基础化学原理第十章
基础化学原理第十章
第10章 原子结构与元素周期律内容提要本章的重点是认识核外电子的运动状态,核外电子周期性排布以及与元素周期表的关系。
首先应把注意力集中于弄清核外电子的运动状态的描述方法,了解微观粒子运动的基本属性,清楚对氢原子和类氢离子的核外单电子进行量子力学处理基本方法中涉及的概念和意义。
在弄清上述概念的基础上,要掌握四个量子数、核外电子周期性排布以及与元素周期表的关系,正确认识元素的周期性变化规律(如原子半径、电离能、电子亲和能和电负性)。
1.量子力学对氢原子的处理 1)波粒二象性微观粒子的运动既有波动性又有粒子性,常称为波粒二象性(量子化特征)。
与波动性有关的物理量(波长λ)和与微粒性有关的物理量(动量p )可以通过普朗克常数(h )联系起来,这就是著名的德布罗依关系式h/p h/mv ==λ。
具有波动性的粒子不能同时具有确定的坐标与动量,即∆⋅∆x p ≥4h/π。
这一关系称为海森堡不确定性原理(或测不准原理)。
1905年,爱因斯坦(Einstein )提出了著名的爱因斯坦方程E =hc/λ,为近代量子论奠定了基础。
2)波函数既然电子在原子核外运动服从量子力学规律,就必须解决如何描述其运动状态的问题,这就是著名的薛定谔方程。
该方程的每一个合理的解Ψ,都以波函数表示粒子运动的某一状态,并有对应于这个稳定状态的总能量E 。
在球坐标中波函数表达为Ψ n,l,m (r ,θ, φ),还可分解成径向部分R n , l ( r ) 和角度部分 Y l ,m (θ, φ)。
3)几率密度2ψ和电子云波函数Ψ本身並无具体的物理意义,仅表示薛定谔方程的解,但2ψ却给出了明确的物理意义:2ψ表示在空间任意小体积元(d V )中电子出现的概率,即概率密度,其空间图像称为电子云。
4)波函数的有关图形表示原子轨道的角度分布是以Y (θ, φ) 随θ, φ变化的图形,2Y随θ, φ变化的图形称为电子云角度分布图;以4πr2R2 (r) 对r作图,则表示在半径r与r + d r之间的薄层球壳内电子出现概率与半径r之间的关系。
人教版2020高考化学第10章(化学实验)第1节化学实基本操作和实验安全讲与练(含解析)
第十章化学实验李仕才第一节化学实验基础考点二实验基本操作和实验安全一、实验基本操作1.药品的取用2.物质的溶解(1)固体的溶解:一般在烧杯或试管里进行,为了加速溶解,常采用搅拌、粉碎、振荡或加热等措施,但FeCl3、AlCl3等易水解的固体溶解时不能加热。
(2)气体的溶解:①对溶解度较小的气体(如Cl2、CO2、H2S等),为了增大气体分子与水分子的接触机会,应将气体导管插入水中(如图中A)。
②对极易溶于水的气体(如NH3、HCl等),气体导管口只能靠近液面,最好在导管口连接一倒置的漏斗或干燥管,并使漏斗边缘或干燥管刚好贴靠在液面上,这样可以增大气体的吸收率,减少气体的逸出,同时也避免出现液体倒吸的现象(如图中B、C和D)。
(3)液体的溶解:用量筒分别量取一定体积被溶解的液体和溶剂,然后先后加入烧杯中搅拌而溶解。
但对于溶解放热较多的液体,往往先加入密度较小的液体,再沿烧杯内壁缓缓加入密度较大的液体,边加边搅拌。
如稀释浓H2SO4时是把浓H2SO4慢慢加入到水中,并用玻璃棒不断搅拌。
3.玻璃仪器的洗涤(1)洗涤干净的标准:内壁附着的水膜均匀,既不聚成水滴,也不成股流下。
(2)常见残留物的洗涤:待清洗仪器污物清洗试剂做过KMnO4分解实验的试管MnO2浓盐酸做过碘升华实验的烧杯碘酒精长期存放FeCl3溶液的试剂瓶Fe(OH)3盐酸做过银镜反应实验的试管银稀HNO3做过油脂水解实验的试管油污热的纯碱溶液(1)试纸的类型和使用范围(2)试纸的使用方法①检验液体:取一小块试纸放在表面皿或玻璃片上,用洁净玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中部,观察试纸颜色的变化。
②检验气体:一般先将试纸用蒸馏水润湿,粘在玻璃棒的一端,使其接近出气口,观察颜色的变化。
5.装置气密性的检查方法(1)常用方法(2)特殊方法①抽气法或吹气法图A:关闭分液漏斗的活塞,轻轻向外拉动或向里推动注射器的活塞,一段时间后,活塞能回到原来的位置,表明装置的气密性良好。
人民卫生出版社第7版《基础化学》习题第十章
共价键与分子间力首页难题解析学生自测题学生自测答案章后习题解答难题解析[TOP]例10-1试用杂化轨道理论说明乙烯分子的形成及其构型。
分析根据杂化轨道理论,形成乙烯分子时,C原子的价层电子要杂化。
共价键形成时,σ键在成键两原子间能单独存在,且只存在一个; 键在成键两原子间不能单独存在,但可存在多个。
乙烯分子中C原子的4个价电子分别与其它原子形成三个σ键,C、C原子间的双键中有一个是π键。
三个σ键决定分子构型,因此C原子有三个原子轨道参与杂化,形成三个等性杂化轨道。
解乙烯分子C2H4中有2个C原子和4个H原子,每个基态C原子的价层电子组态为2s2 2p2,在形成乙烯分子的过程中,1个2s电子被激发到2p空轨道上,然后1个2s轨道和2个2p轨道杂化形成3个等同的sp2杂化轨道,彼此间夹角为120º。
每个C原子的2个sp2杂化轨道各与1个H原子的1s轨道重叠形成2个C—H σ键;2个C原子间各以1个sp2杂化轨道互相重叠,形成1个σ键。
由于2个C 原子的这6个sp2杂化轨道处于同一平面,未参与杂化的2p z轨道则垂直于该平面,“肩并肩” 重叠形成1个π键,构成C=C双键。
乙烯分子中6个原子在一个平面上,分子呈平面构型。
例10-2 利用价层电子对互斥理论预测-I的空间构型。
3分析先确定中心原子的价电子对数,中心原子提供7个电子,配位提供1个电子,加上负离子的电荷数,得价层电子数的总和再除以2。
然后根据价层电子对构型和孤对电子决定-I的空间构型。
3解-I中有3个I原子,我们可将其中1个I作为中心原子,其余2个作为配位体。
中心原子I有73个价电子,2个配位I原子各提供1个电子,-I离子的负电荷数为1,所以中心原子的价电子对数为3(7+2+1)/2=5 。
价层电子对构型为三角双锥,因配位原子数为2,说明价层电子对中有2对成键电子对和3对孤对电子,以3对孤对电子处在三角双锥的三角形平面上排斥能最小,所以-I为直线型。
《基础化学》期末复习资料
2.原子轨道和电子云角度分布图形
角度分布图:
径向波函数(radial wave function),Rn,l(r)是由 n 和 l 确定的只与半径 r 有关的函数。 角度波函数(angular wave function),Yl,m(θ,)是由 l 和 m 确定的与方位角θ、有关的函数。 s 轨道的角度波函数是常数。p 轨道的角度波函数的值随θ和φ的改变而改变。d 轨道有 2 个节面,4 个
或标准氢电极(SHE)。
使用最广泛的 pH 指示电极为玻璃电极。或氢电极 H+(c)| H2(p)| Pt(s)。
7.电位法测定溶液的 pH
复合电极为
(-)玻璃电极 | 待测 pH 溶液 | SCE(+)
pH pH
.303
pH 为标准缓冲溶液的 pH; 是标准缓冲溶液与电极组成的电池电动势。
第十章 原子结构与元素周期律
(3)金属–金属难溶盐–阴离子电极 在金属表面涂有该金属难溶盐的固体,然后浸入与该盐具有相
同阴离子的溶液中所构成的电极。如 Ag–AgCl 电极,在 Ag 的表面涂有 AgCl,然后浸入有一定浓度的 Cl–
溶液中。
电极组成式 Ag(s)| AgCl(s)| Cl–(c) 电极反应 AgCl(s)+e–—→Ag(s)+CI–(aq)
第六章 化பைடு நூலகம்热力学基础
1.概念:状态函数、热力学三个定律、热化学方程、热效应、自发过程 广度性质(Extensive Property):这类性质具有加和性,如体积、物质的量等。 强度性质(Intensive Property):这些性质没有加和性,如温度、压力等。 2.能量守恒和化学反应热 热力学第一定律(the first law of thermodynamics):自然界的一切物质都具有能量,能力有各种不同的
人民卫生出版社第版《基础化学》习题
第十章共价键与分子间力首页难题解析学生自测学生自测答案章后习题解答题难题解析[TOP]例10-1试用杂化轨道理论说明乙烯分子的形成及其构型。
分析根据杂化轨道理论,形成乙烯分子时,C原子的价层电子要杂化。
共价键形成时,σ键在成键两原子间能单独存在,且只存在一个; 键在成键两原子间不能单独存在,但可存在多个。
乙烯分子中C原子的4个价电子分别与其它原子形成三个σ键,C、C原子间的双键中有一个是π键。
三个σ键决定分子构型,因此C原子有三个原子轨道参与杂化,形成三个等性杂化轨道。
解乙烯分子C2H4中有2个C原子和4个H原子,每个基态C原子的价层电子组态为2s2 2p2,在形成乙烯分子的过程中,1个2s电子被激发到2p空轨道上,然后1个2s轨道和2个2p轨道杂化形成3个等同的sp2杂化轨道,彼此间夹角为120o。
每个C原子的2个sp2杂化轨道各与1个H原子的1s轨道重叠形成2个C—H σ键;2个C原子间各以1个sp2杂化轨道互相重叠,形成1个σ键。
由于2个C原子的这6个sp2杂化轨道处于同一平面,未参与杂化的2p z轨道则垂直于该平面,“肩并肩” 重叠形成1个π键,构成C=C 双键。
乙烯分子中6个原子在一个平面上,分子呈平面构型。
例10-2 利用价层电子对互斥理论预测-I的空间构型。
3分析先确定中心原子的价电子对数,中心原子提供7个电子,配位提供1个电子,加上负离子的电荷数,得价层电子数的总和再除以2。
然后根据价层电子对构型和孤对电子决定-3I 的空间构型。
解 -3I 中有3个I 原子,我们可将其中1个I 作为中心原子,其余2个作为配位体。
中心原子I 有7个价电子,2个配位I 原子各提供1个电子,-3I 离子的负电荷数为1,所以中心原子的价电子对数为 (7+2+1)/2=5 。
价层电子对构型为三角双锥,因配位原子数为2,说明价层电子对中有2对成键电子对和3对孤对电子,以3对孤对电子处在三角双锥的三角形平面上排斥能最小,所以-3I 为直线型。
基础化学中课本单词总结
