要化合物、氧化物、氢氧化物、硫化物、卤化物。
8. 铜锌分族的配合物化学,氨合物、氰合物、卤合物。
9. 铜锌分族的应用及环境化学
10. Ag+、Cu2+,Zn2+,Cd2+,Hg2+,Hg22+的分离鉴定
(二) 学习的重点和难点
1. 利用有关元素的ΔGθ/F-Z图讨论Cu(I)-Cu(II)及Hg(I)-Hg(II)相互转化的条件及关系;
2. 熟悉铜锌分族的性质及金属冶炼的方法原理;
3. 掌握铜锌分族重要化合物及其性质;
4. 进一步熟练应用多重平衡原理及反应耦联原理研究化学反应;
5. 了解本章元素涉及的环境化学及环保问题。
第十六章:过渡金属元素
本章计划学时数为8学时
(一) 主要内容
1. 过渡金属元素的通性,过镀金属元素结构特点,物理性质的变化规律,第一电离能的变化,氧化态的变化规律,化合物的磁性,氧化物及其水合物酸碱性,形成配合物性质;第一、二、三过渡系列元素的ΔGθ/F-Z图及其性质。
2. 过渡金属的冶炼,钛、铬、钼、钨、锰的提炼,反应耦联及Ellingham图的应用。
3. 一些重要的过镀金属元素及其化合物性质, 钛,钒,铬,钥,钨,锰,铁系元素,铂系元素的ΔGθ/F-Z图及不同氧化态的性质。
4. 过渡金属元素用途及环境化学
5. 离子的分离与检出,Fe(II)、Mn(II)、Mg(II)的分离鉴定,Fe(III)、Cr(III)、Al(III)的分离。
(二) 学习的重点和难点
1. 利用第一、二、三过渡系元素ΔGθ/F-Z图总结元素不同氧化态下氧化还原性变化规律;
2. 掌握Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni的重要性质及反应;熟练地应用多重平衡原理;
3. 掌握过渡金属离子的分离条件;
4. 了解过渡金属元素用途及环境无机化学。
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本文编号:74878
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