元素化学和无机材料省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

普通化学普通化学第六章第六章元素化学与无机元素化学与无机材料材料第1页主要内容主要内容6.1 单质物理性质单质物理性质6.1.1 熔点、沸点、硬度和晶体结构熔点、沸点、硬度和晶体结构6.1.2 导电性导电性6.2 单质化学性质单质化学性质6.2.1金属单质还原性金属单质还原性6.2.2非金属单质氧化还原性非金属单质氧化还原性6.3无机化合物物理性质无机化合物物理性质6.3.1卤化物熔点、沸点和离子极化理论卤化物熔点、沸点和离子极化理论6.3.2氧化物熔点、沸点和硬度氧化物熔点、沸点和硬度第2页 6.46.4无机化合物化学性质无机化合物化学性质无机化合物化学性质无机化合物化学性质 6.4.16.4.1氧化还原性氧化还原性氧化还原性氧化还原性 6.4.26.4.2酸碱性酸碱性酸碱性酸碱性 6.56.5配位化合物配位化合物配位化合物配位化合物 6.5.16.5.1配位化合物组成配位化合物组成配位化合物组成配位化合物组成和结构和结构和结构和结构 6.5.26.5.2配位化合物命名配位化合物命名配位化合物命名配位化合物命名 6.5.16.5.1配合物及配位化学应用配合物及配位化学应用配合物及配位化学应用配合物及配位化学应用 6.66.6无机材料无机材料无机材料无机材料 6.6.16.6.1金属和合金材料金属和合金材料金属和合金材料金属和合金材料 6.6.26.6.2无机非金属材料无机非金属材料无机非金属材料无机非金属材料 6.6.36.6.3纳米纳米纳米纳米材料和材料和材料和材料和碳纳米管碳纳米管碳纳米管碳纳米管主要内容主要内容第3页6.1 单质物理性质单质物理性质6.1.1熔点、沸点和硬度熔点、沸点和硬度单质物理性质主要与什么原因相关？与它们原子结构或晶体结构相关。金属类型分子晶体离子晶体原子晶体金属晶体作用力分子间力离子键共价键金属键决定原因范德华力氢键离子半径电荷原子半径空间结构原子半径自由电荷成键电子数单质物理性质最终简化为分子类型：分子量大小微粒半径大小半径，分子量，晶体类型都有规律可循，所以单质物理性质也有规律可循第4页6.1.1熔点、沸点和硬度熔点、沸点和硬度P255：表表6.1 主族与零族元素单质晶体类型主族与零族元素单质晶体类型单质熔点、沸点和硬度普通都含有相同改变规律单质熔点、沸点和硬度普通都含有相同改变规律P218：图图5.13 元素原子半径元素原子半径同族：同族：由上而下：小由上而下：小大大同周期同周期：由左到右：大：由左到右：大小（二三周期）小（二三周期）大大小小大大小（四、五、六周期）小（四、五、六周期）经典金属晶体典金属晶体有效有效电荷高金属荷高金属 晶体晶体原子晶体原子晶体分子晶体分子晶体 溶、沸点：低溶、沸点：低高高低低 硬度：硬度：小小大大小小IAIA：（：（经典金属）典金属）由上而下：由上而下：物理性物理性质降低降低VIIA：（分子晶体）（分子晶体）由上而下：由上而下：物理性质升高物理性质升高第5页6.1.1熔点、沸点和硬度熔点、沸点和硬度从从p253图图6.1和和p254图图6.2、图、图6.3中看出规律中看出规律同周期同周期，从左到右，从左到右 熔、沸点熔、沸点：低：低 高高 低低 硬度硬度：小：小 大大 小小 IVB,VB,B熔沸点最高，硬度最大。熔沸点最高，硬度最大。同族同族 从上到下从上到下A、A、B：熔沸点降低；硬度减小：熔沸点降低；硬度减小 BB：熔、沸点升高；硬度增大：熔、沸点升高；硬度增大VA、VIA、A、0族族：沸点逐步升高。沸点逐步升高。He熔、沸点是全部物质中最低者，最高是熔、沸点是全部物质中最低者，最高是石墨石墨。非金属中，硬度最大是非金属中，硬度最大是金刚石金刚石。金属中，熔点最高是金属中，熔点最高是W，最低是，最低是Hg；硬度最大是硬度最大是Cr，延展性最好是延展性最好是Au。第6页6.1.2 导电性导电性 导体导体 半导体半导体 绝缘体绝缘体 电导率电导率（MSm-1）10 10 10-11 Mg2+Na+O2-Cl-负负电电荷荷数数越越多多，变变形形性性越大越大O2-Cl-正正电电荷荷越越多多，变变形形性性越越小小Na+Mg2+Al3+离子半离子半径径r半径越小，极化力越强半径越小，极化力越强Ca2+Na+K+；Ca2+Ba2+半径越大，变形性越大半径越大，变形性越大I-Br-Cl-F-；S2-O2-（18+2)e18e.