第1章-无机及分析化学绪论
第1章 无机及分析化学绪论
常量成分、微量成分、痕量成分分析 常量成分分析 ：ω > 1% 微量成分分析 ：0.01% < ω <1%
痕量成分分析 ：ω < 0.01%
1.4 定量分析的一般过程 ①取样：从待分析的对象中取出用于分 析测定的少量物质。 基本要求：代表性 ②样品预处理： 分解试样：溶解、熔融 消除干扰：掩蔽、分离 富集
19世纪末，还只能算是“分析技术”，没有 独 立的理论体系。 20世纪初，四大平衡理论的建立，使“分析 技术”发展成为一门科学。 20世纪40～60年代，由于物理学和电子学的发 展，促使从经典分析化学发展为现代分析化学。 20世纪70年代以来，计算机的应用和学科间 的交叉渗透促使分析化学变为分析科学。
以待测组分实际存在形式含量的表示 ： 例：含氮量测定， NH3, NO3-, NO2 以氧化物形式的含量表示： 例：矿石分析中Fe2O3、P2O5等 以元素形式的含量表示： 例：有机物或矿样中的 Fe、Cu、C、O、P等 以离子或化合物形式表示： 例：海水中Cl-的含量或NaCl的含量
II. 待测组分含量的表示方法
③ 测 定
物质 物质的性质 准确度的要求 组分的含量 分析方法 准确度 灵敏度 成本 时间
人力
设备 消耗品
选择性
适用范围
干扰情况
分析方法
④ 计算分析结果及评价 根据试样的取用量、测量所得数据 和分析过程中有关反应的化学计量关
系，通过计算得待测组分的量。
I. 待测组分的化学表示形式：
分析化学与诺贝尔奖
1.3 分析方法的分类
无机分析和有机分析 无机分析: 分析对象为无机物，通常要 求鉴定物质的组成和测定各成分的含量。 有机分析:分析对象为有机物，分析的 重点是官能团分析和结构分析。
无机及分析化学第五版
反应平衡：反 应达到平衡状 态，反应速率 相等，反应物 和生成物浓度
不再变化
第五章：化学反应速率
化学反应速率的定义
影响化学反应速率的因素
化学反应速率的测定方法
化学反应速率的应用实例
第六章：酸碱反应
酸碱反应的定义和分类 酸碱反应的平衡常数和pH值 酸碱反应的速率和机理 酸碱反应的应用和实例
案
理论与实践相结合
理论与实践相结合：将理论知识与实验操作相结合，提高学生的实践能力 实验操作：提供详细的实验操作步骤和注意事项，帮助学生更好地理解和掌握实验操作 理论讲解：对理论知识进行深入浅出的讲解，帮助学生更好地理解和掌握理论知识 案例分析：通过案例分析，帮助学生更好地理解和掌握理论知识在实际中的应用
第二章：原子结构和元素周期表
原子结构：原子核、电子、质子、中子等 元素周期表：元素周期律、元素分类、元素性质等 原子结构与元素周期表的关系 元素周期表的应用：预测新元素、解释元素性质等
第三章：分子结构和晶体结构
原子结构：原子核、电子云、电子层、 原子轨道等
化学键：离子键、共价键、金属键等
晶体结构：晶格、晶胞、晶系、空间 群等
Part Two
无机及分析化学第 五版章节介绍
第一章：绪论
绪论概述：介绍无机及分析化学的 基本概念、研究对象和研究方法
化学分类：介绍无机化学、分析化 学、有机化学、物理化学等化学分 支
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
化学发展史：介绍化学学科的发展 历程和重要人物
化学应用：介绍化学在工业、农业、 医学、环境等领域的应用
作者：张祖德
出版社：高等教育出版社
出版时间：2013年
目的：为化学专业学生提 供全面、系统的无机及分 析化学知识
无机及分析化学课件(第四版)第一章
根据不同的分类标准，分析化学可以分为多种类型。按分析对象可以分为无机分析和有机分析，这是根据被测物质中是否含有碳元素来划分的。按分析方式可以分为化学分析和仪器分析，前者依赖于化学反应进行定量或定性分析，后者则利用各种精密仪器对物质进行测量。另外，根据待测组分的含量，分析化学可分为常量分析、微量分析和痕量分析。
分子结构
分子由原子通过化学键连接而成，分子的几何构型和成键方式决定了分子的性质。常见的分子结构有共价键、离子键和金属键。
晶体结构
晶体是由原子或分子在空间周期性排列形成的固体，晶体的性质与原子或分子的排列方式密切相关。晶体分为金属晶体、离子晶体、共价晶体和分子晶体等。
分子结构和晶体结构
酸和碱之间的反应称为酸碱反应，反应中质子转移是酸碱反应的本质。酸和碱的相对强弱可以通过电离常数来衡量。
实验数据处理和误差分析
实验安全
01
实验安全是实验过程中的首要问题，需要遵守实验室安全规定，正确使用实验器材和防护用品。
环境保护
02
环境保护是每个实验者应尽的责任，需要合理处理实验废弃物，减少对环境的污染。
实验安全和环境保护的实验实例
03
通过具体的实验实例，如实验室安全规定、废液处理等，来掌握实验安全和环境保护的方法。
04
无机及分析化学实验基础
1
2
3
掌握实验基本操作技术是进行无机及分析化学实验的基础，包括称量、加热、冷却、萃取、蒸发、结晶等操作。
实验基本操作技术
在进行实验基本操作时，需要注意安全、准确、快速、环保等原则，避免误差和事故的发生。
实验基本操作技术的注意事项
通过具体的实验实例，如硫酸铜晶体的制备、碘的萃取等，来掌握实验基本操作技术。
无机及分析化学1
