无机化学第二章演示文稿
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高等无机化学第二章课件
20
轨道重叠：
9F
9F 9F
1s22s22p5
1s22s22p5 1s22s22p5
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：平面三角形 键 角：120
s轨道 p轨道 sp2杂化
p轨道
21
（3）sp3 等性杂化 CCl4、CH4分子就属于此类型杂化 基 激发态 态
H2O 不 等 性 杂 化
NH3
26
乙炔分子中键模型
27
2－4－1 价层电子对互斥理论的基本要点
一.基本要点
1．ABn分子或离子的空间构型取决于中心原子周围 的价层电子对数
价层电子对数=成键电子对和孤对电子数之和
Vp(Valence Pair) = Bp(Bond Pair )＋Ip(Isolated Pair)
成键原子轨道重叠越多，两核间电子云密度越 大，形成的共价键越稳定
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。
5
2－2－2 共价键的特性
－ －具有饱和性和方向性
-
+
+
x
+
+
-
x
+
-
+
x
( s 和px 轨道的重叠方式 )
6
2－2－3 共价键的键型
LP = 0
SF6
VP=½(6+6)=6
LP = 0
40
LP≠0
VP 2
分子的空间构型≠电子对的空间构型
1.σ键
两原子轨道沿键轴（两核间联线）进行同号 重叠而形成的共价键称σ键 范畴： s s px s px px 重叠 重叠 重叠
轨道重叠：
9F
9F 9F
1s22s22p5
1s22s22p5 1s22s22p5
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：平面三角形 键 角：120
s轨道 p轨道 sp2杂化
p轨道
21
（3）sp3 等性杂化 CCl4、CH4分子就属于此类型杂化 基 激发态 态
H2O 不 等 性 杂 化
NH3
26
乙炔分子中键模型
27
2－4－1 价层电子对互斥理论的基本要点
一.基本要点
1．ABn分子或离子的空间构型取决于中心原子周围 的价层电子对数
价层电子对数=成键电子对和孤对电子数之和
Vp(Valence Pair) = Bp(Bond Pair )＋Ip(Isolated Pair)
成键原子轨道重叠越多，两核间电子云密度越 大，形成的共价键越稳定
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。
5
2－2－2 共价键的特性
－ －具有饱和性和方向性
-
+
+
x
+
+
-
x
+
-
+
x
( s 和px 轨道的重叠方式 )
6
2－2－3 共价键的键型
LP = 0
SF6
VP=½(6+6)=6
LP = 0
40
LP≠0
VP 2
分子的空间构型≠电子对的空间构型
1.σ键
两原子轨道沿键轴（两核间联线）进行同号 重叠而形成的共价键称σ键 范畴： s s px s px px 重叠 重叠 重叠
大学无机化学第二章 PPT
大多数情况下,原子间的键合关系是已知的, 例如, NO2中的 键合关系不是N—O—O, 而是O—N—O. 有时还可作出某些有 根据的猜测.
2. 将各原子的价电子数相加, 算出可供利用的价电子总数. 如果 被表达的物种带有正电荷, 价电子总数应减去正电荷数; 如果 被表达的物种带有负电荷, 价电子总数应加上负电荷数.
Electronicgrativity difference Bonding polarity
0.46
0.76 0.96 1.78
Increasing in turn
2.2.2 路易斯结构式
路易斯用元素符号之间的小黑点表示分子中各原子的键合关
系，代表一对键电子的一对小黑点亦可用“－”代替。路易斯结 构式能够简洁地表达单质和化合物的成键状况，其基本书写步骤 如下： 1. 按原子的键合关系写出元素符号并将相邻原子用单键连接. 在
•• ••
O O • •
•
•
•••
O O •
•
•
•
•••
O O • • • • •
• ••• •
3. 有些物种的合理结构能写出不止一个. 例如对 NO3- 离子而言，可以写 出能量相同的三个式子（但3个式子都不代表NO3-离子的实际结构）
，此时鲍林的共振论此时应运而生 .