(9-17)e.8e极化力极化力减弱减弱Pb2+Mg2+；Ag+Na+（18+2).18e.(9-17)e.8e变形性变形性降低降低K+Ag+；Ca2+MgCl2;Fe2O3FeCl3 ;CuOCuCl2说明：说明：6.3.2、氧化物、氧化物熔、沸点和硬度熔、沸点和硬度第36页（2）应用）应用：因为一些氧化物含有熔点高、硬度大，对热稳定性因为一些氧化物含有熔点高、硬度大，对热稳定性高共性。工程中惯用作：高共性。工程中惯用作：磨料磨料（MgO、Cr2O3、Al2O3），耐火材料耐火材料（SiO2、MgO、CaO、Al2O3、Cr2O3）绝热材料绝热材料（MgO），耐热高温无机涂层材料耐热高温无机涂层材料(Cr2O3）。6.3.2、氧化物、氧化物熔、沸点和硬度熔、沸点和硬度第37页6.4无机无机化合物化学性质化合物化学性质6.4.1氧化还原性氧化还原性6.4.1氧化还原性氧化还原性（1）KMnO4 Mn 3d54s2 氧化值氧化值+1、+2、+3、+4、+5、+6、+7。常见常见+2、+3、+4、+6、+7氧化值化合物氧化值化合物,如如MnO、Mn2O3、MnO2、MnO42-、MnO4-KMnO4是常见是常见氧化剂氧化剂第38页比如；KMnO4紫红Mn2+肉色MnO2棕褐色MnO42-绿色H+H2OOH-6.4.1氧化还原性氧化还原性第39页主主要要锰锰（）化化合合物物有有KMnO4和和NaMnO4。试试验验工工作作中中惯惯用用钾钾盐盐，因因钠钠盐盐易易潮潮解解。高高锰锰酸酸钾钾是是深深紫紫色色晶晶体体，易易溶溶于于水水，在在常常温温下下，每每100g100g水水溶溶解解6 6 7g 7g KMnOKMnO4 4，KMnOKMnO4 4对对热热不不稳稳定定，加加热热至至200200时时，就就分解而放出氧：分解而放出氧：2KMnO2KMnO4 4 K K2 2MnOMnO4 4+MnO+MnO2 2+O+O2 2其其溶溶液液也也不不十十分分稳稳定定。在在中中性性溶溶液液中中慢慢慢慢地地分分解解，析出棕褐色二氧化锰：析出棕褐色二氧化锰：4MnO4MnO4 4-+4H+4H+4MnO 4MnO2 2+2H+2H2 2O+3OO+3O2 2光光线线对对KMnOKMnO4 4分分解解有有促促进进作作用用。所所以以，溶溶液液常常保保留留在棕色瓶里。在棕色瓶里。6.4.1氧化还原性氧化还原性第40页KMnOKMnO4 4其氧化性及被还原产物均与溶液其氧化性及被还原产物均与溶液PHPH值值相关相关MnOMnO4 4-+8H+8H+5e-=Mn+5e-=Mn2+2+（无色）（无色）+4H+4H2 2O O (MnO(MnO4 4-/Mn/Mn2+2+)=1.507(V)=1.507(V)(酸性酸性)MnOMnO4 4-+2H+2H2 2O+3eO+3e-=MnO=MnO2 2（棕褐色）（棕褐色）+4OH+4OH-(MnO(MnO4 4-/MnO/MnO2 2)=0.588(V)=0.588(V)(中性中性)MnOMnO4 4-+e-=MnO+e-=MnO4 42-2-（绿色）（绿色）(MnO(MnO4 4-/MnO/MnO4 42-2-)=0.564(V)=0.564(V)(碱性碱性)在酸性溶液中氧化能力最强在酸性溶液中氧化能力最强。2MnO2MnO4 4-+5SO+5SO3 32-2-+6H+6H+=2Mn=2Mn2+2+5SO+5SO4 42-2-+3H+3H2 2O O2MnO2MnO4 4-+3SO+3SO3 32-2-+H+H2 2O=2MnOO=2MnO2 2(s)+3SO(s)+3SO4 42-2-+2OH+2OH-2MnO2MnO4 4-+SO+SO3 32-2-+2OH+2OH-=2MnO=2MnO4 42-2-+SO+SO4 42-2-+H+H2 2O O6.4.1氧化还原性氧化还原性第41页高高锰锰酸酸钾钾俗俗称称灰灰锰锰氧氧，溶溶液液有有杀杀菌菌作作用用，可可作作消消毒毒剂剂。高高锰锰酸酸钾钾主主要要用用作作氧氧化化剂剂，在在工工业业上上用用来来漂漂白白纤纤维维和和油油脂脂脱脱色色。广广泛泛用用于于杀杀菌菌消消毒毒，亦亦用用作作毒毒气气吸吸收收剂剂。（2 2）K K2 2CrCr2 2O O7 72CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O黄黄橙橙酸性酸性溶液中以溶液中以Cr2O72-存在，存在，碱性碱性溶液中以溶液中以CrO42-存在存在Cr2O72-+14H+6e=2Cr3+7H2O=1.23(V)橙橙兰绿兰绿6.4.1氧化还原性氧化还原性第42页常常见见铬铬酸酸盐盐是是K2CrO4和和Na2CrO4，它它们们都都是是黄黄色色晶晶状状固固体体；最最主主要要化化合合物物是是K2Cr2O7和和Na2Cr2O7，它它们们都都是橙红色晶体俗称红矾钾和红矾钠。