大学化学——物质结构基础.

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(完整版)大学无机化学知识点总结讲解

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(完整版)⼤学⽆机化学知识点总结讲解⽆机化学,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 mol J3、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。

大学化学课件第二章--物质结构基础

大学化学课件第二章--物质结构基础
波尔模型是带心铁环状原子,后来实验测定的是球形 原子。
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§2-2 原子的量子力学模型
一、微观粒子的波粒二象性 二、核外电子运动状态的描述 三、原子轨道和电子云的图像
一、微观粒子的波粒二象性
1、光的波粒二象性
惠更斯的波动学 光是发光体在周围空间里引起的弹性振动而形成
的一种波,不同波长的波产生不同颜色的光,白光 则是各种单色波混合形成的,波动性表现为:光的 干涉、衍射和偏振。
§2-1 氢原子光谱和波尔理论 §2-2 原子的量子力学模型 §2-3 原子核外电子结构 §2-4 元素基本性质的论
原子结构理论的发展简史 一、古代希腊的原子(元素)理论 二、道尔顿的原子理论 三、卢瑟福的行星式原子模型 四、氢原子光谱 五、玻尔理论
1808年,英国化学家道尔 顿(John Dalton)建立了原 子论。几乎统一解释了当时 所有的化学现象和经验定律 。
二、道尔顿的原子理论
基本要点: 物质的最小组成单位为原子,原子不能创造、不能 毁灭、不能分割; 同种元素的原子其形状、质量和性质均相同,不同 元素的原子则不同; 原子以简单的比例结合成化合物。 缺陷: 不能解释同位素的发现;没有说明原子和分子的区 别;未能阐释原子的具体组成和结构。
一、微观粒子的波粒二象性
如果微粒的运动位置测得愈准确,则相应的速 度愈不易测准,反之亦然。这就是测不准原理。
测不准原理其中的一种表达形式为:物质的坐 标位置的不确定度ΔX和动量的不确定度ΔP的乘 积,遵循下面的关系式:
三、卢瑟福的行星式原子模型
卢瑟福(E.Rutherford)提出含核原子模型。他 认为原子的中心有一个带正电的原子核(atomic nucleus),电子在它的周围旋转,由于原子核和 电子在整个原子中只占有很小的空间,因此原子 中绝大部分是空的。

大学化学期末考试复习资料

大学化学期末考试复习资料

大学化学期末考试复习资料大学化学第一章热化学与反应重要概念1.系统:客观世界是有多种物质构成的,但我们可能只研究其中一种或若干物质。

人为地将一部分物质与其他物质分开,被划分的研究对象称为系统。

2.相:系统中具有相同物理性质和化学性质的均匀部分称为相。

3.状态:是指用来描述系统的诸如压力P、体积V、温度T、质量m 和组成等各种宏观性质的综合表现。

4.状态函数:用来描述系统状态的物理量称为状态函数。

5.广度性质:具有加和性,如体积,热容,质量,熵,焓和热力学能等。

6.强度性质:不具有加和性,仅决定于系统本身的性质。

如温度与压力,密度等。

系统的某种广度性质除以物质的量或者质量之后就成为强度性质。

强度性质不必指定物质的量就可以确定。

7.热力学可逆过程:系统经过某种过程由状态1到状态2之后,当系统沿着该过程的逆过程回到原来状态时,若原来的过程对环境产生的一切影响同时被消除(即环境也同时复原),这种理想化的过程称为热力学的可逆过程。

8.实际过程都是不可逆的,可逆过程是一种理想过程。

9.化学计量数:0=∑BVB B表示反应中物质的化学式,VB是B 的化学计量数,量纲为一;对反应物取负值,生成物取正值。

10.化学计量数只表示当安计量反应式反应时各物质转化的比例数,并不是各反应物质在反应过程中世界所转化的量。

11.反应进度ξ:b b v /n ?=?ξ 对于化学反应来讲,一般选未反应时,0=ξ 引入反应进度这个量最大的优点是在反应进行到任意时刻时,可用任一反应物或产物来表示反反应进行的程度,所得的值总是相等的。

12.反应热的测定:T C T m c T T m c q s s s 12s s ??-=-=-??-=)(所用到的仪器是弹式热量计又称氧弹弹式热量计中环境所吸收的热可划分为两部分:主要部分是加入的吸热介质水所吸收的,另一部分是金属容器等钢弹组件所吸收的。

