大学化学-第6章元素化学与无机材料-2资料
自然科学概论ppt课件第六章学习教案
4、物理化学 物理化学——是应用物理学的原理 和方法,从理论(lǐlùn)上研究物质的 结构与性能、化学反应的机理和控 制条件、化学反应的可能性和速度 等问题的基础学科。
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5、化学键理论的建立(jiànlì) 化学键——是指分子或晶体中两个或多
个原子(离子)之间的强烈的相互作 用。 键能——是指在原子之间形成化学键时 所放出的能量,或化学键断裂时所吸 收的能量,用“ev”或“kj*mol-1”表示。 化学键的基本类型——离子键(电价 键)、共价键和金属键。
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C:拉瓦锡对化学的重大贡献 发现了化学中的质量守恒定律。 揭示了燃烧的本质,建立了科学的燃烧理
论——氧化学说。 真正发现了氧元素。 完成了《化学纲要》一书,并对当时
(dàngshí)所知的化学现象提出了解释。 进一步明确了元素的定义,列出了元素表。 建立了化学元素和化合物的命名方法。
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B:分子论—意大利化学家阿佛加德罗 原子是物质参加化学变化时的最小单位,分子才是
物质游离存在时的基本单位。 同种元素的原子组成单质的分子,不同元素的原子
组成化合物质分子。 一切气体在相同的条件(tiáojiàn)下,在相同体积内含
有数目相同的分子。 每种单质气态分子一般有2个或成双的原子。
二、化学的发展概况 1、古代化学 A:人国古代在陶瓷(táocí)(硅酸盐)、
冶炼、染色、制盐、酿酒、造纸、火 药等化学工艺。 B:古代埃及和巴比伦:金属冶炼和使 用。
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2、近代化学 A:原子—分子论的提出。 B:元素周期律的发现。 C:化学价和化学结构理论的建立
《元素化学》课程教学大纲
《元素化学》课程教学大纲课程编号:20931001总学时数:24总学分数:1.5课程性质:任选适用专业:化学一、课程的任务和基本要求:本课程是为需要较多无机化学基础知识的专业而设,是大学化学及相关专业无机化学课程的核心内容。
在元素概论的基础上,结合现代化学原理(主要是热力学原理及原子结构、分子结构原理),以周期表中s,p,d,f各区为序,在共性规律基础上重点剖析若干本区典型元素或在国民经济中占重要地位的元素及化合物,着重于性质和结构的内在联系以及制备工艺路线的抉择,并介绍元素化学在现代高科技领域中的应用。
二、基本内容和要求:第一章元素概论(3学时)内容:1.1 元素的存在1.2 元素周期表和元素性质的周期性1.3 元素通性要求:从结构和热力学原理两个方面,巩固和深化在先修课程中已学过的元素化学知识,掌握元素单质的理化性质规律,了解元素单质的用途和制备方法第二章无机化合物的一般性质和制备(3学时)内容:2.1 元素的氧化态表现2.2 离子半径和氧化物水合物的酸碱性2.3 含氧酸盐2.4 无机化合物的制备要求:掌握酸碱性判断的一般规则,熟悉常见含氧酸盐的结构、性质及用途,了解无机化合物的各类制备方法第三章稀有气体元素(2学时)内容:3.1 稀有气体的发现史、性质和用途3.2 稀有气体的存在与分离3.3 稀有气体化合物的结构与成键要求:了解稀有气体的发现简史,掌握稀有气体单质及化合物的性质与用途;应掌握用VSEPR理论来判断稀有气体化合物的结构第四章碱金属和碱土金属元素(2学时)内容:4.1 碱金属和碱土金属元素的通性4.2 碱金属和碱土金属的重要化合物4.3 锂、铍的特性及对角线规律4.4 碱金属和碱土金属及其化合物的用途要求:掌握碱金属和碱土金属单质的通性,掌握其重要化合物的类型、性质与用途;了解其氢氧化物溶解性和碱性的变化规律,了解重要盐类热稳定性、溶解性的变化规律第五章硼、碳、氮族元素及其性质(4学时)内容:5.1 硼族元素5.2 碳族元素5.3 氮族元素要求:掌握碳、硅、硼的单质、氢化物、卤化物和含氧化合物的性质和制备;了解硼族元素缺电子性和缺电子化合物的反应性及应用;掌握氮和磷的单质及其氢化物、卤化物、氧化物含氧酸及其盐的结构、性质、制备和应用,了解砷的重要化合物的性质和应用第六章氧族、卤族元素性质(3学时)内容:6.1 氧族元素6.2 