是橙红色晶体俗称红矾钾和红矾钠。重铬酸盐在酸性溶液中有强氧化性重铬酸盐在酸性溶液中有强氧化性，重铬酸钾是试验室，重铬酸钾是试验室中惯用氧化剂，能够氧化中惯用氧化剂，能够氧化H2S、H2SO3、FeSO4等许多等许多物质，本身被还原为物质，本身被还原为Cr3+离子：离子：Cr2O72-+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2O在分析化学中常利用这个反应来测定试液中在分析化学中常利用这个反应来测定试液中Fe2+含量。含量。在加热时，重铬酸钾可氧化浓盐酸，放出氯气：在加热时，重铬酸钾可氧化浓盐酸，放出氯气：Cr2O72-+6Cl-+14H+2Cr3+3Cl2+7H2O6.4.1氧化还原性氧化还原性第43页利利用用K2Cr2O7在在酸酸性性溶溶液液中中强强氧氧化化性性，试试验验室室中中常常将将饱饱和和K2Cr2O7溶溶液液和和浓浓硫硫酸酸混混合合制制得得铬铬酸酸洗洗液液，用用于于洗洗涤涤玻玻璃璃仪仪器器。洗洗液液长长久久使使用用后后，就就会会从从棕棕红红色色转转变变为为暗暗绿绿色色，此此时时，Cr()转转变变为为Cr()，洗洗液液即即失失效效。Cr()、Cr()是环境污染物，试验室要慎用。是环境污染物，试验室要慎用。一一些些重重金金属属离离子子如如Ag+、Pb2+、Ba2+、和和K2CrO4溶溶液液反应，能够生成含有特征颜色沉淀：反应，能够生成含有特征颜色沉淀：Pb2+CrO42-PbCrO4黄色（铬黄）黄色（铬黄）Ba2+CrO42-BaCrO4黄色（柠檬黄）黄色（柠檬黄）2Ag+CrO42-Ag2CrO4(砖红色砖红色)6.4.1氧化还原性氧化还原性第44页(3)亚硝酸盐亚硝酸盐：即可作氧化剂，又可作还原剂即可作氧化剂，又可作还原剂当当NO和和NO2等等物物质质量量混混合合溶溶于于冰冰水水中中或或向向亚亚硝硝酸酸盐盐冷冷溶液中加酸时，均能生成亚硝酸（溶液中加酸时，均能生成亚硝酸（HNO2）：）：HNO2是是一一个个比比醋醋酸酸略略强强弱弱酸酸，但但很很不不稳稳定定，仅仅存存在在于于冷冷稀稀溶溶液液中中，其其溶溶液液浓浓缩缩或或加加热热时时易易分分解解放放出出NO2,NO,H2O,因而气相出现棕色。因而气相出现棕色。6.4.1氧化还原性氧化还原性第45页（4）过氧化氢过氧化氢H2O2氧化性、还原性，还有本身氧化还原（歧化）作用和氧化性、还原性，还有本身氧化还原（歧化）作用和氧化性、还原性，还有本身氧化还原（歧化）作用和氧化性、还原性，还有本身氧化还原（歧化）作用和不稳定性（低温、高纯度稳定）不稳定性（低温、高纯度稳定）不稳定性（低温、高纯度稳定）不稳定性（低温、高纯度稳定）Cl2MnO4-+H+2HCl+O2Mn2+O2+H2O还原性还原性:H2O2氧化性氧化性:H2O2+2KI+H2SO4=K2SO4+I2+2H2O本身氧化还原作用本身氧化还原作用:2H2O2=2H2O+O2酸性介质:强氧化剂碱性介质:中等还原剂H2O2主要作氧化剂6.4.1氧化还原性氧化还原性第46页6.4.2 酸碱性酸碱性1、氧化物及其水合物酸碱性、氧化物及其水合物酸碱性递变规律递变规律（a）同周期从左到右）同周期从左到右.以第4周期主族为例:AAAAAAAK2O CaO Ga2O3 GeO2 As2O5 SeO3 Br2O7KOH Ca(OH)2 Ga(OH)3 Ge(OH)4 H3AsO4 H2SeO4 HBrO4强碱中强碱两性两性中强酸强酸强酸碱性减弱，酸性增强碱性减弱，酸性增强第47页副族大致与主族改变趋势同，但较迟缓副族大致与主族改变趋势同，但较迟缓Sc2O3TiO2V2O5CrO3Mn2O7Sc(OH)3Ti(OH)4HVO3H2CrO4HMnO4(碱性)(两性)(弱酸)(中强酸)(强酸)碱性减弱，酸性增强碱性减弱，酸性增强6.4.2 酸碱性酸碱性第48页（b）同族：从上到下，酸性减弱碱性增强）同族：从上到下，酸性减弱碱性增强N2O3HNO2酸性P2O3H3PO3酸性As2O3H3AsO3两性偏酸Sb2O3Sb(OH)3两性偏碱Bi2O3Bi(OH)3碱性H2CrO4中强酸H2MoO4弱酸H2WO4弱酸酸性减弱碱性增强酸性减弱碱性增强酸性减弱酸性减弱6.4.2 