前一部分的热用)(O H q 2表示,后一部分热用b q 表示,钢弹组件的总热容b C 告诉了则直接求得b q 。

大学化学都有啥知识点总结

大学化学都有啥知识点总结

大学化学都有啥知识点总结化学是一门探索物质结构、性质和变化的科学,是自然科学的一个重要组成部分。

在大学化学课程中,学生将学习关于化学的各种基本概念、原理和实验技能。

本文中,将总结大学化学课程中涉及到的一些重要知识点,包括化学基础、无机化学、有机化学、物理化学以及实验技能等方面。

一、化学基础1. 原子结构和周期表原子是构成物质的基本单位,由质子、中子和电子组成。

根据不同的元素,原子含有不同数量的质子和中子,而电子的数量决定了原子的化学性质。

周期表是化学元素根据其原子序数和化学性质排列的一张表格,它是化学知识的基础,可以用来预测元素的性质和反应。

2. 化学键和分子结构化学键是连接原子的力,主要包括共价键、离子键和金属键等。

共价键是两个原子通过共享电子而形成的,而离子键是由正负离子之间的静电吸引力形成的。

分子结构是指分子中原子的排列和相互之间的连接方式,如线性分子、角形分子和环状分子等。

3. 化学方程式和化学反应化学方程式描述了化学反应的过程,包括反应物、生成物和反应条件等。

在化学反应中,原子的数量不会改变,只是重新排列了位置。

常见的反应类型包括酸碱中和反应、氧化还原反应和沉淀反应等。

4. 化学热力学和化学动力学化学热力学研究了化学反应中的热能变化和热力学性质,如焓、熵和自由能等。

而化学动力学则研究了反应的速率和机理,包括反应速率方程、反应活化能和反应机制等。

5. 化学平衡和溶液化学化学平衡是指反应物和生成物之间的比例关系,包括平衡常数、平衡常数表达式和平衡常数的影响因素等。

溶液化学涉及到溶解度、溶解度积和酸碱平衡等内容。

二、无机化学无机化学是研究无机物质的结构、性质和反应的科学,包括金属、非金属和过渡金属等。

在大学化学课程中,学生将学习有关化合物的合成、性质和应用等内容。

1. 金属和非金属元素金属元素通常表现出电子的失去和形成阳离子的倾向,具有良好的导电性和导热性。

而非金属性元素则倾向于接受电子,形成阴离子,并且通常表现出高的电负性和化合价。

大学基础化学知识点

大学基础化学知识点

大学基础化学知识点化学是一门研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学。

在大学基础化学的学习中,我们会接触到许多重要的知识点,这些知识点不仅是进一步学习化学相关专业课程的基础,也对我们理解日常生活中的化学现象和解决实际问题有着重要的意义。

一、原子结构与元素周期表原子是化学变化中的最小粒子,了解原子的结构对于理解化学性质至关重要。

原子由原子核和核外电子组成,原子核包含质子和中子。

质子数决定了元素的种类,而质子数和中子数共同决定了原子的质量数。

电子在原子核外分层排布,遵循一定的规律。

根据能量的不同,电子层分别用 K、L、M、N 等表示。

每个电子层所能容纳的电子数有一定的上限。

元素周期表是化学中非常重要的工具,它按照原子序数递增的顺序排列元素,并呈现出周期性的规律。

同一周期的元素,电子层数相同,从左到右原子半径逐渐减小,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。

同一主族的元素,最外层电子数相同,从上到下原子半径逐渐增大,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。