基础化学中课本单词总结第一章绪论matter 实物field 场snbstance 物质SI 国际单位制significant figure 有效数字scientific notation 科学计数法dispersed medium 分散系dispersed phase 分散相dispersed medium 分散介质homogeneous dispersed system 均相分散系heterogeneous dispersed system 非均相分散系phase 相amount of substance 物质的量mole 摩尔Avogadro constant 基本单元mass 质量Avogadro constant 阿伏伽德罗常数molar mass 质量amount-of-subtance concentration (物质的量)浓度mass concentration 质量浓度mole fraction 摩尔分数molality 质量摩尔浓度solution 溶液element 元素compound 化合物cation 阳离子anion 阴离子negative ion 阴离子molecule 分子atom 原子electronic 电子property 性质inorganic 无机的componential 成份exact number 有效数字aqueous solution 水溶液instrument 仪器composition 组成mixture 混合物entity 实体第二章稀薄溶液的依数性colligative properties of dilute solution 稀薄溶液的依数性evaporation 蒸发condensation 凝结(saturated) vapor pressure (饱和)蒸气压Sublimation 升华Vapor pressure lowering 蒸气压下降Boiling pint depression 沸点升高diffuse 扩散semi-permeable membrance 半透膜osmosis 渗透作用osmosis pressure 渗透压力osmolarity 渗透浓度isotonic solution 等渗溶液hypertonic solution 高渗溶液hypotonic solution 低渗溶液solute 溶质solvent 溶剂nonvolatile 难挥发的hemoglobin 血红蛋白conductivity 导电性fluid 流体第三章电解质溶液Electrolyte 电解质degree of dissociation 解离度ion interaction theory 离子相互作用理论ion atmosphere 离子氛activity 活度activity coefficient 活度因子ionic strength 离子强度acid-base equilibria 酸碱平衡acid dissociation constant 酸解离常数base dissociation constant 碱解离常数dilution law 稀释定律common-ion effect 同离子效应salt effect 盐效应Bronsted-lowry theory 酸碱质子理论half reaction of acid-base 酸碱半反应conjugate acid 共轭酸conjugate base 共轭碱amphoteric substance 两性物质proton-transfer reactions质子传递反应proton self-transfer reaction 质子自递反应ion-product constant for water水的离子积polyprotic acids 多元酸polyacid bases多元碱electron theory of acid and base酸碱的电子理论solubility equilibrium 溶解平衡(precipitationequilibrium 沉淀平衡)solubility product costant 溶度积常数solubility 溶解度ion product 离子积fractional precipitate 分级沉淀polar 极性soluble 可溶的equilibrium constant 平衡常数proton 质子dissociate 解离equilibrium shift 平衡移动mass or material balance 物料守恒charge balance 电子守恒proton balance 质子守恒precise 准确的side-reaction 副反应第四章缓冲溶液Buffer solution 缓冲溶液Buffer action 缓冲作用Buffer system 缓冲系(buffer pair 缓冲对)Buffer-component ratio 缓冲比Buffer capacity 缓冲容量Buffer effective range 有效缓冲范围Plasma 血浆Ctotal 总浓度Dilution 稀释PBS 磷酸根的缓冲系(指磷酸二氢根和磷酸一氢根)第五章胶体colloid 胶体sol 溶胶macromolecular solution 高分子溶液associated colloid 缔合胶体degree of dispersion 分散度specific surface area 比表面surface energy 表面能Brownian movement 布朗运动diffusion 扩散sedimentation 沉降sedimentation equilibrium 沉降平衡electrophoresis 电泳electroosmosis 电渗diffused electric double layer 扩散双电层coagulation 聚沉polyelectrolyte 聚电解质isoelectric point 等电点salting out 盐析Donnan equilibrium 膜平衡(Donnan 平衡)surface active substance 表面活性物质surface tension 表面张力hydrophilic 亲水性hydrophobic 疏水性micelle 胶束critical micelle concentration CMC 临界胶束浓度emulsion 乳状胶emulsifying agent 乳化剂dispersion phase 分散相dispersion medium 分散介质radium 半径diameter 直径particle 粒子filtered 过滤scatter light 散色光(丁达尔效应)suspensions 悬浊液settle out 沉淀dialysis 透析optical 光学的第六章化学反应热及反应的方向的限度thermodynamics 热力学system 系统surrounding 环境opening system 开放系统closed system 封闭系统isolated system 隔离系统state 状态state function 状态函数extensive property 广度性质intensive property 强度性质process 过程isothermal process 等温过程isobar process 等压过程isovolumic process 等容过程adiabatic process 绝热过程cyclic process 循环过程heat 热work 功volume work 体积功reversible process 可逆过程irreversible process 不可逆过程thermodynamic number 热力学能(internal energy内能)the first low of thermodynamic 热力学第一定律enthalpy 焓stoichiometric number 化学计量数reactant 反应物product 产物extent of reaction 反应进度thermochemical equation 热化学方程式reaction 反应standard state 标准态aqueous solution 水溶液graphite 石墨diamond 金刚石standard molar enthalpy of formation 标准摩尔生成焓standard molar enthalpy of combustion 标准摩尔燃烧热spontaneous process 自发过程entropy 熵the third law of thermodynamics 热力学的三定律conventional entropy 规定熵standard molar entropy 标准摩尔熵principle of entropy increase 熵增加原理Gibbs free energy Gibbs 自由能standard molar Gibbs free energy of formation 标准摩尔生成Gibbs自由能standard equilibrium constant 标准平衡常数experimental equilibrium constant 实验平衡常数species 物种multiple equilibrium 多重平衡coupling reaction 耦合反应shift of chemical equilibrium 化学平衡移动第七章化学反应速率chemical kinetics 化学动力学rate of chemical reaction 化学反应速率average rate 平均速率instantaneous rate 瞬时速率reaction mechanism 反应机制elementary reaction 元反应complex reaction 复杂反应ratedetermining step 速率控制步骤molecularity of reaction 