无机化学物质结构基础
无机化学基础知识
思考:0.4克氢氧化钠溶于水配成 100ml溶液,所得溶液的物质的 量浓度是多少?
质量摩尔浓度bB
溶质B的物质的量与溶剂的质量之比。
农 业 基 础 化 学
设某溶液由溶剂A和溶质B组成,则溶 质B的质量摩尔浓度为: 溶质 B 的物 质量摩尔浓 质的量mol - 1 度mol· Kg n
bB
B
溶剂A的质 ☆质量摩尔分数bB不受温度变化的影响 量Kg
农 业 基 础 化 学
• • • •
溶液的渗透压(Osmotic pressure)
渗透现象:
扩散现象 半透膜 渗透现象
农 业 基 础 化 学
在烧杯中装满清水, 不同的物质在接触时, 然后将一滴红墨水轻轻滴 彼此进入对方的现象,叫做 入清水中。开始时,红墨 水和清水间的界线分明, 扩散现象。也即由于粒子 但是它们逐渐就会混合均 (原子、分子或分子集团) 匀,变成一杯淡红色的水。
1~100
能穿过滤纸
<1
能穿过滤纸和半透膜
分散系的分类
分子、离子 分散系
胶体分散系 粗分散系
胶体溶液 高分子溶 低分子溶液 (分散质是 浊液(分散质是 液(分散质 (分散质是小分子) 是大分子) 分子的小 分子的大集合体) 集合体) 最稳定 农 业 基 础 化 学 很稳定 稳定 不稳定
电子显微镜不可见 超显微镜可观察其存在 一般显微镜可见
此式就是非电解质稀溶液的范特荷甫渗透 压公式--溶液渗透压与溶液中溶质的浓度和 温度成正比,而与溶质的本性无关,故渗透压 也是溶液的依数性质。
=CRT的重要意义
• 在一定温度下,溶液的渗透压与溶液的 浓度成正比, • 即与溶液中溶质的数目成正比,而与溶 质的本性无关 • 不论溶质微粒是小分子或大分子,只要 溶液中溶质粒子的数目相等,则渗透压 就相同
无机化学四新物质结构
溶胶-凝胶法可以制备出具有高纯度、高均匀性和高结晶度的 无机材料,同时还可以通过控制反应条件和添加改性剂等手 段对材料的结构和性质进行调控。这种方法广泛应用于陶瓷 、玻璃、复合材料等领域。
水热法与溶剂热法
总结词
水热法与溶剂热法是在高温高压条件下,通过水或有机溶剂作为反应介质,制备 无机材料的方法。
无机化学四新物质结构
• 引言 • 无机化学基础知识 • 新物质结构类型 • 无机化学中的新物质合成方法 • 无机化学新物质的应用 • 结论与展望
01
引言
主题简介
无机化学四新物质结构是指近年来在无机化学领域中发现的四种具有独特结构和性 质的物质,它们在材料科学、能源、环境等领域具有广泛的应用前景。
固相法通常是将固体反应物混合并在高温下 进行反应,制备出所需的无机材料。液相法 则是在液态反应介质中,通过控制反应条件 和添加剂等手段,制备出具有特定结构和性 能的无机材料。这两种方法都可以用于制备 高纯度、高密度和高质量的无机材料,广泛
应用于陶瓷、玻璃、复合材料等领域。
05
无机化学新物质的应用
新物质在材料科学中的应用
发展提供理论支持和实践指导。
这些物质在能源、环境、医疗等领域具 有广泛的应用前景,研究它们的结构和 性质有助于推动相关领域的技术进步和
创新发展。
同时,无机化学四新物质结构的发现和 研究也有助于提升我国在无机化学领域 的国际地位和影响力,为我国科技事业
的发展做出贡献。
02
无机化学基础知识
无机化学概述
详细描述
水热法与溶剂热法可以在相对较低的温度和压力条件下实现无机材料的合成,同 时可以控制材料的晶体结构和形貌。这种方法可以制备出具有特殊结构和优异性 能的无机材料,广泛应用于矿物、陶瓷、催化剂等领域。
无机化学基础知识PPT课件
元素周期表是元素周期律用表 格表达的具体形式,它反映元 素原子的内部结构和它们之间 相互联系的规律。
元素性质递变规律
原子半径
同一周期(稀有气体除外),从 左到右,随着原子序数的递增, 元素原子的半径递减;同一族中, 由上而下,随着原子序数的递增, 元素原子半径递增。
主要化合价
同一周期中,从左到右,随着原 子序数的递增,元素的最高正化 合价递增(从+1价到+7价),第 一周期除外,第二周期的O、F 元素除外;最低负化合价递增 (从-4价到-1价)第一周期除外, 由于金属元素一般无负化合价, 故从ⅣA族开始。元素最高价的 绝对值与最低价的绝对值的和为8。
THANKS
感谢观看
酸碱指示剂
用于指示酸碱反应终点的 试剂,如酚酞、甲基橙等。
沉淀溶解平衡原理及应用
沉淀溶解平衡
应用
在一定条件下,难溶电解质在溶液中 的溶解与沉淀达到动态平衡。
通过控制溶液中的离子浓度,可实现 难溶电解质的分离、提纯和制备。
溶度积常数(Ksp)
表示难溶电解质在溶液中达到沉淀溶 解平衡时,各离子浓度幂的乘积,是 衡量难溶电解质溶解度的重要参数。
元素的金属性和非金 属性
同一周期中,从左到右,随着原 子序数的递增,元素的金属性递 减,非金属性递增;同一族中, 由上而下,随着原子序数的递增, 元素的金属性递增,非金属性递 减。
03
化学键与分子结构
离子键形成及特点
离子键的形成
通过原子间电子转移形成正、负离子,由静电作用相互吸引。
离子键的特点
较高的熔点和沸点,良好的导电性和导热性,在水溶液中易离 解。
03
波尔模型
电子只能在一些特定的轨道上运动,电子在这些轨道上运动时离核的远
无机化学基础全套课件ppt全册电子教案
物分子。
化学键
共价键
H2、HCl两分子虽然都是由共价键形成的分子,但这两个分子中的共价键是有
区别的。H2分子是由同种元素的原子形成的共价化合物,由于两个原子吸引电
子的能力相同,共用电子对不偏向任何一个原子,因此成键原子不显电性。这
样的共价键叫做非极性共价键,简称非极性键。如Cl2、O2、N2等是由非极性键
空间绕原子核做高速运动。
原子的组成
原子核
原子核发现以后,科学家又进一步证明,原子核还可以再分,它是由更小的
微粒质子和中子组成。一个质子带一个单位正电荷,中子不带电,原子核所
带的正电荷数等于核内质子数。由于原子显中性,所以核电荷数等于质子数
,也等于核外电子数。既表示为:
核电荷数(Z)=质子数=核外电子数
+
- +
极性
分子
+非极性
分子
- +
固有偶极
-
+
诱导偶极
诱导力
分子的作用力
色散力
非极性分子的偶极矩为零,似乎不存在相互作用。事实上分子中的电子和原子核都处在不断运动
中,经常会发生正、负电荷重心的瞬间相互位移,从而产生偶极。这类偶极称为瞬时偶极。当两个
或多个非极性分子在一定条件下充分靠近时,就会由于瞬时偶极而发生异性相吸的作用。这种由瞬
1s2
2
3
Li
1s22s1
2
1
4
Be
1s22s2
2
2
5
B
1s22s22p1
2
3
6
C
1s22s22p2
无机化学第七章 电子层结构
A.2,0,0,-1/2 2s轨道一个电子,反时针自旋
B.3,1,-1,+1/2
C.3,2,+2,+1/ D2.3,1,+2,-1/2
3p轨道一个电子,顺时针自旋 3d轨道一个电子,顺时针自旋 不合理
12
1s
1s
S电子云图的叠合过程
2s
2s
3s
3s
3s
9
四个量子数的物理意义
n 决定了电子离核的远近(或电子层数),也是 决定原子轨道能量高低的主要因素。
l 决定原子轨道形状、种类和亚层数,同时也 是影响电子能量的一个因素。 m 决定原子轨道的空间伸展方向,每一个伸 展方向代表一个原子轨道。
ms 决定电子的自旋方向。
n,l,m 共同决定了1个原子轨道; n,l,m,ms 共同决定了1个电子的运动状态;
s电子云
球形
哑铃形
p电子云
3、磁量子数m
物理意义:决定原子轨道在空间的延伸方向。 可取的数值:0、±1、±2…±l等整数,磁量子 数有(2l+1)个取值,意味着该形状的轨道有 (2l+1)个。
四叶花瓣形7
每层中原子轨道数
主角 量量 子子 数数
nl
亚层 符号
磁量子数 m
轨道 空间 取向 数
每层 中轨 道数
的远近,是决定电子能量的主要因素。 符号:n
n 1 2 3 4…
光谱学符号 K L M N 分别表示 一 二 三 四 …电子层
2、角量子数 l
物理意义:l 值决定轨道或电子云的形状;