二、化学键与物质的结构化学键是原子之间相互结合的作用力。

常见的化学键有离子键、共价键和金属键。

离子键是由阴阳离子之间的静电作用形成的,通常在活泼金属与活泼非金属之间形成。

例如,氯化钠(NaCl)就是通过离子键结合而成的。

共价键是原子之间通过共用电子对形成的。

共价键又分为极性共价键和非极性共价键。

极性共价键中,电子对偏向电负性较大的原子;非极性共价键中,电子对在两原子间均匀分布。

例如,氢气(H₂)中的共价键是非极性的,而氯化氢(HCl)中的共价键是极性的。

金属键存在于金属单质中,是由金属阳离子和自由电子之间的相互作用形成的。

物质的结构包括晶体结构和分子结构。

晶体分为离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体,它们具有不同的物理性质。

分子结构则影响着物质的化学性质和物理性质。

三、化学热力学化学热力学主要研究化学反应过程中的能量变化。

热力学第一定律指出,能量是守恒的,在化学反应中,能量可以在不同形式之间转化,但总能量不变。

大学化学普通化学习课后题答案

大学化学普通化学习课后题答案

普通化学 马家举 第一章 物质结构基础习题4 假定有下列电子的各套量子数,指出哪几套不可能存在,并说明原因。

(1)3,2,2,1/2;(2)3,0,-1,1/2;(3)2,2,2,2;(2)当角量子数l 取0时,磁量子数m 不能取-1。

(3)当主量字数取2时,角量子数不能取2;自旋量子数不能取2,只能取+1/2或-1/2。

5写出原子序数为47的银原子的电子分布式,并用四个量子数表示最外层电子的运动状态。

Ag :1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 64d 105s 1 5,0,0,+1/2。

试用杂化轨道理论解释:(1) H 2S 分子的键角为920,而PCl 3的键角为1020。

(2) NF 3分子为三角锥形构型,而BF 3分子为平面三角形构型。

(1) H 2S 分子与H 2O 分子一样,中心原子采取sp 3不等性杂化,在两个孤电子对的作用下,两个H-S键键角减小。

之所以键角小于H 2O 分子中两个H-O 键的键角104045’,是因为H-S 键的成键电子对更靠近H 原子,两个H-S 键之间的斥力小,被压缩的程度更大。

PCl 3分子与NH 3分子一样,也是中心原子采取sp 3不等性杂化,同理Cl-P 键的成键电子对更靠近Cl 原子,所以两个P-Cl 键的键角小于NH 3分子中两个N-H 键的键角。

(2) NF3分子与NH 3分子一样中心原子采取sp 3不等性杂化,使分子产生三角锥形构型;BF 3分子中心原子B 采用sp 2等性杂化,使分子产生平面三角形构型。

7 为什么(1)室温下CH 4为气体,CCl 4为液体,而CI 4为其固体?(2)水的沸点高于H 2S ,而CH 4的沸点低于SiH 4?(1) 从CH 4→CCl 4→CI 4分子量增加,分子间色散力增大,而色散力在范德华力中占较大比例,即分子间力是增大的,而分子间力越大,熔沸点越高。

(2) H 2O 分子与H 2S 分子相比,水中H 2O 分子之间存在氢键,虽然H 2O 分子间的色散力较小,氢键的存在却使沸点更高一些。

大学化学-第1章-物质结构基础

大学化学-第1章-物质结构基础

Y22p y
第 章 物质结构基础
1
1.1 原子结构
第 章 物质结构基础
1
1.2 化学键与分子结构
1.1.2 多电子原子结构
Linus Carl Pauling USA California Institute of Technology (Caltech) Pasadena, CA, USA b.1901.2.18 d.1994.
该电子在 s 亚层(l = 0)上,
运动区域为球形;
基态氢原子 该电子处于1s 轨道上,
空间有一种取向(m=0) ;
该 1s 电子能量最低,
运动区域离核很近。
第 章 物质结构基础
1
1.1 原子结构
(4) 自旋量子数 ms 取值: ,常用“ ”和“ ”表示。
意义: 描述电子绕轴自由旋转的状态。
电子自旋状态
第 章 物质结构基础
1
1.1 原子结构
(2) 角量子数 l
取值
球 哑复复 形 铃 杂 杂 …… 形形形
, 共 n 个值。 符号: s p d f g h 等 (电子亚层)。
意义:
①表示原子轨道的形状。 ②决定电子绕核运动的轨道角动量。
③表示电子层中分为若干个电子亚层(也称能级)。
④多电子原子中,电子的能量取决于 n 、l。
1
1.1 原子结构
SchrÖdinger方程
——量子力学中描述电子运动规律的基本方程
m:电子的质量 V: 电子的势能 E: 电子的能量 x,y,z: 空间坐标
: 波函数(原子轨道),描述原子 核外电子运动状态的函数。
Erwin Schrö dinger (1887-1961) 奥地利物理学家 诺贝尔物理学奖(1933年)

大学基础化学课后习题解答(1)

大学基础化学课后习题解答(1)

大学基础化学课后习题解答第一章 溶液和胶体溶液 第二章 化学热力学基础2-1 什么是状态函数?它有什么重要特点?2-2 什么叫热力学能、焓、熵和自由能?符号H 、S 、G 、∆H 、∆S 、∆G 、θf m H ∆、θc m H ∆、θf m G ∆、θr mH ∆、θm S 、θr m S ∆、θr m G ∆各代表什么意义? 2-3 什么是自由能判据?其应用条件是什么? 2-4 判断以下说法是否正确,并说明理由。

