大学化学总结.pptx

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1、在一个体系中，任何 完全 相同且与其它部分有 隔开的 都称为 。在由同一种物质形成的体系中可以有多个相。在单相体系中可以存在多种物质。物理性质和化学性质物理性质和化学性质明确界面明确界面均匀部分均匀部分相第1页/共67页分散体系按分散质的大小分类1.1.粗分散体系粗分散体系 分散质粒子直径：分散质粒子直径：1010-6-6m m 如：豆浆、泥浆。如：豆浆、泥浆。显微镜或肉眼可以观察到。显微镜或肉眼可以观察到。多相不均匀体系，不稳定。多相不均匀体系，不稳定。2.2.分子或离子分散体系分子或离子分散体系 分散质粒子直径：分散质粒子直径：10109 9 m m 如：氯化钠溶液。如：氯化钠溶液。单相均

2、匀体系，稳定。单相均匀体系，稳定。3 3胶体分散体系胶体分散体系 分散质粒子直径：分散质粒子直径：10-910-6m 如：溶胶，蛋清，天然水中的杂质。如：溶胶，蛋清，天然水中的杂质。貌似单相体系，实为多相体系，能保持相对的稳定。貌似单相体系，实为多相体系，能保持相对的稳定。是高度分散的微不均匀体系。是高度分散的微不均匀体系。第2页/共67页相似相溶原理 结构相似的物质之间容易互相溶解。为什么I2 能溶于CCl4，而不溶于水；KMnO4易溶于水但不溶于CCl4 中？第3页/共67页溶液浓度的表示1）物质的量浓度=溶质的物质的量/每升溶液 c=n(溶质)/V（溶液）单位：mol/L2）质量摩尔浓度

3、质量摩尔浓度=溶质的物质的量溶质的物质的量/每千克溶剂每千克溶剂 m=n（溶质）/w(溶剂)单位：mol/kg3）摩尔分数摩尔分数=溶质的物质的量溶质的物质的量/全部溶液的物质的量全部溶液的物质的量 x=n/n总 无单位第4页/共67页第二节：稀溶液的依数性 难挥发非电解质的稀溶液有一些特殊的共性，与溶质的本质无关，只与溶质的数量有关，这种性质成为溶液的依数性。1、蒸气压下降、蒸气压下降2、沸点上升、沸点上升 3、凝固点降低、凝固点降低 4、渗透压、渗透压第5页/共67页蒸气压下降多少？蒸气压下降多少？拉乌尔定律拉乌尔定律p=nA+nBnAp0 或：p=xA p0对于稀溶液：nB nA,所以

4、nA+nB nB p nA nBp0下列溶液中，其溶液上方蒸汽压最低的是()。A.A.0.10mol/L 醋酸B.B.0.10mol/L NaOHC.C.0.10mol/L蔗糖溶液D.D.0.10mol/L MgCl2第6页/共67页拉乌尔定律 沸点上升沸点上升 Tb=kb.m =kb.n(质)/w(剂)凝固点降低凝固点降低 Tf=kf.m =kf.n(质)/w(剂)渗透压 （p）=cRT kpa第7页/共67页 将3.24g硫溶于40.0g苯中，苯的沸点由80.15上升至80.96OC ，求单质硫由几个硫原子组成？（苯的Kb为2.53 Kkg/mol。）解：设溶液中硫单质的摩尔质量为M gm

5、ol-1。Tb=(80.96+273)(80.15+273)K =Kb m=2.53Kkgmol-1 M =253gmol-1 硫的相对原子质量为32，硫原子数单质硫由8个硫原子组成，分子式为S8。第8页/共67页假设25oC时某树干内部的树汁细胞液浓度为0.20mol/L，当外部水分吸收进入树汁后，由于渗透压的作用，可以把树汁在树内提升多少米？因为=cRT =0.208.314(273+25)Pa=495.54 kPa 所以 =gh H=/g =(495544.2/10009.8)m=50.56m 因此可以把树汁在树内提升50.56m。第9页/共67页 三、胶体q溶胶的动力性质 布朗运动 q