卤族元素要求:掌握氧、硫的成键特征,熟悉臭氧、过氧化物、及硫的多种氧化态所形成的重要物种的结构、性质、制备和用途以及相互转化关系;掌握卤素单质、氧化物、含氧酸及其盐的结构、性质、制备和用途;掌握元素电势图并用以判断卤素及其化合物的氧化还原性以及它们之间的相互转化关系第七章过渡元素(4学时)内容:7.1 过渡元素的通性7.2 过渡元素选述7.3 铁系元素和铂系元素7.4 铜族元素和锌族元素7.5 过渡元素配合物的一般制备方法要求:掌握过渡金属元素重要单质性质与用途,掌握重要化合物的结构与性质以及不同氧化态化合物之间的相互转化,了解过渡元素配合物的生成第八章金属有机化合物简介(2学时)内容:8.1 金属有机化合物的定义、类型和命名8.2 主族金属有机化合物8.3 过渡金属有机化合物要求:掌握金属有机化合物的概念及化学键成键类型和特征,熟悉金属有机配合物的制备、性质、组成、结构、化学变化规律及应用第九章元素化学中的一些应用新领域(1学时)内容:9.1 无机聚合物9.2 无机功能材料9.3 纳米固体9.4 新型陶瓷材料要求:了解无机聚合物、陶瓷、纳米化学等新领域进展三、实践环节和要求:无四、教学时数分配:五、其它项目(含课外学时内容):无六、有关说明:1、教学和考核方式:教学方式:多媒体教学与传统板书教学方式结合考核方式:开卷考查或学期大作业2、习题:按各章节布置相关的作业题及文献检索小专题3、能力培养要求:使学生能进一步应用无机化学基本原理(主要是热力学原理及原子结构、分子结构原理)去总结元素及其化合物性质的规律性,从而加深对无机化学基本原理的认识及理解,学会运用无机化学基本原理去研究、讨论、说明、预测相应的化学事实,增强提出问题、分析问题、解决问题的应用能力。
无机元素化学
无机元素化学介绍无机元素化学是化学的一个重要分支,研究的对象是地壳中存在的无机元素及其化合物的性质、结构、合成和反应等。
无机元素是指除了碳和其它有机元素以外的所有元素,包括金属元素、非金属元素和半金属元素。
在无机元素化学中,研究的重点包括无机物的结构、合成方法以及其物理和化学性质。
通过了解无机元素和无机物的性质,我们可以进一步研究其在工业、药物和环境等领域的应用。
无机元素的分类根据元素的性质,无机元素可以被分为金属元素、非金属元素和半金属元素三大类。
1.金属元素:具有良好的导电性、热导性和延展性。
常见的金属元素包括铁、铜、锌、铝等。
金属元素在工业生产中广泛应用,例如用铜制造电线、用铝制造汽车零件等。
2.非金属元素:大多数非金属元素是气体或固体,具有较低的熔点和沸点。
常见的非金属元素有氧、氮、碳、硫等。
非金属元素在化学反应中起重要作用,例如氧气在燃烧反应中起氧化剂的作用。
3.半金属元素:半金属元素具有一些金属和非金属元素的性质。
常见的半金属元素包括硼、硅、锑、砷等。
半金属元素在电子器件制造、半导体材料等领域具有重要应用。
无机元素的合成与反应无机元素和无机物可以通过不同的方法进行合成。
其中一种常见的方法是通过化学反应合成。
化学反应对于无机元素的合成与改变其性质起着重要作用。
在无机元素化学中,有许多重要的化学反应。
例如,氧化反应是无机元素化学中最常见的反应之一。
氧化反应是指物质与氧气发生反应,形成氧化物的过程。
这种反应在自然界中非常常见,例如铁的生锈就是一种氧化反应。
此外,还有还原反应、酸碱中和反应等也是无机元素化学中常见的反应。
无机元素化学的应用无机元素化学在工业、药物和环境等领域有着广泛的应用。
在工业领域,无机元素化学的应用非常广泛。
例如,金属元素可以用于制造机械、建筑材料和电子器件等。
无机化合物也被广泛用于制备催化剂、涂料和垃圾处理等方面。
在药物领域,无机元素化合物被广泛用于制备药物。
例如,白金化合物在抗癌药物中起着重要作用。
无机化学宋天佑第三版上册
无机化学宋天佑第三版上册简介《无机化学宋天佑第三版上册》是中国科学院院士宋天佑主编的无机化学教材的第三版上册。
该教材是无机化学领域的经典教材之一,适用于大学本科无机化学课程的教学与学习。
目录1.第一章:化学量与计量2.第二章:化学反应及其速率3.第三章:化学平衡4.第四章:离子水解与溶液pH5.第五章:弱电解质及其溶液的pH计算6.第六章:共沉淀和氧化还原反应平衡与倾向性7.第七章:无机络合物化学基础8.第八章:无机均相催化剂9.第九章:金属元素的化学品种与应用10.第十章:固体的结构第一章:化学量与计量1.1 物质的质量与量在本章中,我们将学习物质的质量和量的概念。
质量是一个物质所具有的惯性和引力性质的量的度量,质量单位是克。