〔1〕指定单质的θf m G ∆、θf m H ∆、θm S 皆为零。

〔2〕,反应 O 2(g) +S(g) = SO 2(g) 的θr m G ∆、θr m H ∆、θr m S ∆分别等于SO 2(g)的θf m G ∆、θf m H ∆、θm S 。

〔3〕θr m G ∆<0的反应必能自发进行。

2-5 298.15K 和标准状态下,HgO 在开口容器中加热分解,假设吸热22.7kJ 可形成Hg 〔l 〕50.10g ,求该反应的θr m H ∆。

假设在密闭的容器中反应,生成同样量的Hg 〔l 〕需吸热多少?解:HgO= Hg(l)+1/2O 2(g)θr mH ∆=22.7× kJ·mol -1 kJ·mol -1 2-6 随温度升高,反应〔1〕:2M(s)+O 2(g) =2MO(s)和反应〔2〕:2C(s) +O 2(g) =2CO(g)的摩尔吉布斯自由能升高的为 (1) ,降低的为 (2) ,因此,金属氧化物MO 被硫复原反应2MO(s)+ C(s) =M(s)+ CO(g)在高温条件下 正 向自发。

2-7 热力学第一定律说明热力学能变化与热和功的关系。

此关系只适用于:A.理想气体;2-8 纯液体在其正常沸点时气化,该过程中增大的量是:A.蒸气压;B.汽化热;2-9 在298K 时,反应N 2(g)+3H 2(g) = 2NH 3(g),θr m H ∆<0则标准状态下该反应A.任何温度下均自发进行;B.任何温度下均不能自发进行;C.高温自发;2-10 298K ,标准状态下,1.00g 金属镁在定压条件下完全燃烧生成MgO(s),放热24.7kJ 。

大学化学 第九章 物质结构基础

大学化学 第九章 物质结构基础
电子的波动性由其波动方程即波函数来描述。
物质波的波函数如何求得?
思考:电子运动能否用经典的牛顿力学来描述?为什么?
量子力学区别于牛顿力学:
1. 微观粒子的能量是量子化的,不连续的;
2. 只能描述电子在某位置上出现的概率为多大;
量子力学原理
概率
波函数Ψ平方
波函数(Ψ)可以通过薛定谔方程来求解:
2ψ x 2

486.1

656.3
/nm
7.31 6.91
6.07
4.57
(1014) /s1
c 光c 速 2.99 18 8m 0s 1
玻尔理论
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;原子得到能量后,电子被激发到高 能轨道上,原子处于激发态。

y 2

z 2
8π2 m
h2
(E
V

0
为电子的波函数,又称原子轨道,是空间坐标x、y、z 的函数。
E 为核外电子总能量,V 为核外电子的势能,m 为电子的质量。
电子运动描述
电子云
波函数的平方[ψ]2可反映核外电子在空间某处单位体 积内出现的几率大小,即几率密度。以小黑点的疏密形象 化表示电子几率分布的图形称为电子云(图a)。
3. 磁量子数 m
m = 0, ±1, ±2, …, ±l, 共可取2l + 1个值 确定原子轨道的空间取向 除s轨道外,都是各向异性的
p轨道, m=-1, 0, +1有 三个空间取向
d轨道, m=-2, -1, 0, +1, +2 有五个空间取向

大学化学习题与答案

大学化学习题与答案

第一章化学反应基本规律1、在标准态的规定中,下述表达不正确的是( )A、标准压力P=B、T=C、b=mol·kg-1D、纯固体或纯液体处于标准压力。

2、在标准条件下,下列反应式中能表示CO2的Δf H m的反应式为( )A、C(金刚石)+ O2(g)= CO2(g)B、C(石墨)+O2(g)= CO2(g)C、CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g)D、CO2(g)=CO(g)+1/2O2(g)3、已知下列反应在一定温度下的热效应:4Fe2O3(s)+Fe(s)=3Fe3O4(s), Δr H m=-74 kJ·mol-14Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s), Δr H m=-1664kJ·mol-1则可计算出Fe3O4(s)的标准摩尔生成焓等于( )4、等压过程,高温非自发,低温自发的条件是( )5、等温条件下,某反应Δr G m=10kJ·mol-1,这表示该反应在标准状态下( )A、自发进行B、非自发进行C、自发与否,需具体分析6、汽车尾气中的CO,可用加入催化剂催化其热分解的方法消除。