6、溶液的光学性质 丁铎尔效应 q溶胶的电学性质电泳胶体微粒处于 不停顿的无规则运动状态，这种运动称为溶胶粒子的布朗运动。胶体粒子带电荷As2S3、Fe(OH)3、第10页/共67页溶胶为什么能稳定？高度分散的胶粒不断处于布朗运动之中，这种运动可以阻止重力作用引发的下沉。相同电性的胶粒通过静电作用相互排斥，阻止胶粒间聚结作用。当溶胶稳定条件被破坏，胶粒就会聚集长大而从介质中沉积下来，发生聚沉。方法有：加电解质，加热，改变PH值，加入相反电性溶胶。如何使溶胶聚沉？第11页/共67页胶团结构返回第12页/共67页第一节：溶液中的酸碱平衡弱酸弱碱的电离平衡酸碱质子理论水解平衡同离子效应和缓冲溶液第二章：

7、溶液中的化学平衡第13页/共67页1、一元弱酸、弱碱的电离平衡 （1）电离平衡与电离平衡常数 弱酸、弱碱为弱电解质，在水中部分电离，电离产生的正、负离子与未电离的分子间建立如下的化学平衡：弱酸 HAc H+Ac-其平衡常数，即弱酸的电离常数：其中：C实际浓度 mol/L，相对浓度（纯数）。第14页/共67页弱碱：NH3 H2O NH4+OH-其平衡常数，即弱碱的电离常数Kb注意要点注意要点 *Ka、Kb 表示了弱酸、弱碱在电离方面的本质特性。只与温度有关，与浓度无关。*常见 弱酸、弱碱的电离常数，有表可查。（p71)*水的浓度不包括在平衡常数表达式内。第15页/共67页设平衡时氢离子浓度为X

8、mol/L。弱电解质（弱酸）的电离平衡：H A H+A-初始浓度：HA0 0 0 平衡浓度：HA0 X X X X2 =HA0-X X2 =HA0 X =HA0 x 100%试计算浓度为0.05mol/L的HA酸中H+及A-离子的浓度及该酸的电离度，已知HA酸的标准解离常数为Ka 第16页/共67页设平衡时氢离子浓度为X mol/L。弱电解质（弱酸）的电离平衡：H A H+A-初始浓度：HA0 0 A0 平衡浓度：HA0 X X A0+X若溶液中同时存在弱酸盐：X(A0+X)=HA0-X XA0 =HA0P130,20题第17页/共67页 pH=-lg H+pOH=-lg OH-根据水的电离平

9、衡关系，他们之间有如下的联系：根据水的电离平衡关系，他们之间有如下的联系：pH+pOH=14 第18页/共67页二、酸碱质子理论 凡是能给出质子的物质都是酸；酸是质子的给予体。凡是能接受质子的物质都是碱；碱是质子的接受体。根据酸碱质子理论，酸和碱之间有如下的“共轭关系共轭关系”：HA H+A-酸酸 碱碱 左边的HA称为碱A的“共轭酸”；右边的A称为酸HA的“共轭碱”。酸给出质子后剩余的部分就是碱；碱接受质子后就变成了酸。HCl,H2O,HSO4-第19页/共67页*质子酸、质子碱有强弱之分：酸和碱的强度，就是它们给出或接受质子的倾向的衡量尺度。凡是容易给出质子的是强酸，它的共轭碱就是弱碱。凡是

10、容易接受质子的碱就是强碱，它的共轭酸就是弱酸。例如：HCl是强酸，Cl-就是弱碱；HAc是弱酸，Ac-就是强碱；OH-是强碱，H2O就是弱酸。第20页/共67页四、同离子效应和缓冲溶液 （1）什么是“同离子效应”？在弱电解质溶液中，加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，而影响电离平衡，使弱电解质的电离度降低，这种现象叫“同离子效应。第21页/共67页（2）缓冲溶液 什么是“缓冲溶液？凡是能够对溶液的pH值起稳定作用，具有一定的抗酸、抗碱、抗稀释的本领的溶液，叫做“缓冲溶液”。缓冲溶液的组成 弱酸+弱酸盐：HAc+NaAc 弱碱+弱碱盐：NH3+NH4Cl 多元弱酸的酸式盐及其次级盐：H2PO3