酸碱性酸碱性第49页ZnOZn(OH)2两性CdOCd(OH)2两性偏碱HgOHg(OH)2碱性碱性增强碱性增强（c）同一元素不一样价态）同一元素不一样价态,高价态酸性比低价态高价态酸性比低价态强强HClOHClO2HClO3HClO4弱酸中强酸强酸极强酸CrOCr2O3CrO3碱性两性酸性随价态升高、酸性增强，碱性减弱随价态升高、酸性增强，碱性减弱6.4.2 酸碱性酸碱性第50页2、R-OH规则：规则：不论是酸、是碱均可写成不论是酸、是碱均可写成R(OH)n形式形式以第三周期为例以第三周期为例NaOHMg(OH)2Al(OH)3Si(OH)4P(OH)5S(OH)6H2SiO3H2OH3PO4H2OH2SO4H2OR(OH)n酸碱性酸碱性，主要取决于，主要取决于Rn+电荷多少和半径大小电荷多少和半径大小R O H化学键在化学键在处断裂为碱性，处断裂为碱性，处断裂为酸性处断裂为酸性Rn+电荷越多电荷越多，半径越小，半径越小，Rn+与与O2-吸引力越强，则易在吸引力越强，则易在处断键。处断键。Rn+电荷越少电荷越少，半径越大，半径越大，Rn+与与O2-吸引力越弱，则易在吸引力越弱，则易在处断键。处断键。6.4.2 酸碱性酸碱性第51页以第三周期为例：以第三周期为例：Na+Mg2+Al3+Si4+P5+S6+Cl7+从左向右电荷增加，半径减小从左向右电荷增加，半径减小从从处断键过渡到处断键过渡到处断键处断键6.4.2 酸碱性酸碱性第52页3氯化物与水作用氯化物与水作用氯化物水解普通规律氯化物水解普通规律：（1）活泼金属活泼金属氯化物：不水解。如：氯化物：不水解。如：NaClKClBaCl2（2）普通金属普通金属氯化物：分级水解。以一级水解氯化物：分级水解。以一级水解为主。如：为主。如：MgCl2、FeCl2、FeCl3、ZnCl2、CrCl3、CuCl2、AlCl3如：如：MgCl2+H2O=Mg(OH)Cl+HCl镁氧水泥成份（建筑材料、磨镁氧水泥成份（建筑材料、磨料、砂轮）料、砂轮）同周期同周期+3价比价比+2价金属氯化物水解程度大。价金属氯化物水解程度大。如：如：FeCl3FeCl2，AlCl3MgCl26.4.2 酸碱性酸碱性第53页（3 3）一些）一些高价态金属高价态金属氯化物：水解可进行到氯化物：水解可进行到底。底。如：如：GeClGeCl4 4+4H+4H2 2O=Ge(OH)O=Ge(OH)4 4+4HCl+4HCl GeO GeO2 2.2H.2H2 2O O（胶状沉淀）（胶状沉淀）（4 4）一些非金属一些非金属氯化物水解生成对应含氧酸。氯化物水解生成对应含氧酸。如：如：SiClSiCl4 4 、PClPCl3 3 、PClPCl5 5 PClPCl5 5+4H+4H2 2O=HO=H3 3POPO4 4+5HCl+5HClSiClSiCl4 4+3H+3H2 2O=HO=H2 2SiOSiO3 3+4HCl+4HCl6.4.2 酸碱性酸碱性第54页（5 5）p p区区SnClSnCl2 2 SbCl SbCl3 3 BiCl BiCl3 3与水反应生成碱式与水反应生成碱式盐难溶于水。盐难溶于水。SnClSnCl2 2+H+H2 2O=Sn(OH)Cl+HClO=Sn(OH)Cl+HClSbClSbCl3 3+H+H2 2O=SbOCl O=SbOCl +HCl +HClBiClBiCl3 3+H+H2 2O=BiOCl O=BiOCl +HCl+HCl为抑制与水反应，配制时先加为抑制与水反应，配制时先加HClHCl后加水稀释后加水稀释。配制这类盐溶液，比如：配制这类盐溶液，比如：SnClSnCl2 2水溶液水溶液;加适量酸（加适量酸（HClHCl）抑制水解）抑制水解 加少许锡粒加少许锡粒;预防预防SnSn2+2+被氧化被氧化。6.4.2 酸碱性酸碱性第55页6.5配位化合物配位化合物配位化合物配位化合物是一类非常主要化合物，绝大多数无是一类非常主要化合物，绝大多数无机物都是以配合物形态存在。在水溶液中可认为机物都是以配合物形态存在。在水溶液中可认为根本不存在简单金属离子。尤其是因为很多配合根本不存在简单金属离子。尤其是因为很多配合物组成中包含着有机化合物，使配合物更含有广物组成中包含着有机化合物，使配合物更含有广泛而多样特点。当前对配合物研究不但是当代无泛而多样特点。当前对配合物研究不但是当代无机化学主要课题，而且也对分析化学，生物化学，机化学主要课题，而且也对分析化学，生物化学，电化学，量子化学等方面有主要实际意义。