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伴随其他科学技术和生产水平的提高， 伴随其他科学技术和生产水平的提高，新 的精密仪器、 的精密仪器、现代化的实验手段和电子计算机 的广泛应用，化学科学也在突飞猛进地发展， 的广泛应用，化学科学也在突飞猛进地发展， 正在从描述性的科学向推理性的科学过渡, 正在从描述性的科学向推理性的科学过渡,从定 性科学向定量科学发展, 性科学向定量科学发展,从宏观现象向微观结构 深入。 深入。
传统化学的分支(二级 学科 无机化学、有机化学、分析化学、 传统化学的分支 二级)学科：无机化学、有机化学、分析化学、 二级 学科： 物理化学等。 物理化学等。
无机及分析化学的性质、 二、无机及分析化学的性质、任务及学习方法
无机及分析化学是不化学学科发展的一门分支学科, 无机及分析化学是不化学学科发展的一门分支学科,而 主要介绍无机化学、分析化学等学科中的基础知识 基础知识、 主要介绍无机化学、分析化学等学科中的基础知识、基本 原理和基本操作技术。 原理和基本操作技术。 无机化学是研究所有元素的单质和化合物（ 无机化学是研究所有元素的单质和化合物（碳氢化合物 是研究所有元素的单质和化合物 及其衍生物除外）的组成、结构、性质和反应的学科； 及其衍生物除外）的组成、结构、性质和反应的学科； 当前无机化学研究的内容： 当前无机化学研究的内容： 探索性的基础研究。合成各种几何结构新颖的、 ①探索性的基础研究。合成各种几何结构新颖的、或 电子结构特异的或性质异常的化合物。 电子结构特异的或性质异常的化合物。 寻找新的分离提纯方法,制备方法和研制的新材料。 ②寻找新的分离提纯方法,制备方法和研制的新材料。 与生命科学交叉渗透，进行生物无机化学的研究。 ③ 与生命科学交叉渗透，进行生物无机化学的研究。
8
以稀土元素为例，过去仅用于打火石、 以稀土元素为例，过去仅用于打火石、玻璃着 色等方面，用途十分有限。20世纪50年代以来 世纪50年代以来， 色等方面，用途十分有限。20世纪50年代以来， 由于人们采用离子交换和有机溶剂萃取技术， 由于人们采用离子交换和有机溶剂萃取技术，分 提纯稀土产品获得成功， 离、提纯稀土产品获得成功，同时通过研究又不 断发现了稀土元素及其化合物的许多优良性能， 断发现了稀土元素及其化合物的许多优良性能， 因而它的应用迅速扩展。 荧光材料、磁性材料、 因而它的应用迅速扩展。在荧光材料、磁性材料、 激光材料、超导材料、贮氢材料、 激光材料、超导材料、贮氢材料、新型半导体材 原子反应堆材料等方面 等方面， 料、原子反应堆材料等方面，都显示出稀土元素 的重要作用。 的重要作用。
无机及分析化学教案
无机及分析化学教案第一章：绪论1.1 课程介绍了解无机及分析化学的概念、范围和重要性。
了解无机及分析化学在科学、工业和日常生活中的应用。
1.2 无机化学的基本概念物质、元素、化合物、同素异形体的定义及分类。
化学方程式、化学反应、化学平衡的基本概念。
1.3 分析化学的基本概念分析化学的定义、目的和任务。
定性分析与定量分析的分类和比较。
第二章：原子结构与元素周期律2.1 原子结构原子核、电子、原子的电子排布。
元素的原子序数、原子量、同位素。
2.2 元素周期律周期表的构成、周期律的规律。
主族元素、过渡元素、镧系和锕系元素的特点。
2.3 元素性质的递变性同一周期、同一族元素性质的递变规律。
元素的位置与性质的关系。
第三章：化学键与化合物的结构3.1 化学键的类型离子键、共价键、金属键、氢键的定义和特点。
化学键的极性和键能。
3.2 化合物的结构离子化合物、共价化合物、金属化合物、氢化物的结构特点。
分子的立体构型、键角、键长。
3.3 晶体结构晶体的定义、分类和性质。
晶体的空间点阵、晶胞参数、晶体的物理性质。
第四章：化学反应速率与化学平衡4.1 化学反应速率反应速率的定义、表达式和影响因素。
零级反应、一级反应、二级反应的特点和计算。
4.2 化学平衡化学平衡的定义、条件和原理。
平衡常数、平衡移动、平衡的判断方法。
4.3 化学动力学化学动力学的定义和研究内容。
反应速率与浓度的关系、反应速率与温度的关系。
第五章：溶液与离子平衡5.1 溶液的性质与制备溶液的定义、分类和特点。
溶液的制备方法、溶液的浓度表示法。
5.2 离子平衡离子的定义、离子的溶解度。
离子平衡的原理、离子平衡的计算。
5.3 沉淀与溶解平衡沉淀与溶解的定义、沉淀的种类。
沉淀溶解平衡的判断、沉淀转化的条件。
第六章：氧化还原反应6.1 氧化还原反应的基本概念氧化还原反应的定义、特点和重要性。
氧化还原反应的基本术语：氧化剂、还原剂、氧化数、电子转移。
6.2 氧化还原反应的电子转移电子转移的类型、方向和数量。
《无机及分析化学》科学出版社-绪论
0.4.1分压定律1.摩尔气体常量：R=8.314J/mol/K、kPa·L/mol/K、Pa·m3/mol/K2.气体：（1）特性：①能均匀地充满它占有的全部空间②混合气体只要不发生化学反应（或反应已达到平衡），其中任一组分，分子之间的作用力可以忽略（2）分压：一定温度下，某组分气体占据与混合气体相同体积时所具有的压力p(总)=p(A)+p(B)+p(C)…(T，V一定混合气体的总压等于各组分气体分压之和）注：①②摩尔分数：x(B)为B组分气体的摩尔分数0.4.2有效数字1.定义：(1)有效数字是实际能测量的数字(2)通常包括由仪器直接读出的全部准确数字和最后一位估计的可疑数字(3)只保留一位可疑数字，一般认为在可疑数字的位数上有±1个单位的误差注：①0的双重意义：表测量值，是有效数字；表定位，即用0表示小数点位数时，是非有效数字（中间和后面的0是有效数字）②pH=4.30=-(lg5+lg10^-5)=5-0.72.修约：“四舍六入五留双”需要一次到位（1）尾数≤4，舍去（2）尾数=5，“5”前为偶数（含0），舍去，为奇数，则入（3）5后是不为0的任何数，则无论前面的数为奇数或偶数均进入3.运算：(1)加减法：①先修约，再相加②保留有效数字位数以绝对误差最大或小数点后位数最少的数为标准（2）乘除法：①先修约，再相加②保留有效数字以相对误差最大或通常以有效数字位数最少的那个数为标准注：①几个数相乘或相除，若位数最少的数首位是8，9，则有效数字多算一位。