11、-+HPO32-CO32-+HCO3-第22页/共67页 缓冲溶液的pH值计算 基本依据：弱酸弱碱电离平衡关系 以HAc+NaAc为例说明如下：设缓冲溶液是由c酸浓度的HAc和c碱浓度的NaAc构成的，则：HAc H+Ac-起始浓度：c酸 0 c盐 电离平衡时：c酸-x c酸 x c盐+x c盐HAc Ac-第23页/共67页同理对于弱碱和弱碱盐组成的缓冲溶液：碱盐第24页/共67页第二章：溶液中的化学平衡第二章：溶液中的化学平衡第三节配位化合物配位化合物及水溶液中的配位平衡及水溶液中的配位平衡第25页/共67页配合物的组成配合物的组成 Cu(NH3)42+SO4 2-中心离子/中心形成体配位

12、体/配体内界内界外界外界配位数配位原子第26页/共67页三三 配位化合物的命名配位化合物的命名（1）内界（配离子）的命名）内界（配离子）的命名用一、二、三.表示。用罗马数字（I、II、III)表示 命名顺序为命名顺序为：配位数 配位体 合 中心离子(标出氧化数）。若存在多种配位体若存在多种配位体:先负离子负离子(酸根离子）后中性分子中性分子；负离子：先简单负离子简单负离子后复杂负离子复杂负离子；先无机配位体无机配位体后有机配位体有机配位体；中性分子：水、氨、有机分子水、氨、有机分子。Fe(CN)63-六氰合铁（）酸根离子Co(NH3)3Cl30 Co(H2O)2(NH3)3Cl2+Co2(CO

13、)8八羰基合二钴（0）第27页/共67页为什么配制碘酒时要加入适量的KI？第28页/共67页第三节电化学平衡及其应用 第二章：溶液中的化学平衡 原电池与电极电位原电池与电极电位 电解电解 金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护第29页/共67页2、原电池的组成、原电池的组成负极 Zn=Zn2+2e电子从原电池流出流出（到外电路）的一极。负极上总是发生氧化反应。正极Cu2+2e=Cu电子（从外电路）流入原电池的一极。正极上总是发生还原反应。盐桥（内电路）外电路第30页/共67页（4）浓度与电极电位的关系 能斯特方程式 对于任何一个电极反应：x 氧化态物质（Mn+)+ne y 还原态物质(M)EMn+/

14、M=EMn+/M +ln EMn+/M=EMn+/M +lg 式中：EMn+/M：非标准状态下的电极电位 EMn+/M：标准电极电位 氧化态、还原态：分别为氧化态和还原态物质的相对浓度 （溶液中的物种）或相对分压（气态物种）0.059Vn氧化态x还原态yRTnF氧化态x还原态y第31页/共67页 电化学腐蚀分为：析氢腐蚀和吸氧腐蚀金属的腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀金属的腐蚀负极氧化反应阳极正极还原反应阴极第32页/共67页 吸氧腐蚀 阴极：O2+2H2O+4e=4OH-阳极：2Fe-4e=2Fe2+总反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2“吸收”氧气吸氧腐蚀是电化学腐蚀的主要

15、形式。第33页/共67页 浓差腐蚀 上段下段FeO2+H2O+4e=4OH-Fe=Fe2+2e上段生锈，下段蚀坑。阴极：O2+2H2O+4e=4OH-E(O2/OH-)=E(O2/OH-)+lg 0.059V4P(O2)OH-4插入水中的钢铁，腐蚀主要发生在近水部分还是水下较深的部分？在Fe和O2组成的原电池中，O2为阴极，电极反应为：因为在水面处氧气浓度大于水下，水面处氧的氧化能力高于水下。所以近水面处为阴极，水深处的Fe被腐蚀。第34页/共67页第三章 结构化学第一节 原子结构与元素周期35第35页/共67页 微观粒子的运动特征：量子化特征+波粒二象性36 结论：微观粒子并不遵循经典物理学

