2.1物质的化学组成和聚集状态2015

非整比分子： 组成复杂，原子间不成整数比； 不符合正常化合价规则的化合物。 Eg. Nb3Sn、Cu5Zn、Fe3N、Mn7C3、Fe2N
2015/11/16 青岛理工大学 4
非整比分子在材料中具有十分重要的作用 Eg. 碳化物、氮化物：提高钢材的硬度。 “黑漆” —Sn1-XCu xO2：古铜镜表层的耐磨物质。 Y2O2S：Eu3+：彩色电视发光材料用的红粉 Y2O2S：Tb3+：彩色电视发光材料用的绿粉
第一章 物质的化学组成 和聚集状态
2015/11/16
青岛理工大学
1
回顾：
1. 物质的化学组成？
2. 物质的聚集状态？
§ 1、 1
物质的化学组成
§1、2
§ 1、 3 § 1、 4
2015/11/16
固体
液体 气体
青岛理工大学 2
§1、1 物质的化学组成
分子是保持物质化学性质的最小微粒。
分子是由原子组成。
2015/11/16 青岛理工大学 27
实例:
（1）含负配离子的配合物: K3[Fe(CN)6] K4[Fe(CN)6] H2[PtCl6] H[AuCl4] Na3[Ag(S2O3)2] K[Co(NO2)4(NH3)2] 某酸某 铁氰化钾 或赤血盐
六氰合铁(Ⅲ)酸钾 六氰合铁(Ⅱ)酸钾 六氯合铂(Ⅳ)酸 四氯合金(Ⅲ)酸 二(硫代硫酸根)合银(Ⅰ)酸钠 四硝基 ·二氨合钴(Ⅲ)酸钾 亚铁氰化钾 或黄血盐
四、生命大分子：
五、金属有机化合物：
自学
2015/11/16
青岛理工大学
32
§ 1、2
定义
固体
晶体
聚集状态中的固体物质叫做“固体”。
一、晶体
二、非晶体 三、固体吸附剂 四、固体废弃物
2015/11/16 青岛理工大学
非晶体
33
一、晶体
晶体 内部微粒(分子、原子、离子)有规则排列， 固体 有固定的熔点。大多数固体是晶体。
掺入和掺入的量 不确定 非晶态
—Si ：H
硅
氢
非晶氢化硅：信息、电子工业中经常用到的 半导体材料。 P20
结论：物质的特性取决于它们的组成和结构。
Eg. Ti50Ni：相转变温度为60℃； Ti51Ni：相转变温度为－30℃。
钛镍形状记忆合金
2015/11/16 青岛理工大学 6
原子簇、分子簇：
命名为 一氯﹒一硝基﹒二（乙二胺）合钴(Ⅲ)配离子，
en、NO2－ 、 Cl－ 。 配位数是 _____ 6 ，配体是___________________
2015/11/16
青岛理工大学
30
本节重点：
★ 高分子化合物的分类、组成与命名 ★ 配位化合物的组成与命名
2015/11/16
青岛理工大学
31
2015/11/16 青岛理工大学 10
Cl
掌握
单体
Eg. 1、CH≡CH
Page :22
2、CH2＝CH—CH3 3、CH2＝CH—Cl
4、CH2＝CH
5、CH2＝CH—Ac
6、CH2＝CH—CH ＝CH2
7、CH2＝CH—CN
2015/11/16 青岛理工大学 11
2. 高分子化合物的特征
常被用于材料
青岛理工大学
26
命名顺序 配位数 配位体 合 中心原子 （罗马数字）
配体都是负离子: 简单离子、复杂离子 。 例: K[FeCl2(SCN)] 二氯 ·硫氰酸合铁(Ⅱ) 酸钾
配体都是中性分子: H2O、NH3、有机分子 。 例: [Cu(H2O)(NH3)(en)]SO4 硫酸一水· 一氨 · 乙二氨合铜(Ⅱ) 两者混合: 负离子、中性分子 。 例： [CoCl(NH3)5] Cl2 二氯化一氯 ·五氨合钴(Ⅲ)
2015/11/16
青岛理工大学
22
[Ca(EDTA)]2-
O C
CH2
O C CH2 N O
O
O Ca N C CH2 O
CH2 — CH2 O C O
2015/11/16
CH2
青岛理工大学
23
习题： K[Co(NO2)4(NH3)2]
[Co(SCN)(NH3)5]SO4 指出内界、外界、中心原子或离子、配位体、
3. 高分子化合物的命名
（1） 按原料单体或聚合物的结构特征命名 （2）在单体名称后面加“树脂”、“橡胶”或“共聚物”
（3）按商品名命名
（4）有时还以高分子化合物的主要用途或最初用途命名 （5）采用国际通用的英文缩写符号
