大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)_第1頁(yè)
大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)_第2頁(yè)
大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)_第3頁(yè)
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大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)_第5頁(yè)
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無(wú)化,機(jī)學(xué)物化,析學(xué)無(wú)化元素化學(xué)機(jī)合成化學(xué)機(jī)高子化學(xué)固體化學(xué)化絡(luò)物化學(xué)同位素化學(xué)、生物無(wú)機(jī)化學(xué)、金屬有機(jī)化學(xué)、金屬酶化學(xué)等。有化普通有機(jī)化學(xué)機(jī)成化學(xué)和非金屬有機(jī)化學(xué)理有機(jī)化學(xué)物有機(jī)化學(xué)、有機(jī)分析化學(xué)。物化結(jié)構(gòu)化學(xué)、熱化學(xué)、化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、電化學(xué)、溶液理論、界面化學(xué)、膠體化學(xué)、量子化學(xué)、催化作用及其理論等。分化化學(xué)分析、儀器和新技術(shù)分析。包括性能測(cè)定、監(jiān)控、各種光譜和光化學(xué)分析、各種電化學(xué)分析方法、質(zhì)譜分析法、各種電鏡、成像和形貌分析方法,在線分析、活性分析、實(shí)時(shí)分析等,各種物理化學(xué)性能和生理活性的檢測(cè)方法,萃取、離子交換、色譜、質(zhì)譜等分離方法,分離分析聯(lián)用、合成分離分析三聯(lián)用等。

無(wú)機(jī)化學(xué)第一章:氣體第一節(jié):理想氣態(tài)方程1、氣體具有兩個(gè)基本特性:擴(kuò)散性和可壓縮性。主要表現(xiàn)在:⑴氣體沒有固定的體積和形狀。⑵不同的氣體能以任意比例相互均勻的混合。⑶氣體是最容易被壓縮的一種聚集狀態(tài)。2、理想氣體方程:

PVnRT

R

為氣體摩爾常數(shù),數(shù)值為J

3、只有在高溫低壓條件下氣體能近似看成理想氣體。第二節(jié):氣體混合物1、對(duì)于理想氣體來(lái)說(shuō),某組分體的分壓力等于相同溫度下該組分氣體單獨(dú)占有與混合氣體相同體積時(shí)所產(chǎn)生的壓力。2、Dlton分定律:混合氣體的總壓等于混合氣體中各組分氣體的分壓之和。3、(0℃=273.15KSTP下強(qiáng)101.325KPa760mmHg=76cmHg)第二章:熱化第一節(jié):熱力學(xué)術(shù)語(yǔ)和基本概念1、系與環(huán)境之間可能會(huì)有物質(zhì)和能的傳遞。按傳遞情況不同,將系統(tǒng)分為:⑴封閉系統(tǒng):系統(tǒng)與環(huán)境之間只有能量傳遞沒有物質(zhì)傳遞。系統(tǒng)質(zhì)量守恒。⑵敞開系統(tǒng):系統(tǒng)與環(huán)境之間既有能量傳遞〔以熱或功的形式進(jìn)行〕又有物質(zhì)傳遞。⑶隔離系統(tǒng):系統(tǒng)與環(huán)境之間既沒有能量傳遞也沒有物質(zhì)傳遞。2、狀是系統(tǒng)中所有宏觀性質(zhì)的綜合表現(xiàn)。描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量稱為狀態(tài)函數(shù)。狀態(tài)函數(shù)的變化量只與始終態(tài)有關(guān),與系統(tǒng)狀態(tài)的變化途徑無(wú)關(guān)。3、系中物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)完全相同而與其他部分有明確界面分隔開來(lái)的任何均勻部分叫做相。相可以由純物質(zhì)或均勻混合物組成,可以是氣、液、固等不同的聚集狀態(tài)。4、化計(jì)量數(shù)對(duì)于反應(yīng)物為負(fù),對(duì)于生成物為正。5、反應(yīng)進(jìn)度

(e·sai

)

t

n

=

反應(yīng)后-應(yīng)前化學(xué)計(jì)量數(shù)

,單位:mol第二節(jié):熱力學(xué)第一定律0、系與環(huán)境之間由于溫度差而引起的能量傳遞稱為熱能自動(dòng)的由高溫物體傳向低溫物體。系統(tǒng)的熱能變化量用Q表。若環(huán)境向系統(tǒng)傳遞能量,系統(tǒng)吸熱,則Q>0;若系統(tǒng)向環(huán)境放熱,則Q<0。1、系與環(huán)境之間除熱以外其他的能量傳遞形式,稱為功,用W表。境對(duì)系統(tǒng)做功,W>O;系統(tǒng)對(duì)環(huán)境做功,。2、體功:由于系統(tǒng)體積變化而與環(huán)境交換的功稱為體積功。非體積功:體積功以外的所有其他形式的功稱為非體積功。3、熱學(xué)能:在不考慮系統(tǒng)整體動(dòng)能和勢(shì)能的情況下,系統(tǒng)內(nèi)所有微觀粒子的全部能量之和稱為熱力學(xué)能,又叫內(nèi)能。4、氣的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)—純理想氣體的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是指其處于標(biāo)準(zhǔn)壓力

P

下的狀態(tài),混合氣體中某組分氣體的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是該組分氣體的分壓為

P

且單獨(dú)存在時(shí)的狀態(tài)。液體(固體)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)—純液體(或固體)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)指溫度為T,壓力為時(shí)的狀態(tài)。

(總生成物-H(總生成物-H(總反應(yīng)物-H液體溶液中溶劑或溶質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)—溶液中溶劑可近似看成純物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)溶液中,溶質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是指壓力

P

,質(zhì)量摩爾濃度

b

,標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量摩爾濃度bmol

,并表現(xiàn)出無(wú)限稀釋溶液特性時(shí)溶質(zhì)的(假想)狀態(tài)。標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量摩爾濃度近似等于標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)的量濃度。即

b5、物B的準(zhǔn)摩爾生成焓

f

m

(B,態(tài)T)指在溫度T下由參考狀態(tài)單質(zhì)生成物質(zhì)B(反的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變。B6、參狀態(tài)一般指每種物質(zhì)在所討論的溫度T標(biāo)準(zhǔn)壓力

