《元素?zé)o機化學(xué)》

1、元素?zé)o機化學(xué)教學(xué)大綱中山大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院2003一、教學(xué)目的及要求 通過系統(tǒng)地向?qū)W生講授元素?zé)o機化學(xué)，使學(xué)生能進一步地應(yīng)用無機化學(xué)基本原理(主要是熱力學(xué)原理及結(jié)構(gòu)原理)去學(xué)習(xí)元素的單質(zhì)及其化合物的存在、制備、性質(zhì)及反應(yīng)性的變化規(guī)律，從而進一步加深了對無機化學(xué)基本原理的理解，也進一步運用有關(guān)原理去研究、討論、說明、理解、預(yù)測相應(yīng)的化學(xué)事實，從而掌握提出問題、分析問題、解決問題的能力，取得“綱舉目張”的教學(xué)效果。 在教學(xué)內(nèi)容上適當(dāng)?shù)卦黾恿艘恍┡c當(dāng)今世界密切相關(guān)的環(huán)境科學(xué)、生命科學(xué)、能源及材料科學(xué)的內(nèi)容，擴大學(xué)生知識面，使學(xué)生感受到化學(xué)對社會發(fā)展與進步的作用從而增強作為化學(xué)工作者的使命感與責(zé)任

2、感。二、教材及教學(xué)參考書 元素?zé)o機化學(xué)，蔡少華、黃坤耀、張玉容編著，中山大學(xué)出版社，1998 普通無機化學(xué)，嚴宣申等編，北京大學(xué)出版社(第二版) 無機化學(xué)，武漢大學(xué)、吉林大學(xué)等編，高等教育出版社(第三版)三、教學(xué)進度及教學(xué)要求第一章 緒論（2學(xué)時) 1怎樣學(xué)習(xí)元素?zé)o機化學(xué) 2元索的G/F-Z圖在元素?zé)o機化學(xué)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用第二章 鹵族元素（6-8學(xué)時) 1鹵族元索的基本性質(zhì)與鹵族元素G/F-Z圖 單質(zhì)的物理性質(zhì)，單質(zhì)的強氧化性及單質(zhì)制備，鹵離于的還原性，鹵化氫及鹵化物形成過程的熱力學(xué)分所，鹵素單質(zhì)的歧化及逆岐化作用，鹵素各含氧酸及其鹽氧化性變化規(guī)律(影響含氧酸及其鹽氧化性的因素)。 2鹵索及其重要

3、化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 鹵素單質(zhì)及其性質(zhì)，HX的酸性及其熱力學(xué)分析，鹵化物結(jié)構(gòu)及性質(zhì)(鹵化物溶解及水解，鹵素互化物，多鹵化物)，鹵族元素氧化物及含氧酸(含氧酸的酸性強弱的規(guī)則R-O-H模型及Pauling規(guī)則)含氧酸及其鹽制備，擬鹵素(氰、硫氰)。 3鹵族元素用途，生化功能及環(huán)境化學(xué) 4Cl-、Br-、I-的分離及檢出 5氟的特殊性 6本章教學(xué)要求 能熟練地應(yīng)用鹵族元素的G/F-Z圖討論鹵素不同氧化態(tài)化合物的基本性質(zhì)及制取 方法；熟悉鹵族元素含氧酸及其鹽的氧化還原性的變化規(guī)律； 能利用G/F-Z圖進行有關(guān)熱力學(xué)的計算； 掌握鹵化物的性質(zhì)及非金屬鹵化物的水解規(guī)律性； 掌握氫鹵酸及鹵素含氧酸酸性及氧化

4、還原性質(zhì)的規(guī)律； 熟煉地應(yīng)用VSZPR理論分析討論鹵素常見化合物分子的空間構(gòu)型； 初步掌握第二周期元素性質(zhì)的特殊性； 了解鹵素與人體生命過程、環(huán)境的關(guān)系以及在國民經(jīng)濟中的重要性。 第三章 氧族元素（6-8學(xué)時） 1單質(zhì)及其結(jié)構(gòu)特點 通性，單質(zhì)(氧及臭氧的結(jié)構(gòu)特點、性質(zhì)、硫)、氧族元素的G/F-Z圖。 2重要化合物 氫化物(過氧化物結(jié)構(gòu)及性質(zhì))、硫化物及多硫化物，氧化物(二氧化硫、三氧化硫及非水溶劑自偶電離)，硫的含氧酸及其鹽的命名、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)，硫?qū)僭佧u化物及鹵氧化物。 3重要化合物的制備 過氧化氫，保險粉，硫化鈉，多硫化鈉，亞硫酸鈉，硫代硫酸鈉的制備。 4氧族元素用途及環(huán)境化學(xué) 氧及奧氧層，

