钢铁发黑的几种体系方法.doc

01612班《无机选论》读书报告 目 录 卤素最高价态含氧酸氧化能力次周期性 3 过氧化尿素——未来尿素的代替品 6 钢铁发黑技术现状及展望 9 Ax 关于化学反应的方向 12 硒的概述 15 论生命细胞与元素周期系 18 二氧化碳催化加氢 21 硝酸分解磷矿的宏观力学研究 24 含氟功能材料研究 27 铝—争论不休的有毒元素 30 关于气体的溶解 33 膨润土在污水处理中的应用 35 生命之源——水的有关知识 37 SnO2超细微粒子的复合化学镀铜 40 揭开水（water）的神秘面纱 42 碳纳米管的制备 44 电极电势 46 液晶发展与应用 51 化学物质与土壤污染及其治理 54 有毒元素——铝 57 臭氧层危机 59 无机碳化学简介极其应用前景 63 警惕结构的特征 66 浅谈足球烯发现的偶然性和必然性 68 气体定律 73 浅谈离子强度 76 汽车尾气净化催化剂的研制及性能的研究 78 浅谈温室效应 80 浅谈燃料电池 83 绿色植物中的化学知识 86 0161201 陶美芬 对于最高价态含氧酸的研究最多的是其结构与氧化能力。最高价态含氧酸的氧化能力一般是指在ph=0条件下还原为单质时的氧化能力。在此着重讲述次周期性规律，具体表现为同一族元素最高价态含氧酸氧化能力（以标准电极电势E表示）随原子序数的增加，而呈现出锯齿形变化规律；同一主族第三、四周期元素最价态含氧酸氧化能力却是呈现出反常变化，例如，E（HclO4/Cl2）E(HbrO4/Br2)。本文从卤素最高价态含氧酸的空间结构与中心原子d轨道成键对中心原子形成的（K-O）键的影响来讨论卤素最高价态含氧酸的氧化能力。 卤素（F除外）形成的高卤酸可以用HXO4表示，中心原子均为SP3杂化，其四个杂化轨道是完全相同，理想成键能力均为2。各种不同原子（尤其是同族元素的不同原子）的SP3杂化，成键能力水完全相同，成键后的分子的分子结构也不完全一样其原因是：首先，根据量子力学的选位原理，能量相同的状（或轨道），例如Ψ（Px）、Ψ（Py）及Ψ(Pz)是可以杂化的，水过杂化轨道的结果还是P的轨道，只是方向改变而已；其次，S轨道与P轨道在进行杂化时，它们的能量要接近，如果能级增大对它们的杂化不利；第三，在孤立的原子中，ns和np轨道即使能量相近，它们也不杂化，但在分子中的原子，由于外力使原来的状态发生改变（称为摄动或微扰），这是因为共价键形成过程中所产生的“微扰”作用之能量要比s和p轨道之间的能量差别大，这样后者的差别就被掩盖了。同一主族不同元素的原子中，ns、np轨道的能级差是不相同的。利用Clementi和Ruimondi计算任何电子有效核电荷的规则（《现代无机化学》），计算P轨道的能量及能量差（表1）表1　部分主族元素S轨道与P轨道能量及能量差。 　元素　　　　能量/－10－28J　　　　　　　　　　　　能量/－10－28J 　　　 S　　　P　　△（S－P）　　　　　　 S　　　P　　△（S－P） B 3.594 3.194 0.397 Ca 7.953 6.165 1.788 C 5.640 5.360 0.280 Ge 10.304 7.320 2.984 N 8.066 8.011 0.055 As 12.738 8.836 3.902 O 10.997 10.807 0.190 Se 15.163 10.936 4.227 F 14.33 14.175 0.157 Br 17.734 12.979 4.755 从表可以看出，同一族元素的不同原子，它们的S轨道和P轨道的能量差，从上到下是增大的（Al除外），它们形成的杂化轨道对成键能力的贡献应该不同。△（S－P）越小，形成的杂化轨道就越接近最理想状态（比如SP3杂化的理想成键能力为2），形成的　　　　键（X－O）也要牢固一些；反之，△（X－P）越大，形成的杂化轨道与理想的成键能力差别就越大，形成的键（X－O）强度也要减弱，结果是（X－O）键越容易了生氧化－还原反应。但到第五周期时，5S与5P轨道的能级差又较第四周期小，所以杂化轨道的成键能力又得以恢复，杂化轨道形成的（X－O）键的强度又被加强，氧化能力又被削弱。下列表2的ⅣA族无素的部分能量值证实了这一论述，也能初步解释卤素最高价态含氧酸氧化能力的次周期性。 表2的ⅣA族无素的部分能量值 　　　　　　　　　　　　能量/10－19J 元素　　―――――――――――――――――――――――――――――――― 　　　　　　S