质量的变化可以通过天平来测量。
物质的量是物质的基本属性之一,用符号n表示,量的单位是摩尔(mol)。
摩尔是国际单位制中的基本单位,它用来表示物质的量。
1.2 化学计量化学计量是研究化学反应中物质量关系的重要分支。
在化学反应中,物质的质量是按照一定的比例进行变化的。
化学计量是用来描述化学反应中物质的量比关系的方法。
化学计量中主要涉及到原子量、分子量、相对分子质量和摩尔质量等概念。
原子量是一个元素中原子质量的平均值,是一个元素的相对质量。
分子量是一个分子中原子质量的总和,是一个分子的相对质量。
相对分子质量是一个物质的分子质量与碳-12的相对质量之比,是一个无量纲的量。
摩尔质量是一个物质的质量与该物质的摩尔数量之比,是一个量的单位是克/摩尔。
1.3 配位化学基础配位化学是无机化学的一个重要分支,研究的是配位化合物的性质和合成方法。
配位化合物是由一个或多个配体与一个或多个中心金属离子或原子通过配位键结合而成的。
配位化学中涉及到配位数、配位物、配位键等概念。
配位数是指周围配位原子或配体与中心金属离子或原子的配位键数。
配位物是由一个或多个配位体和一个中心金属离子或原子组成的化合物。
配位键是配体与中心金属离子或原子之间的化学键。
《无机化学选论》教学大纲
《无机化学选论》教学大纲一、课程基本信息课程编码:0801027B中文名称:无机化学选论英文名称:Optional Inorganic Chemistry课程类别:专业拓展课总学时:32总学分:2适用专业:化学专业开课系部:应用化学系二、课程的性质、目标和任务20世纪40年代以来,无机化学进入了一个迅速复兴和飞跃发展的时期,具有特殊性能和结构的新型无机化合物大量涌现,新的知识,新内容,新理论,新的发展领域不断出现、产生,大学化学本科的基础无机化学,由于知识层面及课时的局限性,是无法将这些新东西介绍给学生的。
为了适应突飞进发展的形势需要,培养“厚基、宽口径、强能力、高素质”全面发展的师范性综合人才,使学生开阔视野,对现代无机化学的内容知识及发展方向有个了解,在原有基础上。
加深和拓宽无机化学的基础理论和元素、化合物的基本知识,为达上述目的,《无机化学选论》课程的开设便很有必要。
《无机化学选论》面对的是学完了基础无机化学及后续的分析化学、有机化学、物理化学和结构化学等基课的高年级学生,它介绍和联接了基础无机化学和高等无机化学两个层次的内容,在理论上有一定的高度。
三、课程教学基本要求(1)通过教学使学生了解现代无机化学的新领域、新内容、新成就、新知识、新物质新反应、新发展及现代化学的多学科、多专业相互适应、交叉融合的特点,开阔学生的视野;(2)通过学习,使学生进一步掌握无机化学的基本原理和元素周期律知识,并能运用这些原理和知识,结合先行课程所学的理论知识来解决一般的无机化学问题:(3)通过学习,帮助学生树立证唯物主义和历史唯物主义的观点,使学生在科学思维能力上更进一步得到培养和调练,使学生利用参考资料的能力进一步提高(4)做好与后继课程的衔接问题,为今后的工作学习打下更加坚实的无机化学基础。
四、课程教学内容及要求绪论(2学时)【教学目标与要求】1.结合无机化学的最新进展;2.介绍无机化学的研究对象、目的和任务。
普通化学课 程 简 介
课程简介课程编码:JCB010A43课程名称:普通化学英文名称:General Chemistry周学时:4学时学分:4学分先修课程:无授课对象:一年级学生开课单位:基础部自然科学教研室授课教师:缪瑞课程简介:普通化学是高等学校工程技术专业必修的一门基础课。
本课程简明地阐述了化学基本原理和基本知识。
理论部分重视联系生产和科研实际,元素和化合物部分侧重基本知识、反应规律和重要应用的论述。
本课程的教学目的:1、学生初步掌握化学热力学、化学平衡、化学反应速率、水化学、基础电化学、近代物质结构等基本概念和基本理论。
2、培养学生运用上述理论去掌握无机化学中有关元素和化合物的基本知识。
通过对整个课程的学习提高对一般无机化学问题进行理论分析和解决的能力。
为以后学习后继课程及新理论、新实验技术打下必要的化学基础。
3、培养学生正确的学习和研究方法。
教材及参考书:1、教材:《普通化学》第五版浙江大学普通化学教研组编,高等教育出版社出版;面向21世纪课程教材;普通高等教育"九五"国家教委重点教材。
《普通化学实验》第三版浙江大学普通化学教研组编,高等教育出版社出版。
2、参考书:⑴、傅献彩主编大学化学(上、下册)北京高等教育出版社,1999。