2015/11/16
青岛理工大学
13
（1） 按原料单体或聚合物的结构特征命名 在单体名称前冠以“聚”字 例: 烯类单体形成的聚合物: 聚乙烯、聚氯乙烯 以聚合物结构特征的名称结合单体名称命名:
S 、P等原子组成，但侧链中有C原子 CH3 ( Si—O )n
2015/11/16 青岛理工大学
CH3
9
高聚物
聚氯乙烯: ～—CH2—CH—CH2—CH—CH2—CH—～ Cl 可简写为： Cl ( CH2—CH ) n Cl 聚合度： 高分子链所含链节的数目 链节：高分子的特定结构单元 n ＞1000 ( CH2—CH ) Cl 单体：能够提供结构单元的低分子化合物 ： CH2＝CH—Cl
又称“配合物”，也称“络合物”。 它是一大类化合物，由金属正离子（或中性原子）作 为中心，有若干个负离子或中性分子按一定的空间位置排 列在中心离子的周围，形成的一种新型化合物。
掌握
1. 配合物的组成 2. 配合物的命名
2015/11/16
青岛理工大学
17
1. 配合物的组成
外界 配位原子
掌握
K3 Fe(CN )6
例:
( HN (CH2)6NH — CO (CH2)4CO )n
己二胺 + 己二酸 H H 聚己二酰己二胺 O O
结构单元： —N — (CH2)6 — N — C — (CH2)4 — C —
2015/11/16
青岛理工大学
14
己二酸
己二胺
nHOOC(CH 2 ) 4 COOH nH2 N (CH 2 ) 6 NH 2 (OC(CH 2 ) 4 CONH (CH 2 ) 6 NH ) n 2nH2O
:NH3 、 H2O: 、:F－ :SCN: －
2015/11/16 青岛理工大学 19
配合物：由配离子组成的化合物。
配盐：[Ag(NH3)2]Cl 、 K3[Fe(OH)6]。 配酸：H3 [Fe(OH)6] 、H2[CuCl4]。 配碱：[Co(NH3)6](OH)3 。 配位键：形成体与配位原子之间形成的化学键。 [H3N Ag NH3]。
(Ca，Sr)10(PO4)6Cl2：Eu3+：彩色电视发光材料
用的蓝粉 (Co0.90Fe0.06Ni0.02Nb0.02)78Si22-xBx：录音磁头的 合金组成。 (GdCo，GdFe)：计算机储存元件的非晶态材料。 YnBa2CumO7-8：La1-nLim-3：高温超导体材料。
2015/11/16 青岛理工大学 5
分子和原子是人们认识物质的结构和化学反应的基础。
一、具有复杂化学组成的物质：
二、高分子化合物： 三、配位化合物：
四、生命大分子：
2015/11/16 青岛理工大学 3
一、具有复杂化学组成的物质：
整比分子： 整数比的简单分子
组成简单，原子间成一定整数比；
符合正常化合价规则的化合物。 Eg. CO2、H2SO4、CuSO4、C6H6、C6H12O6
K[PtCl3(C2H4)]
2015/11/16
三氯 ·乙烯合铂(Ⅱ)酸钾
青岛理工大学 28
（2）含正配离子的配合物 （类似无机化合物的盐类命名）
[Cu(NH3)4]SO4 [Co(NO2)(NH3)5]SO4 [CoCl(SCN)(en)2]NO2 硫酸四氨合铜(Ⅱ) 硫酸一硝基﹒五氨合钴(Ⅲ) 亚硝酸一氯﹒硫氰酸根﹒二乙 二胺合钴(Ⅲ)
[Co (NCS) (NH3)5]Cl2
（3） 非电解质配合物 [Ni(CO)4]
二氯化异硫氰酸根﹒五氨合钴(Ⅲ)
四羰基合镍（0）
[Co(NO2)3(NH3)3]
[PtCl4(NH3)2]
2015/11/16
三硝基 . 三氨合钴(Ⅲ)
四氯 . 二氨合铂(Ⅳ)
青岛理工大学 29
(Ⅲ)， 练习：填空：配合物 [Co(en)2(NO2)Cl] ＋ 的中心离子是 钴 _____
CH2—— NH .. 2
配位原子：2个N原子
2015/11/16
青岛理工大学
21
乙二胺四乙酸（EDTA）： O
－:O
O CH2 — C — O:－ N . . — CH2 — CH2 — N .. CH2 — C — O:－ O
— C — CH2 — C — CH2 O
－:O
