无机及分析化学课件[全](南京大学第五版)(5654)
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无机及分析化学(南京大学)课件第2章
12
2.3.6 键能和反应焓变的关系
H2(g) 键能 2H(g)
(298 K,100 kPa)
键焓
一般情况下，键能和键焓可以相互通用！
13
火箭推进剂
拓展知识
偏二甲肼 (CH3)2NNH和N2O4
(CH3)2NNH2(l)+2N2O4(g)
3N2(g)+4H2O(g)+2CO2(g)
特点：反应强烈放热、快速，且生成物是小分子
的右上标 指反应在标准状态下进行。
10
2.3.3 盖斯定律
1840年 俄 盖斯 （Hess G H）
不管化学反应是一步完成，还是分步完成，其热效应总是相同的。
求： 解：反应（1）= 反应（2）+ 反应（3） 所以：
11
2.3.4 生成焓
在标准状态和指定温度（通常为298 K）下，由元素的指定单 质生成1 mol某物质时的热效应称为该物质的标准生成焓。 一般化学反应
的。即 ΔS孤 > 0
孤立系统(isolated system)是指与环境不发生物
质和能量交换的系统。 ΔS系 +ΔS环 > 0 过程自发
ΔS系 +ΔS环 < 0
不可能发生的过程
17
2.4.4 标准摩尔熵 热力学第三定律:在热力学温度0 K时,任何纯物质的
完整晶体的熵值等于零。 在标准态下1 mol物质的熵值称为该物质的标准摩 尔熵(简称标准熵),用符号 表示。
无机及分析化学
（第五版） 南京大学化学化工学院
1
第二章 化学热力学初步
掌握化学反应的标准摩尔焓变的各种计算方法； 掌握化学反应的标准摩尔熵变和 标准摩尔吉布斯自由能变的各种计算方法； 学会用 判断化学反应的方向， 了解温度对 影响； 了解压力和浓度对 的影响；
无机及分析化学课件
（4）sp3 不等性杂化 (sp3 Uneven Hybridization) ） 不等性杂化 NH3， H2O 基态 N：1s22s22p3 7 2s22px12py12pz1 杂化 1个2s+3个2p → 4个sp3杂化轨道 1 2s+3 2p 4 sp
不等性杂化的定义：因含孤对电子而造成杂化轨 不等性杂化的定义：因含孤对电子而造成杂化轨 孤对 道成分略有差异的现象称不等性杂化。 道成分略有差异的现象称不等性杂化。（ⅤA和ⅥA） 和 ）
轨道重叠： 9F 1s22s22p5 F 1s22s22p5 9 F 1s22s22p5 9 B 原子的 3 个 sp2 杂化轨道与 3 个F原 子的2p 轨道重叠形成 3 个 sp2-p轨道构成的σ 键。 空间构型： 空间构型：平面三角形 键 角：120° °
（3）sp3 等性杂化(sp3 Even Hybridization) ） 等性杂化 CCl4、CH4分子就属于此类型杂化。 基 态 C ：1s22s22p2 6
举例 H2：1s1 + 1s1 —— s-s Cl2：1s22s22p63s23p5 1s22s22p63s23p5 3py23pz23px1 3py23pz23px1
3px1+3px1 —— px-px HCl: s-px
（2） π键 ） 键
定义： 定义：两原子轨道垂直于两核间联线并相互 平行而进行同号重叠所形成的共价键 叫π键。 范畴： 范畴： pz-pz 重叠 py-py 重叠
最大重叠原理 （2）原子轨道最大重叠原理 ）原子轨道最大重叠
成键原子轨道重叠越多，两核间电 成键 子云密度越大，形成的共价键 共价键越稳定。 共价键
（3）对称性匹配原理 ）
两原子轨道重叠时，必须考虑原 子轨道“+”、“-”号，同号重叠才是有 效重叠。
无机及分析化学[全](南京大学第五版)-PPT
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反渗透膜孔径小至纳米级，在一定的压力下，H2O分 子可以通过膜，水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶 体、细菌、病毒等杂质无法通过膜，从而使可以透过的纯 水和无法透过的浓缩水严格区分开来。
p
p >
淡水
盐水
反渗透法净化水
【例】海水在298K时的渗透压为1479kPa，采用 反渗透法制取纯水，试确定用1000cm3的海水通 过只能使水透过的半透膜，提取100cm3的纯水， 所需要的最小外加压力是多少?
