02054 中級無機化學

高綱1304江蘇省高等教育自學考試大綱02054　　中級無機化學　　　　　　　　　　　　　　　江蘇教育學院編江蘇省高等教育自學考試委員會辦公室一、課程性質及其設置目的與要求（一）課程性質和特點《中級無機化學》課程是我省高等教育自學考試化學教育專業的一門專業基礎課，該課程系統介紹了現代無機化學所涉及的新理論、新領域、新知識和新型無機化合物。通過該課程的學習，應考者應能用先行課所學的理論和知識來解決無機化學的實際問題，使大量貌似雜亂無章的無機化學元素和化合物的描述性知識得以系統化、條理化和規律化，并對現代無機化學的一些新領域、新知識和新成就有所了解，擴展無機化學的知識，加深對元素周期律、物質結構等理論理解，提高分析問題和解決問題的能力。（二）本課程的基本要求掌握近代無機化學的基本知識、基本理論；運用熱力學、動力學、有機化學、物理化學和結構化學等先行課程所學的理論和知識討論無機化合物性質的規律及其產生的原因；掌握重要類型無機物的結構及反應性，了解、熟悉現代無機化學的新領域、新知識和新成就。使應考者不僅加深對無機物性質的認識和了解，而且也能使應考者加深對結構化學、物理化學中學過的原理的理解。（三）本課程與相關課程的關系《中級無機化學》是在學完基礎無機化學、結構化學、物理化學、有機化學和分析化學等先行課程后開設的一門課。學習本課程需具備高等數學、大學物理 、線性代數、無機化學、有機化學、分析化學、結構化學和物理化學等課程基礎。二、課程內容與考核目標第一章酸堿理論與非水溶液化學（一）課程內容本章介紹了近代幾種酸堿理論和非水溶液化學。（二）學習要求了解酸堿理論的發展，掌握酸堿的水-離子理論、質子理論、溶劑體系理論、路易斯理論的要點，了解氣態二元氫化物及其取代物的酸堿特性，掌握無機含氧酸及氨系酸堿的強度變化規律，了解質子酸在水溶液中的酸性強度變化規律，掌握路易斯酸堿強度變化規律，掌握軟硬酸堿理論及其應用，了解超酸的概念及其應用，了解各種非水溶劑的特點及其應用，了解金屬氨溶液的特點及其應用。（三）考核知識點和考核要求 1、領會：酸堿理論的發展，氣態二元氫化物及其取代物的酸堿特性，超酸的概念及其應用，各種非水溶劑的特點及其應用，金屬氨溶液的特點及其應用。 2、掌握：酸堿的水-離子理論、質子理論、溶劑體系理論和路易斯理論的要點及其應用，質子酸在水溶液中的酸性強度變化規律，無機含氧酸以及氨系酸堿的強度變化規律，路易斯酸堿強度變化規律，軟硬酸堿理論及其應用。第二章分子的對稱性與分子結構（一）課程內容本章討論了分子的對稱性、分子點群以及群論在無機化學中的應用。（二）學習要求掌握對稱性、對稱操作及對稱元素等概念，掌握分子點群的判別，熟悉分子的對稱性與分子偶極矩和分子旋光性的關系，了解特征標表的結構、意義和應用。（三）考核知識點和考核要求 1、領會：特征標表的結構、意義和應用。 2、掌握：對稱性、對稱操作與對稱元素等概念，分子點群的判別，分子對稱性與分子偶極矩的關系，分子對稱性與分子旋光性的關系。第三章配位化學（一）課程內容本章討論了配位化合物的基本概念、配位化合物的異構現象、配位化合物的制備方法、配位化合物的成鍵作用與電子結構、配合物的電子吸收光譜和配合物的反應動力學和反應機理。（二）學習要求掌握配合物的基本概念及配位化合物的各種異構現象，了解配合物的制備方法，掌握配合物的成鍵理論與電子結構，晶體場理論，晶體場分裂能與高低自旋構型，了解配位場理論，分子軌道理論，熟悉配合物的電子吸收光譜，電荷遷移光譜及與配合物顏色之間的關系，電子躍遷的選律。了解配合物的反應動力學和反應機理。