P

時(shí)最穩(wěn)定的狀態(tài)。個(gè)別情況下參考狀態(tài)單質(zhì)并不是最穩(wěn)定的的考狀態(tài)是白磷P(s,白但白磷不及紅磷和黑磷穩(wěn)定。O(g)、H(g)、Br(l)、I(s)和P白磷是T=298.15K,下應(yīng)元素的最穩(wěn)定單質(zhì),即其標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為零。7、在何溫度下,參考狀態(tài)單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓均為零。8、物B的準(zhǔn)摩爾燃燒焓H(B,態(tài)T)是指在溫度下,物B(全氧化成相同溫度下指定產(chǎn)物時(shí)的反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變。

B

)完第四節(jié):定1、Hess定反不管是步或分幾步完成反應(yīng)所放出或吸收的熱總是相等的。其實(shí)質(zhì)是化學(xué)反應(yīng)的焓變只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與途徑無(wú)關(guān)。2、焓基本特點(diǎn):⑴某反應(yīng)的

r

(正)與其逆反應(yīng)的

Hr

(逆)數(shù)值相等,符號(hào)相反。即r

m

(正)

Hr

m

(逆)。⑵始態(tài)和終態(tài)確定之后,一步反應(yīng)的

Hr

m

等于多步反應(yīng)的焓變之和。3、多化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式相加(或減,所得化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式的

r

(T)等于原各計(jì)量式的

r

m

(T)之和(或之差)。第五節(jié):反應(yīng)熱的求算1、在溫定壓過(guò)程中反的準(zhǔn)摩爾焓變等于產(chǎn)物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓之和減去反應(yīng)物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓之和。

r

m

=

Hf

m

(總反應(yīng)物{如果有參考狀態(tài)單質(zhì),則其標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為2、在溫定壓過(guò)程中反的準(zhǔn)摩爾焓變等于反應(yīng)物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓之和減去產(chǎn)物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓之和。

r

m

=

H

mc

(總生成物{參考狀態(tài)單質(zhì)只適用于標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓,其標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓不為}第三章:化學(xué)力學(xué)基第一節(jié):反應(yīng)速率第二節(jié):濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響—速率方程1、對(duì)學(xué)反應(yīng)

bByY

來(lái)說(shuō),反應(yīng)速率r

與反應(yīng)物濃度的定量關(guān)系為:rkcC該程為化學(xué)反應(yīng)速率定律或化學(xué)反應(yīng)速率方程中稱為反應(yīng)速率系數(shù)化反應(yīng)速率相對(duì)大,c分別為反應(yīng)物A和B的濃度為AB別稱為A,B的應(yīng)級(jí)數(shù);為總反應(yīng)數(shù)。反應(yīng)級(jí)數(shù)可以是零、正整數(shù)、分?jǐn)?shù),也可以是負(fù)數(shù)。零級(jí)反應(yīng)得反應(yīng)物濃度不影響反應(yīng)速率。(反應(yīng)級(jí)數(shù)不同會(huì)導(dǎo)致位的不同于級(jí)反應(yīng)的單位為

mol

級(jí)應(yīng)單位為s,二級(jí)反應(yīng)k的位為

mol

,三級(jí)反應(yīng)k的位為

mol

)2、由驗(yàn)測(cè)定反應(yīng)速率方程的最簡(jiǎn)單方法—初始速率法。在一定條件下,反應(yīng)開始時(shí)的瞬時(shí)速率為初始速率,由于反應(yīng)剛剛開始,逆反應(yīng)和其他副反應(yīng)的干擾小能較真實(shí)的反映出反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響具體操作是將反應(yīng)物

按不同組成配置成一系列混合物。對(duì)某一系列不同組成的混合物來(lái)說(shuō),先只改變一種反應(yīng)物A的度。保持其他反應(yīng)物度不變。在某一溫度下反應(yīng)開始進(jìn)行時(shí),記錄在一定時(shí)間間隔內(nèi)A的度變化,作出圖,確定t=0是瞬時(shí)速率。也可以控制反應(yīng)條A件,是反應(yīng)時(shí)間間隔足夠短,這時(shí)可以把平均速率作為瞬時(shí)速率。3、對(duì)于一級(jí)反應(yīng),其濃度與時(shí)關(guān)系的通式為:㏑第三節(jié):溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響Arrhenius程

cAtcA

1、速系數(shù)與溫度關(guān)系方程:

ke

㏑k}-0

k2akRT1

1

化能單為a

。k為指前參量又稱頻0率因子。

k

0

具有相同的量綱。

E

a

k

0

是兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)參量,溫度變化不大時(shí)視為與溫度無(wú)關(guān)。2、對(duì)Arrhenius方程進(jìn)一步析:⑴在室溫下E每增加4使k值降低80%室相同或相近的情況下a活化能E大反應(yīng),其速率系數(shù)k則,反應(yīng)速率較?。恍》磻?yīng)k較,反應(yīng)a率較大。⑵對(duì)同一反應(yīng)來(lái)說(shuō),溫度升高反應(yīng)速率系數(shù)k增,一般每升高10,k值增大~10倍⑶對(duì)同一反應(yīng)來(lái)說(shuō),升高一定溫度,在高溫區(qū)k

值增大倍數(shù)小;在低溫區(qū)

k

值增大倍數(shù)大。因此,對(duì)一些在較低溫度下進(jìn)行的反應(yīng),升高溫度更有利于反應(yīng)速率的提高。⑷對(duì)于不同的反應(yīng),升高相同溫度,E大的反應(yīng)k值大倍數(shù)大;小的反應(yīng)值a大倍數(shù)小。即升高溫度對(duì)進(jìn)行的慢的反應(yīng)將起到更明顯的加速作用。第四節(jié):反應(yīng)速率理論與反應(yīng)機(jī)理簡(jiǎn)介1、