电化学，量子化学等方面有主要实际意义。能够讲，配合物化学在整个化学领域内已经成为能够讲，配合物化学在整个化学领域内已经成为不可缺乏组成部分。不可缺乏组成部分。第56页6.5.1配位化合物组成和结构配位化合物组成和结构按结构特征配位化合物分三类：按结构特征配位化合物分三类：简单配位化合物，简单配位化合物，螯合物，羰合物螯合物，羰合物1、简单配位化合物：、简单配位化合物：如：如：Ag(NH3)2Cl，Cu(H2O)4SO4，HAuCl4即由一个简单正离子和几个中性分子或负离子经过即由一个简单正离子和几个中性分子或负离子经过配位键结合形成复杂离子叫配离子，含有配离子化配位键结合形成复杂离子叫配离子，含有配离子化合物叫配位化合物。合物叫配位化合物。配位键配位键:由一个原子提供电子对为两个原子共用而形由一个原子提供电子对为两个原子共用而形成共价键。成共价键。第57页中心离子中心离子：配离子形成体，占据配离子中心位置离子。配位体配位体：配合剂中与中心离子配合离子或分子。配位原子配位原子：配位体中直接与中心离子结合原子。配位数配位数：配位原子总数。配离子电荷配离子电荷：组成它简单粒子电荷代数和。=中心离子电荷数+配位体电荷总数=外界离子电荷数。6.5.1配位化合物组成和结构配位化合物组成和结构第58页Cu(NH3)4SO4H2PtCl6中心离子配位体配位原子配位数内界配离子内界配离子外界离子外界离子中心离子电荷:Cu2+，+2,Pt4+，+4配离子电荷:Cu(NH3)42+，+2PtCl62-，-2内界配离子内界配离子内界配离子内界配离子 6.5.1配位化合物组成和结构配位化合物组成和结构第59页配位体分类配位体分类配位体分类配位体分类:C CN-NH3H2OF-NO2-S2O32-Cl-SCN-I-单齿配体单齿配体：每个配位体只能提供一个配位原子HOOC-CH2CH2COOHN-CH2CH2NHOOC-CH2CH2COOHH2NCH2CH2NH2乙二胺四乙酸(EDTA)乙二胺(en)多齿配体多齿配体：含有两个或两个以上配位原子配位体6.5.1配位化合物组成和结构配位化合物组成和结构第60页乙二胺四乙酸乙二胺四乙酸根离子根离子6.5.1配位化合物组成和结构配位化合物组成和结构第61页2.2.特殊配合物特殊配合物特殊配合物特殊配合物（a）螯合物：Cu(en)22+H2C-NH2NH2-CH22+Cu2+H2C-NH2NH2-CH2M(C2O4)22-M:Cu2+,Co3+,Cd2+,Al3+（b）羰合物：Ni(CO)4，Fe(CO)5中心离子形成体为中性原子，配位体为CO分子。第B族等金属能与CO直接作用而生成羰合物6.5.1配位化合物组成和结构配位化合物组成和结构第62页6.5.1配位化合物组成和结构配位化合物组成和结构第63页3 3、价键理论、价键理论、价键理论、价键理论当前，把杂化轨道理论应用于研究配合物结构，很好说明了配合物空间构型和一些性质，从20世纪30年代到50年代，主要应用这个理论讨论配合物中化学键，这就是配合物价键理论。价键理论基本关键点基本关键点以下：（a）中心离子（或原子）有空价电子轨道可接收由配位体配位原子提供孤对电子而形成配位键。（ML）CoNH3NH3NH3NH3NH33+NH3CoCo3+3+:3S:3S2 23P3P6 63d3d6 6(4S(4S0 04P4P0 04d4d0 0)6.5.1配位化合物组成和结构配位化合物组成和结构第64页空价电子轨道起源空价电子轨道起源空价电子轨道起源空价电子轨道起源:1)离子和原子本身含有空轨道2)因为配位体影响，使中心离子（原子）价电子发生重排而产生空轨道比如26Fe3+3S23P63d5电子重排3d56.5.1配位化合物组成和结构配位化合物组成和结构第65页价电子轨道：价电子轨道：即元素价电子所占据轨道及能量 相近轨道.通常为通常为(n-1)dnsnp轨道常见中心离子为d区，ds区离子：VBBBBBVCrMnFeCoNiCuZnMoTcRuRhRdAgCdWReOsIrPtAuHg常见配体常见配体：F-,Cl-,Br-,I-,OH-,SCN-,CN-,S2O32-，H2O,NH36.5.1配位化合物组成和结构配位化合物组成和结构第66页（b）形成配合物时，中心离子所提供空轨道进行）形成配合物时，中心离子所提供空轨道进行杂化杂化，形成各种类型杂化轨道，从而使形成各种类型杂化轨道，从而使配合物配合物含有一定含有一定空间空间构型构型。