如0.9×1.26，将0.9看成两位有效数字，因为0.1与两位有效数字1.0的相对误差相近，0.9×1.26=1.2②定量分析一般保留四位有效数字③高含量组分（＞10%），仪器测定结果一般有四位有效数字；中含量组分（1%~10%），三位有效数字；低含量组分（＜1%），两位有效数字。
大学教材《无机及分析化学》之00-绪论
CH4：
22p2 C 2s 6
貌似只能形成CH2。
H
sp3杂化
c
H H H
4、元素化学
在元素周期律的基础上： 了解重要元素及其化合物的结构、性质的变化规律； 了解常见元素及其化合物在各有关领域中的应用。
5、 掌握物质组成的化学分析法及相关理论
利用平衡原理和物质的化学性质，确定物质 的化学成分、测定各组分的含量（即定性分析 与定量分析）。
三、教材及参考书 <<无机及分析化学>>
南京大学编写,高等教育出版社
<<医学基础化学实验，双语版>>
华中科技大学出版社
1、化学与社会 吴旦主编，科学出版社，2002
非化学专业；减少纯化学理论，增加化学的应用知识；
源与化学、水资源与化学、材料与化学、腐蚀与化学、生 活与化学。
绪论、化学反应的基本规律、物质结构及其性质、能
——实验性很强的科学
没有实验就没有发现： 居里夫妇发现铀矿石的放射性比提纯后铀化合物 强，估计有一种放射性更强的新元素存在，18991902 这4年内，经过上万次的重结晶，从8吨沥青铀 矿得到0.1g的RaCl2，测定了镭的原子量。 没有实验就没有理论的进步和发展： 1986年氧化物高温超导的发现，促进了超导理论。
如何定义？ 如何计算？
化学热力学
化学热力学研究重点之一：计算反应热
Zn片放入HCl：
Zn + HCl = ZnCl2 + H2
Cu片放入HCl：
—— 不发生类似反应。
为什么？
化学热力学
化学热力学研究重点之二：判断反应发生的方向
AgNO3中逐渐加入KCl：
澄清－混浊－沉淀 A物标记物（8－羟基脱氧鸟苷）
无机及分析化学 第一章
2016/7/27
第一章物质的聚集状态
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1.3.2 质量摩尔浓度
nB bB mA
bB —溶质B的质量摩尔浓度，单位为mol· kg-1；
nB —溶质B的物质的量，单位为mol；
mA —溶剂的质量，单位为kg。
2016/7/27
第一章物质的聚集状态
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摩尔分数
xB＝ n
B
n
nB—B的物质的量，SI单位为mol； n —混合物总的物质的量，SI单位为mol ； χB— 量纲为1。
cB —溶质B的物质的量浓度; — 溶液的密度; wB—溶质B的质量分数; MB —溶质B的摩尔质量。
2016/7/27 第一章物质的聚集状态 19
2．物质的量浓度与质量摩尔浓度
nB nB nB cB V m/ m
cB — 溶质B的物质的量浓度; — 溶液的密度; m — 溶液的质量; nB — 溶质B的物质的量。
温度升高，蒸气压增大
2016/7/27 第一章物质的聚集状态 24
固体也有饱和蒸气压。如干冰、萘、碘等固体，蒸气 压很大，可直接由固体变成气体（升华）。
饱和蒸气压与物质的种类有关。有些物质的蒸气压很 大，如乙醚、汽油等，有些物质的蒸气压很小，如甘油、 硫酸等。 蒸气压的大小，与液体分子间的吸引力有关，吸引 力越大，蒸气压越小。
2016/7/27
第一章物质的聚集状态
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1.3
名称
溶液浓度的表示方法
数学表达式
n( B ) c( B) V
单位
mol﹒L-1
物质的量浓度
质量分数
mB w( B ) m
m( B) n( B ) m
n( B ) n
无机及分析化学课件第四版第一章气体和溶液
21世纪化学四大难题:
1. 化学反应理论——建立精确有效而又普遍适用得 化学反应 多体量子理论和统计理论;
2、 结构与性能得定量关系; 3、 生命现象得化学理论——生命化学难题; 4、 纳米尺度难题。
四、学习化学得重要性及必要性
数、理——化学——生物
20世纪发明了七大技术:
信息技术
认知科学
生物技术 核科学和核武器技术 航空航天和导弹技术 激光技术 纳米技术
科学原子论:道尔顿于1808年发表《化学哲学新体系》, 提出原子论,其要点为:
●物质由不可分割得原子组成; ●同种元素得原子其形状、质量及性质都相同,不同元素得
原子,其形状、质量及性质都不相同; ●两种元素得化合作用就是一种元素得一定数目得原子与
另一种元素得一定数目得原子结合形成复杂原子。
此学说意义重大: ●给化学奠定了唯物主义基石—原子。她得原子说把古代
1、什么就是化学?