H=E()E(負(fù))r2、由普通分子轉(zhuǎn)化為活化分子需要的能量叫做活化能第五節(jié):催化劑與催化作用1、催劑是指存在少量就能顯著加速反應(yīng)而本身最后并無(wú)損耗的物質(zhì)化加快反應(yīng)速率的作用被稱為催化作用。2、催劑的特征:⑴催化劑只對(duì)熱力學(xué)可能發(fā)生的反應(yīng)起催化作用,熱力學(xué)上不可能發(fā)生的反應(yīng),催化劑對(duì)它不起作用。⑵催化劑只改變反應(yīng)途徑(又稱反應(yīng)機(jī)理),不能改變反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài),它同時(shí)加快了正逆反應(yīng)速率,縮短了達(dá)到平衡所用的時(shí)間,并不能改變平衡狀態(tài)。⑶催化劑有選擇性,不同的反應(yīng)常采用不同的催化劑,即每個(gè)反應(yīng)有它特有的催化劑。同種反應(yīng)如果能生成多種不同的產(chǎn)物時(shí)用同的催化劑會(huì)有利于不同種產(chǎn)物的生成。⑷每種催化劑只有在特定條件下才能體現(xiàn)出它的活性則將失去活性或發(fā)生催化劑中毒。第四章:化學(xué)衡和Gibbs數(shù)第一節(jié):標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)1、平衡的組成與達(dá)成平衡的途無(wú)關(guān),在條件一定時(shí),平衡的組成不隨時(shí)間而變化。平衡狀態(tài)是可逆反應(yīng)所能達(dá)到的最大限度。平衡組成取決于開始時(shí)的系統(tǒng)組成。2、對(duì)可逆反應(yīng)aA

xa0xa0K

cc

3、兩個(gè)或多個(gè)化學(xué)計(jì)量式相加或相減)后得到的化學(xué)計(jì)量式的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)等于原各個(gè)化學(xué)計(jì)量式的化學(xué)平衡常數(shù)的積(或商),這稱為多重平衡原理。第二節(jié):標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的應(yīng)用1、反應(yīng)進(jìn)度也常用平衡轉(zhuǎn)化率表示。反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率AA0

表達(dá)式為2表反應(yīng)商。若J<

K

則反應(yīng)正向進(jìn)行;若J=

K

,則反應(yīng)處于平衡狀態(tài);J

K

,則反應(yīng)逆向進(jìn)行。第三節(jié):化學(xué)平衡的移動(dòng)1、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響:濃雖然可以使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng),但并不能改變化學(xué)平衡常數(shù)的數(shù)值,因?yàn)樵谝欢囟认拢琄值定。當(dāng)反應(yīng)物濃度增加或產(chǎn)物濃度減少時(shí),平衡正向移動(dòng);當(dāng)反應(yīng)物濃度減少或產(chǎn)物濃度增加時(shí),平衡逆向移動(dòng)。2、壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響:綜考慮各反應(yīng)物和產(chǎn)物分壓是否改變及反應(yīng)前后氣體分子數(shù)是否改變。3、溫度對(duì)化學(xué)平衡都影響:溫變化引起標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的改變,從而使化學(xué)平衡移動(dòng)。溫度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的影響用van’tHoff程描述。㏑

KHrmK

1T

第四節(jié):自發(fā)變化和熵1、自發(fā)變化的基本特征:⑴在沒有外界作用或干擾的情況下,系統(tǒng)自身發(fā)生的變化稱為自發(fā)變化。⑵有的自發(fā)變化開始時(shí)需要引發(fā),一旦開始,自發(fā)變化將一直進(jìn)行達(dá)到平衡,或者說(shuō)自發(fā)變化的最大限度是系統(tǒng)的平衡狀態(tài)。⑶自發(fā)變化不受時(shí)間約束,與反應(yīng)速率無(wú)關(guān)。⑷自發(fā)變化必然有一定的方向性,其逆過(guò)程是非自發(fā)變化。兩者都不能違反能量守恒定律。⑸非自發(fā)變化和自發(fā)變化都是可能進(jìn)行的。但是只有自發(fā)變化能自動(dòng)發(fā)生,而非自發(fā)變化必須借助一定方式的外部作用才能發(fā)生。沒有外部作用非自發(fā)變化將不能繼續(xù)進(jìn)行。2、在反應(yīng)過(guò)程中,系統(tǒng)有趨向最低能量狀態(tài)的傾向,常稱其為能量最低原理。相變化也具有這種傾向。3、系有趨向于最大混亂度的傾向,系統(tǒng)混亂度的增加有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行。4、純質(zhì)完整有序晶體在0K時(shí)值為零;aq,298.15.5、⑴與物質(zhì)聚集狀態(tài)有關(guān)。同一種物質(zhì)氣態(tài)熵值最大,液態(tài)次之,固態(tài)熵值最小。⑵有相似分子結(jié)構(gòu)且相對(duì)分子質(zhì)量又相近的物質(zhì),其相。分子結(jié)構(gòu)相近而相對(duì)分子質(zhì)量不同的物質(zhì),其標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵值隨分子質(zhì)量增大而增大。⑶物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量相近時(shí),分子構(gòu)型越復(fù)雜,其標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵值越大。6、反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變等于各成物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵值之和減去各反應(yīng)物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵值之和7、在任何自發(fā)過(guò)程中,系統(tǒng)和境的熵變化總和是增加的。即:

zong

xitong

0

zongzongzong

自發(fā)變化非自發(fā)變化平衡狀態(tài)

8、

第五節(jié):Gibbs函數(shù)1、Gibbs函被定義為:

G

,

被稱為Gibbs自能。2、在做體積功和定溫定壓條件下,在任何自發(fā)變化中系統(tǒng)的Gibbs函數(shù)是減少的,由

得⑴當(dāng)<0,>0反應(yīng)能正向進(jìn)行。⑵當(dāng)⑶當(dāng)

>0,<0,

<0時(shí)應(yīng)在高溫下能正向進(jìn)行。<0時(shí)應(yīng)在低溫下能正常進(jìn)行。⑷當(dāng)>0,<0反應(yīng)不能正向進(jìn)行。3、當(dāng)

時(shí)的

T

在吸熱熵增反應(yīng)中是反應(yīng)能正向進(jìn)行的最低溫度放熵減反應(yīng)中是反應(yīng)能正向進(jìn)行的最高溫度此這個(gè)溫度就是反應(yīng)是否能夠正向進(jìn)行的轉(zhuǎn)變溫度。4、物B的準(zhǔn)摩爾生成Gibbs函