可取的数值:0 ~ n-1的整数 (n个取值)
n1
2
3
4
无机化学大一知识点总结
无机化学大一知识点总结1 原子结构及其性质原子是构成物体的最基本粒子,由质子、中子和电子构成,其中质子为正电荷,中子为中性电荷,电子为负电荷。
原子的性质主要是由电子的排列结构决定的,原子的形状可以用电子云模型来描述,电子云模型认为原子内的电子在原子内形成一个振动的电磁场,电子的运动分布在几个抽象的电子云上,这些电子云是由原子核所拉扯而来,电子位置离原子核越远拉扯力越小,这就决定了原子的形状和结构。
2 分子构成和稳定性分子是构成物质的最小粒子,是两个或多个原子结合而成的,形成分子的动力是它们之间共享的电子,由于电子的共享使它们形成相互结合的半弛离状态,并产生最合适的能量水平,从而使分子获得更稳定的结构。
一般而言,从稳定性原则上来讲,当分子中原子形成共价键时,它们之间形成最稳定的半弛离状态;再就分子构成来讲,当原子形成构成分子是必须先完成8电子层,称为八电子层结构才能获得较为稳定的结构。
3 分子结构表示法分子结构式是描述化学物质结构的重要方法,可以用量子化学的原子坐标表示法和构型分子表示法表示。
量子原子坐标表示法表示了分子的X,Y,Z坐标位置,构型分子表示法只需绘制各原子位置表示分子结构,就可以清楚地表示出分子的结构,因此,构型分子表示法是常用的分子结构表示法。
4 化学键的形成和类型化学键是由原子的电子的共享形成的,证明化学键的存在主要是由分子的离子化和一定的化学反应把握的。
根据原子间共享电子的数量不同,可以将化学键分为单键、双键和多键,根据原子间的电子共有方式和电荷平衡情况的不同可以将化学键分为共价键、非共价键和氢键。
5 各种力的互作关系力是影响分子结构及影响分子运动和化学反应发生的重要因素。
主要有比较普遍的范德华力、斥力和范德华斥力。
他们都是由相邻两个原子之间的电子云相互拉扯由来,在范德华力中,越远的原子之间相比越近的原子拉扯力越大,而斥力对近邻原子有影响。
而范德华斥力则是上述两种力量的加合作用。
无机化学知识点归纳
第一篇:化学反应原理第一章:气体第一节:理想气态方程1、气体具有两个基本特性:扩散性和可压缩性;主要表现在:⑴气体没有固定的体积和形状;⑵不同的气体能以任意比例相互均匀的混合;⑶气体是最容易被压缩的一种聚集状态; 2、理想气体方程:nRT PV = R 为气体摩尔常数,数值为R =8.31411--⋅⋅K molJ3、只有在高温低压条件下气体才能近似看成理想气体; 第二节:气体混合物 1、对于理想气体来说,某组分气体的分压力等于相同温度下该组分气体单独占有与混合气体相同体积时所产生的压力;2、Dlton 分压定律:混合气体的总压等于混合气体中各组分气体的分压之和;3、0℃=273.15K STP 下压强为101.325KPa = 760mmHg = 76cmHg第二章:热化学第一节:热力学术语和基本概念1、 系统与环境之间可能会有物质和能量的传递;按传递情况不同,将系统分为: ⑴封闭系统:系统与环境之间只有能量传递没有物质传递;系统质量守恒;⑵敞开系统:系统与环境之间既有能量传递〔以热或功的形式进行〕又有物质传递; ⑶隔离系统:系统与环境之间既没有能量传递也没有物质传递;2、 状态是系统中所有宏观性质的综合表现;描述系统状态的物理量称为状态函数;状态函数的变化量只与始终态有关,与系统状态的变化途径无关;3、 系统中物理性质和化学性质完全相同而与其他部分有明确界面分隔开来的任何均匀部分叫做相;相可以由纯物质或均匀混合物组成,可以是气、液、固等不同的聚集状态; 4、 化学计量数()ν对于反应物为负,对于生成物为正;5、反应进度νξ0)·(n n sai k et -==化学计量数反应前反应后-,单位:mol第二节:热力学第一定律0、 系统与环境之间由于温度差而引起的能量传递称为热;热能自动的由高温物体传向低温物体;系统的热能变化量用Q 表示;若环境向系统传递能量,系统吸热,则Q>0;若系统向环境放热,则Q<0;1、 系统与环境之间除热以外其他的能量传递形式,称为功,用W 表示;环境对系统做功,W>O ;系统对环境做功,W<0;2、 体积功:由于系统体积变化而与环境交换的功称为体积功;非体积功:体积功以外的所有其他形式的功称为非体积功;3、 热力学能:在不考虑系统整体动能和势能的情况下,系统内所有微观粒子的全部能量之和称为热力学能,又叫内能;4、 气体的标准状态—纯理想气体的标准状态是指其处于标准压力θP 下的状态,混合气体中某组分气体的标准状态是该组分气体的分压为θP 且单独存在时的状态;液体固体的标准状态—纯液体或固体的标准状态时指温度为T,压力为θP 时的状态; 液体溶液中溶剂或溶质的标准状态—溶液中溶剂可近似看成纯物质的标准态;在溶液中,溶质的标准态是指压力θP P =,质量摩尔浓度θb b =,标准质量摩尔浓度11-⋅=kg mol b θ,并表现出无限稀释溶液特性时溶质的假想状态;标准质量摩尔浓度近似等于 标准物质的量浓度;即11-⋅=≈L mol c b θθ5、 物质B 的标准摩尔生成焓θm f H ∆B,相态,T 是指在温度T 下,由参考状态单质生成物质B 1+=B ν反应的标准摩尔焓变;6、 参考状态一般指每种物质在所讨论的温度T 和标准压力θP 时最稳定的状态;个别情况下参考状态单质并不是最稳定的,磷的参考状态是白磷4P s,白,但白磷不及红磷和黑磷稳定;O 2g 、H 2g 、Br 2l 、I 2s 、Hgl 和P 4白磷是T=298.15K,θP 下相应元素的最稳定单质,即其标准摩尔生成焓为零;7、 在任何温度下,参考状态单质的标准摩尔生成焓均为零;8、 物质B 的标准摩尔燃烧焓θm c H ∆B,相态,T 是指在温度T 下,物质B 1-=B ν完全氧化成相同温度下指定产物时的反应的标准摩尔焓变; 第四节:Hess 定律 1、 Hess 定律:化学反应不管是一步或分几步完成,其总反应所放出或吸收的热总是相等的;其实质是化学反应的焓变只与始态和终态有关,而与途径无关; 2、 焓变基本特点:⑴某反应的θm r H ∆正与其逆反应的θm r H ∆逆数值相等,符号相反;即θm r H ∆正=-θm r H ∆逆;⑵始态和终态确定之后,一步反应的θm r H ∆等于多步反应的焓变之和;3、 多个化学反应计量式相加或相减,所得化学反应计量式的θm r H ∆T 等于原各计量式的θm r H ∆T 之和或之差;第五节:反应热的求算1、 在定温定压过程中,反应的标准摩尔焓变等于产物的标准摩尔生成焓之和减去反应物的标准摩尔生成焓之和;θm r H ∆=θm f H ∆总生成物-θm f H ∆总反应物{如果有参考状态单质,则其标准摩尔生成焓为零}2、 在定温定压过程中,反应的标准摩尔焓变等于反应物的标准摩尔燃烧焓之和减去产物的标准摩尔燃烧焓之和 ;θm r H ∆=θm c H ∆总反应物-θm c H ∆总生成物{参考状态单质只适用于标准摩尔生成焓,其标准摩尔燃烧焓不为零}第三章:化学动力学基础第一节:反应速率第二节:浓度对反应速率的影响—速率方程1、 对化学反应zZ yY bB aA +→+来说,反应速率r 与反应物浓度的定量关系为:βαB A C kc r =,该方程称为化学反应速率定律或化学反应速率方程,式中k 称为反应速率系数,表示化学反应速率相对大小;A c ,B c 分别为反应物A 和B 的浓度,单位为1-⋅L mol ;α,β分别称为A,B 的反应级数;βα+称为总反应级数;反应级数可以是零、正整数、分数,也可以是负数;零级反应得反应物浓度不影响反应速率;反应级数不同会导致k 单位的不同;对于零级反应,k 的单位为11--⋅⋅s L mol ,一级反应k 的单位为1-s ,二级反应k 的单位为11--⋅⋅s L mol ,三级反应k 的单位为122--⋅⋅s L mol2、 由实验测定反应速率方程的最简单方法—初始速率法;在一定条件下,反应开始时的瞬时速率为初始速率,由于反应刚刚开始,逆反应和其他副反应的干扰小,能较真实的反映出反应物浓度对反应速率的影响具体操作是将反应物按不同组成配置成一系列混合物;对某一系列不同组成的混合物来说,先只改变一种反应物A 