O
O
N+
O
O
O
N
O
O
O
N
type electron pair
bond angle)
Structures
AB2
2
Linear (180°)
B—A—B B
AB3
3
Triangular planar (120°)
2. 将各原子的价电子数相加, 算出可供利用的价电子总数. 如果 被表达的物种带有正电荷, 价电子总数应减去正电荷数; 如果 被表达的物种带有负电荷, 价电子总数应加上负电荷数.
Electronicgrativity difference Bonding polarity
0.46
0.76 0.96 1.78
Increasing in turn
2.2.2 路易斯结构式
路易斯用元素符号之间的小黑点表示分子中各原子的键合关
系，代表一对键电子的一对小黑点亦可用“－”代替。路易斯结 构式能够简洁地表达单质和化合物的成键状况，其基本书写步骤 如下： 1. 按原子的键合关系写出元素符号并将相邻原子用单键连接. 在
•• ••
O O • •
•
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O O •
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O O • • • • •
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3. 有些物种的合理结构能写出不止一个. 例如对 NO3- 离子而言，可以写 出能量相同的三个式子（但3个式子都不代表NO3-离子的实际结构）
，此时鲍林的共振论此时应运而生 .
O
O
N+
O
O
O
N
O
O
O
N
type electron pair
bond angle)
Structures
AB2
2
Linear (180°)
B—A—B B
AB3
3
Triangular planar (120°)
大学无机化学课件 第二章
化学与化工学院
爱因斯坦对热力学的评价
“对于一个理论而言，它的前提越简单，所关 联的不同事物越多，应用的领域越广泛，它 给人留下的印象就越深刻。因此，经典热力 学给我留下了深刻的印象。它是唯一具有普 遍性的物理理论。这使我相信，在经典热力 学的应用领域之内，它永远也不会被抛弃。”
爱因斯坦(Albert Einstein)
化学与化工学院
示例
下列化学反应体系在反应过程中吸收了68kJ 的热量，同时对外界作功30kJ，请问体系热 力学能的变化如何？
N2(g) + 2O2(g) ＝ 2NO2(g) – 68kJ
解：体系吸收热能，Q＝＋68kJ 体系对外作功，W＝－30kJ
则该体系的热力学能为
U = Q + W = [(+68)+(-30)]kJ = +38kJ 所以体系的热力学能升高
反应热包括了物理变化过程中的热量变化
化学与化工学院
等容热效应
在密闭容器中进行的反应，体积不变，是等 容过程，该过程不做任何非体积功，W=0 由热力学第一定律U = Q+W， 则 U = QV QV 叫做等容热效应。
上式表明在等容条件下，过程的热效应等于 体系内能的变化。
H2，则
H = H1 + H2
若为理想气体，H = U + pV = U + nRT ,
H = U + nRT
化学与化工学院
化学反应中的质量守恒定律
在化学反应中，质量既不能创 造，也不能毁灭。只能由一种 形式转变为另一种形式。
通常用化学反应计量方程表示这种系统。 通式：
0=BBB B称化学计量数。
令
H = U + pV
爱因斯坦对热力学的评价
“对于一个理论而言，它的前提越简单，所关 联的不同事物越多，应用的领域越广泛，它 给人留下的印象就越深刻。因此，经典热力 学给我留下了深刻的印象。它是唯一具有普 遍性的物理理论。这使我相信，在经典热力 学的应用领域之内，它永远也不会被抛弃。”
爱因斯坦(Albert Einstein)
化学与化工学院
示例
下列化学反应体系在反应过程中吸收了68kJ 的热量，同时对外界作功30kJ，请问体系热 力学能的变化如何？
N2(g) + 2O2(g) ＝ 2NO2(g) – 68kJ
解：体系吸收热能，Q＝＋68kJ 体系对外作功，W＝－30kJ
则该体系的热力学能为
U = Q + W = [(+68)+(-30)]kJ = +38kJ 所以体系的热力学能升高
反应热包括了物理变化过程中的热量变化