反应分子数law of mass action 质量作用定律rate law(rate equation) 速率方程rate constant 速率常数reaction order 反应级数first-order reaction 一级反应half-life 半衰期pseudo-first-order reaction 准一级反应second-order reaction 二级反应zero-order reaction 零级反应collision theory 碰撞理论effective collision 有效反应elastic collision 弹性形状activated molecule 活化分子activated energy 活化能transition state theory 过渡态理论activated complex 活化络合物energy barrier 能垒catalyst 催化剂catalysis 催化效应homogeneous catalysis 均相催化heterogeneous catalysis 多相催化active site 活性点enzyme 酶substrate 底物第八章氧化还原反应与电极电位oxidation-reduction reaction 氧化反应oxidation number 氧化值(氧化值)apparent charge number 表观荷电数oxidation reaction 氧化反应notation of cell 电池组成式reduction reaction 还原反应reduction agent 还原剂oxidizing agent 氧化剂redox half-reaction 氧化还原半反应oxidized species 氧化性物质reduced species 还原性物质redox electric couple 氧化还原电对salt bridge 盐桥primary cell 原电池half-cell 半电池electrode 电极anode 负极cathode 阳极cell reaction 电池反应electrode potential 电极电位standard hydrogen electrode,SHE标准氢电池electromotive force,emf电动势standard electrode potential 标准电极电位Faraday constant、法拉第常数Nernst equation Nernst方程reference electrode 参比电极indicator electrode 指导电极calomel electrode 甘汞电极saturated calomel electrode SEC饱和甘汞电极glass electrode 玻璃电极combination electrode 复合电极operational definition of pH pH操作定义第九章原子机构和元素周期律nuclear model 有核模型Planck constant 普朗克常数line spectrum 线状光谱stationary state 定态energy level 能级ground state 基态excited state 激发态transition 跃态principal quantum number 主量子数particle-wave duality 波粒二象性de Broglie relation de Broglie关系式probability wave 概率波uncertainty principle 测不准原理Schrödinger’s equation Schrödinger’s方程wave function 波函数probability density 概率密度electron cloud 电子云atomic orbital 原子轨道quantum number 量子数principal quantum number 主量子数(符号n)shell 电子层orbital angular momentum quantum number 轨道角动量量子数(符号l)subshell或sublevel 亚电子层magnetic quantum number 磁量子数(符号m) equivalent orbit 简并轨道(等价轨道)spin angular momentum quantum number 自旋角动量量子数(符号s)radial wave function 径向波函数angular wave function 角度波函数lobe 波瓣nodal plane 节面radial distribution function 径向波函数screening effect 屏蔽作用screening constant 屏蔽常数effective nuclear charge 有效核常数electronic configuration 电子组态Pauli exclusion principle Pauli不相容原理Building-up principle或Aufbau principle构造原理Hund’s rule Hund规则atomic core 原子芯valence electron 价电子valence electron 电子层(价层)period 周期group 族block 区transition element 过渡元素inner transition element 内过渡元素rare earth element 稀土元素atomic radius 原子半径covalent radius 共价半径van der waals radius van der waals半径metallic radius 金属半径ionic radius 离子半径electronegativity 电负性macroelement 常量元素microelement or trace clement 微量或痕量元素poisonous or harmful element 有毒或有害元素第十章共价键与分子间力Chemical bond 化学键Intermolecular force 分子间作用力Valence bond theory 简称VB 价键理论Molecular orbit theory 简称MO分子轨道理论ground state 基态repellent state 排斥态normal covalent bond 正常共价键coordinate covalent bond 配位共价键(coordinate bond 配位键)lone pair electron 孤对电子bond parameter 键参数dissociation energy 解离能bond length 键长bond angle 键角nonpolar covalent bond 非极性共价键polar covalent bond 极性共价键hybrid orbital theory 杂化轨道理论hybridization 杂化hybrid orbital 杂化轨道equivalent hybridization 等性杂化nonequivalent hybridization 不等性杂化valence shell pair repulsion theory 简称VSEPR 价层电子对互斥理论linear combination of atomic orbitals LOCAO 原子轨道波函数的线性组合bonding molecular orbital 成键分子轨道antibonding molecular orbital 反键分子轨道nonbonding orbital 非键轨道bond order 键级localized bond 定域键delocalized bond 离域键free radical 自由基或游离基active oxygen free radical 活性氧自由基triplet oxygen 三线态氧singlet oxygen 单线态氧disproportion 歧化nonpolar molecule 非极性分子polar molecule 极性分子electric dipole moment 电偶极矩permanent dipole 永久偶极orientation force 取向力induction force 诱导力dispersion force 色散力hydrogen bond 氢键sort out by泡芙小民,如有错误,欢迎指正1843493277@。
第十章原子吸收光谱
原子吸收与分光光度法的比较
项目 原子吸收法 分光光度法
分析原理
相 同 能级
吸收原理
电子跃迁
吸收原理
电子跃迁
定量分析的依据
光谱
A=kbc
原子光谱
A=kNb(A=KC)
分子光谱
不 同
光源
单色器位置
锐线光源
原子化器和 检测器之间
连续光源
光源和吸收池 之间
光 谱 法
按能量交换方向分
按作用结果不同分
吸收光谱法 发射光谱法 原子光谱→线状光谱 分子光谱→带状光谱
电磁波谱区
波谱区
Γ射线区 X 射线区 远紫外区 近紫外区 可见光区 近红外区
波长范围
<0.005nm 0.005-10nm 10-200nm 200-400nm 400-780nm 0.78-2.5µ m
试 样 预混合室 废液排放口
雾化器
非火焰原子化装置 (1)石墨炉原子化器 测定过程:①干燥阶段,②灰化阶段, ③原子化阶段,④烧净阶段
(2)氢化物原子化器
分光系统
组成: 分光系统:由色散元件、凹面镜和狭缝组成 作用: 将待测元素的共振线与邻近谱线分开 单色器的位置: 放在原子化器后的光路中
检测系统
10-2原子吸收光谱法的基本原理
共振线和吸收线: 共振线吸收线:
电子从基态跃迁到能量最低的激发态为共振跃迁, 所产生的谱线
共振线发射线:
当电子从第一激发态跃会基态时,则发射出同 样频率的谱线
特征谱线:
各种元素的原子结构和外层电子排步不同,不同元素 的原子从基态 第一激发态时,吸收和发射的能量 不同,其共振线不同,各有其特征性.