（三）考核知識點和考核要求 1、領會：配合物的制備方法，配合物的分子軌道理論，決定配合物立體構型的因素，配位場理論，分子軌道理論，原子和自由離子的微觀態與光譜項，光譜項圖，電子躍遷的選律，配合物的反應動力學和反應機理及影響因素。 2、掌握：配合物的定義、配位數、空間構型及各種異構現象，晶體場理論（d軌道能級在八面體場、四面體場及平面正方形場中的分裂，Jahn-Teller效應，分裂能，影響分裂能的因素，光譜化學序列），配離子的電子構型（成對能，d電子的排布），配合物磁性計算，晶體場穩定化能的計算以及晶體場穩定化能對配合物性質的影響，配合物的電子吸收光譜，電荷遷移光譜及與配合物顏色之間的關系，反位效應及其應用。第四章有機金屬化合物（一）課程內容本章討論了有機金屬化合物、金屬羰基化合物，含CNˉ、NO和N2的小分子配體的配合物、烯烴和炔烴π配體配合物，夾心配合物的結構、成鍵和性質，主族元素的有機金屬化合物及有機金屬化合物用作均相催化劑等內容。（二）學習要求了解什么是有機金屬化合物、金屬羰基化合物，掌握18電子規則及其應用，金屬羰基化合物的成鍵、結構和化學反應，理解含CN-、NO、N2小分子配體的配合物的成鍵、結構和性質，熟悉過渡金屬與烯烴和炔烴π配合物的結構和成鍵特點，了解金屬夾心配合物的結構類型，熟悉二茂鐵和二苯鉻的制備、性質和結構。了解主族元素的典型有機金屬化合物的制備，結構和性質。了解有機金屬化合物用作均相催化劑的原理。（三）考核知識點和考核要求1、領會：金屬羰基化合物的制備方法、性質及應用，過渡金屬元素與炔烴π配合物的應用，主族元素的典型有機金屬化合物的制備，結構和性質。有機金屬化合物用作均相催化劑的原理。 2、掌握：18電子規則及其應用，金屬羰基化合物的成鍵、結構和化學反應，幾種多核羰基配合物的結構，含CN-、NO、N2、以及過渡金屬與烯烴和炔烴π配合物的化學成鍵特點、結構和性質，蔡斯鹽的結構和成鍵特點，二茂鐵和二苯鉻的制備、結構和性質。第五章原子簇化合物（一）課程內容本章討論具有獨特結構的兩類無機化合物：硼烷，硼烷衍生物以及含金屬-金屬鍵的金屬原子簇化合物的結構和性質。（二）學習要求了解硼烷的合成、性質、命名及反應，掌握硼烷的結構和化學鍵，了解幾類硼烷衍生物的結構和物理、化學性質。掌握Wade規則及其在硼烷和金屬原子簇化合物中的應用；了解原子簇合物的定義，了解金屬原子簇化合物的合成及分類，掌握幾種低價鹵化物，原子簇化合物的成鍵方式和結構特征，了解原子簇化合物的一些應用。（三）考核知識點和考核要求1、領會：硼烷的合成、性質、命名及反應，硼烷中的5種鍵型，硼烷多面體的結構類型，硼烷衍生物（硼烷陰離子、碳硼烷以及金屬碳硼烷）的結構。原子簇合物的定義，影響形成金屬-金屬鍵的因素，金屬原子簇化合物的合成，金屬-金屬鍵存在的判據，金屬原子簇化合物的分類，原子簇的一些應用， 2、掌握：乙硼烷的結構及成鍵，Wade規則及其應用（預言硼烷及其衍生物的結構類型）。金屬原子簇化合物[Re2Cl8]2 -、[Re3Cl12]3-、[Mo6Cl8]4+及[Nb6Cl12]2+的成鍵方式和結構特征。第六章固體無機化學（一）課程內容本章主要對固體的結構、緊密堆積，典型的晶體結構類型，物理性能，反應性以及它們在高科技領域的應用作了簡要的介紹。（二）學習要求了解晶體的特點，點陣，晶胞的選取方法，緊密堆積，典型的晶體結構類型，掌握離子化合物的結構，晶格能，Born-Harber循環及其應用，掌握金屬及其合金，能帶理論，晶格缺陷，非整比化合物，無機功能材料，無機合成技術。（三）考核知識點和考核要求 1、領會：晶體的特點，點陣，晶胞的選取方法，緊密堆積，典型的晶體結構類型，晶格缺陷，非整比化合物，無機功能材料，晶體的缺陷，無機固體的結構與導電性能，離子導體、超導體、半導體、陶瓷超導體及其應用，光功能材料，無機固體的結構、性能及其應用。