化学与化工学院
等容热效应
在密闭容器中进行的反应，体积不变，是等 容过程，该过程不做任何非体积功，W=0 由热力学第一定律U = Q+W， 则 U = QV QV 叫做等容热效应。
上式表明在等容条件下，过程的热效应等于 体系内能的变化。
H2，则
H = H1 + H2
若为理想气体，H = U + pV = U + nRT ,
H = U + nRT
化学与化工学院
化学反应中的质量守恒定律
在化学反应中，质量既不能创 造，也不能毁灭。只能由一种 形式转变为另一种形式。
通常用化学反应计量方程表示这种系统。 通式：
0=BBB B称化学计量数。
令
H = U + pV
大学无机化学第四版第二章课件
t 0
t
dt
dc B 为导数，它的几何意义是c-t曲线上某 dt 点的斜率。例如270s时的瞬时速率： 0.144 0 5 2.58 10 A点的斜率= 2 (55.8 0) 10
V = 2.58×10－5 mol L-1 s-1
1-
s 1-L lom 501 85.2
t2=300 s
c2(N2O5) = 0.180 mol· L-1
mol L-1 3.3 10 5 mol L-1 s -1 2 300 s
2. 瞬时速率 时间间隔Δt趋于无限小时的平均速率的极 限。 c B dc B lim
△ f Gm (参考态单质,T)=0
△ rGm 2. 用△ f Gm (B,相态,T) 计算
对于化学反应：0=ΣνBB
B
△ rGm (298.15K) = ∑νB △ f Gm (B,相态,298.15K)
如果T≠298.15K
△ rGm (T)≈ △ rHm(298.15K)-T△ rSm (298.15K)
H2O(l)
CaO(s)+CO2(g)
mol-1 △ rHm = 178.32kJ·
100 C H O(g) 2
mol-1 △ rHm = 44.0kJ· 焓变只是影响反应自发性的因素之一， 但不是唯一的影响因素。
2.1.3 混乱度、熵和微观态数
1.混乱度 许多自发过程有混乱度增加变化 0K T K △S = ST - S 0 = ST ST---规定熵（绝对熵）
在某温度T 和标准压力下，单位物质的 量的某纯物质B的规定熵称为B的标准摩尔熵。 其符号为 ：
mol-1 · K-1 Sm (B,相态,T) ，单位是J·
t
dt
dc B 为导数，它的几何意义是c-t曲线上某 dt 点的斜率。例如270s时的瞬时速率： 0.144 0 5 2.58 10 A点的斜率= 2 (55.8 0) 10
V = 2.58×10－5 mol L-1 s-1
1-
s 1-L lom 501 85.2
t2=300 s
c2(N2O5) = 0.180 mol· L-1
mol L-1 3.3 10 5 mol L-1 s -1 2 300 s
2. 瞬时速率 时间间隔Δt趋于无限小时的平均速率的极 限。 c B dc B lim
△ f Gm (参考态单质,T)=0
△ rGm 2. 用△ f Gm (B,相态,T) 计算
对于化学反应：0=ΣνBB
B
△ rGm (298.15K) = ∑νB △ f Gm (B,相态,298.15K)
如果T≠298.15K
△ rGm (T)≈ △ rHm(298.15K)-T△ rSm (298.15K)
H2O(l)
CaO(s)+CO2(g)
mol-1 △ rHm = 178.32kJ·
100 C H O(g) 2
mol-1 △ rHm = 44.0kJ· 焓变只是影响反应自发性的因素之一， 但不是唯一的影响因素。
2.1.3 混乱度、熵和微观态数
1.混乱度 许多自发过程有混乱度增加变化 0K T K △S = ST - S 0 = ST ST---规定熵（绝对熵）
在某温度T 和标准压力下，单位物质的 量的某纯物质B的规定熵称为B的标准摩尔熵。 其符号为 ：
mol-1 · K-1 Sm (B,相态,T) ，单位是J·
第二章-高等无机化学-课件PPT课件
第2页/共72页
引言
分子的对称性是分子的固有基本性质。因此利用对称 性原理探讨分子的结构和性质，是人们认识分子的重要途 径，是了解分子结构与性质的重要方法。
对称性的概念和原理对化学研究的重要性表现为： 能简明地表达分子的构型 可简化分子构型的测定工作 可帮助正确地了解分子的性质 能够指导化学合成工作