D 7.162 10 0
《化学反应原理》全册教案
《化学反应原理》全册教案第一章:化学反应与化学平衡1.1 化学反应的基本概念了解化学反应的定义和特征掌握化学反应的分类和反应物、物的概念1.2 化学平衡理解平衡态的概念和平衡状态的判断学习平衡常数及其表达式掌握勒沙特列原理及其应用第二章:化学反应速率与化学动力学2.1 化学反应速率了解反应速率的定义和表示方法学习反应速率与反应物浓度的关系掌握反应速率常数及其表达式2.2 化学动力学学习化学反应速率方程掌握活化能和活化分子的概念了解阿伦尼乌斯方程及其应用第三章:化学反应的化学计量学3.1 化学反应的化学计量关系学习化学方程式和反应的化学计量数掌握物质的量与质量、体积的关系理解化学反应的限定反应物和过量反应物3.2 化学反应的平衡计算学习化学反应的平衡常数表达式掌握平衡常数的计算和应用理解勒沙特列原理在平衡计算中的应用第四章:酸碱反应与酸碱平衡4.1 酸碱反应的基本概念了解酸碱的定义和特征学习酸碱的分类和酸碱离子化方程4.2 酸碱平衡理解酸碱平衡的概念和平衡状态的判断学习酸碱平衡常数及其表达式掌握勒沙特列原理在酸碱平衡中的应用第五章:氧化还原反应5.1 氧化还原反应的基本概念了解氧化还原反应的定义和特征掌握氧化还原反应的分类和氧化还原数的变化5.2 氧化还原平衡理解氧化还原平衡的概念和平衡状态的判断学习氧化还原平衡常数及其表达式掌握勒沙特列原理在氧化还原平衡中的应用第六章:沉淀反应与溶解度平衡了解沉淀反应的定义和特征学习沉淀反应的分类和溶解度积的概念6.2 溶解度平衡理解溶解度平衡的概念和平衡状态的判断学习溶解度积常数及其表达式掌握勒沙特列原理在溶解度平衡中的应用第七章:配位化合物与配位反应7.1 配位化合物的基本概念了解配位化合物的定义和特征学习配位化合物的分类和配位数的概念7.2 配位反应理解配位反应的定义和特征学习配位反应的分类和配位键的形成第八章:有机反应与有机合成8.1 有机反应的基本概念了解有机反应的定义和特征学习有机反应的分类和有机反应物、物的概念8.2 有机合成理解有机合成的定义和目的学习有机合成的方法和策略第九章:电化学与电化学反应了解电化学的定义和特征学习电化学的分类和电极反应的概念9.2 电化学反应理解电化学反应的定义和特征学习电化学反应的分类和电化学电池的构造第十章:化学反应原理的应用10.1 化学反应原理在工业中的应用了解化学反应原理在工业中的应用领域学习化学反应原理在合成材料、能源等方面的应用10.2 化学反应原理在环境保护中的应用理解化学反应原理在环境保护中的作用学习化学反应原理在处理废水、废气等方面的应用重点和难点解析重点一:化学反应的基本概念与特征化学反应的定义和分类反应物、物的概念及其关系化学反应的特征:变化、能量变化、物质变化难点一:化学反应的分类及反应物、物的判断化学反应的分类:合成反应、分解反应、置换反应、复分解反应等反应物、物的判断:反应物与物在化学反应中的角色和转化关系重点二:化学平衡与平衡常数平衡态的概念和平衡状态的判断平衡常数及其表达式:Kc、Kp等勒沙特列原理及其应用难点二:平衡常数的计算和应用平衡常数的计算方法:反应物浓度或分压与平衡常数的关系平衡常数的应用:判断平衡移动方向、计算反应的限度和产物的浓度等重点三:化学反应速率与化学动力学反应速率的定义和表示方法:平均速率、瞬时速率等反应速率与反应物浓度的关系:速率方程、速率常数等阿伦尼乌斯方程及其应用难点三:化学反应速率方程的建立和应用速率方程的建立:实验数据、反应机理等速率常数的确定方法:实验测定、理论计算等阿伦尼乌斯方程的应用:判断反应速率与温度、活化能的关系重点四:化学反应的化学计量学化学反应的化学计量关系:反应物与物的物质的量比物质的量与质量、体积的关系:摩尔质量、密度等限定反应物和过量反应物的判断难点四:化学反应的平衡计算平衡常数的表达式及其计算方法平衡常数在平衡计算中的应用:浓度商、平衡浓度等勒沙特列原理在平衡计算中的应用重点五:酸碱反应与酸碱平衡酸碱的定义和特征酸碱的分类及其离子化方程酸碱平衡常数及其表达式难点五:酸碱平衡的计算和应用酸碱平衡常数的计算方法:离子浓度与平衡常数的关系酸碱平衡的应用:判断溶液的酸碱性、计算酸碱滴定等本教案涵盖了化学反应原理的基本概念、原理和应用,包括化学反应与化学平衡、化学反应速率与化学动力学、化学反应的化学计量学、酸碱反应与酸碱平衡、氧化还原反应等内容。
第十章 酸和碱OK
第十章 酸和碱【知识网络】一、命题落点1.利用指示剂的变色情况进行酸、碱的判断;以常见的酸、碱的物理性质,考查物质的俗名、保存、取用等;如例1。
2.以酸的物理性质和化学性质,考查物质的鉴别和证明的,如例2。
3.以常见的酸的化学性质为载体,通过创新设计实验装置,对酸的化学性质进行实验探究;如例3。
4.以常见的碱的化学性质为载体,通过创新设计实验装置,对酸的化学性质进行实验探究;如例4。
5.以酸、碱的化学性质为载体,通过创新设计实验装置,考查有关酸碱化学性质的趣味和综合实验;如例5。
6.以酸、碱的化学性质为载体,考查化学计算能力;如例6。
7.根据pH值及其大小对溶液进行溶液酸碱度的比较和物质类别的判断,如例7;8.以过程或反应中的pH变化为载体,进行反应过程和pH图像综合性分析,如例8;9.以酸碱中和反应的实验为载体,对酸碱中和反应的发生与否以及程度大小进行实验判断和验证,如例9;10.以酸碱中和反应的原理为载体,考查酸碱中和反应在实际中的应用,如例10;11.以酸碱中和反应的原理为载体,考查化学计算的能力,如例11;二、例题例1:(2005年·湖北十堰)稀释浓硫酸时,一定要( )A.没有特殊要求B.把浓硫酸沿器壁慢慢地注入水中,并不断搅动C.把水缓缓地倒入浓硫酸中,并不断搅动D.迅速将浓硫酸倒入水中后搅动例2:(2005年·广西南宁市课改实验区)厨房内有一瓶无标签的无色溶液,经①闻气味②尝味道,初步确定其为酸醋。
取此溶液少量倒在两个杯子中,分别③加入纯碱和④一枚铁钉,两个杯子中均产生气泡,进一步证明其为酸醋。
根据上述信息回答如下问题:(1)①②与③④分别根据物质的_________________、______________性质来作判断。
(2)你认为③④两个实验是根据酸类的哪些性质设计的?________________________________________________________________。
九年级下化学第十章知识点
九年级下化学第十章知识点九年级下学期,我们学习了许多有关化学的知识,其中第十章是化学反应和能量转化。
本章主要介绍了化学反应与能量变化之间的关系,以及能量转化的几种方式。
通过学习这些知识,我们可以更好地理解化学反应的原理及其应用。
首先,我们来谈谈化学反应与能量变化之间的关系。
在化学反应过程中,发生物质的转化,并且伴随着能量的吸收或释放。
这是因为反应物经过反应,原子之间的键会被断裂和形成,从而导致化学能发生变化。
如果在反应过程中吸收能量,则称为吸热反应;如果释放能量,则称为放热反应。
这里我们可以引入一个概念——焓变,它表示化学反应过程中能量的变化。
焓变可以通过实验测量或计算得出,可以帮助我们分析化学反应的能量变化情况。
接下来,我们来探究一下能量转化的几种方式。
首先是化学能转化为热能。
例如,当我们燃烧木材时,木材中的化学能会转化为热能,并且散发出温暖的火焰。
这是因为燃烧是一种氧化反应,可以释放出大量的能量。
同时,在我们的日常生活中,使用燃料进行加热、烹饪和供暖等活动,也是将化学能转化为热能的过程。
除了化学能转化为热能,还有其他一些能量转化的方式。
比如,电能转化为热能和光能。
当我们使用电热器时,电能会通过电石热器中的电阻丝转化为热能,从而产生热量。
而当我们使用电灯泡时,电能则会转化为光能,使得灯泡亮起来。
这些都是能量转化的实际应用。
此外,能量还可以通过动力转化为其他形式。
比如,我们乘坐汽车时,化学能转化为机械能,驱动汽车前进。
而在化学反应过程中,也有一些化学能转化为机械能的实例,例如气囊的膨胀和收缩。
当气囊中的化学反应发生时,产生的气体会将气囊充气,进而产生机械能。
最后,我们可以通过一个实例来说明化学反应和能量转化的关系。
比如,烧煤产生热量的过程可以被分为两个步骤:煤的燃烧和热量传递。
首先,当煤燃烧时,化学能转化为热能,同时产生一些废气和灰渣。
然后,通过热量传递,热能从燃烧的煤传递到周围环境中。
这个例子清晰地展示了化学反应和能量转化之间的紧密联系。
基础化学8-10章 人民卫生出版社
第八章1 基本要求[TOP]1.1 掌握离子-电子法配平氧化还原反应式、电池组成式的书写;根据标准电极电位判断氧化还原反应方向;通过标准电动势计算氧化还原反应的平衡常数;电极电位的Nernst方程、影响因素及有关计算。
1.2 熟悉氧化值的概念和氧化还原反应的定义,熟练计算元素氧化值;熟悉原电池的结构及正负极反应的特征;熟悉标准电极电位概念;熟悉电池电动势与自由能变的关系。