的浓度;保持其他反应物浓度不变;在某一温度下反应开始进行时,记录在一定时间间隔内A 的浓度变化,作出t c A -图,确定t=0是的瞬时速率;也可以控制反应条件,是反应时间间隔足够短,这时可以把平均速率作为瞬时速率; 3、对于一级反应,其浓度与时间关系的通式为:㏑kt Ac Ac t -=0 第三节:温度对反应速率的影响—Arrhenius 方程 1、 速率系数与温度关系方程:()a ek k RTE a-=0,㏑{k }=㏑{0k }-()b RTE a ,㏑()c T T RT E k k a ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=211211,a E 实验活化能,单位为1-⋅mol KJ ;0k 为指前参量又称频率因子;0k 与k 具有相同的量纲;a E 与0k 是两个经验参量,温度变化不大时视为与温度无关;2、 对Arrhenius 方程的进一步分析:⑴在室温下,a E 每增加41-⋅mol KJ ,将使k 值降低80%;在室温相同或相近的情况下,活化能a E 大的反应,其速率系数k 则小,反应速率较小;a E 小的反应k 较大,反应速率较大;⑵对同一反应来说,温度升高反应速率系数k 增大,一般每升高10℃,k 值将增大2~10倍;⑶对同一反应来说,升高一定温度,在高温区,k 值增大倍数小;在低温区k 值增大倍数大;因此,对一些在较低温度下进行的反应,升高温度更有利于反应速率的提高; ⑷对于不同的反应,升高相同温度,a E 大的反应k 值增大倍数大;a E 小的反应k 值增大倍数小;即升高温度对进行的慢的反应将起到更明显的加速作用; 第四节:反应速率理论与反应机理简介 1、m r H ∆=a E 正-a E 负2、由普通分子转化为活化分子所需要的能量叫做活化能 第五节:催化剂与催化作用1、 催化剂是指存在少量就能显著加速反应而本身最后并无损耗的物质;催化剂加快反应速率的作用被称为催化作用; 2、 催化剂的特征:⑴催化剂只对热力学可能发生的反应起催化作用,热力学上不可能发生的反应,催化剂对它不起作用;⑵催化剂只改变反应途径又称反应机理,不能改变反应的始态和终态,它同时加快了正逆反应速率,缩短了达到平衡所用的时间,并不能改变平衡状态;⑶催化剂有选择性,不同的反应常采用不同的催化剂,即每个反应有它特有的催化剂;同种反应如果能生成多种不同的产物时,选用不同的催化剂会有利于不同种产物的生成; ⑷每种催化剂只有在特定条件下才能体现出它的活性,否则将失去活性或发生催化剂中毒;第四章:化学平衡 熵和Gibbs 函数第一节:标准平衡常数 1、平衡的组成与达成平衡的途径无关,在条件一定时,平衡的组成不随时间而变化;平衡状态是可逆反应所能达到的最大限度;平衡组成取决于开始时的系统组成; 2、对可逆反应()()()()()()l zZ aq yY g xX s cC aq bB g aA ++=++来说,其标准平衡常数(){}(){}(){}(){}bayxc B c p A p c Y c p x p K θθθθθ=3、两个或多个化学计量式相加或相减后得到的化学计量式的标准平衡常数等于原各个化学计量式的化学平衡常数的积或商,这称为多重平衡原理; 第二节:标准平衡常数的应用1、反应进度也常用平衡转化率来表示;反应物A 的平衡转化率()A α表达式为()()()()A n A n A n A eq 00-=α2、J 表示反应商;若J<θK 则反应正向进行;若J=θK ,则反应处于平衡状态;若J>θK ,则反应逆向进行;第三节:化学平衡的移动 1、浓度对化学平衡的影响:浓度虽然可以使化学平衡发生移动,但并不能改变化学平衡常数的数值,因为在一定温度下,θK 值一定;当反应物浓度增加或产物浓度减少时,平衡正向移动;当反应物浓度减少或产物浓度增加时,平衡逆向移动;2、压力对化学平衡的影响:综合考虑各反应物和产物分压是否改变及反应前后气体分子数是否改变;3、温度对化学平衡都影响:温度变化引起标准平衡常数的改变,从而使化学平衡移动;温度对标准平衡常数的影响用van ’t Hoff 方程描述;㏑⎪⎪⎭⎫⎝⎛-∆=211211T T R H K K m r θθθ第四节:自发变化和熵1、自发变化的基本特征:⑴在没有外界作用或干扰的情况下,系统自身发生的变化称为自发变化;⑵有的自发变化开始时需要引发,一旦开始,自发变化将一直进行达到平衡,或者说自发变化的最大限度是系统的平衡状态;⑶自发变化不受时间约束,与反应速率无关;⑷自发变化必然有一定的方向性,其逆过程是非自发变化;两者都不能违反能量守恒定律 ;⑸非自发变化和自发变化都是可能进行的;但是只有自发变化能自动发生,而非自发变化必须借助一定方式的外部作用才能发生;没有外部作用非自发变化将不能继续进行; 2、在反应过程中,系统有趋向于最低能量状态的倾向,常称其为能量最低原理;相变化也具有这种倾向;3、 系统有趋向于最大混乱度的倾向,系统混乱度的增加有利于反应的自发进行;4、 纯物质完整有序晶体在0K 时熵值为零;()015.298,,=+K aq H S m θ.5、 ⑴熵与物质聚集状态有关;同一种物质气态熵值最大,液态次之,固态熵值最小;⑵有相似分子结构且相对分子质量又相近的物质,其θm S 值相近;分子结构相近而相对分子质量不同的物质,其标准摩尔熵值随分子质量增大而增大;⑶物质的相对分子质量相近时,分子构型越复杂,其标准摩尔熵值越大;6、反应的标准摩尔熵变等于各生成物的标准摩尔熵值之和减去各反应物的标准摩尔熵值之和7、在任何自发过程中,系统和环境的熵变化总和是增加的;即:0>∆+∆=∆huanjing xitong zong S S S 0>∆zong S 自发变化 0<∆zong S 非自发变化 0=∆zong S 平衡状态8、THS huanjing ∆-=∆ 第五节:Gibbs 函数1、 Gibbs 函数被定义为:TS H G -=,G 被称为Gibbs 自由能;2、 在不做体积功和定温定压条件下,在任何自发变化中系统的Gibbs 函数是减少的,由S T H G ∆-∆=∆得⑴当H ∆<0,S ∆>0时反应能正向进行;⑵当H ∆>0,S ∆<0时反应在高温下能正向进行; ⑶当H ∆<0,S ∆<0时反应在低温下能正常进行; ⑷当H ∆>0,S ∆<0时反应不能正向进行;3、 当0,=∆∆=∆G S T H 时的T 在吸热熵增反应中是反应能正向进行的最低温度;在放热熵减反应中是反应能正向进行的最高温度;因此这个温度就是反应是否能够正向进行的转变温度; 4、 物质B 的标准摩尔生成Gibbs 函数θm f G ∆B,相态,T 是指在温度T 下由参考状态单质生成物质B 且1=B ν时的标准摩尔Gibbs 函数变;5、 θm f G ∆<-401-⋅mol KJ 时反应多半能正向进行;θm f G ∆>401-⋅mol KJ 时反应大多逆向进行;-401-⋅mol KJ <θm f G ∆<401-⋅mol KJ 时要用m r G ∆来判断反应方向;6、 Van ’t Hoff 方程:㏑()()()()a R T S RT T H T K m r mr θθθ∆+∆-= ㏑()()()⎪⎪⎭⎫⎝⎛-∆-=212111298T T R K H T K T K m r θθθ第五章:酸碱平衡第一节:酸碱质子理论1、酸碱质子理论:凡是能释放出质子的任何含氢原子的分子或离子都是酸;任何能与质子结合的分子或离子都是碱;简言之酸是质子给予体,碱是质子接受体;2、质子理论强调酸和碱之间的相互依赖关系;酸给出质子后生成相应的碱,而碱结合质子后生成相应的酸;酸与碱之间的这种依赖关系称为共轭关系,相应的一对酸和碱称为共轭酸碱对;酸给出质子后生成的碱为这种酸的共轭碱,碱得到质子后所生成的酸称为这种碱的共轭酸;3、 酸碱解离反应是质子转移的反应;在水溶液中酸碱的电离时质子转移反应;盐类水解反应实际上也是离子酸碱的质子转移反应;4、 