配位原子：2个N原子，4个O原子
1996年，Nobel Price
青岛理工大学 7
二、高分子化合物：
又称“高聚物”，简称“高分子”，有时也称“大分子 化合物”。相对分子质量高达几千甚至几百万。 天然：淀粉、蛋白质、纤维素、 木质素
A. 来源不同
合成：聚乙烯、聚酰胺
碳链聚合物
1. 分类
B. 按主链结构分类
杂链聚合物 元素有机聚合物
中心离子
配位体
内界
配位数
2015/11/16 青岛理工大学 18
名词
形成体：处于配合物中心位置的金属（中性）原子或 金属离子。 中心原子、中心离子 配离子: 形成体和配位体组成的稳定离子。即内界。 例： [Ag(NH3)2]+、 [CuCl4]2－ 、[Fe(SCN)6]3－ …… 。 配位体：有孤对电子的分子或离子，:NH3 、 H2O: 、:F－ 。 配位原子(离子)：配位体中提供孤对电子的原子或离子。 例：
几乎无挥发性，常温下主要以固态或液态存在。
高分子化合物的分子链很长，且互相缠绕因此能
表 现出一定的韧性和耐磨性。 长链分子通常呈卷曲状，因而高分子通常有一定 程度的弹性。 溶解很慢，有时只发生溶胀，且溶液的粘度比一 般的低分子化合物溶液的要大许多。
2015/11/16 青岛理工大学 12
Eg.
Fe(CO)5 、 Co2(CO)8
2015/11/16 青岛理工大学 25
2. 配合物的命名
负离子 负离子为复杂离子（配离子、 SO4 2－ 、Ac－）： 正离子
某酸某
负离子为简单离子（Cl－、 S2－、 OH－）： 配离子的命名： 配位数 配位体 合
某化某
中心原子 （罗马数字）
2015/11/16
配位原子、配位数
2015/11/16
青岛理工大学
24
螯合物：
多齿配体与中心离子形成配合物时，往往形成环 状结构的螯合离子，这样的配合物叫作“螯合物”。
Eg.
[Cu(en)2]SO4 H2N
Cu
NH2 CH2—CH2
羰合物：
配位化合物的配位中心也可以是中性原子 ，许多
Fra Baidu bibliotek
过渡元素的原子，如：Fe、Co、Ni，可以与CO形成 羰合物。
C. 按性能和用途分类 塑料、橡胶、纤维、胶粘
材料、功能高分子等
2015/11/16 青岛理工大学 8
碳链聚合物 ( CH2—CH )n Cl
主链完全由C原子组成的聚合物 ( CH2—CH )n CN ( CH2—CH )n CH3 ( CH2—CH )n Ph
杂链聚合物 主链除C原子外，还含有O、N、S等杂原子。 O H H O ︱ ‖ ‖ ︱ ( C—N—R—N—C—O—R—O )n 元素有机聚合物 主链中无C原子，而是由Si、Al、O、 N、
配位数：配位键的数目(并非配位体的数目)。
单齿配位体：每个配位体仅提供一个配位原子。
多齿配位体：每个配位体可提供两个以上的配位原子。
例：
乙二胺、EDTA。
青岛理工大学 20
2015/11/16
乙二胺（en）： H :N —— CH2 —— CH2 —— N: H H NH . . 2——CH2 Cu CH2—— NH .. 2 NH . . 2——CH2 H
聚己二酰己二胺 掌握 OR 聚酰胺-66 或 尼龙-66 第一个“6”：二元胺的碳原子数 第二个“6”：二元酸的碳原子数
聚酰胺-610
2015/11/16 青岛理工大学 15
4. 高分子化合物的合成
原料 低分子有 机化合物
聚合
加成聚合 缩合聚合
高分子 化合物
2015/11/16
青岛理工大学
16
三、配位化合物：
非晶体 内部微粒无规则排列。无固定的熔点，
只有软化的温度范围。象玻璃、石蜡。
各向异性
单晶体 晶体 多晶体
晶胞的位向互不一致的晶体，就是多晶体。 凡是晶体由一颗晶粒组成，或者说能用一个 空间点阵图形贯穿整个晶体，就是单晶体。
由几个至几百个原子或分子组成的物质，其大小 属于纳米（10-9m）数量级。 由化学成分和结构比较简单的单元重复结合而成， 包括： 金属簇：Lin、Cun
非金属簇：Cn、Arn
分子簇： (H2O)n 、 (NaCl)n
Eg.
金刚石：
碳
石墨： 球碳：
2015/11/16
C60： “足球烯 ”