1.3 了解电极类型、电极电位产生的原因;了解电位法测量溶液pH的原理及pH操作定义;了解电化学与生物传感器及其应用。
2 重点难点[TOP]2.1 重点2.1.1 标准电极电位表的应用。
2.1.2 电极反应与电池反应,电池组成式的书写。
2.1.3 通过标准电动势计算氧化还原反应的平衡常数。
2.1.4 电极电位的Nernst方程、影响因素及有关计算。
2.2 难点2.2.1 电极电位的产生2.2.2 用设计原电池的方法计算平衡常数2.2.3 Nernst方程的推导3 讲授学时[TOP]建议6学时4 内容提要[TOP]第一节第二节第三节第四节第五节4.1 第一节氧化还原反应4.1.1 氧化值氧化值是某元素原子的表观荷电数,这种荷电数是假设把化学键中的电子指定给电负性较大的原子而求得。
确定元素氧化值的规则:1)单质中原子的氧化值为零。
2)单原子离子中原子的氧化值等于离子的电荷。
3)氧的氧化值在大多数化合物中为-2,但在过氧化物中为-1。
4)氢的氧化值在大多数化合物中为+1,但在金属氢化物中为-1。
5)卤族元素:氟的氧化值在所有化合物中均为-1,其它卤原子的氧化值在二元化合物中为-1,但在卤族的二元化合物中,列周期表靠前的卤原子的氧化数为-1;在含氧化合物中按氧的氧化值为-2决定。
6)电中性化合物中所有原子的氧化值之和为零。
4.1.2 氧化还原反应元素的氧化值发生了变化的化学反应称为氧化还原反应。
氧化还原反应可被拆分成两个半反应。
半反应中元素的氧化值升高称为氧化,元素的氧化值降低称为还原。
基础化学中课本单词总结
基础化学中课本单词总结第一章绪论matter 实物field 场snbstance 物质SI 国际单位制significant figure 有效数字scientific notation 科学计数法dispersed medium 分散系dispersed phase 分散相dispersed medium 分散介质homogeneous dispersed system 均相分散系heterogeneous dispersed system 非均相分散系phase 相amount of substance 物质的量mole 摩尔Avogadro constant 基本单元mass 质量Avogadro constant 阿伏伽德罗常数molar mass 质量amount-of-subtance concentration (物质的量)浓度mass concentration 质量浓度mole fraction 摩尔分数molality 质量摩尔浓度solution 溶液element 元素compound 化合物cation 阳离子anion 阴离子negative ion 阴离子molecule 分子atom 原子electronic 电子property 性质inorganic 无机的componential 成份exact number 有效数字aqueous solution 水溶液instrument 仪器composition 组成mixture 混合物entity 实体第二章稀薄溶液的依数性colligative properties of dilute solution 稀薄溶液的依数性evaporation 蒸发condensation 凝结(saturated) vapor pressure (饱和)蒸气压Sublimation 升华Vapor pressure lowering 蒸气压下降Boiling pint depression 沸点升高diffuse 扩散semi-permeable membrance 半透膜osmosis 渗透作用osmosis pressure 渗透压力osmolarity 渗透浓度isotonic solution 等渗溶液hypertonic solution 高渗溶液hypotonic solution 低渗溶液solute 溶质solvent 溶剂nonvolatile 难挥发的hemoglobin 血红蛋白conductivity 导电性fluid 流体第三章电解质溶液Electrolyte 电解质degree of dissociation 解离度ion interaction theory 离子相互作用理论ion atmosphere 离子氛activity 活度activity coefficient 活度因子ionic strength 离子强度acid-base equilibria 酸碱平衡acid dissociation constant 酸解离常数base dissociation constant 碱解离常数dilution law 稀释定律common-ion effect 同离子效应salt effect 盐效应Bronsted-lowry theory 酸碱质子理论half reaction of acid-base 酸碱半反应conjugate acid 共轭酸conjugate base 共轭碱amphoteric substance 两性物质proton-transfer reactions质子传递反应proton self-transfer reaction 质子自递反应ion-product constant for water水的离子积polyprotic acids 多元酸1polyacid bases多元碱electron theory of acid and base酸碱的电子理论solubility equilibrium 溶解平衡(precipitation equilibrium 沉淀平衡)solubility product costant 溶度积常数solubility 溶解度ion product 离子积fractional precipitate 分级沉淀polar 极性soluble 可溶的equilibrium constant 平衡常数proton 质子dissociate 解离equilibrium shift 平衡移动mass or material balance 物料守恒charge balance 电子守恒proton balance 质子守恒precise 准确的side-reaction 副反应第四章缓冲溶液Buffer solution 缓冲溶液Buffer action 缓冲作用Buffer system 缓冲系(buffer pair 缓冲对)Buffer-component ratio 缓冲比Buffer capacity 缓冲容量Buffer effective range 有效缓冲范围Plasma 血浆Ctotal 总浓度Dilution 稀释PBS 磷酸根的缓冲系(指磷酸二氢根和磷酸一氢根)第五章胶体colloid 胶体sol 溶胶macromolecular solution 高分子溶液associated colloid 缔合胶体degree of dispersion 分散度specific surface area 比表面surface energy 表面能Brownian movement 布朗运动diffusion 扩散sedimentation 沉降sedimentation equilibrium 沉降平衡electrophoresis 电泳electroosmosis 电渗diffused electric double layer 扩散双电层coagulation 聚沉polyelectrolyte 聚电解质isoelectric point 等电点salting out 盐析Donnan equilibrium 膜平衡(Donnan 平衡)surface active substance 表面活性物质surface tension 表面张力hydrophilic 亲水性hydrophobic 疏水性micelle 胶束critical micelle concentration CMC 临界胶束浓度emulsion 乳状胶emulsifying agent 乳化剂dispersion phase 分散相dispersion medium 分散介质radium 半径diameter 直径particle 粒子filtered 过滤scatter light 散色光(丁达尔效应)suspensions 悬浊液settle out 沉淀dialysis 透析optical 光学的第六章化学反应热及反应的方向的限度thermodynamics 热力学system 系统surrounding 环境opening system 开放系统closed system 封闭系统isolated system 隔离系统state 状态state function 状态函数extensive property 广度性质intensive property 强度性质process 