化学就是在原子和分子层次上研究物质得组成、 结构、性质以及物质之间相互转化得科学。 研究层次:原子和分子 研究内容:
物质得组成、结构、性质与相互转化 核心与特征:合成新物质,对其性质进行表征,开发 其新得应用并探讨其中得机理。
2 、研究化学得目 得
人类生活得各个方面,社会发展得各种需要都与化学息息相关。 (1)化学对我们得衣食住行贡献巨大。 (2)化学对于实现农业、工业、国防和科学技术现代化具 有重要作用。 (3)促进其她基础学科和应用科学得发展和交叉学科得形 成。如:环境化学、能源化学、材料化学、地球化学 正如[美]Pimentel G C在《化学中得机会---今天和明天》一 书中指出得“化学就是一门中心学科,她与社会发展各方面得需 要都有密切关系。”
这就是唯物得,同时她又认为万物得本源就是四 种原始性质:冷、热、干、湿。元素由这些原始性 质依不同比例组合而成。
无机及分析化学 第一章
理解杂化、杂化轨道的意义，掌握以sp、sp2、sp3杂化轨道成键分子的空间构
型； 掌握分子间作用力和氢键的概念及对物质某些性质的影响。
能力目标：
能写出主族元素及第四周期过渡元素原子核外电子排布式； 能解释原子的电子层结构与元素周期表、元素性质之间的关系； 能应用杂化轨道理论解释某些分子的空间构型；
(4) 共价键的键参数 1. 键能
定义：在298.15K和100kPa下，断开1mol键所需要的能量，单位是kJ/mol。一般来说，
键能越大，表明键越牢固，分子越稳定。 2. 键长 分子中两成键原子核间的平衡距离称为键长。一般来说，成键原子的半径越小，成键
的电子对越多，其键长就越短，键能越大，共价键就越牢固。
在等价轨道上处于全充满、半充满或者全空状态时，具有额外的稳定性。
四、多电子原子轨道的能级
针对多电子原子，由鲍林近似能级图得到的能级高低基本规律：
1. 当角量子数l值相等时，主量子数n值不同，n越大，电子的能量E越高； 2. 当主量子数n值相同，角量子数l值不同时，l值越大，电子的能量E越高；
3. 当主量子数n值和角量子数l值都不相同时，n≥3，电子能量E的高低，通常由近似
第一章 物质结构 知识目标：
了解核外电子运动的基本特点；
理解四个量子数的意义及取值规则；
掌握原子核外电子排布的原理和主族元素及第四周期过渡元素原子核外电子排 布；
理解原子的电子层结构与元素周期表、元素性质之间的关系；
了解共价键的定义、现代价键理论的基本要点、共价键的键参数和共价键的类 型；
能级图来确定。
主量子数大的4s亚层的能量，反而低于主量子数小的3d亚层的能量，这种现象称为 能级交错。
第二节 电子层结构和元素周期系
无机及分析化学绪论
➢预祝同学们
被动学习 自主学习
参考资料
1. 呼世斌, 王进义, 吴秋华. 无机及分析化学（第四版） . 高 教出版社
2. 浙江大学.无机及分析化学. 高教出版社 3. 武汉大学.无机及分析化学. 高教出版社 4. 大连理工大学. 无机化学. 高教出版社 5. 胡忠鲠. 现代化学基础. 高教出版社 6. 吴性良, 孔继烈。分析化学原理. 化工出版社 6. 傅献彩. 沈文霞等. 物理化学. 高教出版社 7. 天津大学.物理化学. 高教出版社
➢“爱国者”导弹之所以能精确拦截来 袭导弹，得益于其系统中使用了钐钴 磁体和钕铁硼磁铁。
举例----碳家族
金刚石
碳60 1996获诺贝尔奖 石墨
石墨烯 2010年获诺贝尔奖
举例----碳家族
烟煤
褐煤
举例----电池材料
➢ 2019年诺贝尔化学奖授予锂离子电池，锂离子 电极电池电极材料研发的属于无机化学范畴。
究化学变化的本质与规律
无机及分析化学是化学学科的基础和工具。
2. 发展历程
1924年L.de
1803年
Broglie
电子的波 粒二象性
价键理论— 鲍林
J.Dolton
原子论
1913年 Bohr理论
1926年 薛定谔方程
分子轨道理 论—马力肯
休克尔分子 轨道理论
无机化
等等Biblioteka 学学科建立原子结构
分子结构
电子、X射线、放射性现象 打开了原子大门
新能源 新材料 。。。
2. 发展历程
现代分析化学正向快速、准确、灵敏、微量、微区、
分析化学表面、自动化等方向发展 学科发展
从定性到定量
从化学分析到仪器分析
无机及分析化学-习题及解答
无机及分析化学习题解答严新徐茂蓉葛成艳编第一章绪论1.1判断下列误差属于何种误差？①在分析过程中，读取滴定管读数时，最后一位数字n次读数不一致，对分析结果引起的误差。
②标定HCl溶液用的NaOH标准溶液中吸收了CO2 ,对分析结果所引起的误差。
③移液管、容量瓶相对体积未校准，由此对分析结果引起的误差.④在称量试样时，吸收了少量水分，对结果引起的误差。
答: ①偶然误差；②系统误差中的试剂误差；③系统误差中的仪器误差；④过失误差1.2测得Cu百分含量为41。