Gf

m

,態(tài)T)是指在溫度下由考狀態(tài)單5、

質(zhì)生成物質(zhì)B(且BGf

時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾Gibbs函數(shù)。時(shí)反應(yīng)多半能正向進(jìn)行;G>40f

時(shí)反應(yīng)大多逆向進(jìn)行;-40<GKJ時(shí)用GfmrH6、VanHoff方程㏑rrRKH㏑1rmKT2

來(lái)判斷反應(yīng)方向。m第五章:酸堿衡第一節(jié):酸堿質(zhì)子理論1、酸堿質(zhì)子理論:凡是能釋放質(zhì)子的任何含氫原子的分子或離子都是酸;任何能與質(zhì)子結(jié)合的分子或離子都是堿。簡(jiǎn)言之酸是質(zhì)子給予體,堿是質(zhì)子接受體。2、質(zhì)子理論強(qiáng)調(diào)酸和堿之間的互依賴關(guān)系。酸給出質(zhì)子后生成相應(yīng)的堿,而堿結(jié)合質(zhì)子后生成相應(yīng)的酸。酸與堿之間的這種依賴關(guān)系稱為共軛關(guān)系,相應(yīng)的一對(duì)酸和堿稱為共軛酸堿對(duì)。酸給出質(zhì)子后生成的堿為這種酸的共軛堿,堿得到質(zhì)子后所生成的酸稱為這種堿的共軛酸。3、酸解離反應(yīng)是質(zhì)子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)水溶液中酸堿的電離時(shí)質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)鹽類水解反應(yīng)實(shí)際上也是離子酸堿的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)。4、既給出質(zhì)子又能接受質(zhì)子的物質(zhì)稱為兩性物質(zhì)。5、酸的強(qiáng)度首先取決于其本身的性質(zhì)其次與溶劑的性質(zhì)等有關(guān)。酸和堿的強(qiáng)度是指酸給出質(zhì)子和堿接受質(zhì)子能力的強(qiáng)弱。給出質(zhì)子能力強(qiáng)的酸是強(qiáng)酸,接受質(zhì)子能力強(qiáng)的堿是強(qiáng)堿;反之,就是弱酸和弱堿。6、溶的堿性越強(qiáng)溶質(zhì)表現(xiàn)出來(lái)的酸性就越強(qiáng)劑酸性越強(qiáng)溶質(zhì)表現(xiàn)出來(lái)的堿性就越強(qiáng)。第二節(jié):水的電離平衡和溶液的PH1、對(duì)應(yīng)HOcOHw

w

被稱為水的離子積常數(shù)。25℃時(shí),

1.0w

。第三節(jié):弱酸、弱堿解離平衡1、酸的水溶液中存在質(zhì)子轉(zhuǎn)移應(yīng):

HAO

cccccOcAa2ccOHcccccOcAa2ccOHbccc平衡常數(shù)K簡(jiǎn)為cK3,的解離常數(shù),弱酸解離常數(shù)的數(shù)cHA值表明了酸的相對(duì)強(qiáng)弱。解離常數(shù)越大酸性越強(qiáng),給出質(zhì)子能力越強(qiáng)。K值受溫度影響但變化不大。2、在一元弱堿的水溶液中存在應(yīng):K,的解常數(shù)。cBc3、解離度的定義為解離的分子數(shù)與總分子數(shù)的比值,100%,解度越cHA0K大K越大,PH越小解離度與解離常數(shù)關(guān)系為a。堿同樣適用。c第四節(jié):緩沖溶液1、同子效應(yīng):在弱酸或弱堿的溶液中,加入與這種酸或堿含相同離子的易溶強(qiáng)電解質(zhì),使酸或堿的解離度降低。2、緩溶液:具有能夠保持PH相穩(wěn)定性能的溶液(也就是不因加入少量強(qiáng)酸或強(qiáng)堿而顯著改變PH的溶液。緩沖溶液常由弱酸和他的共軛堿組成。緩沖溶液PH計(jì)公式:PH,pH14.00pKcHAc第五節(jié):酸堿指示劑1、當(dāng)液中pHpKa

c

時(shí),溶液呈現(xiàn)出

HIn

的顏色;當(dāng)pHpK

c

110

時(shí),溶液呈現(xiàn)

In

的顏色;當(dāng)pH

c

時(shí),溶液呈現(xiàn)兩者的混合顏色。2、指劑的變色范圍是

a

,但是由于人的視覺對(duì)不同顏色的敏感度的差異實(shí)際變色范圍常常小于兩個(gè)pH單。第六節(jié):酸堿電子理論1、酸任意可以接受電子對(duì)的分子或離子;酸是電子對(duì)的接受體,必須具有可以接受電子對(duì)的空軌道。堿則是可以給出電子對(duì)的分子或離子;堿是電子的給予體,必須具有未共享的孤對(duì)電子。酸堿之間以共價(jià)鍵相結(jié)合,并不發(fā)生電子對(duì)轉(zhuǎn)移。第七節(jié):配位化合物2、在合物中Lewis酸稱為形成或中心離子,Lewis堿被為配體。配合物的定義是形成體與一定數(shù)目的配體以配位鍵按一定的空間構(gòu)型結(jié)合形成離子或分子些離子或分子被稱為配位個(gè)體體常是金屬離子或原子少是非金屬元通常作為配體的是非金屬的陰離子或分子。4、在體中,與形成體成鍵的原子叫做配位原子;配位原子具有孤對(duì)電子。常見的配位原子有F,Cl,Br,I,S,N,C等配體中只有一個(gè)配位原子的稱為單齒配體,有兩個(gè)或兩個(gè)以上配位原子的稱為多齒配體配位個(gè)體中形成體成鍵的配位原子個(gè)數(shù)叫作配位數(shù)。常見多齒配體有:

34436d34436df33f225、配物的化學(xué)式:配合物的化學(xué)式中首先應(yīng)先列出配位個(gè)體中形成體的元素符號(hào),在列出陰離子和中性分子配體,,將整個(gè)配離子或分子的化學(xué)式括在方括號(hào)中。6、配物的命名命名時(shí)不同配體之間用開最后一個(gè)配體名稱后綴合字。⑴含配陰離子的配合物的命名遵照無(wú)機(jī)鹽命名原則。例如合銅氨合鉑。⑵含配陰離子的配合物,內(nèi)外層間綴以“酸”字。例如46⑶配體的次序:①含多種無(wú)機(jī)配體時(shí),通常先列出陰離子名稱,后列出中性粒子名稱。例如KNH合鉑酸鉀3②配同是中性分子或同是陰離子時(shí)配位原子元素符號(hào)的英文字母順序排列,例如O化氨·水合鈷。33③若位原子相同,將含原子數(shù)較少的配體排在前面,較多原子數(shù)的配體排在后面;若配位原子相同且配體中含有的與子數(shù)目也相同,則按結(jié)構(gòu)中與配位原子相連的非配位原子元素符號(hào)的英文字母順序排列。例如NO232為氨基·硝基·二氨合鉑④配中既有無(wú)機(jī)配體又有有機(jī)配體,則無(wú)機(jī)配體排在前面有機(jī)配體排在后面。例如KH。37、簡(jiǎn)配合物:配合物分子或離子只有一個(gè)中心離子,每個(gè)配體只有一個(gè)配位原子與中心離子成鍵。螯合物:在螯合物分子或離子中,其配體為多齒配體,配體與中心離子成鍵,形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。多核配合物:多核配合物分子或離子含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的中心離子,中心離子間常以配體相連。羰合物:某些d區(qū)元以CO為體形成的配合物稱為羰合物。烯烴配合物:某些d區(qū)素以不和烴為配體形成的配合物稱為烯烴配合物。第八節(jié):配位反應(yīng)與配位平衡1、23d

2

,

K

d

是配合物的解離常數(shù),又稱為配合物的解離常數(shù)或不穩(wěn)定常數(shù)。越大,配合物越不穩(wěn)定。2、NHaqaq;K3,K配物cAgNH3生成常數(shù),又稱為穩(wěn)定常數(shù)或累積穩(wěn)定常數(shù)。3、一般來(lái)說(shuō)配合物的逐級(jí)穩(wěn)定數(shù)隨著配位數(shù)的增加而減少。4、以N,O,F等電負(fù)性大(吸引子能力強(qiáng)),半徑小,難被氧化(不易失去電子),不易變形(難被極化)的原子為配位原子的堿成為硬堿。反之則為軟堿,介于二者之間的為

33交界堿。5、硬酸多是電荷數(shù)較多,半徑小,外層電子被原子核束縛得較緊而不易變形(極化率較小)的陽(yáng)離子。反之則為軟酸,介于兩者之間的為交界酸。6、常見的酸和堿分類如下:硬酸

軟酸

交界酸酸

H

,Li

,Na

,K

,

Ag

Tl

,

,Ni

,

,,Mg,

Pt

Hg

,Pb

,

,

,Sr2AlGa3LaCo3Fe44

CHI,Br,金屬原子…

Bi3,B,CH,GaH53Zr

4

,

4

,BFAl3硬堿

3

軟堿

交界堿堿

H,OH2

,F

,

SRS,I2

CHNHN652

3

CHCOO3

SO2

CN

CO

SON23

2PO

34

,

24

,Cl

,

CHH,26

2ClONO3,O,23

R

RNH,H27、軟硬酸堿原則:軟親軟,硬硬第六章:沉淀解平衡第一節(jié):溶解度和溶度積1、溶解度:在一定溫度下,達(dá)溶解平衡時(shí),一定量溶劑中含有的溶質(zhì)質(zhì)量。2、常見無(wú)機(jī)化合物溶解性:常見無(wú)機(jī)酸是可溶的,硅酸是難溶的;氨、IA族氧化物,Ba溶;2的氫氧化物都是難溶的。

Sr22

是微溶的;其余元素幾乎所有的硝酸鹽都是可溶的;BaNO是溶的。大多數(shù)醋酸鹽是可溶的;Be2大多數(shù)氯化物是可溶的;是微溶的;AgClHgCl是溶的。2大多數(shù)溴化物,碘化物是可溶的;PbBrHgBr是微溶的;22AgBr,HgBr,AgIIPbIHgI是難溶的。222大多數(shù)硫酸鹽是可溶的CaSO,,是溶的,BaSO,444是難溶的。大多數(shù)硫化物是難溶的,第一主族,第二主族金屬硫化物和是溶的。42多數(shù)碳酸鹽,磷酸鹽,亞硫酸鹽是難溶的;第一主族外)和銨離子的這些鹽是可溶的。多數(shù)氟化物是難溶的一(Li除外屬氟化物,NHF,BeF42

是可溶的;

mmcHOSrFBaF,PbF2

是微溶的。幾乎所有的氯酸鹽,高氯酸鹽都是可溶的;KClO是微溶的;幾乎所有的鈉鹽,鉀鹽均是可溶的;UOO,KNa6262、對(duì)于一般沉淀反應(yīng)來(lái)說(shuō)AnAmmBn,溶度積的通式是spn3、難電解質(zhì)的溶度積常數(shù)的數(shù)值在稀釋溶液中不受其他離子存在的影響取決于溫度。溫度升高,多數(shù)難溶化合物的溶度積增大。第二節(jié):沉淀的生成和溶解1、同子效應(yīng):在難溶電解質(zhì)的飽和溶液中,加入含有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)時(shí),難溶電解質(zhì)的溶解度將降低。同離子效應(yīng)使難溶電解質(zhì)的溶解度降低。2、鹽應(yīng)使難溶電解質(zhì)溶解度增大。一般來(lái)說(shuō),若難溶電解質(zhì)的溶度積很小時(shí),鹽效應(yīng)的影響很小,可忽略不計(jì);若難溶電解質(zhì)的溶度積較大,溶液中各種離子的總濃度也較大時(shí),就應(yīng)考慮鹽效應(yīng)的影響。3、金硫化物的溶解平衡:MS