16、的规则，而是遵循量子力学的规则。第36页/共67页37 描述原子中的电子运动状态的波函数称为原子轨道。应该特别强调的是，这里所称的“轨道”是指原子核外电子的一种运动状态，是一种具有确定能量的运动状态，而不是经典力学中描述质点运动的某种确定的几何轨迹，也不是玻尔理论所指的那种固定半径、园形的波尔轨道表达式。原子轨道相应的能量也称为原子轨道能级。第37页/共67页波函数本身没有明确、直观的物理意义。但2 表示了核外电子在空间某位置上单位体积内出现的几率大小，称为电子在此空间位置上出现的几率密度。第38页/共67页一组（n,l,m）代表一个原子轨道一组（n,l,m,ms）代表一个电子的运动状态n（K

17、/L/M/N）0/s 1/p 2/d n-1lms0 0,1 0,1,2 0,1,2(n-1)m1/2l轨道形状，m轨道空间取向第39页/共67页指出2p，3d这些原子轨道相应的主量子数n，角量子数l 的值各为多少？每种轨道包含的轨道数目是多少？n l 轨道数 2p 2 1 3 第40页/共67页 核外电子的排布 1电子在原子轨道中排布的基本原则(1)鲍利不相容原理在同一原子中，不能有两个电子处于完全相同的状态在同一原子中，不能有两个电子处于完全相同的状态。(2)能量最低原理在基态时，电子在原子轨道中的排布，在不违背鲍利原理的前提下，在基态时，电子在原子轨道中的排布，在不违背鲍利原理的前提下，

18、总是优先排入能量尽可能低的轨道。总是优先排入能量尽可能低的轨道。(3)洪特规则 在能量相同的原子轨道，即所谓在能量相同的原子轨道，即所谓等价轨道等价轨道等价轨道等价轨道（如三个（如三个p p轨道、五个轨道、五个d d轨道、轨道、七个七个f f轨道，亦称为轨道，亦称为简并轨道简并轨道）中排布的电子，总是尽可能分占不同）中排布的电子，总是尽可能分占不同的等价轨道而保持自旋相同。的等价轨道而保持自旋相同。作为洪特规则的作为洪特规则的特例特例，使等价轨道处于全充满（，使等价轨道处于全充满（p p6 6、d d1010、f f1414）或半充满（或半充满（p p3 3、d d5 5、f f7 7）或全空

19、（）或全空（p p0 0、d d0 0、f f0 0）状态时的电子排布方式）状态时的电子排布方式是比较稳定的。是比较稳定的。第41页/共67页原子轨道的能级排序1s 2s 2p 3s 3p 4s3d 4p 5s 4d 5p26Fe：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d64s2第42页/共67页43 化学键是指分子或晶体中相邻两个或多个原子或离子之间的强烈作用力。化学键共价键离子键金属键价键理论价层电子对理论杂化轨道理论分子轨道理论第二节第二节 化学键和分子结构化学键和分子结构第43页/共67页由s轨道和p轨道形成的杂化轨道和分子的空间构型列于下表中。杂化轨道类型spsp2sp3不等性s

20、p3 参加杂化的轨道1个s、1个p1个s、2个p1个s、3个p1个s、3个p生成杂化轨道数2344成健轨道夹角1801201092890 10928空间构型直线型平面三角形正四面体三角锥V形实 例BeCl2（？）BF3CH4NH3H2O第44页/共67页45 中心离子的配位数、轨道杂化方式以及配合物的空间构型 第45页/共67页第三节 分子的极性、分子间的作用力和氢键原子间较强的相互作用键能约为100800kJmol-1分子间较弱的作用力分子间较弱的作用力只只只只有几个到几十个有几个到几十个有几个到几十个有几个到几十个kJmolkJmolkJmolkJmol-1-1-1-1离子键离子键共价键共