既能给出质子又能接受质子的物质称为两性物质;5、 酸碱的强度首先取决于其本身的性质,其次与溶剂的性质等有关;酸和碱的强度是指酸给出质子和碱接受质子能力的强弱;给出质子能力强的酸是强酸,接受质子能力强的碱是强碱;反之,就是弱酸和弱碱;6、 溶剂的碱性越强溶质表现出来的酸性就越强,溶剂的酸性越强溶质表现出来的碱性就越强;第二节:水的电离平衡和溶液的PH1、 对反应()()()(){}(){}-+-+=+⇔OH c Hc K aq OH aq H l O H w θ,2,θwK 被称为水的离子积常数;25℃时,14100.1-⨯=θw K ;第三节:弱酸、弱碱解离平衡1、酸的水溶液中存在质子转移反应:()()()()aq A aq O H l O H aq HA -++⇔+32,其标准平衡常数()(){}(){}(){}θθθθθc HA c c A c c O H c HA K K a-+==3简写为()(){}(){}(){}HA c A c O H c HA K a-+=3θ,()HA K aθ称为弱酸HA 的解离常数,弱酸解离常数的数值表明了酸的相对强弱;解离常数越大酸性越强,给出质子能力越强;θa K 值受温度影响但变化不大;2、在一元弱碱的水溶液中存在反应:()()()()aq OH aq BHl O H aq B -++⇔+2,()(){}(){}(){}B c OH c BH c B K b-+=θ,()B K bθ称为一元弱碱B 的解离常数;3、解离度α的定义为解离的分子数与总分子数的比值,即()()%1000⨯=HA c HA c α,解离度越大θa K 越大,PH 越小;解离度与解离常数关系为(){}c HA K aθα=;对碱同样适用; 第四节:缓冲溶液1、 同离子效应:在弱酸或弱碱的溶液中,加入与这种酸或碱含相同离子的易溶强电解质,使酸或碱的解离度降低;2、 缓冲溶液:具有能够保持PH 相对稳定性能的溶液也就是不因加入少量强酸或强碱而显著改变PH 的溶液;缓冲溶液通常由弱酸和他的共轭碱组成;缓冲溶液PH 计算公式:()+=HA pK PH a θ㏒()()HA c A c -,()+-=-A pK pH b θ00.14㏒()()HA c A c -第五节:酸碱指示剂1、 当溶液中()1-≤HIn pK pH a θ即()()10≥-Inc HIn c 时,溶液呈现出HIn 的颜色;当()1+≥HIn pK pH aθ即()()101≤-In c HIn c 时,溶液呈现-In 的颜色;当()HIn pK pH aθ=即()()1=-In c HIn c 时,溶液呈现两者的混合颜色;2、 指示剂的变色范围是()1±HIn pK a θ,但是由于人的视觉对不同颜色的敏感度的差异实际变色范围常常小于两个pH 单位; 第六节:酸碱电子理论1、 酸是任意可以接受电子对的分子或离子;酸是电子对的接受体,必须具有可以接受电子对的空轨道;碱则是可以给出电子对的分子或离子;碱是电子的给予体,必须具有未共享的孤对电子;酸碱之间以共价键相结合,并不发生电子对转移; 第七节:配位化合物2、 在配合物中Lewis 酸被称为形成体或中心离子,Lewis 碱被称为配体;配合物的定义是形成体与一定数目的配体以配位键按一定的空间构型结合形成离子或分子;这些离子或分子被称为配位个体;形成体通常是金属离子或原子,也有少数是非金属元素B,P,H;通常作为配体的是非金属的阴离子或分子;4、 在配体中,与形成体成键的原子叫做配位原子;配位原子具有孤对电子;常见的配位原子有F,Cl,Br,I,S,N,C 等;配体中只有一个配位原子的称为单齿配体,有两个或两个以上配位原子的称为多齿配体;在配位个体中,与形成体成键的配位原子个数叫作配位数;常见多齿配体有:5、 配合物的化学式:配合物的化学式中首先应先列出配位个体中形成体的元素符号,在列出阴离子和中性分子配体,,将整个配离子或分子的化学式括在方括号中;6、 配合物的命名:命名时,不同配体之间用·隔开;在最后一个配体名称后缀以“合”字;⑴含配阴离子的配合物的命名遵照无机盐命名原则;例如()[]443SO NH Cu 为硫酸四氨合铜()[]463Cl NH Pt 为氯化六氨合铂;⑵含配阴离子的配合物,内外层间缀以“酸”字;例如()[]64CN Fe K 为六氰合铁酸钾 ⑶配体的次序:① 含有多种无机配体时,通常先列出阴离子名称,后列出中性粒子名称;例如[]33NH PtCl K 为三氯·氨合铂酸钾② 配体同是中性分子或同是阴离子时,按配位原子元素符号的英文字母顺序排列,例如()[]3253Cl O H NH Co 氯化五氨·水合钴;③ 若配位原子相同,将含原子数较少的配体排在前面,较多原子数的配体排在后面;若配位原子相同且配体中含有的与子数目也相同,则按结构中与配位原子相连的非配位原子元素符号的英文字母顺序排列;例如()[]2322NH NO PtNH 为氨基·硝基·二氨合铂④ 配体中既有无机配体又有有机配体,则无机配体排在前面有机配体排在后面;例如()[]423H C PtCl K 为三氯·乙烯合铂酸钾;7、 简单配合物:配合物分子或离子只有一个中心离子,每个配体只有一个配位原子与中心离子成键;螯合物:在螯合物分子或离子中,其配体为多齿配体,配体与中心离子成键,形成环状结构;多核配合物:多核配合物分子或离子含有两个或两个以上的中心离子,中心离子间常以配体相连;羰合物:某些d 区元素以CO 为配体形成的配合物称为羰合物;烯烃配合物:某些d 区元素以不饱和烃为配体形成的配合物称为烯烃配合物; 第八节:配位反应与配位平衡 1、()[]()()()(){}(){}()(){}++++=+⇔2323323;2NH Ag c NH c Ag c K aq NH aq Ag aq NH Ag d θ,θd K 是配合物的解离常数,又称为配合物的解离常数或不稳定常数;θd K 越大,配合物越不稳定;2、()()()[]()=⇔+++θfK aq NH Ag aq NH aq Ag ;2233()(){}(){}(){}2323NH c Ag c NH Ag c ++,θf K 是配合物生成常数,又称为稳定常数或累积稳定常数;3、一般来说配合物的逐级稳定常数随着配位数的增加而减少;4、以N,O,F 等电负性大吸引电子能力强,半径小,难被氧化不易失去电子,不易变形难被极化的原子为配位原子的碱成为硬碱;反之则为软碱,介于二者之间的为交界碱;5、硬酸多是电荷数较多,半径较小,外层电子被原子核束缚得较紧而不易变形极化率较小的阳离子;反之则为软酸,介于两者之间的为交界酸; 6、常见的酸和碱分类如下:7第六章:沉淀溶解平衡第一节:溶解度和溶度积1、溶解度:在一定温度下,达到溶解平衡时,一定量溶剂中含有的溶质质量;2、常见无机化合物溶解性:常见无机酸是可溶的,硅酸是难溶的;氨、IA 族氢氧化物,()2OH Ba 是可溶的;()()22,OH Ca OH Sr 是微溶的;其余元素的氢氧化物都是难溶的;几乎所有的硝酸盐都是可溶的;3BaNO 是微溶的; 大多数醋酸盐是可溶的;()2Ac Be 是难溶的;大多数氯化物是可溶的;2PbCl 是微溶的;22,Cl Hg AgCl 是难溶的;大多数溴化物,碘化物是可溶的;22,HgBr PbBr 是微溶的;222222,,,,,HgI PbI I Hg AgI Br Hg AgBr 是难溶的;大多数硫酸盐是可溶的;4424,,HgSO SO Ag CaSO 是微溶的;4SrSO ,4BaSO ,4PbSO 是难溶的;大多数硫化物是难溶的,第一主族,第二主族金属硫化物和()S NH 24 是可溶的; 多数碳酸盐,磷酸盐,亚硫酸盐是难溶的;第一主族Li 除外和铵离子的这些盐是可溶的; 多数氟化物是难溶的;第一主族Li 除外金属氟化物,24,,BeF AgF F NH 是可溶的;222,,PbF BaF SrF 是微溶的;几乎所有的氯酸盐,高氯酸盐都是可溶的;4KClO 是微溶的; 