已知热分解反应CO(g)= C(s)+O2(g)的Δr H m=·mol-1,Δr S m=·mol-1·K-1这一方法正确与否解释其原因:7、(1)U,S,H,G均为( )(2)Δr H m>0为( )(3)Δr G m <0为( )(4)K为( )8、反应的Δr H m<0,温度升高时(T2>T1)则平衡常数( )当Δr H m>0,温度升高时则( )9、碳燃烧反应为基元反应,其方程式为C(s)+O2 (g)→CO2 (g)则其反应速率方程式为( )A、υ=kc(C)c(CO2)B、υ=kc(O2)c(CO2)C、υ=kc(CO2)D、υ=kc(O2)10、升高温度,可增加反应速度,主要因为( )A、增加了分子总数B、增加了活化分子百分数C、降低了活化能D、促进平衡向吸热方向移动11、已测得高温时焦炭与二氧化碳反应C+CO2→2CO的活化能为167kJ·mol-1。

无机化学内容及要求

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。

结构化学课程学习方法的探讨

结构化学课程学习方法的探讨

结构化学课程学习方法的探讨结构化学(物质结构)是高等院校化学本科专业的一门必修专业基础课程,是从微观的角度研究原子、分子的运动规律,原子、分子和晶体的微观结构,以及结构与性能关系的一门科学。

结构化学基础课教程主要包括量子力学基础、原子的结构和性质、分子的结构和性质、化学键理论、络合物结构、晶体结构以及研究结构的实验方法等内容。

由于结构化学内容不仅涉及大量抽象的理论概念、复杂的空间结构以及繁琐的数学推导和证明过程,而且由于微观世界中物质的运动规律与宏观世界中既有密切的联系,也有本质的差异,简单用经典物理学如牛顿力学的规律是无法解释的,必须用一种新的非常抽象的量子力学理论去研究,这些无疑增加了学习结构化学的难度,常常使学生感到吃力又枯燥无味。

如何提高结构化学课程的教学质量、培养学生的学习兴趣是广大授课教师一直探索的问题。

一、学生在学习结构化学过程中存在的主要问题第一,学生学习目的不明确,错误地认为结构化学理论性很强,实际中没什么用处,对今后的学习和工作影响不大,所以学起来没兴趣。

第二,学生还没开始正式学习,就从高年级学生那里得知结构化学很难学,不及格率较高,产生一种畏难和消极情绪。

第三,高等数学、物理学基础薄弱。

高等数学是大学一年级学习,结构化学要到三年级第二学期才学。

对于不考研的学生来说,三年级时高等数学的好多公式和运算规则已经基本忘掉,对于结构化学中大量的数学推导过程感觉很吃力。

第四,思维不够活跃,想象力不够丰富。

由于结构化学所研究的微观世界微粒的特殊性,在思考问题时经常需要跳出传统的固有思维方式,从量子力学的新角度去思考。

量子化学是结构化学的理论基础,不仅有许多复杂、抽象的数学模型,而且包含有深刻的哲学意义,以至于量子力学的一些论述表面上显得违反常理。

二、对学习结构化学课程的建议(一)要有良好的学习态度近些年来,高校不少大学生出现了学业问题,表现为对课程的学习仅仅局限于考试能够通过就行,在考试前“临时抱佛脚”的突击现象比比皆是。

大学化学习题与答案

大学化学习题与答案

第一章化学反应基本规律1、在标准态的规定中,下述表达不正确的是 ( )A、标准压力PӨ=100.00KPaB、T=298.15KC、bӨ=1.00mol·kg-1D、纯固体或纯液体处于标准压力。

2、在标准条件下,下列反应式中能表示CO2的Δf H mӨ(298.15K)的反应式为( )A、C(金刚石)+ O2(g)= CO2(g)B、C(石墨)+O2(g)= CO2(g)C、CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g)D、CO2(g)=CO(g)+1/2O2(g)3、已知下列反应在一定温度下的热效应:4Fe2O3(s)+Fe(s)=3Fe3O4(s), ΔrHmӨ=-74 kJ·mol-14Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s), ΔrHmӨ=-1664kJ·mol-1则可计算出Fe3O4(s)的标准摩尔生成焓等于( )4、等压过程,高温非自发,低温自发的条件是( )5、等温条件下,某反应Δr GmӨ=10kJ·mol-1,这表示该反应在标准状态下( )A、自发进行B、非自发进行C、自发与否,需具体分析6、汽车尾气中的CO,可用加入催化剂催化其热分解的方法消除。