1.1.2 物质的量及其单位
•物质的量——n •粒子数——N •阿伏加德罗常数——NA •物质的量(mol)=物质的质量(g)/物质的摩 尔质量(g/mol) •阿伏加德罗常数(NA) 以0.012kg12C所含的碳原子数作基准，其 近似值为6.02×1023 mol-1
1.1.3 物质的量及其单位
pB p1
n1RT V
,
p2
n2 RT V
,
p n1RT n2RT VV
ni RT V
n1
n2
ni
RT V
n =n1+ n2+ni
p
nRT V
1. 3 溶液
分散质以分子或者比分子更小的质 点（如原子或离子）均匀地分散在分散 剂中的分散系称为溶液。
溶
气态溶液(空气)
溶质
液态溶液：(水溶液)
= 3.26 mol/kg
【例】：在100ml水中溶解17.1g蔗糖 (C12H22O11)，溶液的密度为1.0638g/ml， 求蔗糖的物质的量浓度，质量摩尔浓度。
解：M蔗糖＝342(g/mol) n蔗糖=17.1/342=0.05(mol) V = (100+17.1)/1.0638 = 110.0 (ml)=0.11(L)
无机及分析化学-PPT课件精选全文
溶液的浓度 0.02080 mol/L
四位有效数字
溶液的浓度 0.10 mol/L
二位有效数字
被测物含量 56.12％
四位有效数字
平衡常数 K＝1.8x10
二位有效数字
pH值(注) 12.08
二位有效数字
pH值
5.1
一位有效数字
注：
考虑pH值的有效数字时，因为pH值是氢离子浓度 的负对数，所以pH值的有效数字位数只考虑小数点后 数字个数，小数点前面的数字不是有效数字，因为它实 际上只反映了氢离子浓度的数量级。
化学是一门以实验为基础的科学：Chem-is-try
化学在21世纪焕发着新的青春
20世纪化学的标志性成果 1. 合成氨技术 2.三大合成高分子材料:塑料、橡胶、纤维。 3.药物的发明
化学发展的现状（ 21世纪）
化学和其他学科交叉,形成了许多新兴学科:
如地球化学、环境化学、化学生物学、药物化学等 化学已经成为生命、农业、医学、材料、环境等学科 的基础。
(±0.2)+(±0.0002)≈±0.2
所以计算结果的正确表示应为 36.5 。有效数字36.5 正好 与0.2的绝对误差相匹配。
(2)乘除法 例如，以下三个有效数字进行乘除法运算时 0.024×8.156 12.576 ＝0.015564885…… 因为每个数据的最后一位数字均为可疑数字，若最后一位有1
在有效数字中，数字“0”具有双重意义：(1)作为普通 数字使用，它是有效数字；(2)只起定位作用，它不是有效 数字。
例如，测得以下数据：
试剂的体积 12mL (量筒量取)
二位有效数字
试样的质量 0.6283g (分析天平称取) 四位有效数字
滴定液体积 23.58mL (滴定管读取) 四位有效数字
(2024年)大学课件无机及分析化学
26
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
07
实验技能培养与实践操作演示
2024/3/26
27
实验安全知识及仪器使用注意事项
实验安全知识
实验室常见危险源识别与应对措施
2024/3/26
化学品的分类、储存和处理规范
28
实验安全知识及仪器使用注意事项
实验废弃物的处理和环保要求
2024/3/26
17
化学平衡及移动原理
化学平衡定义
在一定条件下，可逆反应的正逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再改 变，达到动态平衡状态。
影响化学平衡的因素
包括温度、压力、浓度和催化剂等。其中，温度对化学平衡的影响最为显著， 升高温度通常会使平衡向吸热方向移动。
2024/3/26
18
05
分析化学基础与方法
分子晶体的特点
低熔点、硬度小、具有挥发性、导电性差（固态和液态）、溶解 性（在水中难溶解，易溶于有机溶剂）。
分子晶体的结构
分子晶体中，分子间通过范德华力相互吸引，构成晶体。
13
金属键与金属晶体
金属键的形成
通过金属原子间自由电子的共享形成金属键。
金属晶体的特点
高熔点、硬度大、延展性好、导电性好（固态和液态）、具有金属光泽。
合成反应
分解反应
两种或多种物质反应生成一种新物质的化 学反应，如燃烧、酸碱中和等。
一种化合物在特定条件下分解成两种或多 种较简单的单质或化合物的反应，如电解 、加热分解等。
置换反应
复分解反应