几乎所有的钠盐,钾盐均是可溶的;()[]()()()[]62222326,93,NO Co Na K O H Ac UO Ac Zn NaAc OH Sb Na •••是难溶的;2、 对于一般沉淀反应来说:()()()aq mB aq nA s B A n m m n -++⇔,溶度积的通式是()(){}(){}mn nm m n spB c A c B A K -+=θ3、 难溶电解质的溶度积常数的数值在稀释溶液中不受其他离子存在的影响,只取决于温度;温度升高,多数难溶化合物的溶度积增大;第二节:沉淀的生成和溶解1、 同离子效应:在难溶电解质的饱和溶液中,加入含有相同离子的强电解质时,难溶电解质的溶解度将降低;同离子效应使难溶电解质的溶解度降低;2、 盐效应使难溶电解质溶解度增大;一般来说,若难溶电解质的溶度积很小时,盐效应的影响很小,可忽略不计;若难溶电解质的溶度积较大,溶液中各种离子的总浓度也较大时,就应考虑盐效应的影响; 3、 金属硫化物的溶解平衡: ()()()()()(){}(){}(){}23222223;22++++=++⇔+O H c S H c M c K l O H aq S H aq Maq O H s MS spaθ, θspa K 称为在酸中的溶度积常数; 4、 某些难容硫化物的溶度积常数:第七章:氧化还原反应 电化学基础第一节:氧化还原反应基本概念1、 有电子得失或转移的反应称为氧化还原反应;2、 表示元素氧化态的数值称为氧化数又称氧化值;⑴在单质中元素氧化值为零;⑵在单原子离子中,元素氧化值等于离子所带电荷数;⑶在大多数化合物中,氢的氧化值为+1,只有在金属氢化物中,氢的氧化值为-1;⑷通常在化合物中氧的氧化值为-2,但是在22222,,BaO O Na O H 等过氧化物中养的氧化值为-1,在氧的氟化物中,如222,F O OF 中氧的氧化值为+2,+1; ⑸在所有氟化物中氟的氧化值为-1;⑹碱金属和碱土金属在化合物中氧化值分别为+1和+2;⑺在中性分子中,各元素氧化值代数和为零;在多原子离子中,各元素氧化数代数和等于离子所带电荷数; 第二节:电化学电池1、 电池图示:将发生氧化反应的负极写在左边,发生还原反应的正极写在右边;并按顺序用化学式从左到右依次排列各个相的物质组成和状态;用单垂线“︱”表示相与相间的界面,用双折线“‖”表示盐桥; 2、 Faraday 定律:⑴在电化学电池中,两极所产生或消耗的物质的物质的量与通过电池的电荷量成正比; ⑵当给定的电荷量通过电池时,电极上所产生或消耗的物质的物质的量正比于物质的摩尔质量被对应于半反应每摩尔物质每摩尔物质所转移的电子数除的商;对于半反应()()s B ze aq Bz ⇔+-+,根据Faraday 定律,第一:电极上沉淀出或消耗掉的()B m 正比于通过电池的电荷量Q;Q 越大()B m 越大;第二:当通过电池的电荷量Q 一定时,()B m 正比于()z B M ,()B M 为B 物质的摩尔质量;3、 Faraday 常量表示一摩尔电子所带的电荷量,141231910648531.910022137.6106021773.1---⋅⨯=⨯⨯⨯=mol C mol C F ,F 被称为Faraday 常量4、 当原电池放电时,两极间的电势差将比该电池的最大电压要小;这是因为驱动电流通过电池需要消耗能量或者称其为要做功,产生电流时,电池电压的降低正反映了电池内所消耗的这种能量;而且电流越大,电压降低越多;因此,只有电池中没有电流通过时,电池才具有最大电压又称其为开路电压;当通过原电池的电流趋近于零时,两电极间的最大电势差被称为原电池的电动势,用MF E 表示;5、 当电池中各物质均处于标准状态时,测定的电动势被称为标准电动势,用θMF E 表示;6、 可逆电池必须具备以下条件;第一:电极必须是可逆的,即当相反方向的电流通过电极是,电极反应必然逆向进行;电流停止,反应也停止;第二:要求通过电极的电流无限小,电。
无机化学知识点归纳
无机化学知识点归纳无机化学是研究无机物质的性质、组成、结构和反应等方面的科学。
在化学的多个分支中,无机化学基础知识是非常重要的,它涵盖了许多不同的知识点。
本篇文章将对常见的无机化学知识点进行归纳和总结,包括元素周期表、化学键、酸碱中和、氧化还原反应和无机物质的性质等。
一、元素周期表元素周期表是无机化学知识的基础,它将元素按照原子序数的增加顺序进行排列,使得元素的周期性规律得以展现。
根据元素周期表,我们可以获得元素的周期性趋势,如原子半径的变化、电离能的变化以及元素化合价的规律等。
二、化学键在无机化学中,化学键是连接原子的重要概念。
根据原子之间电子的转移和共享,化学键可以分为离子键、共价键和金属键等。
离子键是通过电荷吸引力连接正负离子的键,共价键是共享电子对的键,而金属键则是由金属原子之间电子云的重叠形成的。
三、酸碱中和酸碱中和是无机化学中的核心内容之一。
酸碱中和反应是指酸和碱反应生成盐和水的化学反应。
在酸碱中和反应中,通常可以观察到酸的氢离子与碱的氢氧根离子结合形成水,同时生成盐。
酸碱指示剂可以用于判断酸碱中和的程度,常见的指示剂包括酚酞、甲基橙和溴酚蓝等。
四、氧化还原反应氧化还原反应,简称红ox反,是无机化学中重要的反应类型。
氧化还原反应指物质中发生电子的转移过程,其中电子的失去被称为氧化,而电子的获得则被称为还原。
在氧化还原反应中,氧化剂是获得电子的物质,而还原剂是失去电子的物质。
氧化还原反应也是许多能量转化过程的基础,如电池和燃烧等。
五、无机物质的性质无机物质具有多种不同的性质,其中包括物理性质和化学性质。
物理性质包括颜色、熔点、沸点和硬度等,而化学性质则涉及其与其他物质进行反应的能力。
无机物质的酸碱性质、溶解性和晶体结构都是无机化学中的重要性质。
在无机化学的学习过程中,我们需要理解这些基本概念和知识点,才能更好地理解无机化学的各种现象和反应。
同时,无机化学还与其他学科相互联系,如有机化学、物理化学和生物化学等。
考研必备-无机化学复习
第三章 “氮族元素”小结
一、第二周期元素氮的特殊性
N 2s2 2px12py1 2pz1 价轨道数 =4 → C.N.max = 4 价电子数 =5 → 多电子原子 (一)EA1 : N < P (二)键离解能 N-N < P-P 但 N≡N > P≡P 2p-2pπ 键特征, 3p-3pπ 键非特征, 2p →3d 反馈π 键特征(例 PO4 3-) 。 (三)N≡N 键能大,且打开第一个键需 946-160=546kJ·mol-1。 ∴R.T. N2 惰性。
碱 GeS 性 增 SnS 强 PbS
弱B 弱B 弱B
还原性
GeS2 B SnS2 B (无 PbS2) (6s2 惰性电子对效应)
酸性增强
八、Sn(II)的还原性
SnCl 2 2HgCl2 SnCl 4 Hg2 Cl 2 白色 灰黑色(重点) SnCl 2 Hg2 Cl 2 SnCl 4 2Hg(l)黑色
十一、Ellingham 图(△rGm -T 图)(重点)。 十二、反应耦联原理及应
第五章 “ 硼族元素”小结
一、B 的成键特征:
(一)共价成键为主; (二)缺电子原子,形成多中心、缺电子键,形成多面体, 例 1、-菱形硼;例 2、B2H6; (三)亲 F、亲 O
二、Lipsomb 硼烷成键五要素
无 机 化 学 复 习
一、基础无机化学的理论框架
物质结构原理(微 观) 元 素 周 期 热力学原理(宏 观) 律(微 观、宏 观)
| | —————————— ———————————— | | | | | | 原子结构 分子结构 晶体结构 反应过程 反应自发性 反应限度 能量变化 △ rG、 K △rH | | | | | | ——————————————————————————— | 性 质 | —————————————————— | | 制 备 应 用
无机化学基础知识
化学变化
首先是固体蜡烛受热融化(物理变化),然后燃烧成二氧化碳和水蒸汽(化学变化)。
化学变化和物理变化虽然有本质的区别,但它 们不是相互孤立的。