無機合成新技術。無機晶體的制備方法2、掌握：離子晶體中的化學鍵，離子半徑比規則，晶格能，Born-Harber循環及其計算，掌握金屬及合金，能帶理論。第七章 元素與元素性質的周期性（一）課程內容本章對元素與元素性質的周期性進行了討論。（二）學習要求了解元素的起源與分布，掌握現代元素周期表，周期表中元素的分區及各區元素的特征，原子結構的周期性，構造原理，電子構型的特例及其解釋，掌握原子性質變化的周期性，解釋其原因，掌握主族元素性質變化的一般趨勢，掌握并解釋元素性質變化的“反常性”，第二周期元素性質的特殊性，對角線規則，了解元素的第二周期性，第四周期元素性質的反常性和p區元素的“惰性電子對效應”（三）考核知識點和考核要求1、領會：元素的起源，宇宙和地殼中元素的分布，元素的第二周期性。2、掌握：掌握現代元素周期表，周期表中元素的分區及各區元素的特征，原子結構的周期性，構造原理，原子電子構型的特例及其解釋，原子性質變化的周期性，解釋其原因，掌握主族元素性質變化的一般趨勢，s區和p區元素性質的特點，元素性質變化的“反常性”及其解釋。第2周期元素性質的特殊性，對角線規則，第4周期元素性質的反常性和 “惰性電子對效應”。第八章 過渡元素（一）課程內容本章較深入地討論了過渡元素的定義，過渡元素單質及其化合物的制備和性質的變化規律。與主族元素比較過渡元素的性質特點。（二）學習要求了解過渡元素的定義、分類及特點，了解d軌道的特性與過渡元素原子的電子構型，了解過渡元素單質及其化合物制備的一般方法，Ellingham圖及應用，理解過渡元素的物理性質及其周期性變化特點，理解過渡元素的氧化態分布及其穩定性規律，掌握第一系列過渡元素及其化合物的化學性質。理解第二、三過渡系列過渡元素及其化合物的化學性質。（三）考核知識點和考核要求 1、領會：過渡元素的定義及常見的三種劃分方法，過渡元素的分類及特點，過渡元素在自然界的存在和提煉，簡單過渡金屬化合物的制備，自由能-氧化態圖和氧化態在水溶液中的穩定性Pourbaix圖的應用。IVB~VIIB族重過渡元素主要價態及其簡單化合物配合物的結構，同多酸及其鹽的形成和結構，雜多酸及其鹽的形成和結構，金屬原子簇化合物的結構，鉑系金屬的特點、性質及用途，IB~IIB族重金屬元素的存在、提取、性質與用途，IB~IIB族重金屬元素鹵化物、配合物、金屬原子簇化合物以及有機金屬化合物的結構和性質 2、掌握：d軌道的特性與過渡元素原子的電子構型，（n-1）d與ns軌道能級高低及解釋，Slater規則，過渡元素的Ellingham圖及應用，過渡元素原子化焓和過渡元素物理性質間的關系，電離能的變化趨勢及解釋，過渡元素的氧化態分布及其穩定性規律，第一系列過渡元素及其化合物的化學性質。重過渡元素的特點，IVB~VIIB族重過渡元素金屬的性質及應用，鉑系金屬四氧化物、金屬羰基配合物、Ru、Os、Rh、Ir的π酸配合物、烯烴配合物的性質及結構，Pt的有機金屬配合物，IB~IIB族重金屬元素主要價態及其簡單化合物的結構和性質。第九章稀土元素（一）課程內容本章對稀土元素的存在，發展史、提取方法，主要物理、化學性質及其應用作了簡要介紹。（二）學習要求了解稀土元素的定義，在周期表中的位置，了解稀土元素主要礦物在我國的存在形式，掌握鑭系元素原子的基態電子結構，+3價稀土離子的電子結構，鑭系金屬的主要物理和化學性質，稀土離子的光學、稀土化合物的磁學性質，鑭系金屬的主要化合物、配合物的性質，了解稀土元素在工農業及高科技領域的應用。