过程isothermal process 等温过程isobar process 等压过程isovolumic process 等容过程adiabatic process 绝热过程cyclic process 循环过程heat 热2work 功volume work 体积功reversible process 可逆过程irreversible process 不可逆过程thermodynamic number 热力学能(internal energy内能)the first low of thermodynamic 热力学第一定律enthalpy 焓stoichiometric number 化学计量数reactant 反应物product 产物extent of reaction 反应进度thermochemical equation 热化学方程式reaction 反应standard state 标准态aqueous solution 水溶液graphite 石墨diamond 金刚石standard molar enthalpy of formation 标准摩尔生成焓standard molar enthalpy of combustion 标准摩尔燃烧热spontaneous process 自发过程entropy 熵the third law of thermodynamics 热力学的三定律conventional entropy 规定熵standard molar entropy 标准摩尔熵principle of entropy increase 熵增加原理Gibbs free energy Gibbs 自由能standard molar Gibbs free energy of formation 标准摩尔生成Gibbs自由能standard equilibrium constant 标准平衡常数experimental equilibrium constant 实验平衡常数species 物种multiple equilibrium 多重平衡coupling reaction 耦合反应shift of chemical equilibrium 化学平衡移动第七章化学反应速率chemical kinetics 化学动力学rate of chemical reaction 化学反应速率average rate 平均速率instantaneous rate 瞬时速率reaction mechanism 反应机制elementary reaction 元反应complex reaction 复杂反应ratedetermining step 速率控制步骤molecularity of reaction 反应分子数law of mass action 质量作用定律rate law(rate equation) 速率方程rate constant 速率常数reaction order 反应级数first-order reaction 一级反应half-life 半衰期pseudo-first-order reaction 准一级反应second-order reaction 二级反应zero-order reaction 零级反应collision theory 碰撞理论effective collision 有效反应elastic collision 弹性形状activated molecule 活化分子activated energy 活化能transition state theory 过渡态理论activated complex 活化络合物energy barrier 能垒catalyst 催化剂catalysis 催化效应homogeneous catalysis 均相催化heterogeneous catalysis 多相催化active site 活性点enzyme 酶substrate 底物第八章氧化还原反应与电极电位oxidation-reduction reaction 氧化反应oxidation number 氧化值(氧化值)apparent charge number 表观荷电数oxidation reaction 氧化反应notation of cell 电池组成式reduction reaction 还原反应reduction agent 还原剂oxidizing agent 氧化剂redox half-reaction 氧化还原半反应oxidized species 氧化性物质reduced species 还原性物质redox electric couple 氧化还原电对salt bridge 盐桥primary cell 原电池half-cell 半电池electrode 电极anode 负极cathode 阳极cell reaction 电池反应3electrode potential 电极电位standard hydrogen electrode,SHE标准氢电池electromotive force,emf电动势standard electrode potential 标准电极电位Faraday constant、法拉第常数Nernst equation Nernst方程reference electrode 参比电极indicator electrode 指导电极calomel electrode 甘汞电极saturated calomel electrode SEC饱和甘汞电极glass electrode 玻璃电极combination electrode 复合电极operational definition of pH pH操作定义第九章原子机构和元素周期律nuclear model 有核模型Planck constant 普朗克常数line spectrum 线状光谱stationary state 定态energy level 能级ground state 基态excited state 激发态transition 跃态principal quantum number 主量子数particle-wave duality 波粒二象性de Broglie relation de Broglie关系式probability wave 概率波uncertainty principle 测不准原理Schrödinger’s equation Schrödinger’s方程wave function 波函数probability density 概率密度electron cloud 电子云atomic orbital 原子轨道quantum number 量子数principal quantum number 主量子数(符号n)shell 电子层orbital angular momentum quantum number 轨道角动量量子数(符号l)subshell或sublevel 亚电子层magnetic quantum number 磁量子数(符号m) equivalent orbit 简并轨道(等价轨道)spin angular momentum quantum number 自旋角动量量子数(符号s)radial wave function 径向波函数angular wave function 角度波函数lobe 波瓣nodal plane 节面radial distribution function 径向波函数screening effect 屏蔽作用screening constant 屏蔽常数effective nuclear charge 有效核常数electronic configuration 电子组态Pauli exclusion principle Pauli不相容原理Building-up principle或Aufbau principle构造原理Hund’s rule Hund规则atomic core 原子芯valence electron 价电子valence electron 电子层(价层)period 周期group 族block 区transition element 过渡元素inner transition element 内过渡元素rare earth element 稀土元素atomic radius 原子半径covalent radius 共价半径van der waals radius van der waals半径metallic radius 金属半径ionic radius 离子半径electronegativity 电负性macroelement 常量元素microelement or trace clement 微量或痕量元素poisonous or harmful element 有毒或有害元素第十章共价键与分子间力Chemical