64％、41.66％、41。
58％、41。
60％、41.62％、41。
63％，计算测定结果的平均值、平均偏差、相对平均偏差。
(无须舍去数据)解：41.64%41.66%41.58%41.60%41.62%41.63%41.62%6x+++++==1id x xn=-∑=2.2×10—4 100%rddx=⨯=0.053%1.3测定某样品中铁的百分含量，结果如下：30。
12％、30。
05％、30。
07％、30.05％、30。
06%、30.03％、30。
02%、30.03％根据Q检验法,置信度为90%时是否有可疑数要舍去，计算分析结果的平均值、标准偏差、变异系数和对应的置信区间。
解：排序：30。
02%、30.03％、30。
03%、30。
05%、30.05%、30。
06％、30。
07％、30。
12%先检验最大值30。
12%:30.12%30.07%0.530.12%30.02%Q-==-Q0.9=0.47 < 0.5，所以舍去30.12％继续检验最大值30。
07％，30.07%30.06%0.230.07%30.02%Q-==-，Q0.9=0.51〉0.2，不应舍去，30。
07％应该保留.检验最小值30.02％,30.03%30.02%0.230.07%30.02%Q -==-Q 0.9=0。
51>0。
2，不应舍去，30.02％应该保留.30.02%30.03%30.03%30.05%30.05%30.06%30.07%30.04%7X +==+++++、S =1.8×10—4100%sCV x=⨯=6×10-4()430.04%30.040.01%μ-==±1.4下列数据分别有几位有效数字？ ①18。
第一章无机及分析化学
17
纯水的蒸气压示意图
2019/2/14
18
蒸气压的大小表示液体分子向外逸出的趋势， 它只与液体的本性和温度有关，而与液体的量 无关。通常把蒸气压大的物质称为易挥发物质， 蒸气压小的称为难挥发物质。
液体的蒸发是吸热过程，所以温度升高，蒸气 压增大。
2019/2/14
19
正常
少
纯溶剂
2019/2/14
你能举例说明吗?
2019/2/14 2
二、分散系的分类
按 照 分 散 质 粒 子 直 径 大 小 不 同 分 类
2019/2/14 3
按 照 物 质 的 聚 集 状 态 进 行 分 类
2019/2/14
4
三、分散度和比表面 系统的分散度常以分散质粒子的总表面 积与其总体积之比来表示，称为比表面。 如：S0=S/V S0愈大，表明系统的分散度越高。
32
3、溶液的凝固点降低 （1）凝固点是指液体的蒸气压等于其固体蒸 气压时系统对应的温度，此时液体的凝固和 固体的熔化处于平衡状态。 （2） 例：0℃时水的蒸气压和冰的蒸气压相 等，水开始凝固，但此时溶液的蒸气压低于 溶剂的蒸气压，也必定低于冰的蒸气压，所 以此时溶液不能凝固，要使溶液凝固，就必 须进一步降低溶液的温度，使溶液和冰的蒸 气压同时下降，由于冰的蒸气压下降率比水 溶液大，当温度降低到tf时，溶液和冰的蒸气 压才相等，此时的温度就是溶液的凝固点。
2019/2/14 23
法国物理学家拉乌尔(Raoult)对溶液的蒸气压 进行了定量研究，得出如下结论：在一定温 度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压(p)等 于纯溶剂的蒸气p*与溶液中溶剂的摩尔分数 （xA）的剩积即： p=p*·xA 若是双组分系统则：xA+ xB=1 所以p=p*（1-xB）= p*- p* ·xB
01无机及分析化学 绪论
溶液凝固点降低的应用：致冷剂 例 1-4 将5.50g某纯净试样溶于
250g苯中，测得该溶液的凝固点为 4.51º C，求该试样的相对分子质量 （纯苯的凝固点为5.53º C）。
Tf K f b
b
n溶质 m溶剂
＝
m 溶质 M 溶质 m 溶剂
3. 渗透压
水分子 蔗糖分子
半透膜
蔗糖溶液
水溶液
例 1-1 一学生在实验室中，在
73.3 kPa和25º C下收集到250ml某气 体在分析天平上称量为0.118g。求这 种气体的相对分子质量。
m pV RT M
m 0.118 103 kg
T 298K
mRT M pV
R 8.315kPa L K mol
3
1
p K b
问题
一封闭箱处于恒温环境中，箱内有 两杯液体，A杯为纯水，B杯为蔗糖水 溶液。静置足够长时间后，会发生什 么变化？
水
蔗糖
2. 溶液的沸点和凝固点
p T = p外
液体沸腾
T:液体的沸点(Tb) 正常沸点
(单位?) ΔTb = Kb· b
101.325 p/kPa
101.325 kPa
1
V 250 10 L
p 73.3kPa
§1-2 道尔顿分压定律