已知热分解反应CO(g)= C(s)+O2(g)的ΔrHmӨ=110.5kJ·mol-1,Δr S mӨ=-0.089kJ·mol-1·K-1这一方法正确与否?解释其原因: 7、(1)U,S,H,G均为( )(2)Δr Hm>0为 ( )(3)Δr Gm<0为 ( )(4)KӨ为 ( )8、反应的Δr HmӨ<0,温度升高时(T2>T1)则平衡常数( )当Δr HmӨ>0,温度升高时则( )9、碳燃烧反应为基元反应,其方程式为C(s)+O2 (g)→CO2 (g)则其反应速率方程式为( )A、υ=kc(C)c(CO2)B、υ=kc(O2)c(CO2)C、υ=kc(CO2)D、υ=kc(O2)10、升高温度,可增加反应速度,主要因为( )A、增加了分子总数B、增加了活化分子百分数C、降低了活化能D、促进平衡向吸热方向移动11、已测得高温时焦炭与二氧化碳反应 C+CO2→2CO的活化能为167kJ·mol-1。

大一无机化学课件第八章原子结构

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。

大学《无机化学》第四版_习题答案

大学《无机化学》第四版_习题答案
1-31下列哪些组态符合洪特规则?
1s 2s 2p 3s 3p
↑↓↑↓↑↓↓↓
↑↓↑↓↑↑↑
↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↑
1-32以下哪些原子或离子的电子组态是基态﹑激发态还是不可能的组态?
(a)1s22s2(b)1s23s1(c)1s23d3(d)[Ne]3s23d1(e)[Ar]3d24s2(f)1s22s22p63s1(g)[Ne]3s23d12(f)[Xe]4f7(g)[Ar]3d6
已知射到地面的阳光的最短波长为320nm,NO2气体在近地大气里会不会解离?
1-19氢原子核外电子光谱中的莱曼光谱中有一条谱线的波长为103nm,问:它相应于氢原子核外电子的哪一个跃迁?
1-20氦首先发现于日冕。1868年后30年间,太阳是研究氦的物理,化学性质的唯一源泉。
(a)观察到太阳可见光谱中有波长为4338A,4540A,4858A,5410A,6558A
2 0 0 1 1 0 2 1 -1 6 5 5
1-26以下能级的角量子数多大?(a)1s (b)1p (c)4d (d)2d (e)3p (f)3f
1-27 4s﹑5p﹑6d﹑7f﹑5g能级各有几个轨道?
1-28根据原子序数给出下列元素的基态原子的核外电子组态:
(a)K (b)Al (c)Cl (d)Ti(Z=22) (e)Zn(Z=30) (f)As(Z=33)
1-7设全球有50亿人,设每人每秒数2个金原子,需要多少年全球的人才能数完1mol金原子(1年按365天计)?
1-8试讨论,为什么有的元素的相对质量(原子量)的有效数字的位数多达9位,而有的元素的相对原子质量(原子量)的有效数字却少至3~4位?
1-9太阳系,例如地球,存在周期表所有稳定元素,而太阳却只开始发生氢燃烧,该核反应的产物只有氢,应怎样理解这个事实?

(完整版)大学无机化学知识点总结

(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。

@大学化学C基本知识点总结

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《大学化学C 》知识点及学时分配课堂授课学时:28学时;自学学时:4学时(通过考卷和作业题考察) 成绩构成:考试:80%,平时:20%考试基本题型(百分制):一、 判断(10题,10分)。