bond 化学键Intermolecular force 分子间作用力Valence bond theory 简称VB 价键理论Molecular orbit theory 简称MO分子轨道理论ground state 基态repellent state 排斥态normal covalent bond 正常共价键coordinate covalent bond 配位共价键(coordinate bond 配位键)lone pair electron 孤对电子bond parameter 键参数dissociation energy 解离能bond length 键长bond angle 键角nonpolar covalent bond 非极性共价键4polar covalent bond 极性共价键hybrid orbital theory 杂化轨道理论hybridization 杂化hybrid orbital 杂化轨道equivalent hybridization 等性杂化nonequivalent hybridization 不等性杂化valence shell pair repulsion theory 简称VSEPR 价层电子对互斥理论linear combination of atomic orbitals LOCAO 原子轨道波函数的线性组合bonding molecular orbital 成键分子轨道antibonding molecular orbital 反键分子轨道nonbonding orbital 非键轨道bond order 键级localized bond 定域键delocalized bond 离域键free radical 自由基或游离基active oxygen free radical 活性氧自由基triplet oxygen 三线态氧singlet oxygen 单线态氧disproportion 歧化nonpolar molecule 非极性分子polar molecule 极性分子electric dipole moment 电偶极矩permanent dipole 永久偶极orientation force 取向力induction force 诱导力dispersion force 色散力hydrogen bond 氢键sort out by泡芙小民,如有错误,欢迎指正5。
《基础化学第十章》课件
原子量
每个元素原子的平均质量, 有助于计算化学式的摩尔质 量。
化学方程式与化学反应1 Nhomakorabea化学方程式
描述化学反应中反应物和生成物的定量关系。
2
平衡反应
反应物和生成物之间达到动态平衡的状态。
3
化学反应类型
酸碱、氧化还原等不同类型的化学反应。
氧化还原反应和电离方程式
氧化还原反应
电子转移过程中伴随原子氧化和还原。
电离方程式
表示离子在溶液中的存在和活动度。
化学摩尔和化学计量
摩尔
物质的量单位,用于计算元 素和化合物的质量。
摩尔质量
1摩尔物质的质量,可由元素 的原子量得到。
化学计量
计算化学反应中反应物和生 成物的比例关系。
物质的摩尔质量和摩尔体积
摩尔质量
1摩尔物质的质量,常用于计算摩尔质量相关问题。
摩尔体积
1摩尔气体在标准条件下的体积,常用于气体计算和 理想气体方程。
3
元素周期律
展示元素之间的关系和规律,有助于预测和理解元素的性质。
离子及化学键的形成
离子键
形成正负电荷的离子之间的静电作用。
共价键
电子对共享形成化学键,共享电子云稳定化合物。
金属键
金属离子间的电子云构成的键,导电和具有金属特 性。
物质的组成和化学式
化学元素
化合物由不同元素的原子组 成。
化学式
表示化合物中元素的种类和 数量的简洁符号。
《基础化学第十章》PPT 课件
本课程将介绍化学元素与周期表的基本概念和原理,离子及化学键的形成, 物质的组成和化学式的表示,化学方程式的编写,氧化还原反应和电离方程 式等内容,帮助您深入理解化学的基础知识。
第10章半导体电化学与光电化学基础
电化学原理
10.3.2非平衡条件下(极化时)的电荷传递
1.非平衡条件下半导体/溶液界面的能带结构
电化学原理 E
EC ,b
EF
EV ,b
EC ,s
e
EV ,s
EO0
E 0FO/ R
E
0 R
E
j
j
j E
j E
(b)正逆反应的电流密度
(a)能带结构
图10.11阴极极化时N型半导体/溶液界面的电子跃迁
电化学原理 2.非平衡条件下半导体/溶液界面的净电流
⑵P型半导体
电化原理
载流子浓度
p0 NA
n 少子(电子)浓度
ni2 0 NA
掺杂后半导体的费米能级
EF EV k ln
NA NV
EC
EF
EV
(c)P型半导体能带结构
电化学原理
10.2半导体/溶液界面的结构与性质
10.2.1半导体/溶液界面的结构与性质
1、半导体/溶液界面接触时的能带结构
EC
x
lsc
B
0
EF EV
x
EC . s
EV .s
lsc
(d)反型层
4、平带
x B
lsc
电化学原理
EC EF
0
EV
x
lsc
(b)平带
EC . s
EV .s
电化学原理
10.2.3半导体/溶液界面的电位分布
1.半导体/溶液界面半导体一侧空间电荷层的电位分布
d
8 nikT
dx
sc
e y e y 2 1/ 2
1、积累层(富集层)及其特点
电化学原理 ⑴电位和能带弯曲
基础化学-分子结构
BF3
VP= 1(3+3)=3 LP=0
2
CH 4
VP=
1 2
(4+4)=4
LP=0
PCl 5
VP= 1 (5+5)=5 LP=0
2
SF6
1
VP= 2 (6+6)=6 LP=0
②LP≠0 分子的空间构型≠电子对的空间构型
使价层电子对斥力最小
VP LP
电子对的 空间构型
分子的 空间构型
31
41
2 61
思考题:
解释NO2-, I3-, [AlF6]3-, BrF3 , BrF5等 离子或分子的空间构型。
价层电子对互斥理论的局限性
• 只适用于中心原子为主族元素或 d0、d5、d10的过渡元素的原子
• 只适用于孤立的分子或离子,不 适用于固体的空间结构
4 分子间力和氢键
4.1 键参数 4.2 分子间力 4.3 氢键
后经 Pauling 等人发展建立了现代价键 理论(valence bond theory,VBT)也称为电 子配对法(VB 法)。
使共价键理论从经典的 Lewis 理论发展 到今天的现代共价键理论。
(1) 共价键的形成和本质
量子力学计算表明,两个具有 1s1 电子构 型的 H 彼此靠近时,两个 1s 电子以自旋相反 的方式形成电子对,使体系的能量降低。
注:① 卤素原子作中心原子时,提供所有的7个 价电子,作配位原子时只提供1个价电子;
② 氧族元素的原子作中心原子时,提供所有 的6个价电子,作配位原子时不提供价电子;
③ 惰性气体元素的原子作中心原子时,最外 层电子均看作价层电子
例:计算 NH4+、IF2–的价层电子对 的数目。
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第10章 原子结构与元素周期律内容提要本章的重点是认识核外电子的运动状态,核外电子周期性排布以及与元素周期表的关系。
首先应把注意力集中于弄清核外电子的运动状态的描述方法,了解微观粒子运动的基本属性,清楚对氢原子和类氢离子的核外单电子进行量子力学处理基本方法中涉及的概念和意义。
在弄清上述概念的基础上,要掌握四个量子数、核外电子周期性排布以及与元素周期表的关系,正确认识元素的周期性变化规律(如原子半径、电离能、电子亲和能和电负性)。
1.量子力学对氢原子的处理 1)波粒二象性微观粒子的运动既有波动性又有粒子性,常称为波粒二象性(量子化特征)。
与波动性有关的物理量(波长λ)和与微粒性有关的物理量(动量p )可以通过普朗克常数(h )联系起来,这就是著名的德布罗依关系式h/p h/mv ==λ。
具有波动性的粒子不能同时具有确定的坐标与动量,即∆⋅∆x p ≥4h/π。
这一关系称为海森堡不确定性原理(或测不准原理)。
1905年,爱因斯坦(Einstein )提出了著名的爱因斯坦方程E =hc/λ,为近代量子论奠定了基础。
2)波函数既然电子在原子核外运动服从量子力学规律,就必须解决如何描述其运动状态的问题,这就是著名的薛定谔方程。
该方程的每一个合理的解Ψ,都以波函数表示粒子运动的某一状态,并有对应于这个稳定状态的总能量E 。
在球坐标中波函数表达为Ψ n,l,m (r ,θ, φ),还可分解成径向部分R n , l ( r ) 和角度部分 Y l ,m (θ, φ)。
3)几率密度2ψ和电子云波函数Ψ本身並无具体的物理意义,仅表示薛定谔方程的解,但2ψ却给出了明确的物理意义:2表示在空间任意小体积元(d V )中电子出现的概率,即概率密度,其空间图像称为电子云。