（三）考核知識點和考核要求1、領會：稀土元素的定義，在周期表中的位置，了解鑭系離子特殊氧化態（+2、+4）相應物種及性質，Ln3+離子的顏色和電子吸收光譜、Ln3+離子磁性，了解稀土元素主要礦物在我國的存在形式，稀土元素在工農業及高科技的應用。2、掌握：從稀土礦物中提取稀土元素的方法，從混合稀土中分離提純單一稀土的方法原理，制取稀土金屬的方法，鑭系元素原子的基態電子結構，+3價稀土離子的電子結構，鑭系金屬的主要物理和化學性質，鑭系金屬的主要化合物、氧化物，鹵化物，氫化物、鑭系離子配合物的特點及主要類型的配合物的性質。第十章核化學 錒系元素（一）課程內容本章對核化學的基本概念，原子核的結構，核的放射性、穩定性和錒系元素的存在和制備作了簡單介紹。（二）學習要求了解原子核的組成，原子核的基本性質，理解什么是核衰變，誘發核反應，核裂變與核聚變等及特點，了解錒系元素的存在和制備，錒系離子的特點。（三）考核知識點和考核要求1、領會：原子核的組成與穩定性，知道核衰變，誘發核反應及核裂變與核聚變的基本概念和特點，理解錒系元素的特點，錒系元素的電子結構，氧化態，錒系離子的顏色與電子吸收光譜，錒系離子的磁性，錒系元素的放射性，錒系元素的存在和制備，了解釷的主要化合物及配合物、鈾的幾種價態的化合物及鈾的金屬有機化合物。第十一章 生物無機化學（一）課程內容本章對生命體系中的無機元素在生物體中的存在形態和生物功能作了簡要介紹。屬于知識介紹類型。（二）學習要求了解哪些是必需元素、宏量元素、痕量元素，了解宏量金屬離子、痕量金屬離子在生命體中的作用，宏量元素及其作用，了解金屬酶及其生物功能，無機元素與健康及生物礦化。（三）考核知識點和考核要求 1、領會：生命必需元素、宏量元素、痕量元素的概念以及包含的元素種類，金屬離子在生命體中的作用，宏量金屬離子Na+、K+、Ca2+、Mg2+的生物功能，宏量非金屬元素的作用，重要痕量過渡元素Zn、Fe、Cu、Co、Mo的存在的形態及生物功能，金屬酶及其生物功能，無機元素與健康，了解有毒元素對人體的危害及預防方法。第十二章無機化學研究前沿（一）課程內容本章對近年來無機化學學科的前沿領域作了簡單介紹。為知識介紹和視野拓寬性質。（二）學習要求了解近幾年無機化學研究的方向和方法，了解富勒烯，超分子，納米粒子的基本概念及主要性質和作用。（三）考核知識點和考核要求1、領會：富勒烯，超分子，納米粒子的基本概念及主要性質和作用，了解富勒烯的科學意義及應用前景，了解超分子，分子組裝、冠醚，環糊精和杯芳烴的結構特點和分子識別，納米粒子的主要特性，制備方法和應用。自學教材： 1．使用教材《中級無機化學》，朱文祥編，高等教育出版社，2004年7月。 2．參考教材《中級無機化學》，唐宗薰主編，高等教育出版社，2003年。《中級無機化學》，朱文祥、劉魯美主編，北京師范大學出版社，1993年。附錄題型舉例一、選擇題如：鑭系元素的原子半徑遞變過程中出現極大值的兩個元素是：(A )La和Eu(B) Eu和Yb(C) Yb和Lu(D) La和Lu二、填空題如：NH4Cl在液氨溶劑中是。（填酸、堿或鹽）三、完成并配平反應方程式如：NaBrO3-+XeF2+H2O→答：NaBrO3-+ XeF2+H2O = NaBrO4+Xe +2HF四、簡答題如：NH4Cl在水中是鹽，它在液氨中是酸還是堿？為什么？答：根據酸堿溶劑理論，在溶劑中電離產生溶劑陽離子的是酸，產生溶劑陰離子的是堿，液氨電離式為：2NH3= NH4+ +NH2-NH4Cl在液氨中電離產生溶劑陽離子NH4+，是酸。五、結構推斷題如：運用Wade規則，指出物B4C2H6種所屬的結構類型答：B4C2H6可表示為：[(CH)2(BH)4] b=1/2(2*3+4*2)=7=n+1 B4C2H6的結構類型為Closo，即閉式結構。