⑵、华彤文,杨俊英,陈景祖等普通化学原理(第二版)北京北京大学出版社,1993。
⑶、严宣申,王长富普通无机化学北京大学出版社,1987。
教师教学及科研简历:缪瑞,1982年毕业于天津大学化学工程系。
曾主讲《普通化学》、《有机化学》、《化学与环保》、《环境保护概论》、《生活中的自然科学》等课程。
课程教学大纲第一部分:教学要求一、授课对象:工科类一年级本科学生。
二、先修课程:无三、学分学时分配:本课程4学分,总学时为60学时,讲课时数:46学时,实验时数:14学时。
第二部分:教学内容一、教学目的和基本要求本课程是高等学校工程技术专业必修的一门基础课。
普通化学简明地阐述了化学基本原理和基本知识。
无机化学课件
目录
• 无机化学概述 • 原子结构与元素周期律 • 化学键与分子结构 • 化学反应基本原理 • 无机化合物的分类与性质 • 无机化学在生活中的应用
01
无机化学概述
无机化学的定义与特点
01
02
定义
特点
无机化学是研究无机物质的组成、结构、性质、变化规律和应用的科 学。
无机化学研究范围广泛,包括元素、单质、无机化合物等;无机物质 种类繁多,结构多样;无机化学反应多变,机理复杂。
金属材料
利用无机化学原理对金属材料进行表面处理、合 金化等改性处理,提高其性能和使用寿命。
3
纳米材料
无机化学方法在纳米材料的制备和表征方面具有 独特优势,为纳米科技的发展提供了有力支持。
生物医药领域
生物矿化
01
无机化学在生物矿化过程中起着重要作用,如骨骼、牙齿的形
成与修复等。
药物载体
02
利用无机纳米材料作为药物载体,可以提高药物的靶向性和生
如铍、镁、钙等,具有较 强的还原性,与水反应较 碱金属缓和。
过渡金属
如铁、钴、镍等,具有多 种化合价,常形成配合物 ,催化性能良好。
非金属及其化合物
卤素
如氟、氯、溴等,具有强烈的氧 化性,与水反应生成相应的酸和
次卤酸。
氧族元素
如氧、硫等,具有多种氧化态,常 形成氧化物、酸等。
氮族元素
如氮、磷等,具有多种氧化态和配 位能力,常形成铵盐、硝酸盐等。
原子结构模型
03
汤姆生模型
19世纪末,英国科学家汤姆生发现了电 子,并提出原子的“枣糕模型”。
卢瑟福模型
波尔模型
1911年,卢瑟福根据α粒子散射实验现象 提出原子核式结构模型。
无机化学(本科)全套教学课件pptx-2024鲜版
9
酸碱平衡常数计算与应用
2024/3/28
酸碱平衡常数定义
01
表示酸碱反应平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积
的比值。
酸碱平衡常数计算
02
通过测定平衡时各物质的浓度,利用平衡常数表达式进行计算。
酸碱平衡常数应用
03
用于预测酸碱反应的方向、程度和速率,以及判断酸碱的强度。
10
沉淀溶解平衡原理及影响因素
氧化剂与还原剂
氧化剂接受电子,还原剂失去电 子。 2024/3/28
氧化还原反应类型
根据反应物和生成物的性质分类, 如金属与非金属、酸与碱等。
氧化数概念
表示元素在化合物中的氧化状态, 通过计算化合价确定。
14
原电池与电解池工作原理
原电池工作原理
将化学能转化为电能的装置,由正负极和电 解质组成。
电极反应与电池反应
无机化学(本科)全套教 学课件pptx
2024/3/28
1
contents
目录
• 无机化学概述与基础知识 • 酸碱反应与沉淀溶解平衡 • 氧化还原反应与电化学基础 • 配位化合物与金属有机化学 • 无机固体化学与纳米材料 • 无机合成与绿色合成技术
2024/3/28
2
01
无机化学概述与基础知识
2024/3/28
2024/3/28
沉淀的溶解
利用某些试剂使已生成的 沉淀溶解,如胃药中的氢 氧化铝治疗胃酸过多。
分步沉淀
当溶液中存在多种难溶电 解质时,通过控制条件可 实现分步沉淀,从而分离 出各种难溶电解质。
12
03
氧化还原反应与电化学基础
2024/3/28
13
氧化还原反应原理及类型
普通化学第6章
金属键和固体能带理论
1mol钠原子的3s轨道能带
固体根据能带理论的分类
能带理论可以用来 说明金属的一些物理 性质:如金属光泽、 导热性、延展性,绝 缘体的绝缘性和半导 体的导电性等;
导体、半导体和绝缘体的能带示意图
§ 6. 2 单质的化学性质
6.2.1 金属单质的还原性 一、各区金属单质的活泼性及其递变情况 金属与氧的作用 金属的溶解 二、金属的钝化 6.2.2 非金属单质的氧化还原性 一、强氧化性 二、还原性 三、歧化反应 四、惰性