NaOH溶液的蒸发 裂解气的分离 氢气的压缩 乙烯的聚合
01
D
01
下列现象属于化学变化的是( )。
02
C-----12 Al-----27
03
S------32 K------39
04
----16 Fe-----56
05
-----31 Ca-----40
06
常见元素的原子量:
润滑油一般由基础油和添加剂两部分组成。基础油是润滑油的主要成分,决定着润滑油的基本性质,添加剂则可弥补和改善基础油性能方面的不足,赋予某些新的性能,是润滑油的重要组成部分。
物质的量:是国际单位制的一个基本量,它是微粒的一个集合。
03
摩尔:摩尔是物质的量的单位。每摩尔物质含有阿佛加德罗常数个微粒,约为6.02 × 1023.
无机化学:是研究无机物质的组成、性质、结构和反应的科学。它是以物质结构和元素周期律为理论研究除碳氢化合物以外的一切元素及其化合物的一门学科。
碳的化合物除较简单的如:CO2、CO、CS2、碳酸盐等仍属于无机物外,其余均属于有机物质。
1.无机化学
3
2
4
1
原子:是化学变化中的最小微粒,原子在化学反应中不能再分。
01
KW=[H+] [OH-]=1×10-14
04
水的电离
02
用精密仪器可以测出水的微弱的导电能力,这说明水是一种极弱的电解质。
03
01
02
03
04
05
溶液的酸碱性和PH值
无机化学知识点归纳
2、气体的溶解性:
①极易溶于水的气体:HX、NH3
②能溶于水,但溶解度不大的气体:O2(微溶)、CO2(1:1)、Cl2(1:2)、
H2S(1:2.6)、SO2(1:40)
③常见的难溶于水的气体:H2、N2、NO、CO、CH4、C2H4、C2H2
④氯气难溶于饱和NaCl溶液,因此可用排饱和NaCl溶液收集氯气,也可用饱和NaCl溶液吸收氯气中的氯化氢杂质。
1、原子的相对原子质量的计算公式:
2、溶液中溶质的质量分数:
3、固体的溶解度: (单位为克)
4、物质的量计算公式(万能恒等式): (注意单位)
5、求物质摩尔质量的计算公式:
①由标准状况下气体的密度求气体的摩尔质量:M=ρ×22.4L/mol
②由气体的相对密度求气体的摩尔质量:M(A)=D×M(B)
4、几种常见的环境污染现象及引起污染的物质:
①煤气中毒—— 一氧化碳(CO的氧化物
③酸雨——主要由SO2引起
④温室效应——主要是二氧化碳,另外甲烷、氟氯烃、N2O也是温室效应气体。
⑤臭氧层破坏——氟利昂(氟氯代烃的总称)、氮的氧化物(NO和NO2)
无机化学知识点归纳
一、常见物质的组成和结构
1、常见分子(或物质)的形状及键角
(1)形状:V型:H2O、H2S 直线型:CO2、CS2 、C2H2 平面三角型:BF3、SO3 三角锥型:NH3 正四面体型:CH4、CCl4、白磷、NH4+
平面结构:C2H4、C6H6
⑥水的富养化(绿藻、蓝藻、赤潮、水华等)——有机磷化合物、氮化合物等。
⑦白色污染——塑料。
八、常见的漂白剂:
1、强氧化型漂白剂:利用自身的强氧化性破坏有色物质使它们变为无色物质,这种漂白一般是不可逆的、彻底的。
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。
大一无机化学课件第八章原子结构
8.1.3 Bohr原子结构理论
Plank量子论(1900年): 微观领域能量不连续。
Einstein光子论(1903年): 光子能量与光的频率成正比
E=h E—光子的能量 —光的频率
h—Planck常量, h =6.626×10-34J·s
Bohr理论(三点假设):
①核外电子只能在有确定半径和能量的轨 道上运动,且不辐射能量;
4 N 0 4s 0
4s
1 4p 0,±1
4pz,4px,4py
2 3
4d 0,±1, ±2 4f 0,±1, ±2, ±3
4…dz…2 , 4dxz , 4dyz , 4dxy , 4dx2 - y2
n,l,m
原子的单电子波函数,又称原子 轨道波函数,例如:
n=1,l=0,m=0
1,0,0 1s , 即1s轨道;
dz2 , d xz , d yz , d xy , d x2 - y2 。
n
主 层
l
亚 层
m
原子轨道
1 K 0 1s 0
1s
2 L 0 2s 0 1 2p 0,±1
2s 2pz,2px,2py
3 M 0 3s 0
3s
1 3p 0,±1
3pz,3px,3py
2 3d 0,±1, ±2
3dz2 ,3d xz ,3d yz ,3d xy ,3dx2 - y2
玻恩的统计解释
对大量粒子来说,波强度大的地方表 示在该点出现的粒子多,波强度小的 地方表示粒子在该点出现的粒子少。 对一个电子来说,空间任一点波的强 度和粒子在该点出现的几率成正比。
玻恩(德) 1954获诺贝尔奖
物质波是几率波。电子的波性是和微粒粒子的统计 性联系在一起的。
无机化学—课程标准
《无机化学》课程标准一、课程的性质与任务无机化学课程是高等职业教育工业分析与检验、石油化工生产技术、环境保护与监测、精细化工、材料工程技术等化工类专业及相关专业基本素质模块中的职业素质板块课,是学生在具备必要的数学、物理、中学化学等基础知识之后必修的专业基础课。
无机化学课程的任务是:使学生在高中化学知识的基础上,进一步学习化学基础理论、基本知识,掌握化学反应的一般规律和基本化学计算方法;加强化学反应现象的理解;培养学生树立爱国主义和辩证唯物主义世界观;培养学生分析问题和解决问题的能力并为后续课程的学习、职业资格证书的考取及从事化工技术工作打下比较巩固的基础。
二、课程内容第一部分绪论1.教学目标(1)了解无机化学的研究对象;(2)了解化学在国民经济和日常生活中的作用;(3)掌握无机化学课程的任务和学习方法。
2.教学内容(1)无机化学的研究对象;(2)化学在国民经济及日常生活中的作用;(3)无机化学课程的任务和学习方法。
3.教学重点无机化学的学习方法。
4.教学难点学习观念的转变。
5.教学建议借助教学课件互动或通过问题解决思路来展示学习要求,建立新的学习观念。
第二部分化学基本概念和理想气体定律(一)教学目标1.知识目标(1)掌握物质的量、摩尔质量、物质的量浓度、气体摩尔体积等基本概念;(2)掌握反应热效应和热化学方程式的表示方法;(3)掌握理想气体状态方程、分压定律、分体积定律。
2.能力目标(1)能准确运用物质的量、摩尔质量、物质的量浓度、气体摩尔体积等基本概念进行相关计算;(2)能正确书写热化学方程式;(3)会应用理想气体状态方程、分压定律、分体积定律进行有关计算。
(二)教学内容1.化学基本概念:物质的量,摩尔质量,气体标准摩尔体积,物质的量浓度。
2.关于物质的量浓度的计算:溶质的质量或浓度的计算,质量分数与物质的量浓度的换算,溶液的稀释。
3.热化学方程式:热化学方程式的表示,热化学方程式的书写注意事项。
安徽安徽高中化学竞赛无机化学第六章晶体结构基础
安徽安徽高中化学竞赛无机化学第六章晶体结构基础6. 0. 01 晶体的四种差不多类型:依照晶体中微粒之间相互作用的性质,能够将晶体分成4种差不多类型:离子晶体、金属晶体、分子晶体和原子晶体。
6. 1. 01 分子晶体及其物理性质:分子之间以分子间作用力结合成的晶体称为分子晶体。
由于熔、沸点较低,因此分子晶体一样要在较低的温度下才能形成,而在常温时多以气体形式存在。
分子晶体的硬度较小,导电性能一样较差,因为电子从一个分子传导到另一个分子专门不容易。
6. 1. 02 极性分子:分子的正电荷重心和负电荷重心不重合,则为极性分子。
6. 1. 03 偶极矩:极性分子的极性能够用偶极矩m 来度量。
若正电荷(或负电荷)重心上的电荷量为q,正、负电荷重心之间距离即偶极长为d,则偶极矩m = q d6. 1. 04 偶极矩的单位:当d = 1.0 ´10-10 m,即d 为 1 ,q = 1.602 ´10-19 C,即q 为电子的电荷量时,偶极矩m = 4.8 D。
D 为偶极矩单位,称为德拜。
在国际单位制中,偶极矩m以C•m(库仑•米)为单位,当q = 1 C,d = 1 m时,m = 1 C•m。