二、单项选择(25题,50分)。

三、填空(10空,10分)。

四、简答(2题,10分)。

五、计算(2题,20分)本试卷提供的公式和数据包括:z F E ϴ= R T ln K ϴ Δr G m = -zFEF = 96485C/mol; R= 8.314 J/K·mol知识点分布第一章 化学反应的基本规律【建议学时:9】考试比重30-35%第一节 几个基本概念一、系统和环境二、相第二节 化学反应中的质量守恒和能量守恒一、化学反应质量守恒定律(略讲)二、热力学第一定律1.状态和状态函数2.热力学能---不要求掌握U 的计算3.热和功4.热力学第一定律的数学表达式三、化学反应的反应热1.定容过程的反应热(不讲) ΘΘ-=∆K T T G ln R )(m (R ln 211212T T T T H K K m r -∆=ΘΘΘ2.定压过程的反应热—焓变四、化学反应反应热的计算1.盖斯定律(标准摩尔焓变)2.标准摩尔生成焓3.反应标准摩尔焓变的计算4.燃烧焓的计算(不讲)第三节化学反应进行的方向一、化学反应的自发性1.自发过程2.混乱度—熵二、吉布斯函数变与化学反应进行的方向1.吉布斯函数变与反应方向2.吉布斯函数变的计算第四节化学反应进行的程度-化学平衡一、化学平衡1.化学平衡1)分压定律(分体积不讲)2)化学平衡常数2.标准吉布斯函数变与平衡常数二、化学平衡的移动-------提一下四大平衡的概念,Kϴ在不同的平衡中的应用,例如在酸碱平衡中的标准平衡常数为K aϴ和K bϴ;沉淀溶解平衡中为K sϴ……1.分压、总压力对化学平衡的影响2.温度对化学平衡的影响----掌握温度对Kϴ的影响,要求计算Kϴ3.勒夏特列原理(略讲)第五节化学反应速率-------动力学部分不讲计算,只讲定性的理解一、化学反应速率的表示方法1.化学反应速率(略讲)2.转化速率(不讲)二、反应速率理论和活化能----考试时候出小题,侧重对活化能的理解1.碰撞理论2.过渡状态理论三、影响化学反应速率的因素1.浓度对反应速率的影响—质量作用定律2.温度对反应速率的影响3.催化剂对反应速率的影响(略讲)--出小题4.影响多相反应速率的因素(不讲)第二章溶液与离子平衡【学时:2】考试比重~10%第一节溶液浓度的表示方法(不讲)第二节稀溶液的依数性【1】一、溶液的蒸汽压下降二、溶液的沸点升高和凝固点降低三、溶液的渗透压第三节酸碱质子理论【0.5】------介绍一下电离理论、质子理论和电子理论第四节酸和碱的质子转移平衡(不讲)第五节难溶电解质的溶解平衡(不讲)第六节配位平衡【0.5】一、配位化合物的概念、组成和命名------重点是配合物的基本概念。

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注 意
(1)同一能级组n不一定相同。
(2)能级交错现象并不发生在所有元素中。
2. 核外电子分布
(1)原则
符合“两原理一规则”: a. 泡利不相容原理 b. 能量最低原理 c. 洪特规则
a. 泡利不相容原理
解决问题: 每一电子层最多所容纳的电 子数。 ① 同一个原子中没有四个量子数完全 相同的两个电子存在。 内 容 ② 同一个原子轨道中最多只能容纳两 个电子,且自旋方向相反。 结 论:每一电子层最多所容纳的电子数为 2n2 例如: n=2 轨道总数:n2 = 4 填充电子数:2n2 = 8
ψ (n,l,m)表示一个原子轨道
r / a0 (1,0,0) 1 / a 3 e 0
氢原子轨道与三个量子数的关系
n
1 K 2 L 3 M
l
0 s 0 s 1 p 0 s 1 p 2 d 0 s 1 p 2 d 3 f
4 N 5 O 6 P 7 Q
名称 轨道数 总数 Ψ 1 1 ψ(1.0.0) 1s 0 0 ψ(2.0.0) 2s 1 22 0,±1 3 ( 4) 2p 1 3s 0 2 3 3 3p 0,±1 5 ( 9) 3d 0,±1, ±2 0 4s 1 2 4 0,±1 3 4p (16) 0,±1,±2 4d 5 4f 0,±1, ±2,±3 7 2 l +1 n2
m
量子数的物理意义
代表电子离核的平均距离。 电子层 主量子数(n):
反映原子轨道的形状。 角量子数 (l ) :
电子亚层
0
s 磁量子数 (m): 反映原子轨道的空间取向。
自旋量子数
1 表征电子的自旋状态,取值: 2 (ms):
1 p
2 d
3 f
通常用:“ ”或“ ”表示。
( n , l , m , ms )可全面描述核外电子的运动状态
第五章 物质结构基础
物质(原子)结构与周期性
量子力学的诞生 微观粒子的波粒二象性 波函数与原子轨道 量子数 电子云
经典力学 量子力学
17世纪末和20世纪初。以牛顿 《自然哲学之数学原理》的出 版为标志,宣告了现代经典物 理学的正式创立
最彻底地推翻和重建了整个物 理学体系 量子论的奠基人之一玻尔 (Niels Bohr)说:“如果谁不为 量子论而感到困惑,那他就是 没有理解量子论。”
4 电子云
概率密度
反映电子在空间某位置上单位体积内出现 的概率大小。用波函数的平方(ψ2)来描述。
电子云
电子云是电子在空间概率 密度分布的形象化图示。
波函数和电子云的角度分布图
ψ(x, y, z) ψ(r, ,φ ) z
o x