当子弹或弹片打到这种新型防弹衣上时,里面的液体会在子弹(或弹片)压 力作用下瞬间转化为一种硬度极高的物质。当外部压力消失后,这种高硬 度物质又恢复到液体状态。传统的防弹衣对这些非常重要的部位无法形成 有效保护。而新一代液体防弹衣则可以保护军人的任何部位,无论人的身 体如何弯曲防弹衣的防护性能都不会受损。
一些基本概念
以Li 为例,1s2 2s1 2p0 1s 轨道充满电子,故组成的能带充满电子,称为满带 2s 轨道电子半充满,组成的能带电子也半满,称为导带 2p 能带中无电子,称为空带 从满带顶到导带底 ( 或空带底 )的能量间隔很大,电子 跃迁困难,这个能量间隔称为禁带
金属锂的能带结构
半导体材料
本征半导体 非本征半导体
超导材料
三、光导纤维
本征半导体(Intrinsic semiconductors )
完全不含杂质且无晶格缺陷的纯净半导体称为本征 半导体。 实际半导体不能绝对地纯净,本征半导体一般是指 导电主要由材料的本征激发决定的纯净半导体。更 通俗地讲,完全纯净的半导体称为本征半导体或I型 半导体。硅和锗都是四价元素,其原子核最外层有 四个价电子。它们都是由同一种原子构成的“单晶 体”,属于本征半导体。
大学化学教材
大学化学教材1、大学化学/普通高等教育“十一五”国家级规划教材2、大学化学教程——高等学校教材3、新大学化学(第二版)4、大学化学——面向21世纪课程教材5、化学功能材料概论——高等学校教材6、新编普通化学/21世纪高等院校教材7、大学基础化学/高等学校教材8、大学化学9、大学化学10、大学普通化学(第六版)11、大学化学教程——21世纪高等院校教材12、大学化学13、化学实验教程——高等学校教材14、大学化学(高等学校教学用书)15、大学化学原理及应用(上下)/高等学校教材16、大学化学教程/高等学校教材17、大学基础化学/新世纪高职高专教材18、新大学化学19、大学化学原理及应用·上下册20、普通化学(英文版)21、近代高分子科学22、绿色化学与环境23、普通化学简明教程24、大学化学(第二版)——高等学校教材1、大学化学/普通高等教育“十一五”国家级规划教材•作者:金继红主编•丛书名:•出版社:化学工业出版社•ISBN:9787502597221•出版时间:2007-1-1•版次:1•印次:1•页数:403•字数:679000•纸张:胶版纸•包装:平装•开本:16开•定价:39 元当当价:30.6 元折扣:78折节省:8.40元钻石vip价:30.60 元••共有顾客评论0条内容提要本书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。
本书在编写过程中注意与中学化学的衔接,力求理论联系实际,概念阐述准确,深入浅出,循序渐进,便于教师教学和学生自学。
本书包括物质的聚集状态、热力学第一定律、热力学第二定律、相平衡、化学平衡、水溶液中的离子平衡(含酸碱滴定、重量分析)、氧化还原和电化学基础(含氧化—还原滴定)、原子结构、分子结构、晶体结构、配位化合物(含配位滴定)、单质和无机化合物、表面与胶体、环境化学及材料化学等内容。
本书可供高等学校非化学化工类专业对化学要求较多的材料、地质、能源、环境、冶金、海洋等专业的基础化学教学使用。
大一学生无机化学知识点
大一学生无机化学知识点无机化学是描述无机物的组成、性质和变化规律的科学,是化学的一个重要分支。
以下是大一学生应该掌握的无机化学知识点。
1.元素周期表:掌握元素周期表的布局和元素的基本信息,如元素的名称、符号、原子序数和相对原子质量等。
2.元素的分类:了解元素的主族和次族分类,主组元素和过渡金属元素的区别。
3.元素的化合价:了解元素的化合价的概念和确定方法,如根据元素的组别确定主族元素的化合价,根据元素的电子结构确定过渡金属元素的化合价等。
4.阴离子和阳离子:了解阴离子和阳离子的概念和基本性质,如阴离子通常为非金属元素,阳离子通常为金属元素。
5.化学键:了解化学键的概念和类型,如离子键、共价键和金属键等。
6.化合物的命名:了解无机化合物的命名规则,包括离子化合物和共价化合物的命名方法。
7.酸碱理论:了解酸碱的定义和理论,包括布朗斯特德酸碱理论和劳里亚-布朗酸碱理论。
8.氧化还原反应:了解氧化还原反应的概念和基本规律,包括电子的转移和氧化态的变化等。
9.配位化合物:了解配位化合物的概念和组成,包括配位离子、配位键和配位数等。
10.气体状态和气体定律:了解气体的状态和气体的基本性质,包括气体的物质量、压力、体积和温度等,以及气体状态方程、查理定律、亨利定律和道尔顿分压定律等。