,K

稱為在酸中的溶度積常數(shù)。4、某難容硫化物的溶度積常數(shù):第七章:氧化原反應(yīng)化學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié):氧化還原反應(yīng)基本概念1、有子得失或轉(zhuǎn)移的反應(yīng)稱為氧化還原反應(yīng)。2、表元素氧化態(tài)的數(shù)值稱為氧化數(shù)又稱氧化值。⑴在單質(zhì)中元素氧化值為零。⑵在單原子離子中,元素氧化值等于離子所帶電荷數(shù)。⑶在大多數(shù)化合物中,氫的氧化值1,只有在金屬氫化物中,氫的氧化值-。⑷通常在化合物中氧的氧化值為-,但是在HO,O,等過(guò)氧化物中養(yǎng)的氧2222化值為1,在氧的氟化物中,如OFOF中的氧化值+,+1。222⑸在所有氟化物中氟的氧化值-1⑹堿金屬和堿土金屬在化合物中氧化值分別+和+2。⑺在中性分子中,各元素氧化值代數(shù)和為零。在多原子離子中,各元素氧化數(shù)代數(shù)和等于離子所帶電荷數(shù)。第二節(jié):電化學(xué)電池1、電圖示:將發(fā)生氧化反應(yīng)的負(fù)極寫在左邊,發(fā)生還原反應(yīng)的正極寫在右邊;并按順序用化學(xué)式從左到右依次排列各個(gè)相的物質(zhì)組成和狀態(tài);用單垂線“︱”表示相與相間的界面,用雙折線“‖”表示鹽橋。2、Faraday定:⑴在電化學(xué)電池中,兩極所產(chǎn)生或消耗的物質(zhì)的物質(zhì)的量與通過(guò)電池的電荷量成正比。⑵當(dāng)給定的電荷量通過(guò)電池時(shí)極所產(chǎn)生或消耗的物質(zhì)的物質(zhì)的量正比于物質(zhì)的摩

cc爾質(zhì)量被對(duì)應(yīng)于半反應(yīng)每摩爾物質(zhì)每摩爾物質(zhì)所轉(zhuǎn)移的電子數(shù)除的商。對(duì)于半反應(yīng)定律,第一:電極上沉淀出或消耗掉的

m電荷量。Q大

m過(guò)池的電荷量Q一時(shí),

m

M

,

B

物質(zhì)的摩爾質(zhì)量。3、Faraday常量表示一摩爾電子所帶的

量,F(xiàn)1.60217736.022137239.648531C為Faraday常

,F(xiàn)被稱4、當(dāng)電池放電時(shí),兩極間的電勢(shì)差將比該電池的最大電壓要小。這是因?yàn)轵?qū)動(dòng)電流通過(guò)電池需要消耗能量或者稱其為要做功,產(chǎn)生電流時(shí),電池電壓的降低正反映了電池內(nèi)所消耗的這種能量;而且電流越大,電壓降低越多。因此,只有電池中沒有電流通過(guò)時(shí),電池才具有最大電壓又稱其為開路電壓。當(dāng)通過(guò)原電池的電流趨近于零時(shí),兩電極間的最大電勢(shì)差被稱為原電池的電動(dòng)勢(shì),用

表示。MF5、當(dāng)池中各物質(zhì)均處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí),測(cè)定的電動(dòng)勢(shì)被稱為標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì),用E表。MF6、可電池必須具備以下條件。第一:電極必須是可逆的,即當(dāng)相反方向的電流通過(guò)電極是,電極反應(yīng)必然逆向進(jìn)行;電流停止,反應(yīng)也停止。第二:要求通過(guò)電極的電流無(wú)限小,電極反應(yīng)在接近于電化學(xué)平衡的條件下進(jìn)行。7、電反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾Gibbs數(shù)變

r

MF

。第三節(jié):電極電勢(shì)1、原池的電動(dòng)勢(shì)是構(gòu)成原電池的兩個(gè)電極間的最大電勢(shì)差正電勢(shì)

E

減去負(fù)極電勢(shì)

E

等于電池的電動(dòng)勢(shì):

E

。2、電電勢(shì)的絕對(duì)值無(wú)法確定,常選取標(biāo)準(zhǔn)氫電極(簡(jiǎn)寫為)為比較的基準(zhǔn),稱其為參比電極。參比電極中最常用的是甘汞電極。3、各對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)是以標(biāo)準(zhǔn)氫電極為參比電極并與各標(biāo)準(zhǔn)電極組成原電池時(shí)測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)。使待測(cè)半電池中各物質(zhì)均處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,將其與標(biāo)準(zhǔn)氫電極相連組成原電池,以電壓表測(cè)定該電池的電動(dòng)勢(shì)并確定其正極和負(fù)極,進(jìn)而可推算出待測(cè)半電池的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)。4、電電勢(shì)高的電對(duì)為正極,電極電勢(shì)低的電對(duì)為負(fù)極。兩電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)之差等于原電池的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)。即.5、㏑,zyangO592c298KEK㏑。zyang6、如電對(duì)的氧化型生成難溶化合物(配合物),則電極電勢(shì)變?。蝗暨€原型生成難溶化合(配合物則電極電勢(shì)變還原型和氧化型同時(shí)生成難溶化合配物,若KK)(氧化型<()(還型,電極電勢(shì)變小,反之變大。fspf第四節(jié):電極電勢(shì)的應(yīng)用1、某對(duì)的

E

越大,其氧化型的得電子能力(氧化性)越強(qiáng),還原型失電子能力(還原性)越弱;反之電對(duì)的

E

越小,其氧化型的得電子能力(氧化性)越弱,還原型失電子能力(還原性)越強(qiáng)。2、

r

,㏒

K

zEMF,KMF0.0592V3、元電勢(shì)圖:當(dāng)某種元素形成三種或三種以上氧化值的氧化物時(shí),這些物種可以組成多種不同的電對(duì)電的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)可用圖的形式表示出來(lái)圖叫做元素電勢(shì)圖。畫元素電勢(shì)圖,可以按元素氧化值由高到低的順序,把各氧化物的化學(xué)式從左到右寫出來(lái),各不同氧化物之間用直線連接起來(lái),在直線上表明不同氧化值物種所組成的電對(duì)的

標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)。4、歧反應(yīng)發(fā)生的一般規(guī)則:

,若

E

則能發(fā)歧化反應(yīng)第二:物結(jié)構(gòu)礎(chǔ)第八章:原子構(gòu)第一節(jié):原子結(jié)構(gòu)的Bohr理1、電子的電量為

1

,電的質(zhì)量為

g

。2、每元素的原子輻射都具有一定頻率成分構(gòu)成的特征光譜,它們是一條條離散的譜線,被稱為線狀光譜,即原子光譜。3、氫原子光譜的頻率公式

3.28915

1n22

4、Bohr原子結(jié)構(gòu)理論;⑴定態(tài)假設(shè)原的核外電子在軌道上運(yùn)行時(shí)能穩(wěn)定的存在于具有分立的定量的狀態(tài)中,這些狀態(tài)稱為定態(tài)(能級(jí)),即處于定態(tài)的原子的能量是量子化的。此時(shí)原子并不輻射能量,是穩(wěn)定的。⑵躍遷規(guī)則原的能量變包括發(fā)射和吸收電磁輻射能兩定態(tài)之間以躍遷的方式進(jìn)行。在正常情況下,原子中的電子盡可能處于離核最低的軌道上。這時(shí)原子的能量最低,即原子處于基態(tài)。當(dāng)原子受到輻射,加熱或通電時(shí),獲得能量后的電子可以躍遷到離核較遠(yuǎn)的軌道上去即原子被激發(fā)到高能量的軌道上,這時(shí)原子處于激發(fā)態(tài)。處于激發(fā)態(tài)的電子不穩(wěn)定,可以躍遷到離核較近的軌道上,同時(shí)釋放出光子。光的頻率取決于離核較遠(yuǎn)的軌道的能量()與離核較近的軌道的能量(E)差:1第二節(jié):微觀粒子運(yùn)動(dòng)基本特征

211、實(shí)物粒子波長(zhǎng)滿足

h,其中實(shí)物粒子質(zhì)量,v為物子運(yùn)動(dòng)速度,p

為動(dòng)量。2、不確定原理:對(duì)運(yùn)動(dòng)中的微粒子來(lái)說(shuō),并不能同時(shí)準(zhǔn)確確定它的位置和動(dòng)量。其關(guān)系式為:

h

,式中為觀粒子位置(或坐標(biāo))的不確定度為觀粒子動(dòng)量的不確定度表微觀粒子位置不確定度與動(dòng)量不確定度的成績(jī)大約等于Plank常量的數(shù)量級(jí)是觀子位置不確定度越小相它的動(dòng)量不確定度就越大。3、微觀粒子的波動(dòng)性是大量微粒子(或者是一個(gè)粒子千萬(wàn)次運(yùn)動(dòng))所表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì),可以說(shuō)物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)是具有統(tǒng)計(jì)意義的概率波;在空間某個(gè)區(qū)域波強(qiáng)度(即衍射強(qiáng)度)大的地方,粒子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多,波強(qiáng)度小的地方粒子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)少。從數(shù)學(xué)角度看,這里說(shuō)的機(jī)會(huì)是概率,也就是說(shuō),在空間區(qū)域內(nèi)任一點(diǎn)波的強(qiáng)度與粒子出現(xiàn)的概率成正比。第三節(jié):氫原子結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)描述

zz1、

方程:

mEh2

式中

是坐標(biāo)

,,

的函數(shù),

E

是系統(tǒng)總能量,

V

是勢(shì)能,

是微觀粒子質(zhì)量,

是Planck常。2⑴主量子數(shù)

n

在原子的電子中最重要的量子化性質(zhì)是能量子軌道的能量主要取決于主量子數(shù)

n

,對(duì)于氫原子和類氫原子,電子的能量值取決于

n

。

n

的取值為1,2,3,4,5等正整數(shù)。n越電子離核的平均距離越遠(yuǎn),能量越高。因此,可將n值表示的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)應(yīng)于K,L,M,N,O…電層⑵角量子數(shù)l原軌道的角動(dòng)有角量子數(shù)l定。在多原子電子中原子軌道的能量不僅取決于主量子數(shù)

n

,還受角量子數(shù)

l

的影響。

l

n

限制,

l

只能取0到(

n

-1)的整數(shù),按照光譜學(xué)的規(guī)定,對(duì)應(yīng)的符號(hào)為,p,d,f,g…

n

一定,

l

取不同值代表同一電子層中不同狀態(tài)的亞層。角量子數(shù)l

還表明了原子軌道的分布角度形狀不同l

=0,為s軌道,其角度分布為球形對(duì)稱;

l

=1,為p軌,其角度分布為鈴型;

l

=2為d軌道,其角度分布為花瓣形。對(duì)多電子原子來(lái)說(shuō),n相,l大,其能量越大。⑶磁量子數(shù)m定角動(dòng)量在磁場(chǎng)方向的分量值角量子數(shù)l的制l,0,…l,有2l)個(gè)取值。磁量子數(shù)m決原軌道在核外空間的取向。l

=0,

只有0一個(gè)值,表示s軌在核外空間只有一種分布方向,即以核為球心的球形。l

=1,

有1三取值,表示p亞在空間有三個(gè)分別沿x軸y軸z軸的向軌道,即軌道

p,ppy

。l=2,m有0,-1,+1,-2五個(gè)取值,表示d亞有五個(gè)取向的軌道,分別是軌道,d,dyz

x

。⑷自旋量子數(shù)

電子除軌道運(yùn)動(dòng)外,還有自旋運(yùn)動(dòng)。電子自旋運(yùn)動(dòng)的自旋角動(dòng)量有自旋量子數(shù)

決定。處于同一軌道上的電子自旋狀態(tài)只能有兩種,分別用自旋磁量子數(shù)2

2

來(lái)確定。正是由于電子具有自旋角動(dòng)量,使氫原子光譜在沒有外磁場(chǎng)時(shí)會(huì)發(fā)生微小的分裂,得到了靠的很近的譜線。3、一個(gè)原子軌道可以用

n

l

,

m

一組三個(gè)量子數(shù)來(lái)確定,但是原子層中每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)必須用n,l,m,m四量子數(shù)來(lái)確定。四個(gè)量子確定之后,電子在核外空間的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就確定了。4、概率密度是空間某單位體積電子出現(xiàn)的概率。電子在核外空間某區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的概率等于概率密度與該區(qū)域體體積的乘積。5、電子云是概率密度的形象化述。黑點(diǎn)密的地方電子出現(xiàn)的概率大;黑點(diǎn)稀疏的地方電子出現(xiàn)的概率小。6、電子云有等密度圖和界面圖種圖示。在電子云等密度圖中,每一個(gè)球面上的數(shù)字表示