一种单质与一种化合物反应生成另一种单 质和另一种化合物的反应，如金属与酸、 金属氧化物与碳的反应等。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
07
实验技能培养与实践操作演示
2024/3/26
27
实验安全知识及仪器使用注意事项
实验安全知识
实验室常见危险源识别与应对措施
2024/3/26
化学品的分类、储存和处理规范
28
实验安全知识及仪器使用注意事项
实验废弃物的处理和环保要求
2024/3/26
17
化学平衡及移动原理
化学平衡定义
在一定条件下，可逆反应的正逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再改 变，达到动态平衡状态。
影响化学平衡的因素
包括温度、压力、浓度和催化剂等。其中，温度对化学平衡的影响最为显著， 升高温度通常会使平衡向吸热方向移动。
2024/3/26
18
05
分析化学基础与方法
分子晶体的特点
低熔点、硬度小、具有挥发性、导电性差（固态和液态）、溶解 性（在水中难溶解，易溶于有机溶剂）。
分子晶体的结构
分子晶体中，分子间通过范德华力相互吸引，构成晶体。
13
金属键与金属晶体
金属键的形成
通过金属原子间自由电子的共享形成金属键。
金属晶体的特点
高熔点、硬度大、延展性好、导电性好（固态和液态）、具有金属光泽。
合成反应
分解反应
两种或多种物质反应生成一种新物质的化 学反应，如燃烧、酸碱中和等。
一种化合物在特定条件下分解成两种或多 种较简单的单质或化合物的反应，如电解 、加热分解等。
置换反应
复分解反应
一种单质与一种化合物反应生成另一种单 质和另一种化合物的反应，如金属与酸、 金属氧化物与碳的反应等。
无机及分析化学课件
动量 能量
E=hv P=h/λ h=6.626 ×10-34 J·s
任何运动物体都有波动性，宏观物体只是由 于质量太大而导致波长太短无法显示出来 ！
h h λ= = p mu
证实： 证实：电子衍射实验
1927年，Davisson和Germer实验： 年 实验： 和 实验 微粒波的强度反 映了粒子在该处出 现概率密度的大小
415nm 435nm 487nm
电子束
电子束
660nm
1 1 n = R( 2 ) 2 n1 n2 式中， 为常数 为常数， 必须是正整数且n 式中，R为常数，n1、n2必须是正整数且 1<n2
氢原子光谱示意图
氢原子光谱特征: 氢原子光谱特征 不连续的,线状的(可见区:4条)
线状光谱(连续) 带状光谱(连续) 线状光谱(连续)、带状光谱(连续)
（1）假设 ）
核外电子不能沿任意轨道运动，而只能在确 定半径和能量的轨道上运动； 正常情况下，原子中电子尽可能处在离核最 近的轨道上运动，此时能量最低 — 原子处 于基态（最低能级n1=1）。当原子受到辐射 获得能量后，电子可跃迁到离核较远的轨道 上 — 原子处于激发态（较高能级n2）； 电子在定轨道运动时既不吸收能量，也不辐 射能量 不同轨道的能量是不相同的，且不连续
重点
量子数的取值原则 波函数及电子云的空间图形 原子核外电子排布规律 能级组的概念 价键理论和杂化理论 简单分子的空间构型 Nhomakorabea难点
波函数概念、能级概念 原子轨道及电子云空间图形 杂化轨道理论及分子空间构型判断
§5.1 原子核外电子的运动状态
氢原子光谱和Bohr理论 一、氢原子光谱和 理论
氢放 电管 狭缝 棱镜
l=0, 1, 2… l≥︱m︱
E=hv P=h/λ h=6.626 ×10-34 J·s
任何运动物体都有波动性，宏观物体只是由 于质量太大而导致波长太短无法显示出来 ！
h h λ= = p mu
证实： 证实：电子衍射实验
1927年，Davisson和Germer实验： 年 实验： 和 实验 微粒波的强度反 映了粒子在该处出 现概率密度的大小
415nm 435nm 487nm
电子束
电子束
660nm
1 1 n = R( 2 ) 2 n1 n2 式中， 为常数 为常数， 必须是正整数且n 式中，R为常数，n1、n2必须是正整数且 1<n2
氢原子光谱示意图
氢原子光谱特征: 氢原子光谱特征 不连续的,线状的(可见区:4条)
线状光谱(连续) 带状光谱(连续) 线状光谱(连续)、带状光谱(连续)
（1）假设 ）
核外电子不能沿任意轨道运动，而只能在确 定半径和能量的轨道上运动； 正常情况下，原子中电子尽可能处在离核最 近的轨道上运动，此时能量最低 — 原子处 于基态（最低能级n1=1）。当原子受到辐射 获得能量后，电子可跃迁到离核较远的轨道 上 — 原子处于激发态（较高能级n2）； 电子在定轨道运动时既不吸收能量，也不辐 射能量 不同轨道的能量是不相同的，且不连续