5、二氧化硫及其對環(huán)境污染與治理，水的污染與凈化。 5S2-、SO32-、S2O32-、SO42-的分橋鑒定 6本章教學(xué)要求 熟煉地應(yīng)用結(jié)構(gòu)的觀點討論氧的成鍵特征，并說明氧與硫?qū)僭氐慕Y(jié)構(gòu)及性質(zhì)上的 區(qū)別； 掌握臭氧的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)特點與環(huán)境關(guān)系； 掌握過氧化氫的結(jié)構(gòu)及基本性質(zhì)，反應(yīng)性； 掌握硫化物的基本性質(zhì)及有關(guān)計算；用結(jié)構(gòu)觀點及硫?qū)僭谿/F-Z圖討論硫?qū)僭卦诓煌趸瘧B(tài)下化合物的基本性 質(zhì)；用VB法討論O3、S02等化合物的成鍵過程，掌握離域鍵及反饋鍵(x-d鍵)的概 念。第四章 氮族元素（6-8學(xué)時) 1單質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 通性，氮的結(jié)構(gòu)特點及固氮工程，反饋d-p* p鍵，磷的結(jié)構(gòu)，氮族元素G/

6、F-Z圖。 2氫化物 氨及其衍生物(氨的自偶電離，氨的性質(zhì)，聯(lián)氨、羥氨結(jié)構(gòu)及其性質(zhì))，疊氮酸及其鹽的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)，膦及其性質(zhì)，反饋pd p鍵，胂，月弟，月必。 3氮族元素氧化物及含氧酸 氮的氧化物(N2O，NO，N2O3，NO2，N2O5)的性質(zhì)(棕色環(huán)反應(yīng)，N02結(jié)構(gòu)討論)，氮的含氧酸(HNO2，HNO3)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，磷的氧化物及含氧酸(次磷酸、亞磷酸的還原性，磷酸及焦磷酸、多磷酸、偏磷酸)，砷、銻、鉍氧化物及含氧酸(次周期性及6S2惰性電于對效應(yīng))。 4鹵化物 NF3及NCl3結(jié)構(gòu)及性質(zhì)，PCl3及PCl5性質(zhì)，EX3及EX5性質(zhì)。 5硫化物及其制備 6本族元素用途及環(huán)境化學(xué) NOx對環(huán)境關(guān)

7、系，NaNO2及NaNO3的用途，As、Sb、Bi的環(huán)境化學(xué)。 7氮族元素化合物的分析鑒定 NH4+，NO2-，NO3-，PO43-，P2O72-，PO3-，As，Sb，Bi的分析鑒定。 8本章教學(xué)要求 熟悉氮族元素氫化物、氧化物、含氧酸及其鹽的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)； 熟煉運用氮族元素G/F-Z圖討論本族元素各氧化態(tài)化合物的熱力學(xué)性質(zhì)； 掌握次周期性及6S2惰性電子對效應(yīng)； 了解磷酸及其鹽的結(jié)構(gòu)特征，了解反饋P-d鍵及其效應(yīng)； 掌握本族元素鹵化物水解特征。 第五章 碳族元素（4-6學(xué)時) 1單質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其基本性質(zhì) 碳及其同素異性體，硅、鍺、錫、鉛。 2碳族元素的重要化合物結(jié)構(gòu)及性質(zhì) 碳族元索的G/F-Z

8、圖，氫化物，氧化物及其水合物，(一氧化碳，碳基化物，18電子規(guī)則，反饋d-p* p鍵，二氧化碳，等電子原理，碳酸鹽性質(zhì))，硫化物，鹵化物，鉛的化合物，碳化物。 3硅酸鹽及其結(jié)構(gòu)特點 4碳族元素的熱力學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用 碳族元素的G/F-Z圖，Ellingham圖及其應(yīng)用，反應(yīng)的耦聯(lián)(reaction coupling)。 5碳族元素的用途及環(huán)境化學(xué) 溫室效應(yīng)。 6本章教學(xué)要求 掌握碳族元素的單質(zhì)、氧化物、含氧酸及其鹽的熱穩(wěn)定性性質(zhì)與結(jié)構(gòu) 的關(guān)系； 攀握碳族元素的Ellingham圖及其實際應(yīng)用； 了解等電子原理； 了解本族元素的環(huán)境化學(xué)。第六章 硼族元素(4-6學(xué)時 1單質(zhì)的結(jié)構(gòu)及重要性質(zhì) 硼及B