称性，化学键的改组和形成，常需要考虑对称性匹配的因 素，许多化合物及生物活性物质，其性质与分子的绝对构 型有关。因此合成化合物，特别是具有一定生物活性的化 合物，需要考虑对称性因素。
第7页/共72页
引言
群论是一个很宽阔的数学领域，是研究对称性的有力工 具。群论已经成为化学研究的一个不可缺少的方法，分子结 构、晶体结构、量化研究离开群论是难以想象的。
第21页/共72页
第二节 群及其基本性质
2.3 对称操作群（点群）的基本性质： 封闭性： 任何两个对称操作的乘积必定为该群的一个
对称操作。 恒等元素：任何点群都含有一恒等操作E，它和点群中
任一对称操作的乘积即为该对称操作本身。 结合律： (AB)C = A(BC) 逆元素： 点群中的对称操作都有相应的逆元素。
第3页/共72页
引言
(1) 能简明地表达分子的构型 例如Ni(CN)42－属于D4h点群，用D4h符号可以简洁、
准确地表明9个原子处于同一平面，Ni原子在离子的中 心位置，周围4个－CN完全等同，M－C－N都是直线形， 互成90o。
第4页/共72页
引言
(2) 可简化分子构型的测定工作 将对称性基本原理用于量子力学、光谱学、X射线晶
第11页/共72页
H2O的对称操作和对称元素
第一节 对称操作和对称元素
有五种对称元素能够用于适当的独立分子的对称操作。
引言
分子的对称性是分子的固有基本性质。因此利用对称 性原理探讨分子的结构和性质，是人们认识分子的重要途 径，是了解分子结构与性质的重要方法。
对称性的概念和原理对化学研究的重要性表现为： 能简明地表达分子的构型 可简化分子构型的测定工作 可帮助正确地了解分子的性质 能够指导化学合成工作
称性，化学键的改组和形成，常需要考虑对称性匹配的因 素，许多化合物及生物活性物质，其性质与分子的绝对构 型有关。因此合成化合物，特别是具有一定生物活性的化 合物，需要考虑对称性因素。
第7页/共72页
引言
群论是一个很宽阔的数学领域，是研究对称性的有力工 具。群论已经成为化学研究的一个不可缺少的方法，分子结 构、晶体结构、量化研究离开群论是难以想象的。
第21页/共72页
第二节 群及其基本性质
2.3 对称操作群（点群）的基本性质： 封闭性： 任何两个对称操作的乘积必定为该群的一个
对称操作。 恒等元素：任何点群都含有一恒等操作E，它和点群中
任一对称操作的乘积即为该对称操作本身。 结合律： (AB)C = A(BC) 逆元素： 点群中的对称操作都有相应的逆元素。
第3页/共72页
引言
(1) 能简明地表达分子的构型 例如Ni(CN)42－属于D4h点群，用D4h符号可以简洁、
准确地表明9个原子处于同一平面，Ni原子在离子的中 心位置，周围4个－CN完全等同，M－C－N都是直线形， 互成90o。
第4页/共72页
引言
(2) 可简化分子构型的测定工作 将对称性基本原理用于量子力学、光谱学、X射线晶
第11页/共72页
H2O的对称操作和对称元素
第一节 对称操作和对称元素
有五种对称元素能够用于适当的独立分子的对称操作。
《无机化学》课件第二章
第二节 共价键理论
二、 现代价键理论（电子配对法） 1. 氢分子的形成和共价键的本质
以氢分子为例说明 共价键的形成及其本质。 用量子力学处理氢原子 形成氢分子时，得到氢 分子的能量E与核间距R 的关系曲线，如图2-3所 示。
图2-3 H2分子形成能量随核间距变化示意图
第二节 共价键理论
2. 价键理论要点及特点
分子或晶体能够稳定存在，可见原子之间存在着相互作用，这 种相互作用，既存在于直接相邻的原子之间，也存在于非相邻的原 子之间。前一种作用力比较强烈，要破坏它需要消耗较大的能量， 这是使原子结合成分子或晶体的主要因素。
第一节 离子键理论和离子晶体
一、 离子键的形成和特征 1. 离子键的形成
金属钠能与氯气反应，生成氯化钠：
第一节 离子键理论和离子晶体
在晶格中含有晶体结构的最小重复单位称为单元晶胞，简称 晶胞。晶胞在三维空间无限地重复就产生宏观的晶体。根据晶胞 的特征可以划分为7个晶系，共14种晶格。按照粒子的种类或粒 子间的作用力的性质不同，晶体可以分为离子晶体、原子晶体、 分子晶体和金属晶体四种基本类型。由于粒子的种类不同、粒子 间作用力的性质不同，晶体的物理性质也各异。首先介绍一下离 子晶体，其他晶体类型也会在以后的章节中逐一介绍。
第一节 离子键理论和离子晶体
三、 离子晶体 1. 晶体的基本概念