一、道尔顿分压定律
:H2(1)
: O2(2)
V
: N2(3)
混合气体的总压力等于 各组分气体分压之和
p（总压力）
＝ p1 + p2
分压：各组分气体单独 占有整个体积时的压强
+
p3
V
V
V
有关分压定律的公式推导 p p1 p2 p3 ……
无机及分析化学教案
6、郭文录等编.无机与分析化学,哈尔滨工业大学出版社, 2004年版
6.郭文录等编.无机与分析化学，哈尔滨工业大学出版社，2004年版
6、郭文录等编.无机与分析化学，哈尔滨工业大学出版社，2004年版
（第7次课）
章节
名称
第3章化学热力学初步
8
9
10
作业
单元练习题1的相关内容
参考
资料
1.浙江大学编.无机及分析化学,高等教育出版社, 2003年版
2.南京大学编.无机及分析化学,高等教育出版社, 1998年版
3.陈虹锦等编.无机与分析化学,科学出版社, 2002年版
4、钟国清等编.无机及分析化学学习指导,科学出版社, 2007年版
5、董元彦主编.无机及分析化学，科学出版社，2006年版
2
2
气体, 理想气体状态方程
3
3
分压力, 分压定律
10
4
溶液, 分散系, 分散质与分散剂, 分散系分类
5
5
物质的量及其单位
9
6
溶液的组成量度, 质量分数与体积分数, 摩尔分数, 质量浓度, 物质的量浓度, 质量摩尔浓度, 它们之间的有关换算
30
7
等物质的量规则及其应用
8
8
稀溶液的通性, 溶液的蒸气压下降
2.熟悉溶液的组成量度。
2、熟悉溶液的组成量度。
重点、难点
重点:溶液组成量度的表示方法(物质的量浓度,质量摩尔浓度,量分数,质量分数及相互换算),稀溶液的依数性(蒸汽压下降、沸点升高)。
难点:稀溶液的依数性
难点：稀溶液的依数性
教学方法
无机及分析化学教案
无机及分析化学教案第一章：绪论1.1 课程介绍了解无机及分析化学的概念、范围和重要性理解无机及分析化学在科学和工程中的应用1.2 化学基本概念物质的组成和分类元素和化合物的性质1.3 化学计量学物质的量的概念摩尔、摩尔质量和摩尔比例关系第二章：原子结构与元素周期律2.1 原子结构原子核和电子云电子层和能级2.2 元素周期律周期表的组成和结构元素周期律的规律2.3 元素性质的递变性原子半径的递变性金属性和非金属性的递变性第三章：化学键与化合物3.1 化学键的类型离子键、共价键和金属键键的极性和键的能力3.2 化合物的结构离子晶体、共价晶体和金属晶体分子结构和空间结构3.3 化合物的性质熔点、沸点和溶解度电离度和酸碱性第四章：无机化学反应4.1 酸碱反应酸碱的定义和分类酸碱反应的原理和类型4.2 氧化还原反应氧化还原反应的基本概念电子转移和电荷守恒4.3 沉淀反应沉淀的形成和溶解溶度积和溶解度规律第五章：分析化学方法5.1 定性分析定性分析的基本概念和方法常规分析方法和现代分析方法5.2 定量分析定量分析的基本概念和方法滴定法、原子吸收光谱法和质谱法5.3 样品处理和数据处理样品处理的方法和技术数据处理的基本原则和方法第六章：溶液与浓度6.1 溶液的基本概念溶液的定义和组成溶剂和溶质的分类6.2 溶液的浓度摩尔浓度、质量浓度和体积浓度浓度计算和稀释公式6.3 溶液的配制和保存实验室常用溶液的配制方法溶液的保存和注意事项第七章：酸碱平衡与缓冲溶液7.1 酸碱平衡的基本概念酸碱的定义和分类酸碱反应的平衡常数7.2 缓冲溶液的原理和制备缓冲溶液的定义和作用缓冲溶液的制备方法和选择7.3 酸碱滴定滴定法的原理和类型标准溶液的制备和滴定操作第八章：氧化还原平衡与电化学8.1 氧化还原平衡氧化还原反应的基本概念电子转移和电荷守恒8.2 电化学基本原理原电池和电解池的原理电位和电动势的定义和计算8.3 电化学分析方法电位滴定和库仑滴定电化学发光和原子吸收光谱法第九章：光谱分析与色谱法9.1 光谱分析的基本原理紫外-可见光谱、红外光谱和核磁共振光谱光谱分析的应用和选择9.2 色谱法的基本原理气相色谱法、液相色谱法和色谱-质谱联用色谱法的应用和操作技巧9.3 现代分析仪器质谱仪、原子吸收光谱仪和X射线荧光光谱仪扫描电子显微镜和透射电子显微镜第十章：现代化学分析方法10.1 原子吸收光谱法原子吸收光谱法的原理和仪器标准曲线和样品分析方法10.2 质谱法质谱法的原理和仪器质谱图的解析和应用10.3 核磁共振波谱法核磁共振波谱法的原理和仪器核磁共振谱图的解析和应用重点解析1.1 课程介绍、1.2 化学基本概念、1.3 化学计量学重点：无机及分析化学的概念、范围和重要性；物质的组成和分类；元素的性质；化学计量的相关计算。
【无机及分析化学】1 绪论
A.铁矿中, T=62.38%, x = 62.32%
E = x－T= – 0.06% B. Li2CO3试样中, T=0.042%, x =0.044%
E = x－T=0.002%
A.