比如：47Ag+4S24P64d10(5S05P0)直线型Ag(NH3)2+sp杂化杂化4d5s5p八面体型八面体型FeF63-3d4s4p4dsp3d2杂化杂化Fe3+：3d4s4p4d3d54S04P04d06.5.1配位化合物组成和结构配位化合物组成和结构第67页6.5.1配位化合物组成和结构配位化合物组成和结构第68页Co(NH3)63+Co(en)33+6.5.1配位化合物组成和结构配位化合物组成和结构第69页6.5.2、配位化合物命名、配位化合物命名（1）内外界间服从普通无机化合物命名标准：）内外界间服从普通无机化合物命名标准：配离子是正离子配离子是正离子:i:外界为复杂离子（如：外界为复杂离子（如：SO42-、CO32-、Ac-）则叫）则叫某某酸某酸某；ii:外界为简单离子（如：外界为简单离子（如：Cl-、OH-、S2-）则叫）则叫某化某某化某；iii:配离子是负离子配离子是负离子:则在后加则在后加“酸酸”字字,叫叫“某酸某某酸某”。（2）配离子命名次序：）配离子命名次序：配位体数目配位体数目配位体配位体合合中心离子中心离子中心离子氧化值中心离子氧化值（中心离子后用罗马数字标明化合价）。（中心离子后用罗马数字标明化合价）。在每种配位体前用二、三、四等数字表示配位体数目在每种配位体前用二、三、四等数字表示配位体数目如：如：K4Fe(CN)6 六氰合铁（六氰合铁（）酸钾）酸钾第70页（3 3）当配体不止一个时，不一样配体之间用圆点）当配体不止一个时，不一样配体之间用圆点（）分开，配位体命名次序是：）分开，配位体命名次序是：先无机后有机；先无机后有机；先负离子后中性分子；先负离子后中性分子；同类配位体名称，按配位原子元素符号英文字母次同类配位体名称，按配位原子元素符号英文字母次序排列。序排列。比如：比如：CoCl(NHCoCl(NH3 3)5 5ClCl2 2 二氯化一氯二氯化一氯 五氨合钴（五氨合钴（）CoCl(NHCoCl(NH3 3)2 2(H(H2 2O)O)2 2OH OH 氢氧化一氯氢氧化一氯 二氨二氨 二水合二水合 钴（钴（）CoClCoCl3 3(NH(NH3 3)3 3 三氯三氯 三氨合钴（三氨合钴（）KPtClKPtCl3 3(C(C2 2H H4 4)三氯三氯 乙烯合铂（乙烯合铂（）酸钾）酸钾Cu(en)Cu(en)2 2SOSO4 4 硫酸二乙二胺合铜（硫酸二乙二胺合铜（）6.5.2、配位化合物命名、配位化合物命名第71页Fe(CO)5Na2Zn(OH)4五羰基合铁五羰基合铁四羟基合锌四羟基合锌（）酸钠）酸钠KPtClKPtCl3 3NHNH3 3 三氯三氯 一氨合铂（一氨合铂（）酸钾）酸钾写出以下物质分子式：写出以下物质分子式：6.5.2、配位化合物命名、配位化合物命名第72页19解解:(1)二氯化六氨合钴二氯化六氨合钴()(2)四硫氰合钴四硫氰合钴()酸钾酸钾(3)六氟合硅六氟合硅()酸钠酸钠(4)四羟基合锌四羟基合锌()酸钾酸钾(5)氯化一氯氯化一氯五氨合钴五氨合钴()(6)二氯二氯二氨合铂二氨合铂()P3126.5.2、配位化合物命名、配位化合物命名第73页6.5.3 配离子解离平衡配离子解离平衡 (p127)1.配离子解离平衡配离子解离平衡配盐在水中充分解离配盐在水中充分解离:如如:Ag(NH3)2Cl Ag(NH3)2+Cl-配离子在水溶液中解离类似弱电解质配离子在水溶液中解离类似弱电解质:如如:Ag(NH3)2+Ag+2NH3其解离常数为其解离常数为:第74页简化为：简化为：对于同一类型配离子来说，对于同一类型配离子来说，K Ki i越大，配离子越大，配离子越不稳定，越不稳定，K Ki i(K(K不稳不稳)称为不稳定常数。称为不稳定常数。6.5.3 配离子解离平衡配离子解离平衡 (p127)第75页配离子生成反应平衡常数：配离子生成反应平衡常数：Ag+2NH3Ag(NH3)2+对于同一类型配离子来说，对于同一类型配离子来说，K Kf f越大，配离子越越大，配离子越稳定稳定。Kf称为稳定常数。称为稳定常数。6.5.3 配离子解离平衡配离子解离平衡 (p127)第76页生成更稳定配离子生成更稳定配离子Fe(SCN)63-Fe3+6SCN-Kf=103.17（血红色）+加入NaF6F-FeF63-Kf=1014.31(无色)平衡向生成更稳定配离子方向移动平衡向生成更稳定配离子方向移动。6.5.3 配离子解离平衡配离子解离平衡 (p127)2.