11.溶液和溶解度:了解溶液的概念和组成,包括溶质和溶剂,以及饱和溶液和过饱和溶液的形成与溶解度的关系等。
12.化学反应平衡:了解化学反应平衡的概念和表达式,包括平衡常数和反应物浓度的关系。
13.酸碱滴定和pH值:了解酸碱滴定的概念和方法,以及pH值的定义和计算。
14.化学物质的电离:了解电离的概念和类型,包括强电解质和弱电解质,以及电离平衡和电离度的计算等。
15.元素的性质和变化规律:了解元素的物理性质和化学性质,如金属元素的导电性和活泼性,非金属元素的电负性和还原性,以及元素周期表中性质的变化规律等。
以上是大一学生应该掌握的无机化学知识点,通过学习和实践,大一学生可以逐渐理解和应用这些知识,为深入学习无机化学打下坚实的基础。
无机元素化学
无机元素化学无机元素化学无机元素化学是研究无机化合物及无机元素的化学性质、合成方法、生产技术、应用等方面的学科。
无机元素化学的研究对于了解材料的结构、性能等方面具有重要的理论意义和应用价值。
无机元素化学的研究内容包括无机化合物的合成及其反应机理、无机元素的化学性质与性质规律、无机化学分析方法等。
一、无机元素的分类无机元素按其物理性质可分为金属和非金属两大类。
其中金属元素位于达成表左侧、非金属元素位于达成表右侧。
部分元素被认为是金属或非金属的过渡元素,它们在化学性质和物理性质上常常处于中间地位。
按物理性质分类:1.金属元素:具有良好的导电性、热导性、光泽。
金属元素大多数为固体,但汞是唯一的液体金属元素。
金属元素在室温及常压条件下大多数属于固体,只有汞是液体。
2.非金属元素:具有较差或没有导电性、热导性、无光泽。
非金属元素可以是固态、液态和气态,其中氧气、氮气和氢气是常见的气态非金属元素。
按化学性质分类:1.硫化物元素:包括S、Se、Te,它们的特点是化合氧,形成酸性氧化物。
例如硫化物化合物可以形成酸性硫酸盐。
2.氮化物元素:包括N、P、As、Sb、Bi,它们的化合物的共性是结构独特。
氮、磷、砷的化合物容易形成P=O三键和P–N双键。
3.卤化物元素:包括F、Cl、Br、I等,它们的化合物的共性是化学性质反应活跃,广泛用于卤代反应。
4.氧化物元素:包括O、S、Se、Te等,特点是其化合物具有较高的热稳定性,易于形成配合物化合物。
按分子形式分类:1.单质:元素本身就是一种单质。
例如金属铁阴离子Fe2+可以形成红色的FeSO4和FeCl3,但本身是红色固体。
2.二元化合物:例如BN、C2H6、HCl、NaCl等。
3.多元化合物:例如硝酸和过氧化氢(H2O2)。
4.复合物:最复杂和最广泛的一类化合物。
例如铁氰化物、六假单胺合铁离子。
二、无机元素的化学性质1.金属元素的化学性质金属元素和非金属元素的化学性质有很大的不同之处,其主要表现在以下几个方面:(1)易失去电子:金属元素的外层电子比较少,只要失去少量电子就可以达到最外层电子满足八个的状态,因此金属元素具有易失去电子的性质。
无机化学内容及要求
第一篇物质结构基础第一章原子结构和元素周期系第二章分子结构第三章晶体结构第四章配合物第二篇化学热力学与化学动力学基础第五章化学热力学基础第六章化学平衡常数第三篇水溶液化学原理第九章酸碱平衡第十章沉淀平衡第十一章电化学基础第十二章配位平衡第四篇元素化学(一)非金属第十三章氢和稀有气体第十四章卤素第十五章氧族元素第十六章氮磷砷第十七章碳硅硼第十八章非金属元素小结第五篇元素化学(二)金属第二十一章p区金属第二十二章ds 区金属第二十三章 d 区金属(一)第四周期d区金属要求绪论教学基本要求:理解化学研究的对象、内容、目的和方法。
了解化学发展的现状。
掌握学习化学的正确方法。
第一篇物质结构基础第1章原子结构与元素周期系教学基本要求:初步了解原子能级、波粒二象性、原子轨道(波函数)和电子云等原子核外电子运动的近代概念。
熟悉四个量子数对核外电子运动状态的描述。
熟悉s、p、d原子轨道的形状和伸展方向。
掌握原子核外电子排布的一般规律和各区元素原子层结构的特征。
会从原子半径、电子层构型和有效核电荷来了解元素的性质。
熟悉电离能、电子亲合能、电负性及主要氧化值的周期性变化。
1.本章第1、2、3节讨论原子、元素、核素、同位素、同位素丰度、相对原子质量等基本概念。
其中相对原子质量(原子量)是最重要的,其余都是阅读材料。
2.本张第4节讨论氢原子的玻尔行星模型,基本要求是建立定态、激发态、量子数和电子跃迁4个概念,其他内容不作为教学要求。