C•m 与D 这两种偶极矩单位的换算关系为= 3.34 ´10-30 C•m6. 1. 05 永久偶极:极性分子的偶极矩称为永久偶极,偶极矩的矢量方向由正极指向负极。
多原子分子中的大p 键及孤电子对,有时也阻碍分子的偶极矩。
6. 1. 06 诱导偶极:非极性分子在外电场的作用下,能够变成具有一定偶极矩的极性分子,如下面左图所示。
而极性分子在外电场作用下,其偶极矩也能够增大,如下面右图所示。
在电场的阻碍下产生的偶极称为诱导偶极。
6. 1. 07 阻碍诱导偶极的因素:诱导偶极强度大小与电场强度成正比,也与分子的变形性成正比。
所谓分子的变形性,即分子的正、负电荷重心的可分程度。
分子体积越大,电子越多,变形性越大。
物质结构与基础
*经典电磁理论不能解释氢原子光谱 经典电磁理论 电子绕核作高速圆周运动,发出连续电磁波→ 电子绕核作高速圆周运动,发出连续电磁波→ 连续光谱;电子能量↓ 坠入原子核→ 连续光谱;电子能量↓ → 坠入原子核→原子 湮灭 事实 氢原子光谱是线状而不是连续光谱; 氢原子光谱是线状而不是连续光谱;原子没有 湮灭
7
核素、 1-2-2 核素、同位素和同位素丰度
核素(nuclide)---具有一定质子数 质子数和一定中子数 中子数的原 ( 1 ) 核素 (nuclide) 质子数 中子数 子称为一种核素 • 分类 稳定核素 --- 单核素元素和多核素元素 放射性核素素 质量数 12 • 核素符号 6C 同位素(isotope) (isotope)---具有相同核电荷数,不同中子数 ( 2 ) 同位素 (isotope) 的核素互称同位素,这些核素在周期表中占同位置 8 • 表示 16O、17O 、18O
13
1-4 原子结构的玻尔行星模型
1-4-1 氢原子光谱
连续光谱 自然界) (自然界)
14
1666年 1666年:牛顿光谱 (spectrum)
15
1859年 德国海德堡大学的基尔霍夫和本生发明 1859年,德国海德堡大学的基尔霍夫和本生发明 基尔霍夫 了光谱仪, 奠定了光谱学的基础, 了光谱仪 , 奠定了光谱学的基础 , 使光谱分析成为 认识物质和鉴定元素的重要手段。 认识物质和鉴定元素的重要手段。 光谱仪可以测量物质发射或吸收光的波长, 光谱仪可以测量物质发射或吸收光的波长,拍摄 各种光谱图。 光谱图就像“ 指纹” 辨人一样, 各种光谱图 。 光谱图就像 “ 指纹 ” 辨人一样 , 可 以辨别形成光谱的元素。 以辨别形成光谱的元素 。 人们用光谱分析发现了 许多元素,如铯、 铟等十几种。 许多元素,如铯、铷、氦、镓、铟等十几种。 直到本世纪初, 直到本世纪初,人们只知道物质在高温或电激励 下会发光, 却不知道发光机理; 下会发光 , 却不知道发光机理 ; 人们知道每种元 素有特定的光谱, 素有特定的光谱 , 却不知道为什么不同元素有不 同光谱。 同光谱。 16
(完整版)大学无机化学知识点总结
无机化学,有机化学,物理化学,分析化学无机化学元素化学、无机合成化学、无机高分子化学、无机固体化学、配位化学(即络合物化学)、同位素化学、生物无机化学、金属有机化学、金属酶化学等。
有机化学普通有机化学、有机合成化学、金属和非金属有机化学、物理有机化学、生物有机化学、有机分析化学。
物理化学结构化学、热化学、化学热力学、化学动力学、电化学、溶液理论、界面化学、胶体化学、量子化学、催化作用及其理论等。
分析化学化学分析、仪器和新技术分析。
包括性能测定、监控、各种光谱和光化学分析、各种电化学分析方法、质谱分析法、各种电镜、成像和形貌分析方法,在线分析、活性分析、实时分析等,各种物理化学性能和生理活性的检测方法,萃取、离子交换、色谱、质谱等分离方法,分离分析联用、合成分离分析三联用等。
无机化学第一章:气体第一节:理想气态方程1、气体具有两个基本特性:扩散性和可压缩性。
主要表现在:⑴气体没有固定的体积和形状。
⑵不同的气体能以任意比例相互均匀的混合。
⑶气体是最容易被压缩的一种聚集状态。
2、理想气体方程:nRT PV = R 为气体摩尔常数,数值为R =8.31411--⋅⋅K molJ3、只有在高温低压条件下气体才能近似看成理想气体。
第二节:气体混合物1、对于理想气体来说,某组分气体的分压力等于相同温度下该组分气体单独占有与混合气体相同体积时所产生的压力。
2、Dlton 分压定律:混合气体的总压等于混合气体中各组分气体的分压之和。
3、(0℃=273.15K STP 下压强为101.325KPa = 760mmHg = 76cmHg)第二章:热化学第一节:热力学术语和基本概念1、 系统与环境之间可能会有物质和能量的传递。
按传递情况不同,将系统分为: ⑴封闭系统:系统与环境之间只有能量传递没有物质传递。
系统质量守恒。
⑵敞开系统:系统与环境之间既有能量传递〔以热或功的形式进行〕又有物质传递。
⑶隔离系统:系统与环境之间既没有能量传递也没有物质传递。
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3. 磁量子数m m = 0,±1, ±2, ±3 ……±l ; m决定原子轨道在核外的空间取向。 l=0, m =0,s轨道为球形,只一个取向; l=1, m =0,±1,代表pz , px和py3个轨道; l=2, m =0,±1, ±2, 代表d亚层有5个取向的轨道:
n
主 层
l
亚 层
m
原子轨道
对应 K, L, M, N, O, P…… 电子层 •与电子能量有关,对于氢原子而言, 电子能量唯一决定于n。
•n愈大,电子离核平均距离愈远, 能量愈高。
2. 角量子数 l
l = 0,1,2,3, 4……,(n-1) 对应着 s, p, d, f, g…... 电子亚层
l 受 n 的限制: n=1,l=0;1s亚层。 n=2,l=0,1;2s, 2p亚层。 n=3,l=0,1,2;3s, 3p, 3d亚层。 n=4,l=0,1,2,3;4s, 4p, 4d,4f亚层。 ……
2.Cotton原子 轨道能级图 ①n 相同的氢原子 轨道的简并性。 ②原子轨道的能量 随原子序数的增 大而降低。 ③随着原子序数的 增大,原子轨道 产生能级交错现 象。
3.屏蔽效应
e-
e-
2-σ
+2 e-
+2
e-
He
He+
假想He
屏蔽效应:由核外电子云抵消一些核电 荷的作用。
σ为屏蔽常数,可用 Slater 经验规则算得。
Z-σ= Z*,Z* ——有效核电荷数
有效核电荷Z*
H
He
1s 1
1.70
Li Be B C N O F Ne
1s 2.70 3.70 4.70 5.70 6.70 7.70 8.70 9.70
2s,2p 1.30 1.95 2.60 3.25 3.90 4.55 5.20 5.85 Na Mg Al Si P S Cl Ar
Einstein光子论(1905年): 光子能量与光的频率成正比
E=hν E—光子的能量
ν—光的频率 h—Planck常量, h =6.626×10-34J·s
Bohr理论(三点假设): ①核外电子只能在有确定半径和能量的轨
道上运动,且不辐射能量; ②通常,电子处在离核最近的轨道上,能
量最低——基态;原子获得能量后,电子被 激发到高能量轨道上,原子处于激发态;
角度部分 球形对称。
8.3.3 概率密度与电子云
:原子核外电子出现的概率密度。 电子云是电子出现概率密度的形象化描述。
节面数=n-1
1s
2s
1s电子云的等 密度面图。
数字表示曲面 上的概率密度。
1s电子云的界 面图。
界面内电子的 概率>90%。
空间微体积 D(r)径向分布函数。
1s态的 最大值出现在近核处, 1s态的D(r)最大值出现在52.9pm处。
量子力学模型(1926年)
8.1.2 氢原子光谱
1.光和电磁辐射
红
橙
黄绿
青蓝
紫
氢原子光谱特征: • 不连续光谱,即线状光谱 • 其频率具有一定的规律 经验公式:
n= 3,4,5,6
式中 2,n,3.289×1015各代表什么意义?