根据组成物质的粒子在不同温度和压力下的能量大小不同和粒 子排列有无规则，物质可以呈现气态、液态和固态三种聚集状态。 固态物质又可分为晶体和无定形体。无定形体是内部质点排列不规 则，没有一定结晶外形的面体。晶体的外表特征是具特征。晶体的这些特征是由其内部结构决定的。
第一节 离子键理论和离子晶体
从图2-1中可以看出，钠离子(或氯离子)吸引任何方 向上的氯离子(或钠离子)形成相同的离子键。如果在空间 三个方向继续延伸下去，最后就形成了氯化钠晶体。在 氯化钠晶体中，一个Na＋周围有六个C1－，一个Cl－周围 有六个的Na＋，并不存在单个的氯化钠分子(只有气态时 才有单个的NaCl分子存在)。所以，化学式NaCl只代表 氯化钠中钠离子和氯离子的化合比。
2018无机化学课件：第二章(应化专业)
标准态下，由最稳定的纯态单质生成单位物质的量 的某物质时的吉布斯自由能变。
任何最稳定的纯态单质在任何温度下的标准摩尔生 成吉布斯自由能均为零。
如 ΔfGm(石墨)=0、ΔfGm(H2)=0
标准摩尔生成吉布斯自由能ΔfGm的计算 Δ体rG途m径只无与关反。应的始态和终态有关，与反应的具
ΔrGm=∑νiΔfGm(生成物)+∑νiΔfGm(反应物)
但实践表明: 有些吸热过程(ΔrHm > 0) 亦能自发进行。
例如 1. NH4Cl(s) → NH4+(aq) + Cl-(aq)
rHm = 14.7 kJ·mol-1
2. Ag2O(s)
→
2Ag(s)
+
1 2
O2(g)
rHm = 31.05 kJ·mol-1
为什么有些吸热过程亦能自发进行呢? 例如 1.NH4Cl(s) → NH4+(aq) + Cl-(aq)
rHm = 14.7 kJ·mol-1
NH4Cl晶体中NH4+ 和Cl- 的排列是整齐有序的。 NH4Cl晶体进入水中后，形成水合离子(以aq表示)并 在水中扩散。在NH4Cl溶液中，无论是NH4+(aq)、 Cl-(aq)还是水分子，它们的分布情况比 NH4Cl 溶解 前要无序，即比以前要混乱得多。
ΔrSm = 2Sm(SO3)-[2Sm(SO2)]+Sm(O2)] = -188.06 J·mol-1·K-1
ΔrGm(723K) =ΔrHm(723K)-TΔrSm(723K) ≈ ΔrHm(298K)-TΔrSm(298 K)
ΔrGm(723K) = [(-197.78×10-3)-723(-188.06)] J·mol-1 = -61813 J·mol-1
任何最稳定的纯态单质在任何温度下的标准摩尔生 成吉布斯自由能均为零。
如 ΔfGm(石墨)=0、ΔfGm(H2)=0
标准摩尔生成吉布斯自由能ΔfGm的计算 Δ体rG途m径只无与关反。应的始态和终态有关，与反应的具
ΔrGm=∑νiΔfGm(生成物)+∑νiΔfGm(反应物)
但实践表明: 有些吸热过程(ΔrHm > 0) 亦能自发进行。
例如 1. NH4Cl(s) → NH4+(aq) + Cl-(aq)
rHm = 14.7 kJ·mol-1
2. Ag2O(s)
→
2Ag(s)
+
1 2
O2(g)
rHm = 31.05 kJ·mol-1
为什么有些吸热过程亦能自发进行呢? 例如 1.NH4Cl(s) → NH4+(aq) + Cl-(aq)
rHm = 14.7 kJ·mol-1
NH4Cl晶体中NH4+ 和Cl- 的排列是整齐有序的。 NH4Cl晶体进入水中后，形成水合离子(以aq表示)并 在水中扩散。在NH4Cl溶液中，无论是NH4+(aq)、 Cl-(aq)还是水分子，它们的分布情况比 NH4Cl 溶解 前要无序，即比以前要混乱得多。
ΔrSm = 2Sm(SO3)-[2Sm(SO2)]+Sm(O2)] = -188.06 J·mol-1·K-1
ΔrGm(723K) =ΔrHm(723K)-TΔrSm(723K) ≈ ΔrHm(298K)-TΔrSm(298 K)
ΔrGm(723K) = [(-197.78×10-3)-723(-188.06)] J·mol-1 = -61813 J·mol-1
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第二章：配位化合物
§1. 配合物电子光谱 §2. 取代反应机理 §3. 几种新型配合物及其应用 §4. 功能配合物
3
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