Er
E T
100% =–
0.06/62.38=–0.1%
B.
Er
E T
100%
=0.002/0.042= 5%
2、精密度与偏差
物质的
物质的
形态与结构
变化规律
气液固体
原子结构 分子结构 晶体结构
第 化学热力学
五 化学动力学
章 和
酸碱平衡
第 沉淀平衡
六 络合平衡
章 氧化还原
第二章
第三章 第四章 第七章 第八章
物质的
制备与性质
第 非金属元素 九
章
第 金属元素 十
章
《分析化学》的主要内容
分析化学是 表征和量测 的科学
分析化学
第九、十章
(1) 重现性
(2) 可测性
(3) 单向性或周期性
4）减小或消除系统误差的方法：加校正值
(1)方法误差——方法校正 (2) 仪器误差——校准仪器 (3) 试剂误差——空白实验
空白试验：不加试 样，按试样相同的 程序分析
(4) 主观误差——对照实验（外检）
对照实验：已知含量的试 样与未知试样对照
2、随机误差
15.82
0.89%
n
s
xi x 2
i1
0.152 0.132 0.212 0.072 0.17
n 1
3
CV s 100% 0.17 100% 1.1%
x
15.82
无机及分析化学01.第一章 绪论
Chapter One
30
2. 定量分析误差产生的原因
（1）系统误差 由某种固定因素引起的误差，是在测量过 程中重复出现、正负及大小可测，并具有单向 性的误差。可通过其他方法验证而加以校正。
Chapter One
31
系统误差的分类
方法误差：由所选择的方法本身（分析系统的化学或物理化学性质）
决定的，无法避免。
操作误差：操作者本人所引起的，可通过提高 操作者技能来消除 或减少（所选试样缺乏代表性、溶样不完全、观察终点有误、观察 先入为主等）
仪器及试剂误差：由仪器性能及所用试剂的性质（仪器准确度不够、 器皿间不配套、试剂不纯等）所决定
③ 气体样品
随着对环保工作的重视，气体分析的比例加大，现 多用g/m3 , mg/m3等表示 。
Chapter One
25
1.2.2 定量分析中的误差
误差是客观存在，不可避免的。 Nhomakorabea
了解分析过程中误差产生的原因及其出现 的规律，以便采取相应的措施减小误差，
以提高分析结果的准确度。
Chapter One
绝对误差（E）
E x T
E Er 100% T
Chapter One
28
相对误差(Er）
（4）精密度（precision）——多次重复测定某一量 时所得测量值的离散程度，常以偏差和相对偏 差(deviation)来表示。
Chapter One
29
（5）准确度与精密度的关系——精密度高不一定准 确度好(可能有系统误差), 而欲得高准确度， 必须有高精密度。因为系统误差只影响准确度 而不影响精密度(单向恒定)
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纳米碳管 carbon nano tube
化学改变了世界
化学更要保护世界
长海
3、无机与分析化学的性质
无机与分析化学不是化学学科发展的一门分支学科
无机化学：研究所有元素的单质和化合物（碳氢化合物及其衍生 物除外）的组成、结构、性质和反应规律的学科。
• 化学平衡 • 原子、分子结构及晶体结构 • 无机化合物的性质、制备方法和应用
包括
• 单原子分子 • 气态原子或单核离子 • 以共价键结合的传统意义的分子 • 离子晶体、原子晶体或金属晶体 • 聚合度不同的高分子
2）组成（form）包括物质的定性组成和定量组成。 定性组成：含有哪些元素。
定量组成：元素的质量百分比、原子个数比、化学式
及分子式。 NaCl SiO2 化学式
H2O CH4 分子式
程度与方向→化学平衡（S G K）
酸碱滴定
影响因素
酸碱平衡 重量分析
温度T 压力P
沉淀平衡 沉淀滴定
浓度C 热量Q 反应介质 功W
氧化还原 配位平衡
氧化还原滴定 配位滴定
（体积功及电功）
无机反应主要类型
物质结构
原子结构
氢原子 多电子原子 周期律
分子结构
化学键本质 结构理论
晶体结构
配合物结构
制备与性质 （元素化学）
化学9大类，77分支
无机化学8个
有机化学8个
无机合成化学 无机物分离化学 元素无机化学 配位化学 金属簇化合物 物理无机化学 稳定同位素化学 无机固体化学
有机合成 金属有机及元 素有机化学 天然产物化学 物理有机化学 有机固体化学 有机光化学 有机分析化学 立体化学
分析化学16个
定性分析 容量分析 重量分析 原子光谱法 分子光谱法 电分析化学 色谱法 质谱分析…
理过程。
科学技术的迅速发展使化学研究的内容、 方法和手段发生着深刻的变化。
化学变化的特点：
● 原子核组成不变。（化学变化前后质量守恒）
● 分子组成发生改变而生成新物质，同时伴有物理变化 （如光、热、电、颜色、物态等）。
● 决定因素
内因：物质的组成与结构 外因：温度、压力、浓度、介质、催化剂等
● 实质：核外电子运动状态的改变
元素通论 s区元素 p区元素 d ,ds区元素 f区元素
各种反应 物质分离 物质鉴定 应用为主
课程基本内容
• 近代物质结构理论：研究原子结构、分子结构和晶体结 构，了解物质的性质、化学变化与物质结构之间的关系。