配离子解离平衡移动配离子解离平衡移动第77页同类型配离子可据同类型配离子可据Kf或或Ki来判断反应方向来判断反应方向比如：比如：HgCl42-+4I-HgI42-+4Cl-Ki：8.551010-16 -16 1.48101.4810-30 -30 Kf=1.171015Kf=6.761029 平衡平衡6.5.3 配离子解离平衡配离子解离平衡 (p127)第78页改变溶液酸度，形成难解离物质改变溶液酸度，形成难解离物质Cu(NHCu(NH3 3)4 4 2+2+Cu Cu2+2+4NH+4NH3 3 加酸（例硫酸）加酸（例硫酸）（深兰）（深兰）（浅兰）（浅兰）+4H 4H+4NH4+平衡平衡生成难溶解物质生成难溶解物质Cu(NH3)42+Cu2+4NH3平衡平衡（深兰）（深兰）+S2-CuS（S）（黑色）（黑色）6.5.3 配离子解离平衡配离子解离平衡 (p127)第79页6.5.4配位化合物应用配位化合物应用1.利用配合反应使一些物质溶解利用配合反应使一些物质溶解:比如比如:AgBr+2S2O32-=Ag(S2O3)23-+Br-2.离子定性判定和定量分析离子定性判定和定量分析:利用配离子特殊颜色利用配离子特殊颜色 用配合反应判定溶液中用配合反应判定溶液中离子离子比如：Fe3+SCN_-K4Fe(CN)6Fe(SCN)2+（血红）（血红）KFeFe(CN)6(S)(深兰深兰)普鲁士蓝普鲁士蓝第80页6.5.4配位化合物应用配位化合物应用第81页3、电镀工业、电镀工业如：镀铜时镀液不用CuSO4,而用K4P2O7,可使镀层细腻。Cu2+2P4O74-=Cu(P4O7)26-4、稀有元素浓缩、富集、分离、提取和纯、稀有元素浓缩、富集、分离、提取和纯化化用专门配合剂经过萃取从海水中提取金、铜、铀。6.5.4配位化合物应用配位化合物应用第82页6.6 无机材料无机材料6.6.1金属和合金材料金属和合金材料1.轻质合金轻质合金：由镁、铝、钛、锂镁、铝、钛、锂等金属形成合金（1）铝合金:铝中加入Mg.Cu.Zn.Mn.Si（2）钛合金:钛中加入Al.Cr.VMn.Mo.Fe2.耐热合金耐热合金：VBVIIB.VIII高熔点元素形成合金。合金钢和硬质合金合金钢和硬质合金：d区金属含有熔点高、硬度大特点，它们作为合金元素加入碳钢制成合金钢。惯用钛、锆、钒、铌钛、锆、钒、铌以及p区铝、硅铝、硅等。3.低熔合金低熔合金：惯用低熔金属及其合金有汞、锡、铅、惯用低熔金属及其合金有汞、锡、铅、铋等。铋等。4.金属电子材料金属电子材料：铜、铝铜、铝及其合金超导材料超导材料：Nb4Ge;Y-Ba-Cu-O。第83页6.6.1金属和合金材料金属和合金材料第84页5.5.形状记忆合金形状记忆合金形状记忆合金形状记忆合金形状记忆合金是近代新兴功效材料形状记忆合金是近代新兴功效材料,用它制造零件变用它制造零件变形后形后,经过一定温度经过一定温度,能够恢复先前形状能够恢复先前形状,顾名思义被顾名思义被称作形状记忆合金称作形状记忆合金 形状记忆合金含有与普通合金不一样特征形状记忆合金含有与普通合金不一样特征可逆热可逆热弹性。塑性形变是不可逆转永久性形变，而形记金属弹性。塑性形变是不可逆转永久性形变，而形记金属却能在发生塑性变形后，稍加温便象却能在发生塑性变形后，稍加温便象“记住记住”了自己了自己原有形状而自动复原。其之所以有形状记忆功效，决原有形状而自动复原。其之所以有形状记忆功效，决定于其晶体内部含有特殊结构。形记合金不但含有奇定于其晶体内部含有特殊结构。形记合金不但含有奇异形状记忆功效，且含有强度高、刚度大、无磁性、异形状记忆功效，且含有强度高、刚度大、无磁性、耐腐蚀、生物相容性好及低温柔韧等优良性能。因而耐腐蚀、生物相容性好及低温柔韧等优良性能。因而含有许多特殊应用价值含有许多特殊应用价值.6.6.1金属和合金材料金属和合金材料第85页形状记忆材料被誉为奇妙功效性材料，形状记忆合金研究、发觉至今为止已经有十几个记忆合金体系。包含Au-Cd、Ag-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-Al、Cu-Zn-Sn、Cu-Zn-Si、Cu-Sn、Cu-Zn-Ga、In-Ti、Au-Cu-Zn、NiAl、Fe-Pt、Ti-Ni、Ti-Ni-Pd、Ti-Nb、U-Nb和和Fe-Mn-Si等。等。而在这些合金系中，当前仅有Ti-Ni、Cu-Zn-Al及铁基合金铁基合金得到广泛应用。