9、12的正二十面體結(jié)構(gòu)，硼的制取方法。 2硼烷的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) Lipscomb的硼的五大成鍵要索，硼烷結(jié)構(gòu)分析。 3硼族元素的重要化合物性質(zhì) 硼的氧化物，硼酸及硼酸鹽，鋁、鎵、銦、鉈的氧化物，鹵化物。 4硼族元素的G/F-Z圖及氧化還原性 5硼族元素用途及環(huán)境化學(xué) 6本章教學(xué)要求 掌握本族元素單質(zhì)、氫化物、氧化物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，掌握硼酸鹽的結(jié)構(gòu)特點； 掌握本族元素的缺電子性及對化合物性質(zhì)的影響； 掌握硼烷結(jié)構(gòu)中五大成鍵要素，分析硼烷結(jié)構(gòu)。第七章 堿及堿土金屬（0-2學(xué)時） 1堿金屬及堿土金屬的通性 2單質(zhì)的制備 3重要化合物 氧化物，氫氧化物，氫化物，鹽。 4本章教學(xué)要求 掌握I A、IIA族元素通

10、性及鈉、鉀、鎂的制備； 掌握I A、IIA族元素的氧化物、氫氧化物的重要性質(zhì)； 進一步了解對角線規(guī)則，掌握LiMg，BeAl相似性。第八章 銅、鋅分族(4-6學(xué)時） 1銅鋅分族元素的結(jié)構(gòu)特點及通性 2銅鋅分族元素水溶液體系中不同氧化態(tài)化合物的氧化還原性 金屬單質(zhì)的電正性，Cu(I)與Cu(II)、Hg22+與Hg2+的相互轉(zhuǎn)化。 3金屬的冶煉與制取 銅、銀、金、鋅、汞的冶煉。 4銅鋅分族的重要化合物 氧化物，氫氧化物，硫化物，鹵化物。 5銅鋅分族的配合物化學(xué) 氨合物、氰合物、鹵合物。 6銅鋅分族的應(yīng)用及環(huán)境化學(xué) 7Ag+、Cu2+，Zn2+，Cd2+，Hg2+，Hg22+的分離鑒定 8本章教學(xué)

11、要求利用有關(guān)元素的G/F-Z圖討論Cu(I)-Cu(II)及Hg(I)-Hg(II)相互轉(zhuǎn)化的條件及關(guān) 系； 熟悉銅鋅分族的性質(zhì)及金屬冶煉的方法原理； 掌握銅鋅分族重要化合物及其性質(zhì)； 進一步熟練應(yīng)用多重平衡原理及反應(yīng)耦聯(lián)原理研究化學(xué)反應(yīng)； 了解本章元素涉及的環(huán)境化學(xué)及環(huán)保問題。第九章 過渡元素（7-8學(xué)時) 1過渡金屬元素的通性 過鍍金屬元素結(jié)構(gòu)特點，物理性質(zhì)的變化規(guī)律，第一電離能的變化，氧化態(tài)的變化規(guī)律，化合物的磁性，氧化物及其水合物酸堿性，形成配合物性質(zhì)；第一、二、三過渡系列元素的G/F-Z圖及其性質(zhì)。 2過渡金屬的冶煉 鈦、鉻、鉬、鎢、錳的提煉，反應(yīng)耦聯(lián)及Ellingham圖的應(yīng)用。 3一些重要的過鍍金屬元素及其化合物性質(zhì) 鈦，釩，鉻，鑰，鎢，錳，鐵系元素，鉑系元素的G/F-Z圖及不同氧化態(tài)的性質(zhì)。 4過渡金屬元素用途及環(huán)境化學(xué) 5離子的分離與檢出 Fe(II)、Mn(II)、Mg(II)的分離鑒定，F(xiàn)e(II