第三章：原子簇化合物
{ §1. 非金属原子簇化合物
镜面包含主轴：v
16
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
镜面垂直于主轴：h
N
N
C
h
一个分子只可能有一个 h镜面
17
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
9
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
§1.对称操作与对称元素
Symmetry Operations and Symmetry Elements
对称元素
n重旋转轴 镜面 反演中心 n重非真旋转轴 或旋转反映
6
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
第六章: 固体结构和性质
§1.固体的分子轨道理论 §2.固体的结构 §3.有代表性的氧化物和氟化物
7
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
反演中心
§1. 配合物电子光谱 §2. 取代反应机理 §3. 几种新型配合物及其应用 §4. 功能配合物
3
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
第三章：原子簇化合物
{ §1. 非金属原子簇化合物
镜面包含主轴：v
16
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
镜面垂直于主轴：h
N
N
C
h
一个分子只可能有一个 h镜面
17
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
9
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
§1.对称操作与对称元素
Symmetry Operations and Symmetry Elements
对称元素
n重旋转轴 镜面 反演中心 n重非真旋转轴 或旋转反映
6
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
第六章: 固体结构和性质
§1.固体的分子轨道理论 §2.固体的结构 §3.有代表性的氧化物和氟化物
7
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
反演中心
无机化学 第2章
湖南工程学院化学化工学院
θ Gm
△rHm － ＋ ＋ －
△rSm ＋ － ＋ －
△rGm= △rHm- T△rSm △rGm ＜ 0 △rGm > 0
T>
T<
反应情况 任何温度下均为自发过程 任何温度下均为非自发过程 高温自发过程 低温自发过程
∆H ∆S
∆H ∆S
△rGm ＜ 0 △rGm ＜ 0
熵值大小与其组成、结构和物质的量等有关， 熵值大小与其组成、结构和物质的量等有关，
熵是体系的状态函数。 熵是体系的状态函数。
无机 化学 课件
湖南工程学院化学化工学院
化学反应的标准熵变的计算
∆ rSm = υ i S m ( 生成物） + ∑ i υ i S m ( 反应物） ∑ i
例1 试计算下列反应在298K时的△fH 由计算结果判断反应方向。 ⑴ N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)
θ θ θ θ ∆ r Gm = [∆ f Gm (CaO) + ∆ f Gm (CO2 ) − ∆ f Gm (CaCO3 )
=[(-604.03) + (-394.359) － (-1128.79)] kJ·mol-1 =130.40 kJ·mol-1>0
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自发
NH4+(aq) + Cl-(aq)
△r H
m>
0
2. 化学反应的熵变
NH4Cl晶体中的NH4+和Cl-，
由晶体中整齐、有序的排列→溶液中混乱、 由晶体中整齐、有序的排列→溶液中混乱、无序的离子 即：系统有自动趋向于增大混乱度的倾向 熵 (entropy, S ) 符号： 。 符号：S。 体系混乱度越大,熵值越大.