6.6.1金属和合金材料金属和合金材料第86页Ti-NiTi-Ni形状记忆合金形状记忆合金，Ti-Ni形状记忆合金含有很高塑性,含有较高记忆寿命，TiNi记忆合金还包含TiNi-Cu、TiNi-Co、TiNi-Fe和TiNi-Nb等含有较高实用价值记忆合金，其中Ti50Ni47Fe3合金是制造管接头等紧固件良好材料。Cu-Zn-Al形状记忆合金形状记忆合金是一个含Zn1837%、Al28%、余者为铜含有形状记忆效应和伪弹性合金。NiTi形状记忆合金形状记忆合金:已广泛用于牙科、骨科和临床介入等。比如形状记忆合金系列骨科器械6.6.1金属和合金材料金属和合金材料第87页贵金属功效材料贵金属功效材料(贵金属贵金属指性质稳定地壳中含量少，开采提取困难，指性质稳定地壳中含量少，开采提取困难，故价格高，金、银、铂系。故价格高，金、银、铂系。)贵金属功效材料：包含贵金属功效材料：包含（1 1）贵金属特种功效材料：贵金属复合材料、电子）贵金属特种功效材料：贵金属复合材料、电子材料、测温材料、焊料、钎料、精密管棒材、电接触材料、测温材料、焊料、钎料、精密管棒材、电接触材料、铂合金网；材料、铂合金网；（2 2）贵金属信息功效材料：银粉、银浆，金、铂浆、）贵金属信息功效材料：银粉、银浆，金、铂浆、银钯浆；银钯浆；（3 3）贵金属环境及催化功效材料：贵金属基础化合）贵金属环境及催化功效材料：贵金属基础化合物、催化剂、催化传感材料等物、催化剂、催化传感材料等 6.6.1金属和合金材料金属和合金材料第88页6.6.2 无机无机非金属材料非金属材料1、半导体材料半导体材料：单质半导体GeSiSe化合物半导体-族化合物GaAs，-族化合物ZnS、SeS2、低温材料：低温材料：冰、液氨、CS2、CCl43、保护气体：保护气体：CO2、N2、Ar4、耐火材料：耐火材料：SiC、Si3N4、C（石墨）、SiO2、MgO、Cr2O3第89页氮化硅硅和氮气在1300中反应合成：其主要反应3Si+2N2=Si3N4氮化硅基陶瓷(陶瓷是以多晶聚集体为基本结构无机非金属材料)含有密度小、高强、高硬、高韧性、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、抗热震、地膨胀、自润滑、隔热、电绝缘等一系列优良性能，在航空、航天、电子、冶金、机械、石油、华工、能源、交通、电器等领域有着广泛应用前景。5、耐热高强结构材料、耐热高强结构材料 ：SiC、BN、Si3N46.6.2 无机无机非金属材料非金属材料第90页第91页氮化硼氮化硼氮化硼俗称白石墨，特征与石墨相同氮化硼俗称白石墨，特征与石墨相同 而质地雪白而质地雪白,存在两种晶型：六方与立方，但通常呈六方结构。在存在两种晶型：六方与立方，但通常呈六方结构。在 高温与超高压特殊条件下，可将六方结构晶型转化为高温与超高压特殊条件下，可将六方结构晶型转化为立方晶型。粉末由硼，卤化硼或硼酸、硼砂、氧化硼立方晶型。粉末由硼，卤化硼或硼酸、硼砂、氧化硼和含氮盐类在氮气或氨气氛中反应合成。其主要反应和含氮盐类在氮气或氨气氛中反应合成。其主要反应式为：式为：Na2B4O7+NH4Cl+2NH3=4BN+2NaCl+7H2O6.6.2 无机无机非金属材料非金属材料第92页 氮化硼制品主要特征与用途氮化硼制品主要特征与用途：氮化硼使用范围广泛，其粉末可作优良润滑剂与脱模剂，而陶氮化硼使用范围广泛，其粉末可作优良润滑剂与脱模剂，而陶瓷可用作熔炼蒸发金属坩埚、舟皿、液态金属输送管、火箭喷瓷可用作熔炼蒸发金属坩埚、舟皿、液态金属输送管、火箭喷口，大功率器件底座，半导体元件掺杂源，以及各种高温（高口，大功率器件底座，半导体元件掺杂源，以及各种高温（高压、高频）绝缘散热部件。而立方氮化硼则为近似于金刚石超压、高频）绝缘散热部件。而立方氮化硼则为近似于金刚石超硬材料。硬材料。采取热压法制成氮化硼制品，在采取热压法制成氮化硼制品，在N2或或Ar气氛中最高使用温度高气氛中最高使用温度高达达2800，而无显著熔点。但在氧化气氛中稳定性差，使用温，而无显著熔点。但在氧化气氛中稳定性差，使用温度仅在度仅在900以下。以下。氮化硼还含有特殊性能，在耐火材料使用方面可用作高温热电氮化硼还含有特殊性能，在耐火材料使用方面可用作高温热电偶保护管，熔炼金属器皿及宇宙航行中热屏蔽材料等。偶保护管，熔炼金属器皿及宇宙航行中热屏蔽材料等。总之，氮化硼制品在未来高科技产品开发方面显示出辽阔前景。总之，氮化硼制品在未来高科技产品开发方面显示出辽阔前景。6.6.2 无机无机非金属材料非金属材料第93页6.光导纤维光导纤维光导纤维（