3.第5节是本章第1个重点。
基本要求是初步理解量子力学对核外电子运动状态的描述方法;初步理解核外电子的运动状态;掌握核外电子可能状态的推算。
本节小字部分为阅读材料。
4.第6节是本章第2个重点。
基本要求是掌握确定基态原子电子组态的构造原理,在给定原子序数时能写出基态原子的电子组态;掌握多电子原子核外电子状态的基本规律,特别是能量最低原理。
本节小字内容不作教学要求。
5.第7、8节是本章最后1个重点。
第六章 元素化学与无机材料
5.写出钾与氧气作用分别生成氧化物、 过氧化物以及超氧化物的三种反应的化学方程式以及 这些生成物与水反应的化学方程式。 解: 生成氧化物 生成过氧化物 生成超氧化物 4K + O2 = 2K2O 2K + O2 = K2O2 K + O2 = KO2
生产物与水的反应分别为 K2O + H2O = 2KOH 2K2O2 + 2H2O = 4KOH + O2 4 KO2 + 2H2O = 4KOH + 3O2
( )
(4)铝和氯气分别是较活波得金属和较活波得非金属单质,因此两者能作用形成典型得离 子键,固态为离子晶体。 ( )
(5)活波金属元素得氧化物都是离子晶体,熔点较高;非金属元素得氧化物都是分子晶体, 熔点较低。 (6)同族元素得氧化物 CO2 和 SiO2,具有相似得物理性质和化学性质。 (7)在配离子中,中心离子的配位数等于每个中心离子所拥有的配位体的数目。 (8)共价化合物呈固态时,均为分子晶体,因此熔点、沸点都低。 解: (1)+ ; (2)+ ; (3)- ; (4)- ; (5)- ; (6)- ; (7)- ; (8)- 。 2.选择题(将所有正确答案的标号填入括号内) (1)在配制 SnCl2 溶液时,为防止溶液产生 Sn(OH)Cl 白色沉淀,应采取的措施是 (a)加碱 (b)加酸 (c)多加水 (d)加热 ( ) (c) AlCl3 (d) KCl ( ) (c) H3AsO4 (d) H3AsO3 ( ) ( ) ( )
6.利用标准热力学函数分别估算下列反应在 873K 时的标准摩尔吉布斯函数变, 然后比较铜、 锰、钠于室温条件下与氧气结合能力的强弱。并将此顺序与铜、锰、钠于室温条件下在水溶 液中的还原性强弱作一比较。从中可得到什么启示。
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2SO2 + O2 = 2SO3 N2 + 3H2 = 2NH3 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O 2NaCl + 2H2O = Cl2 + 2NaOH + H2 CO + H2 烷烃混合物
V2O5
Fe3O4
PtRh(90:10)合金或 PtRhPd(90:5:5)合金 RuO2阳极(电解)
O 18 N 32 M 18 L8
K2
7
Fr
Ra
Ac-L r
Unq
Unp
Unh
Uns
Uno Une
• 已发现的非金属元素共16种,位于周期表的右上角。
• 非金属元素的价电子结构:ns2np1~5 (位于p区)
• 在化合物中常表现负价,容易形成单原子负离子或多原子负离子, 如:Cl-, O2- , NO3-等
三、过渡金属通性
d 区元素显示出许多区别于主族元素的性质:
● 熔、沸点高,硬度、密度大的金属大都集中在这一区 ● 不少元素形成有颜色的化合物 ● 许多元素形成多种氧化态从而导致丰富的氧化还原行为 ● 形成配合物的能力比较强,包括形成经典的维尔纳配合物
和金属有机配合物 ● 参与工业催化过程和酶催化过程的能力强
[RhI2(CO)2][RhI2(CO)2]-
四、各类的用途
1.碱金属和碱土金属(s区金属): 是化学活泼性最大的金属,是极 好的还原剂、脱卤剂。钠汞齐、金属镁在有机合成中有着重要的用途。 有些金属,如铯,经过照射后会产生电流,即能产生光电效应。因而 铯、钾、铷常被用作光电材料, 制成的光电管在科学技术上有重要的 应用。
●导电性,导热性,延展性好
颜色的互补
青
绿
青蓝
黄 白光 蓝 橙红 紫
无机化合物生色机理—d-d 跃迁
多种氧化态 同周期元素族氧化态稳定性变化规律
过渡金属与工业催化
某些重要的无机和金属有机工业过程中的 d 区金属催化剂
工业过程
被催化的反应
催化剂
多相催化
生产硫酸 合成氨 制造硝酸 氯碱工业 合成气制汽油 均相催化
d 区元素所有这些特征不同程度上与价层 d 电子的 存在有关,因而有人将 d 区元素的化学归结为 d 电子 的化学.