《无机化学》PPT-第2章 化学基础知识
2 分体积定律(1880－E.H. Amage)
p， T 一定时
p，VA nA
p，VB nB
p，VA + VB nA + nB
pVA ＝ nART pVB ＝ nBRT
V总 ＝ VA + VB
在恒温恒压下，某组分的分体积等于该组分产生与 混合气体相同的压力时所占据的体积。
例 2－3 某温度下，将 2 ×105 Pa 的 O2 3 dm3 和 3 × 105 Pa 的 N2 1 dm3 充入 6 dm3 的真空容器中，求 混合气体的各组分的分压及总压 .
故所得氢气的质量为 2 g ·mol × 1 × 0.05 mol ＝ 0.1 g
K
解得 T2 ＝ 900 K 当温度达到 900 K 以上时，烧瓶会炸裂。
例 2－2 27℃ 和 101 kPa下， 1.0 dm3 某气体质量为 0.65 g，求它的相对分子质量。
解：由理想气体的状态方程 pV ＝ nRT
得 n ＝ pV/RT 即 m/M ＝ pV/RT
M mRT pV
M 0.658.314300 g / mol 16g / mol 1011
解：O2 p1 ＝ 2 × 105 Pa p2 ＝ ?
V1 ＝ 3 dm3 V2 ＝ 6 dm3
O2 的分压
p(O2) ＝ p1V1/V2＝ (2 × 105 × 3/6) Pa ＝ 1 × 105 Pa
同理 N2 的分压 p(N2) ＝ (3×105×1/6)Pa
＝ 0.5 ×105 Pa
混合气体的总压力
解：由此法收集到的是氢气和水蒸气的混合气体， 则其中水蒸气的分压 p(H2O) ＝ 2.7 kPa
那么 p(H2) ＝ 100 kPa － 2.7 kPa ＝ 97.3 kPa
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解：含饱和水蒸气的空气物质的量是：
n(A)＝pv / RT 1.013105 2.70103 /(8.314 291) 0.113mol
水蒸气的物质的量是：
n(w) 0.113 3.21 / 29 2.31103 mol
由Dalton Law:
p(w) n(w) p( A) 2.31 10 3 1.013 105
pV = n R T (5)
这就是理想气体状态方程式
注意：R的取值，P、V、n、T单位 8.314 J‧mol-1‧K-1; Pa; m3; mol; K
二、混合气体分压定律
当T一定时，在V体积内，设混合气体有i种， 若各组分气体均为理想气体，则
P总V=n总RT=(n1+n2+……+ni)RT = n1 RT+ n2 RT+……niRT = P1V+P2V+……+PiV =(P1+p2+……+Pi)V
P总= Σpi=P1+p2+……+Pi
由于 PiV= niRT； P总V= n总RT
Pi P总
ni n总
xi
Pi xi P总
p总 pi p1 p2 p3
piV总 ni RT
p总V总 nRT
pi xi P总
xi ni / n
Example 1: 在291 K和1.013 x 105 Pa条件 下将2.70 dm3含饱和水蒸气的空气通过 CaCl2干燥管。完全吸水后，干燥空气为 3.21g。求291 K时水的饱和蒸气压。
1.没有固定的外形和显著的膨胀性
2.有确定的体积，一定的流动性、一定
的掺混乱性、一定的表面张力。
3.固定的
和
。
2.2.1 液体的蒸发
液体分子运动到接近 液体表面,并具有适当的 运动方向和足够大的动 能时,它可以挣脱邻近分 子的引力逃逸到液面上 方的空间变为蒸气分子.