8.1.3 Bohr原子结构理论
Plank量子论(1900年): 微观领域能量不连续。
主族元素半径变化
元素的原子半径变化趋势
同一周期: r变化受两因素的制约: • 核电荷数增加,引力增强, r变小; • 核外电子数增加,斥力增强, r变大; 增加的电子不足以完全屏蔽核电荷; 左右,有效核电荷Z*增加, r变小。
长周期:电子填入(n-1)d层,屏蔽作 用大, Z*增加不多, r减小缓慢。
n 相同的能级的能量随 l 增大而升高。 ③E4s < E3d < E4p …… “能级交错”。
(n + 0.7l)
徐光宪的能级高低的近似原则: n + 0.7l
例如:第四能级组 4s < 3d < 4p
n + 0.7l 4.0 4.4 4.7 第六能级组 6s < 4f < 5d < 6p
n + 0.7l 6.0 6.1 6.4 6.7
无机化学物质结构基础
§8.1 原子结构的Bohr理论
8.1.1 历史的回顾 8.1.2 氢原子光谱 8.1.3 Bohr原子结构理论
8.1.1 历史的回顾
Dalton原子学说 (1803年)
Thomson“西瓜式”模型 (1904年)
Rutherford核式模型 (1911年)
Bohr电子分层排布模型 (1913年)
1s 10.70 11.70 12.70 13.70 14.70 15.70 16.70 17.70
2s,2p 6.85 7.85 8.85 9.85 10.85 11.85 12.85 13.85
3s,3p 2.20 2.85 3.50 4.15 4.80 5.45 6.10 6.75
4.钻穿效应 电子进入原子内部空间,受到核的较强
8.2.2 不确定原理与微观粒子 运动的统计规律
1927年,Heisenberg不确定原理
Δx—微观粒子位置的测量偏差 Δp—微观粒子的动量偏差 微观粒子的运动不遵循经典力学的规律。
微观粒子的波动性与粒子行为的统 计性规律联系在一起,表现为:
微观粒子的波动性是大量微粒运动 表现出来的性质,即是具有统计意义的 概率波。
1 K 0 1s 0
1s
2 L 0 2s 0
2s
1 2p 0,±1
2pz,2px,2py
3 M 0 3s 0
3s
1 3p 0,±1
3pz,3px,3py
2 3d 0,±1, ±2
4 N 0 4s 0
4s
1 4p 0,±1
4pz,4px,4py
2 4d 0,±1, ±2 3 4f 0,±1, ±2, ±3 ……
原子的单电子波函数,又称原子 轨道波函数,例如: n=1,l=0,m=0
即1s轨道;
2s 轨道;
2pz 轨道; 轨道;
氢原子的基态:n=1,l=0,m=0
=
1
p
a
3 0
e -r / a0
( ) 其中,R r = 2
1
a
3 0
e -r / a0
Y (q , ) = 1
4p
式中,a0=52.9pm,称为Bohr半径。
③从激发态回到基态释放光能,光的频率 取决于轨道间的能量差。
E:轨道能量
原子能级
Balmer线系
n = 3 红(Hα) n = 4 青(Hβ ) n = 5 蓝紫 ( Hγ ) n = 6 紫(Hδ )
其它线系
能级间能量差 式中: RH 为Rydberg常数,其值:
RH = 2.179×10-18J
出现d轨道时,依照ns,(n-1)d,np顺序排布 ;d,f轨道均出现时,依照ns, (n-2)f,(n1)d,np顺序排布。
帮助记忆图
Z=11,Na:1s22s22p63s1或[Ne] 3s1 , Z=20,Ca:1s22s22p63s23p64s2或[Ar] 4s2 , Z=50,Sn: [Kr] 4d105s2 5p2, Z=56,Ba: [Xe] 6s2 。 价电子: 例如:Sn的价电子排布式为: 5s2 5p2 。
§8.6 元素性质的周期性
8.6.1 原子半径 8.6.2 电离能 8.6.3 电子亲和能 8.6.4 电负性
8.6.1 原子半径
•金属半径 •共价半径 • van der Waals 半径
r
r
r
主族元素:从左到右 r 减小; 从上到下 r 增大。
过渡元素:从左到右r 缓慢减小; 从上到下r略有增大。
氢原子各能级的能量: …
§8.2 微观粒子运动的基本特征
8.2.1 微观粒子的波粒二象性 8.2.2 不确定原理与微观粒子
运动的统计规律
8.2.1 微观粒子的波粒二象性
1924年,de Broglie关系式
E=hν , p =h/λ
1927年, Davisson和 Germer应用Ni 晶体进行电子 衍射实验,证 实电子具有波 动性。
§8.5 元素周期表
8.5.1 元素的周期 8.5.2 元素的族 8.5.3 元素的分区
8.5.1 元素的周期
元素周期表中的七个周期分别对应7个能级组
周 特点 能级 对应的
期
组 能级
一 特短周期 1 1s
二 短周期 2 2s2p
三 短周期 3 3s3p
四 长周期 4 4s3d4p
五 长周期 5 5s4d5p
• ⅠB,ⅡB :d10构型,屏蔽显著, r略有增大 。
• 镧、锕系:电子填入(n-2)f亚层,屏蔽作 用更大, Z*增加更小, r减小更不显著。
镧系收缩:镧系元素从镧(La)到镱(Yb) 原子半径依次更缓慢减小的事实。
同一族: • 主族:从上到下,外层电子构型相同,
电子层增加的因素占主导,r增加。 • 副族:第四周期到第五周期, r增2p
1s
N:[He] 2s2 2p3
Z=24
Z=29 Cu:
[He]、[Ar]——原子芯
全满:p6,d10,f14; •半满全满规则: 半满:p3,d5,f7;
全空:p0,d0,f0。
2. 基态原子的核外电子排布 基态原子的核外电子在各原子轨道
上排布顺序:
1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,6s,4f,5d,6p, 7s,5f,6d,7p……
3s
3p
2s
3d 2p
N峰=n-l
1s 氢原子的各种状态的径向分布图