金属单质的物理性质 ●熔点、沸点高
熔点最高的单质: 钨(W) 3683±20℃
●硬度大
硬度最大的金属:铬(Cr) 摩氏 9.0
●密度大
密度最大的单质: 锇(Os ) 22.48 g·cm-3
4.分布于周期表中金属与非金属交界区的一些金属元素,是典型的半 导体材料:如镓、铟、锗等,大量用于制造各类半导体器件及电子元件。 上世纪七十年代,一些IIIA-VA、IIB-VIA族化合物,如CdSe、GaAs 等也被发现又半导体性质。此外,含有这些元素的某些合金,是具有实 用价值的超导材料,如Nb3Ge(Te:23.3k)、Nb3Sm(Te:18.3k)、 V3Ga(Te:15.4k)。
§6.2非金属元素及其化合物
一、非金属元素概论
周 期 IA
电电
0
子子
层数
1H
IIA
He
IIIA IVA VA VIA VIIA
K2
2 Li Be
B C N O F Ne L8 K2
3 Na Mg
IIIB IVB VB VIB VIIB
VIII
Al Si P S Cl Ar M 8
IB IIB
L8
K2
2.S区金属及铝属于轻金属:是制造轻质合金的重要原料。铍、镁、 铝适于制造轻质合金,其余金属单质都比较软而且太活泼。镁合金、 铝合金和铍合金密度小而强度大,是重要的轻型结构材料,广泛应用 于宇宙飞船、航空、汽车、机械工业方面。
3.碱金属及P区金属单质:大多数熔点低,是制造低熔合金的重要原 料,通常用于制造低熔合金的主要为锡、铅、铋等。其中铋是许多重 要的低熔合金的主要成分。
碳-碳复合材料
人造金刚石
分子筛
高能燃料
光子带隙材料 硅单晶材料 太阳电池材料 纳米半导体材料
碳的同素异形体
富勒烯中以C60 最稳定,其笼状结构酷似足球,相当于一个 由二十面体截顶而得的三十二面体. 32个面中包括12个五边形面 和20个六边形面,每个五边形均与5个六边形共边,而六边形则 将12个五边形彼此隔开. C60 分子中每个 C 原子成键与石墨相似.
9.高熔金属钨和铬还是用作金属陶瓷的重要原料。是一种很有用的新 型结构材料。此外,钨、钼等高熔金属还常被用作电子仪器中的热电 子发射(阴极)材料,
10. 稀土金属:微量稀土金属可大大改善甚至根本改变合金的性质,被 称为冶金工业的维生素,是重要的合金成分。在玻璃、陶瓷工业中, 稀土元素常作为添加剂。此外,由于具有独特的电子结构、光学、磁 学等性质,稀土金属还广泛应用于制造磁性材料、发光材料和原子能 材料等方面。
7.铁是所有金属中用途最广、用量最大的一种金属,从远古铁器时代 起,铁就是制造生产工具、生活用具和武器的基本材料。今天,铁仍是 各种不同性能的钢材的基本成分。铁、钴、镍有顺磁性,它们是许多磁 性材料的主要成分。
8.铂系金属有很高的化学稳定性,且耐高温。化学工业中用它们制造 特殊用途的反应器皿、蒸发皿、坩埚。铂、钌、铑、钯也是制造耐腐 蚀电极及热电偶的重要材料。铂铱合金用于制造标准度量衡的校准器, 锇铱合金还用于制造指南针的主要零件及自来水笔等。大多数铂系金 属能吸收气体,尤其是氢气,其中钯吸收氢气的功能特别强。
N8
4
K
Ca Sc
Ti
V
Cr Mn Fe
Co
Ni
Cu Zn Ga Ge As
Se
Br
Kr
M L
18 8
K2
O8
N 18
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe M 18 L8
K2
P
8
6 Cs
Ba
La-L u
Hf
Ta
W
Re
Os
Ir
Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At
5.银、铜、金、铝是所有金属中导电性最好的。银和金的化学稳定 性高,但价格贵,通常在要求较高的场合用作导电元部件,而铜和铝 (尤其是铝、质轻价廉)则广泛用于电器工业,制造各种导线、电缆、 电极及导电元部件。
6.金、银、铜自古以来就是制造货币的主要材料:直至今天仍是一 些国家造币合金的成份。此外制造各种饰物,器皿以及精美的工艺品、 收藏品也是金和银的一个重要用途。
Fe催化剂
氢甲酰化生产正构醛
RCH=CH2 + CO + H2 = RCH2CH2CHO
Co(+1)或Rh(+1)羰基化 合物
乙烯氧化制乙醛
H2C=CH2 + (1/2)O2 = CH3CHO
Pd(+2)和Cu(+2)
甲醇羰基化制乙酸 合成气制乙酐
CH3OH Байду номын сангаас CO = CH3COOH CO + H2 乙酐