4)波函数的有关图形表示原子轨道的角度分布是以Y (θ, φ) 随θ, φ 变化的图形,2Y 随θ, φ变化的图形称为电子云角度分布图;以4πr 2R 2(r ) 对 r 作图,则表示在半径r 与r + d r 之间的薄层球壳内电子出现概率与半径r 之间的关系。
要注意的是,角度分布图与主量子数n 无关,只与l 和m 有关;原子轨道角度分布图有正负号之分,它在判断成键方向和能否成键方面有重要作用;电子云角度分布图比原子轨道角度分布图稍“瘦”,且无正负号之分。
5)四个量子数由薛定谔方程解出的每一个合理的波函数Ψ是由n, l , m 三个量子数决定的。
量子数n , l, m 有各自的名称和含义,取值有一定的限制和关联,每一个值也有一个确定的表达符号。
第四个量子数为自旋量子数m s ,它表示电子自旋运动的方向。
主量子数n : 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, … n 电子层符号: K, L, M, N, O, P, Q 副量子数l : 0,1,2,3,…(n -1)亚层符号: s ,p ,d ,f ,…l = 0时,m = 0,表示n s 亚层只有一个轨道,即s 轨道。
l = 1时,m 可取0,l ,共3个值,表示n p 亚层有三个轨道,即p x 、p y 和p z 轨道。
l = 2时,m 可取2,1,0,1,2,共5个值,表示n d 亚层有5个轨道,即d xy 、d yz 、d xz 、2d z 、22d x y ,人们习惯上将位于z 轴的轨道的m 看作0,例如p z 、2d z 的m 值等于0(s轨道除外)。
要记忆l = 0、1、2的原子轨道的角度分布图的形状和正负号。
自旋量子数m s :可取值1/2。
2.核外电子排布与元素周期律多电子原子核外电子的排布是借助实验数据和计算中的某些近似处理得到的。
电子排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪德规则。
电子排布的顺序遵循鲍林原子轨道近似能级图,而实际电子的能量高低则更符合科顿原子轨道能级图。
在科顿原子轨道能级图中,原子轨道有能级交错现象。
应记住洪德规则的特例,即:等价轨道全充满、半充满或全空的状态是比较稳定的。
元素周期表中周期的划分符合鲍林能级图中的能级组。
应熟悉周期表中的周期(超短、短、长、超长、未完),族(A,B)与区(s,p,d,ds,f)与电子层构型的关系。
3.元素基本性质及其周期性1)原子半径不可能确定原子的绝对大小,但原子占有一个变化不大的空间,可人为规定或用实验方法度量原子的相对大小。
原子半径的度量有共价半径、金属半径和范德华半径,通常指共价半径。
镧系元素随着原子序数的增加原子半径的减小称为镧系收缩。
2)电离能元素的基态气体原子失去最外层第一个电子成为+1氧化态的气态阳离子的能量变化称为该元素的第一电离能。
电离能是正值,体系吸收能量。
电离能是分粒值,非叠加值,如:Mg(g) - e = Mg+(g) I 1 = H m 1 = 738 kJ·mol-1Mg+(g) - e = Mg2+(g) I 2 = H m 2 = 1451 kJ·mol-1周期表中,Cs的第一电离能最小,He的第一电离能最大。
3)电子亲和能元素的基态气体原子得到1个电子成为 -1氧化态的气体阴离子的能量变化称为该元素的电子亲和能。
一般元素的第一电子亲和能E A1 (即H m 1)<0,表示得到一个电子形成负离子时放出能量。
电子亲和能最大(-E A1值最大)的元素不是F,而是Cl。
4)电负性电负性用于度量分子(或离子)晶体中原子(或离子)对成键电子吸引力的相对大小。
电负性最大的元素是氟,其非金属性最强。
对这些元素基本性质的周期性变化应给与足够重视。
思考题与习题解答10.2.1 思考题1. 量子力学原子模型是如何描述核外电子运动状态的解:量子力学用四个量子数描述核外电子运动状态。
主量子数,描述原子轨道的能级;角量子数,描述原子轨道的形状, 并与主量子数共同决定原子轨道的能级;磁量子数,描述原子轨道的空间伸展方向;自旋量子数,描述电子的自旋方向。
ψ;(2)电子云和原子轨道;(3)概率和概率2. 区别下列概念:(1)Ψ与2密度。
解:(1)Ψ是量子力学中用来描述原子中电子运动状态的波函数,是薛定谔方程的解;2ψ反映了电子在核外空间出现的概率密度。
ψ在空间分布的形象化描述叫电子云,而原子轨道与波函数Ψ为同义词。
(2)2ψ表示原子核外空间某点附近单位体积内电子出现的概率,即称概率密(3)2ψ·d V。
度,而某一微小体积d V内电子出现的概率为23. 比较波函数角度分布图与电子云角度分布图,它们有哪些不同之处解:略。
4. 科顿原子轨道能级图与鲍林近似能级图的主要区别是什么解:略。
5.判断题:(1)当原子中电子从高能级跃迁至低能级时,两能级间的能量相差越大,则辐射出的电磁波波长越大。
(2)在多电子原子中,电子的能量只取决于主量子数n。
(3)同一电子层的3个p轨道的能量形状大小都相同,不同的是空间取向。
(4)波函数Ψ是描述微观粒子运动的数学函数式。
(5)电子云黑点表示电子可能出现的位置,疏密程度表示电子出现在该范围的机会大小。
(6)电子具有波粒二象性,就是说它一会儿是粒子,一会儿是波动。
解(1)错;(2)错;(3)对;(4)对;(5)对;(6)错。
6.下列说法是否正确应如何改正(1)s电子绕核旋转,其轨道为一圆圈,而p电子的轨道是‘8’字形;(2)主量子数为1时,有自旋相反的两条轨道;(3)主量子数为4时,有4s、4p、4d、4f四条轨道;(4)主量子数为4时,其轨道总数为16,电子层最大容量为32。
解:(1)错。
改为:s原子轨道的角度分布图为一个以原子核为球心的球面;p 原子轨道的角度分布图为两个在原点相切的球面。
(2)错。
改为:主量子数为1时,只有一条轨道,可容纳自旋相反的两个电子。
(3)错。
改为:主量子数为4时,有4s 、4p 、4d 、4f 四个亚层,共有16条轨道(1+3+5+7=16)。
(4)正确。
7.指出下列叙述是否正确。
(1)最外电子层排布为n s 1的元素是碱金属元素; (2)ⅧB 族元素的价电子层排布为(n –1)d 6n s 2;(3)过渡元素的原子填充电子时是先填3d 然后填4s ,所以失去电子时,也按这个次序进行;(4)因为镧系收缩,第六周期元素的原子半径全比第五周期同族元素半径小; (5)O (g) + e –→ O –(g)、O –(g) + e –→ O2– (g) 都是放热过程。
(6)氟是最活泼的非金属元素,故其电子亲和能也最大。
解:(1)不正确。
因价电子层含有n s 1的元素除碱金属元素外,还有ІB 族(n -1)d 10n s 1的铜、银、金,VIB 族(n -1)d 5n s 1的铬、钼等元素。
(2)不正确。
ⅧB 族元素的价电子层排布为 (n –1) d6–10n s 0-2 。
(3)不正确。
过渡元素的原子填充电子时是先填4s 然后填3d ,但失去电子时也是先失去4s 后失3d 。
(4)不正确。
由于镧系收缩,使第六周期元素与第五周期同族元素的原子半径相近。
(5)不正确。
应是O (g) + e –→ O –(g) 放热过程,O –(g) + e –→ O 2–(g) 是吸热过程。
(6)不正确。
氟是最活泼的非金属元素,但电子亲和能不是最大。
具有最大电子亲和能的元素是氯。
8.选择题(1)量子力学的一个轨道( )。
A .与玻尔理论中的原子轨道等同; B .指n 具有一定数值时的一个波函数; C .指n 、l 具有一定数值时的一个波函数;D .指n 、l 、m 三个量子数具有一定数值时的一个波函数。
(2)在多电子原子中,各电子具有下列量子数,其中能量最高的电子是( )。
A .2,1,–1,21 B . 2,0,0,–21C .3,1,1,–21 D . 3,2,–1,21 (3)当基态原子的第六电子层只有两个电子时,原子的第五电子层的电子数为( )A .肯定为8个电子B .肯定为18个电子C .肯定为8~18个电子D .肯定为8~32个电子 (4)钻穿效应使屏蔽效应( )A .增强B .减弱C .无影响D .不确定 (5)以下元素的原子半径递变规律正确的是( ) A .B <C <Al <Si B .C <B <Si <Al C .B <Al <C <Si D .Al <B <Si <C 解:(1)D ;(2)D ;(3)C ;(4)B ;(5)B 。
9.填空题(1)微观粒子运动的特征是 和 。
(2)当n = 4时,电子层的最大电子容量为 。
其各轨道能级的顺序为 。
实际上第一个4f 电子将在周期表中第 周期、 元素中的第 个元素中出现。
该元素的名称为 。
(3)按核外电子构型可将元素周期表分为 、 、 、 、 及 五个区,其各区的价电子通式为 、 、 、 、 。
(4)原子最外层电子数最多是 ;原子次外层电子数最多是 ;已填满的各周期所包含元素的数目分别是 ;镧系元素包括原子序数从 至 共 个。