• 化学平衡理论：研究化学平衡原理以及平衡移动的一般 规律。
• 元素化学：在元素周期律的基础上，研究重要元素及其 化合物的结构、组成、性质的变化规律，了解常见元素 及其化合物的应用
2、现代化学发展特点及趋势 19世纪末物理学三大发现
1895—X射线 1896—元素放射性 1897—电子 之后20世纪起化学发展最快
Why？
20世纪初：相对论（1916）、量子力学建立（1926）之后，
现代化学基本理论形成并建立（价键、分子轨道、配位场、能带）。
50年代：DNA双螺旋结构发现及其重组技术使用，使生物化学、
区别？
3）结构（structure）：包括原子结构、分子结构和晶体结构 以及说明物质结构的各种结构理论。
4) 性质（property）：包括物理性质和化学性质。 物理性质如溶解性、热性质和某些谱学性质等在化学中应
用相当广泛，也是化学的研究内容。
5) 变化（change）：化学变化及与之相关的物理变化。 热化学、电化学和表面化学都是研究与化学过程相关的物
• 准备A、B两个作业本。 • 每次作业均有成绩及记录。 • 按时交作业。
参考文献
《无机化学》第三或第四版，大连理工学院编 《无机化学解题指导》第三版，大连理工学院编 《工科无机化学习指导》，臧祥生主编，华东理工大学出版社 《无机及分析化学》浙江大学编，高等教育出版社 《无机化学与化学分析》第二版，史启祯编，高等教育出版社,
分子生物学飞速发展，促使生命科学发展。
60年代：借助计算机，使结构化学、分子设计向新方向发展，
更深揭示化学的本质。
70年代起：新化合物的发现和合成极为迅速（1991年为1200万种，
2007年达3200万种）
化学各分支学科与边缘学科的建立,产生了众多的分支学科。
经典的四个 分支学科
无机化学(inorganic chemistry) 有机化学(organic chemistry) 分析化学(analytical chemistry) 物理化学(physical chemistry)
善于提出问题及发现矛盾
培养自学能力 减少对教师的依赖心理
抓住重点与难点
及时消化所学知识
重视实验技能的提高
课外参考资料——扩大知识面
利用网上教学平台及网络资源学习
考核要求
出勤
平时成绩 课堂表现
作业 期中考试
笔试成绩（满分100）
总成绩 (满分100)
平时成绩 40~50% 笔试成绩 60~50%
作业要求
无机及分析化学
1、化学的研究对象
宇宙中的万物，无论是宏观世界还是微观世界都是不 依赖于我们的意识而存在的客观的实实在在的东西，即 物质；
物质处于永恒的运动中；
一切自然科学（包括化学）都是以客观存在的物质世 界作为它考察和研究的对象
化 学 是 一 门 在 原 子 、 分 子 或 离 子 层 次 上 研 究 物 质 的 组 成、结构、性质、变化及其内在联系和外界变化条件的 科学。
缺点：课程内容多，学习负担较重。
学习目的
• 化学类第一门基础课 • 学会以化学的观点联系实际问题 • 培养分析、综合考虑问题的能力
• 是物理学科的化学基础课，是培养相关专业工程技术 人才整体知识结构及能力结构的重要组成部分。
课程学习方法
主动学习 注意问题如何提出
解决的思路与方法 借助怎样的理论与实验
创造了世界
化学的“功”与“过”改变了世界
更要保护世界
化学创造了世界 氧化铝陶瓷制品
金刚石
金刚石钻头
光 学 纤 维 胃 镜
用光导纤维 做手术，不 用开刀
近年发现和发明的新物质层出不穷，如球碳、管碳、团簇化合物、笼合物等。
富勒烯C60
C50
中国科学院院士、厦门大学教授 郑兰荪领导和组织完成
2004年４月３０日出版的美国《 科学》杂志发布了此项成果
简而言之，化学是研究物质变化的科学。
物质形态
实物
化学的研究对象
（原子atom 、分子molecules ）
场（电磁场、引力场）
物质结构层次：
质子
夸离子)
微观
纳米 材料
分子
宇宙
单质 化合物
星体
宏观
准确完整地把握化学的定义，应注意以下几点：
1）分子层次（molecular scale）不是传统的分子概念。
分析化学：研究物质组成成分及其含量的测定原理、测定方法 和操作技术的学科。
定性分析
按任务 定量分析
结构分析
化学分析方法
按方法 仪器分析方法
4.《无机与分析化学》课程主要内容 理论: 72学时
三大模块内容：宏观 → 微观 → 宏观+微观
化学反应规律及在化学分析中的应用
能量变化→化学热力学（H U）
速率→化学动力学
物理 化学 14个
高分子 化学6个
核化学与 放射化学 9个
生命 化学 5个
材料 化学 3个
环境 化学 8个
当今化学发展动向：
• 更深层次揭示化学反应、物质结构与性能关系的本质。
• 进一步研究化学催化，生命过程中的化学问题。
• 环境、资源、能源向化学提出建立洁净、节能、节源的 “绿色化学”的合成与工艺。
• 物质组成的化学分析方法及相关理论：应用平衡原理和 物质的化学性质、确定物质的化学成分、测定各组成的 含量。
• 紫外可见分光光度法：掌握分光光度法的基本概念和基
无机与分析化学：将无机化学与分析化学有机结合的课程体系
（化学分析多以无机化学反应为基础）。
优点：加强无机与分析的内在联系；
避免内容的重复性，节约课时； 理论与应用紧密联系，易于理解。