21、价键（配位键配位键）金属键范德范德华力华力分子内部原子之间存在着相互作用化学键，形成或破坏化学键将伴随能量的变化物质三相之间的转化也伴随着能量的变化，如冰融化成水要吸收能量，这个过程破坏化学键了吗？范德华力范德华力，是由范德华首先提出的。气体分子能凝聚成液体和固体，主要就靠这种分子间作用力。第46页/共67页47 对于多原子分子而言，分子是否有极性，不仅取决于所形成的键键是否有极性，而且还与分子的空间构型空间构型有关。CO2分子中C=O键虽为极性键，CO2是非极性分子SO2分子中S=O键为极性键，SO2是极性分子第47页/共67页48四、分子间力和氢键对物质性质的影响1物质的熔点和沸点对于同类

22、型的单质和化合物，其熔点和沸点一般随相对分子质量的增加而升高。这是由于物质分子间的色散力随相对分子质量的增加而增强的缘故。第48页/共67页49 第主族氢化物的沸点变化规律对于含氢键的物质，其熔点、沸点较同类型无氢键的物质要高。对于含氢键的物质，其熔点、沸点较同类型无氢键的物质要高。第49页/共67页2.2.以下不属于微观粒子运动基本特征的是()。A.A.波粒二象性 B.量子化特性 C.统计性 D.电子配对成键5.5.主量子数为4，角量子数为1的原子轨道空间取向有()。A.A.5种 B.3种 C.7种 D.1种8.下列哪个微粒不是直线型：(A)CO2 (B)Ag(CN)2 (C)O3 (D)B

23、eCl212.下列哪种化合物的沸点最低：(A)HF (B)HCl (C)HBr (D)HI13.已知Ni(CN)4 分子为平面四边形结构，Ni是什么杂化类型？(A)dsp2 (B)sp3 (C)sp2 (D)sp第50页/共67页 第五章第五章 单质及无机化合物单质及无机化合物本节要点本节要点 氧化物的硬度（熔点）、酸碱性氧化物的硬度（熔点）、酸碱性 硫化物的溶解度硫化物的溶解度 碳酸盐的热稳定性与离子极化碳酸盐的热稳定性与离子极化 硝酸盐的热分解硝酸盐的热分解 硅酸盐的结构、水泥的主要成分硅酸盐的结构、水泥的主要成分第二节：非金属元素及其化合物第51页/共67页同一金属元素同一金属元素不同价

24、态的氧化物，不同价态的氧化物，低价态的，是离子型的，熔点和沸点都较高。低价态的，是离子型的，熔点和沸点都较高。高价态的，是共价型的，熔点和沸点都较低。高价态的，是共价型的，熔点和沸点都较低。锰氧化物的熔点锰氧化物的熔点 MnO MnMnO Mn3 3O O4 4 Mn Mn2 2O O3 3 MnOMnO2 2 MnMn2 2O O7 7 1785 1564 1080 535 5.9 1785 1564 1080 535 5.9大的氧化大的氧化物（离子型或偏离子型的）：物（离子型或偏离子型的）：CrCr2 2O O3 3、AlAl2 2O O3 3等。一种元素生成几种氧化物时，高价的氧化物及其

25、水化物的酸性强酸性氧化物：非金属氧化物，以及高价的金属氧化物第52页/共67页金属硫化物大多数不溶于水，金属硫化物大多数不溶于水，1）溶于水的硫化物2 2）不溶于水而溶于稀酸的硫化物 ZnS ZnS、FeSFeS例如要制备FeSFeS，不能单纯用H H2 2S S通入FeClFeCl2 2溶液来制备，因为反应中有酸生成:FeCl FeCl2 2+H+H2 2S=FeS+2HClS=FeS+2HCl FeS FeS溶于稀酸而不会生成FeSFeS。3 3）既不溶于水又不溶于稀酸的硫化物:CuS,HgS,PbS第53页/共67页除活泼金属外，其他金属的碳酸盐的热稳定性都较差除活泼金属外，其他金属的碳

