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1、1第第6章章 无机化合物无机化合物6.1 单质的物理性质单质的物理性质6.2 单质的化学性质单质的化学性质6.3 无机化合物的物理性质无机化合物的物理性质6.4 无机化合物的化学性质无机化合物的化学性质6.5 配位化合物的基本概念配位化合物的基本概念6.6 配位化合物的结构理论配位化合物的结构理论6.7 配位平衡配位平衡26.1 单质的物理性质112种化学元素分类：（a）天然元素(92种)，（b）合成元素(20种) 或：（a）金属元素(90种)，（b）非金属元素(22种)，（c）半（类）金属（硼砹对角线附近的元素） 36.1.1熔点、沸点和硬度熔点、沸点和硬度(1) 金属单质金属单质(2) 非
2、金属单质非金属单质6.1.2导电性和导电性和能带理论能带理论(1) 单质的导电性单质的导电性(2) 固体能带理论固体能带理论46.1.1熔点、沸点和硬度熔点、沸点和硬度1. 金属单质金属单质（1）熔点（a）熔点较高的金属单质集中在第B族附近；钨(5d46s2)的熔点为3410 oC，是熔点最高的金属。（b）第B族的两侧，单质的熔点趋于降低；汞(5d106s2)的熔点为-38.842 oC，是常温下唯一为液态的金属。 5（2）沸点沸点变化大致与熔点变化平行，钨也是沸点最高的金属。(3) 硬度（a）硬度较大的单质也位于第B族附近，铬(3d54s1)是硬度最大的金属(莫氏硬度为9.0)。（b）位于第
3、B族两侧的单质的硬度趋于减小。6（4）密度各周期中开始的元素，其单质的密度一般较小，而后面的密度增大：（a）轻金属：密度小于5gcm-3，包括s区(镭除外)金属以及钪、钇、钛和铝等。（b）重金属：密度大于5gcm-3。7（5）对金属单质物理性质的解释：金属键强弱 每周期IA的碱金属，原子半径最大、价电子数最少金属键弱熔点低，硬度和密度小。从左向右，原子半径逐渐减小，价电子数逐渐增加金属键逐渐增强熔沸点等逐渐增高。8第 B族 (n-1)d5ns1(for Cr/Mo)或 (n-1)d4ns2(for W)原子价电子数较多，原子半径较小熔点、沸点最高。第B族以后，未成对的d电子数3d54s2、 3
4、d64s2、 3d74s2、 3d84s2、 3d104s1、 3d104s2 for Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn又逐渐减小熔沸点又逐渐降低。92. 非金属单质非金属单质是分子晶体或原子晶体，以及过渡型晶体。（1）非金属单质的熔点、沸点、硬度，按周期表呈现明显的规律：两边(左边的H2，右边的稀有气体、卤素等)的较低，中间(C、Si等原子晶体)的较高。10（2）稀有气体、卤素(氧族和氮族也基本如此)单质从上到下分子体积增大色散力增大熔点、沸点逐渐升高。11（3）常见的单质磷为黄磷(又称为白磷)和红磷等同素异形体。黄磷晶体是由单个的P4四面体分子通过分子间力结合形成的分子晶体。红磷可能是链
5、状结构晶体。在一定条件下黄磷也可转变成一种黑色的同素异性体，叫做黑磷。黑磷具有石墨状的层状结构，并有导电性。12（4）常见的单质硫(正交硫、单斜硫)晶体是由单个S8分子通过分子间力结合而成的分子晶体。将约250的液态硫迅速倾入冷水，硫就凝结成可以拉伸的弹性物质，叫做弹性硫(Sx)。弹性硫具有链状结构。（5）C有金刚石（原子晶体）、石墨（层状结构晶体）和球烯（分子晶体，如C60等）等同素异形体。无定形炭具有石墨结构。金刚石在所有晶体中熔点最高、硬度最大。 136.1.2导电性和导电性和能带理论能带理论1.单质的导电性单质的导电性银、铜、金、铝是良好的导电材料。金属的纯度以及温度等对金属的导电性能
6、影响相当重要：14（1）杂质的存在使金属的导电率大为降低，所以用作导线的金属往往是相当纯净的。例：一般铝线的纯度均在99.5以上。（2）温度升高，金属的电阻增大、导电率下降。 15处于p区对角线附近的Si、Ge、Se等是半导体：大多数半导体、绝缘体的电导率随温度升高迅速增加，与金属的情况相反。162. 固体能带理论固体能带理论（1）固体能带理论 以钠为例，如果两个钠原子形成Na2分子，按照分子轨道理论，两个3s原子轨道可组合形成两个分子轨道：一个能量较低的成键分子轨道和一个能量较高的反键分子轨道。当原子数增加到很大数目n时，由此组合的相应的分子轨道数也很大，这些分子轨道的能级之间相差极小，几乎
7、连成一片，形成了具有一定上限和下限的能带能带，如图所示。17这样，在金属钠晶体中，由于3s原子轨道之间的相互作用，3s轨道的能级发生了分裂，形成3s能带。 18对于1molNa金属，在3s能带中有NA个分子轨道，按泡利不相容原理可容纳2NA个电子。而1molNa金属只有NA个电子，只能充满3s能带中能级较低的一半分子轨道，其他一半是空的。此时，3s能带是未满的能带，简称未满带未满带，如下图。19又如，镁的3s能带是全充满的，如上图的右图，这种能带叫做满满带带。满带中没有空轨道，似乎不能导电。但镁的3s能带和3p能带发生部分重叠，3p能带原是一个没有电子占据的空空带带，有部分3s能带中的电子实际
8、上也进入3p能带。一个满带和一个空带相互重叠的结果好像连接成一个范围较大的未满带一样，所以镁和其他碱土金属都是良导体。20导体、半导体、绝缘体的能带中电子分布的情况各具有明显的特征：导体中存在未未满满带带(由于电子未充满或能带重叠)。绝缘体的特征是价电子所处的能带都是满带，且满带与相邻的空带之间存在一个较较宽宽的的禁禁带带。例如，绝缘体金刚石禁带的能隙(Eg)为5.2 eV，绝缘体禁带的宽度一般大于5 eV。21半导体的能带与绝缘体的相似，但半导体的禁带禁带要狭窄狭窄得多(一般在1 eV左右)。例如，半导体硅和锗的禁带的能隙分别为1.12 eV和0.67 eV，半导体禁带宽度一般小于23 eV
9、。22（2）固体能带理论对导电性的解释（a）金属的导电主要是通过未满带中的电子来实现的。温度上升时，由于金属中原子和离子的热振动加剧，电子与它们碰撞的频率增加，电子穿越晶格的运动受阻，从而导电能力降低。因此金属电导率随温度升高而有所下降。 23（b）绝缘体不能导电主要是因为禁带的宽度较大，在一般温度下电子难以藉热运动而跃过禁带。（c）半导体则由于禁带宽度较小，虽然在很低温度时不能导电，但当升高至适当温度(例如室温)时就可有少数电子藉热激发，跃过禁带而导电。24绝缘体与半导体的区别不是绝对的。绝缘体在通常情况下是不导电的，但在相当高的温度或高的电压下，满带中的电子可能跃过较宽的禁带，而使绝缘体变为半导体。