Ni NeE0 / RT
Boyle Rule：当n和T一定时，气体的V与p成反比
V ∝1/p
（1）
Charles-Gay-Lussac Law： n和p一定时，V与T成正比
V ∝T
（2）
Avogadro Law：p与T一定时，V和n成正比
V ∝n
（3）
以上三个经验定律的表达式合并得V ∝ nT/p (4) 实验测得（4）的比例系数是R，于是得到
2.2.2 饱和蒸气压
相同温度下，不同 液体由于分子间的 引力不同，蒸气压 不同。
同一液体，温度越 高，蒸气压越大；
Clansius-Clapeyron方程
lg P A 1 B T
A H 2.303R
lg
P1 P2
H 2.303R
1 T2
1 T1
2.2.3 液体的沸点
当P蒸= P外时
晶胞是具有上述代表性的体积最小、直角最多的 平行六面体。
CsCl的晶胞 ZnS的晶胞
面心立方晶胞中的原子个数
第二章 小 结
1、气体的理想方程 2、分压定律、扩散定律 3、双克方程 4、固态晶系
温度为沸点
P蒸
P外
2.3 固体
2.3.1 晶体与非晶体 （1）概念 （2）晶体与非晶体的不同点
（a）可压性和扩散性均不同 （b）晶体有固定的外形，非晶体没有 （c）晶体有固定的熔点，非晶体没有 （d）晶体有各向异性，非晶体则是各向同性
2.3.2 晶体的外形 七大晶系
2.3.3 晶体的内部结构 （1）十四种晶格
第二章 物质的状态
2.1 气体 2.2 液体 2.3 固体
2.1 气体
理想气体 气体分子运动 实际气体
§ 2-1 气体
❖ 1—1 理想气体 (重点讲解）
1. 分子体积与气体体积相比可以忽略不计
2. 分子之间没有相互吸引力 3. 分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞 不造成动能损失
（1）理想气体的状态方程式
三斜P
单斜P
单斜C
正交P
正交C
正交I
正交F
四方P
四方F
三方P
六方P
立方P
立方I
立方F
（2）晶胞
晶胞是晶体的代表，是晶 体中的最小单位。晶胞并 置起来，则得到晶体。
NaCl的晶胞
晶胞的代表性体现在以下两个方面： 一是代表晶 体的化学组成；二是代表晶体的对称性，即与晶 体具有相同的对称元素 —— 对称轴，对称面和 对称中心 ) 。
V~而则实不Biblioteka 是常数。主要原因是气
体处于高压时分子
自身的体积不容忽
视，另外高压时分
子间的引力不容忽
视。
因此状态方程修正为
（P P内）(V nb) nRT
P内
a
n V
2
因此实际气体状态方程为
P
an2 V2
(V
nb)
nRT
2.1.4 气体的液化
临界温度Tc 临界压强Pc
临界体积Vc
2.2 液体
n( A)
0.113
三、气体扩散定律
英国物理学家格拉罕姆（Graham）指出：同温
同压下某种气态物质的扩散速度(μ)与其密度的
平方根成反比，这就是气体扩散定律。
即
ui
1
i
uA B
uB
A
由于 PM
RT
uA uB
M r(B) M r( A)
2.1.3 实际气体状态方程
理想气体的P V~
为一常数 , 际气体的P