P
x = r sin cosφ y = r sin sinφ z = r cos ψ(r, , φ )= R( r ) ·Y(, φ)
Ψ — 波函数 (原子轨道)
E为电子总能量,V为电子势能 物理意义:描述原子中电子运动状态的数学函数式, 又称为原子轨道。通常用ψ(x , y , z)表示。 说明:本节不讨论薛定谔方程的求解过程,只是对 解薛定谔方程中引入的三个量子数( n, l , m) 的意义作必要的探讨。
3. 量子数
主量子数 角量子数 磁量子数 n = 1 , 2, 3 , . . . . . l = 0 ,1 ,2 , n-1 m = 0,±1,±2, ± l
b. 能量最低原理
解决问题: 电子在不同电子层上的填充顺序。
内 结
6C 26Fe
容: 填充时尽先占领能量最低的轨道。 论: 电子在不同电子层上的填充顺序 依能量顺序由低到高填充。
1900年12月14日
• 普朗克在柏林宣读了 他关于黑体辐射的论 文,宣告了量子 quantum的诞生。那 一年他42岁。
1927年第五届索尔维会议参加者合照
1. 微观粒子的波粒二象性
(1)氢光谱
1913年,丹麦物理学家 N•Bohr提出氢原子结构 模型:
4
定态

态 能量最低 最稳定
普朗克 1 2 3
3s 3p 4s 3d 4p 5s
4d 5p
6p 6s 5p
5s 4p 4s 3s 3p 2p
5d
4f
6 (6s,4f,5d,6p) 5 (5s,4d,5p)
4d
3d
4 (4s,3d,4p)
3 (3s,3p) 2 (2s,2p)
2s
1s
1 (1s)
能 级 组
鲍林近似能级图
规 律
E(s) < E(p) < E(d) < E(f) (1)n 相同: (2) l 相同:E(2p) < E(3p) < E(4p) E(4s) <E(3d) (3)能级相错:
4.2 多电子原子结构和元素周期表
原子轨道的能级
核外电子分布
核外电子分布的周期系
1. 原子轨道的能级
核外电子分布

氢原子的轨道能级由 主量子数 n 决定。 多电子原子轨道的能级由 主量子数 n 和角量子数 l 共同决定。
原子轨道的能级由低到高的顺序:
1s 2s 2p 6s 4f 5d
激发态 能量较高 不太稳定
E2 - E1 = E = h

h —普朗克常数(6.626×10 -34 J ·S)
E = 2.18×10-18 / n2 n — 主量子数
(2)微观粒子的波粒二象性
1924年,法国物理学家德布罗依受光的波粒二象 性的启发,提出微观粒子(电子)也具有波粒二象 性。
德布罗依关系式: = h/mv (波长与速度的关系)和电子云的图像可分解为两部分: 径向分布图和角度分布图
将Y( , φ)或 Y2( , φ)随 、φ 的变化关系
作图即得波函数或电子云的角度分布图。
电子云与原子轨道的角度分布图区别:
电子云 原子轨道
正负
形状


略“瘦 ” 略“胖”
注意: s电子云除外
注 意
(1)原子轨道或电子云的角度分布图不表示 原子轨道或电子云的图像。 (2)l , m 相同 n 不同,表示 R( r )不同, 但 Y(, φ)相同。
粒子性: 波动性:
实物粒子 1927年, 电子衍射实验
戴维逊和汤姆逊 照相底片
电子发射器
晶体镍
波粒二象性是微观粒子运动的基本属性
2. 波函数与原子轨道
1926年,奥地利物理学家薛定谔提出 了氢原子体系的电子运动方程:
2 2 2 8 2m 2 2 (E V ) 0 2 2 x y z h
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