26、酸盐的热稳定性都较差,一一般尚未加热到熔点就分解了。般尚未加热到熔点就分解了。碳酸盐的热稳定性下列各碳酸盐中，热分解温度最高的是()。A.A.Al2（CO3）3 B.Na2CO3 C.MgCO3 D.CaCO3 第54页/共67页通常通常,硝酸盐热分解的产物，随金属离子的活泼性不同而分为三种类型硝酸盐热分解的产物，随金属离子的活泼性不同而分为三种类型：1、金属活泼顺序在、金属活泼顺序在Mg以前的活泼金属的硝酸盐，受热分解成其亚硝酸盐和氧气。以前的活泼金属的硝酸盐，受热分解成其亚硝酸盐和氧气。如如 2NaNO3(S)=2NaNO2(S)+O2(g)2、金属活泼顺序介于、金属活泼顺序介于Mg与与C

27、u之间的金属（包括之间的金属（包括Mg和和Cu）的硝酸盐，受热分解）的硝酸盐，受热分解生成相应的金属氧化物及生成相应的金属氧化物及NO2(g)和和O2(g)。如：。如：2Pb(NO3)2(S)=2PbO(S)+4NO 2(g)+O2(g)3、金属活泼顺序在、金属活泼顺序在Cu以后的不活泼金属的硝酸盐，受热分解生成相应的单以后的不活泼金属的硝酸盐，受热分解生成相应的单质及质及NO2(g)和和O2(g)。如：。如：2AgNO3(S)=2Ag(S)+2NO2(g)+O2(g)下列硝酸盐热分解时产生金属单质的是（）。A.A.AgNO3 B.B.NaNO3 C.Cu(NO3)2 D.NH4NO3第55页

28、/共67页硅酸盐的结构硅酸盐的结构-硅氧四面体硅氧四面体：Si 采用 sp3 杂化轨道与 O 形成硅氧四面体,处于四面体顶 端的 氧原子均为周围的四面体共用，这种结构导致其化学性质很稳定.正硅酸根离子正硅酸根离子SiO44-第56页/共67页使用汞时应注意哪些问题？如若少量的汞不慎洒到地面，如何处理？并说明原因。第57页/共67页58 第五章第五章有机化合物有机化合物第58页/共67页59(2)氧化反应 烯烃和炔烃很容易被氧化。反应主要发生在键上。随着氧化剂和氧化条件的不同，产物也各不相同。氧化时键首先被氧化而断裂，常用的氧化剂如高锰酸钾溶液。采用冷、稀碱性高锰酸钾水溶液氧化烯烃时，产物如下：

29、在较剧烈的氧化条件下，例如采用加热、并 浓的高锰酸钾溶液，则不仅键会被打开，键也会发生断裂。如：第59页/共67页(6)酸的还原反应羧基在一般条件下不容易被还原剂还原，但能被强还原剂如氢化铝锂(LiAlH4)还原为伯醇：第60页/共67页61(4)缩合反应(I)羟醛缩合醛在弱碱（如Ca(OH)2、Ba(OH)2等）或碱性离子交换树脂的作用下，可按下列方式进行缩合：第61页/共67页第62页/共67页氨基酸是蛋白质的结构单元，这一点已由蛋白质的水解可以得到证明。所有生物中最重要的20种氨基酸，在生物界中是通用的。氨基酸通式为：一一.氨基酸的结构和分类第63页/共67页蛋白质的结构层次一级结构，指

30、蛋白质分子中的氨基酸的排列顺序。二级结构，指蛋白质多肽链的主链骨架的折叠方式，即借助氢键排列成特有的螺旋和折叠。三级结构，指一条多肽链借助各种非共价键折叠盘旋成具有特定走向的紧密球状构象。四级结构，是指多条肽链组成的一个蛋白质分子时，各亚基在寡聚蛋白质中空间排布及亚基间的相互作用。第64页/共67页 基本的生命物质基本的生命物质糖糖单糖：葡萄糖、果糖多糖：淀粉、纤维素第65页/共67页 核酸分为核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）。是由核苷酸组成的具有复杂三维结构的大分子化合物。都是生物体内极为重要的基本物质。（一）DNA是遗传的物质基础，负责着遗传信息的存储和发布，为双链分子。（二）RNA负责DNA遗传信息的翻译和表达，参与蛋白质的生物合成，为单链分子，分子量比DNA小得多。核酸概论第66页/共67页感谢您的观看。第67页/共67页