重点
量子数的取值原则 波函数及电子云的空间图形 原子核外电子排布规律 能级组的概念 价键理论和杂化理论 简单分子的空间构型 Nhomakorabea难点
波函数概念、能级概念 原子轨道及电子云空间图形 杂化轨道理论及分子空间构型判断
§5.1 原子核外电子的运动状态
氢原子光谱和Bohr理论 一、氢原子光谱和 理论
氢放 电管 狭缝 棱镜
l=0, 1, 2… l≥︱m︱
无机及分析化学课件
Fr Ra Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Uun Uun Uun 钫镭铹 7
镧 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb 系镧 铈 镨 钕 钷 钐 铕 钆 铽 镝 钬 铒 铥 镱 锕 Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No
无机及分析化学课件.ppt
钻穿效应-外层电子能够避开其它电子的屏蔽而钻穿 到内层，在离核较近的地方出现。钻穿效应强弱顺序 为：ns>np>nd>nf
钻穿效应导致电子在离核较近的区域内出现的概 率增大，因而受到其它电子的屏蔽减少，受核的吸 引增强，响应的能级降低。钻穿效应使各电子亚层 能级的顺序为：Ens<Enp<End<Enf
[ Ar ] — 原子实， 表示 Ar 的电子结构式 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 同周期惰性元素的电子结构式
1) 元素周期律
元素原子的电子层结构呈周期性变化 ，导致元素性质周期 性变化, 这就是元素周期律。
2) 元素的周期
周期的划分与能级组的划分完全一致，每个能级组都独 自对应一个周期。共有七个能级组， 所以共有七个周期。
IB IIB
Al Si P S 铝硅磷硫
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se 4 钾钙钪钛钒铬锰铁钴镍铜锌镓锗砷硒
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te 5 铷锶钇锆铌钼锝钌铑钯银镉铟锡锑碲
Cs Ba Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po 6 铯钡镥铪钽钨铼锇铱铂金汞铊铅铋钋
(1)1s22s22p63s23p6，三周期，第0族，为Ar；
镧 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb 系镧 铈 镨 钕 钷 钐 铕 钆 铽 镝 钬 铒 铥 镱 锕 Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No
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钻穿效应-外层电子能够避开其它电子的屏蔽而钻穿 到内层，在离核较近的地方出现。钻穿效应强弱顺序 为：ns>np>nd>nf
钻穿效应导致电子在离核较近的区域内出现的概 率增大，因而受到其它电子的屏蔽减少，受核的吸 引增强，响应的能级降低。钻穿效应使各电子亚层 能级的顺序为：Ens<Enp<End<Enf
[ Ar ] — 原子实， 表示 Ar 的电子结构式 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 同周期惰性元素的电子结构式
1) 元素周期律
元素原子的电子层结构呈周期性变化 ，导致元素性质周期 性变化, 这就是元素周期律。
2) 元素的周期
周期的划分与能级组的划分完全一致，每个能级组都独 自对应一个周期。共有七个能级组， 所以共有七个周期。
IB IIB
Al Si P S 铝硅磷硫
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se 4 钾钙钪钛钒铬锰铁钴镍铜锌镓锗砷硒
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te 5 铷锶钇锆铌钼锝钌铑钯银镉铟锡锑碲
Cs Ba Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po 6 铯钡镥铪钽钨铼锇铱铂金汞铊铅铋钋
(1)1s22s22p63s23p6，三周期，第0族，为Ar；