概率密度的相對(duì)大小。在電子云界面圖中,界面實(shí)際上是一個(gè)等密度面,電子在此界面內(nèi)出現(xiàn)的概率高于90%在此界面外出現(xiàn)的概率低于10%常認(rèn)為在界面外發(fā)現(xiàn)電子的概率可忽略不計(jì)。.7、原子各種狀態(tài)的徑向分布數(shù)圖中鋒數(shù)n

N

等于主量子數(shù)與角量子數(shù)之差,即7、原軌道角度分布圖與電子云角度分布圖。

第四節(jié):多電子原子結(jié)構(gòu)1、由Pauling近似級(jí)圖發(fā)現(xiàn)子數(shù)相同的能級(jí)的能量高低由主量子數(shù)決定,主量子數(shù)越大能量越高;主量子數(shù)相同,能級(jí)能量隨角量子數(shù)的增大而增大,這種現(xiàn)象稱為能級(jí)分裂;當(dāng)主量子數(shù)與角量子數(shù)均不同時(shí),有時(shí)出現(xiàn)能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象。

2、Cotton原子軌道能(見課本概括了理論和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果定的表明了原子序數(shù)改變時(shí),原子軌道能量的相對(duì)變化。由此圖可以看出不同于Pauling近似能級(jí)圖的點(diǎn):⑴反映出主量子數(shù)相同的氫原子軌道的兼并性。也就是對(duì)原子序數(shù)為1的原子來(lái)說(shuō),其主量子數(shù)相同的各軌道全處于同一能級(jí)點(diǎn)上。⑵反映出原子軌道的能量隨原子序數(shù)的增大而降低。⑶反映出隨著原子序數(shù)的增大道能級(jí)下降幅度不同曲產(chǎn)生了交錯(cuò)現(xiàn)象。3、屏蔽效應(yīng):一個(gè)電子對(duì)另一電子產(chǎn)生電荷屏蔽,使核電荷度該電子的吸引力減弱,即由核外電子云抵消了一些核電荷的作用。是電荷減少數(shù),稱為屏蔽常數(shù),相當(dāng)于被抵消的正電荷數(shù)。4、鉆穿效應(yīng):在多電子原子中個(gè)電子既被其他電子所屏蔽,也對(duì)其余電子起屏蔽作用,在原子核附近出現(xiàn)概率較大的電子,可更多的避免其余電子的屏蔽,受到核的較強(qiáng)的吸引而更靠近核,這種進(jìn)入原子內(nèi)部空間的作用叫做鉆穿效應(yīng)。就其實(shí)質(zhì)而言,電子運(yùn)動(dòng)具有波動(dòng)性,電子可在原子區(qū)域的任何位置出現(xiàn),也就是說(shuō),最外層電子有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)在離核很近處,只是概率較小而已。5、主量子數(shù)相同時(shí),角量子數(shù)小的電子,鉆穿效應(yīng)越明顯,能級(jí)也越低。6、基態(tài)原子核外電子排布規(guī)則⑴能量最低原理:電子在原子軌道中的排布,要盡可能使整個(gè)原子系統(tǒng)能量最低。⑵Pauli不容原理:同一原子軌道最多容納兩個(gè)自選方式相反的電子,或者說(shuō)同一原子中不可能存在一組四個(gè)量子數(shù)完全相同的電子。規(guī):在相同

或相同

l

的軌道上分布的電子,將盡可能分占

m

值不同的軌道且

自旋平行。層多容納2個(gè)子p最多容納個(gè)子,層最多容納10個(gè)電子,層最多容納14個(gè)子,g層多納18個(gè)子…⑷全滿半滿最穩(wěn)定。8、原核外電子排布1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,6s,4f,5d,6p,7s,5f,6d,7p…出現(xiàn)d軌道,電子按照

,

的順序在原子軌道上排布,若d軌道和f軌道均已出現(xiàn),電子按照第五節(jié):元素周期表1、能與周期的關(guān)系:

,

的順序在院子軌道上排布。周期一二三四五六

特點(diǎn)特短周期短周期短周期長(zhǎng)周期長(zhǎng)周期特長(zhǎng)周期

能級(jí)組123456

對(duì)應(yīng)的能級(jí)1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p634f5d6p

原子軌道數(shù)1449916

元素種類數(shù)288181832七不全周期77s5f6d7p16

應(yīng)有322、元的族:同族元素價(jià)電子數(shù)目相同。主族元素的價(jià)電子全部排布于最外層ns

軌道,盡管同族元素電子層數(shù)從上到下逐漸增加,但價(jià)電子排布完全相同。主族序數(shù)等于價(jià)電子總數(shù)。除氦元素外稀有氣體元素最外層電子排布均為

2

,呈現(xiàn)穩(wěn)定結(jié)構(gòu),稱為零族元素,也稱為第八主族。前五個(gè)副族價(jià)電子數(shù)目對(duì)應(yīng)族序數(shù),而第一第二副族是根據(jù)

ns

軌道上是有1個(gè)或2個(gè)子來(lái)劃的,第8,9,10列元被稱為第八族,價(jià)電子排布一般為

6

03、元的分區(qū):S區(qū)素:包括第一,第二主族最后一個(gè)電子填充在s道上,價(jià)電子排布為n1(第

一主族)或

ns

(第二主族),于活潑金屬。P區(qū)素:包括第三主族到第七族及零族,最后一個(gè)電子填充在p軌上,價(jià)電子排布為

2

(第三主族),

ns22(第主),2np3(第五主),4

(第六主族),

ns2

5

(第七主族,

ns2np6

(零族d區(qū)元包第三副族到第七族最后一個(gè)電子填充在

軌道上吧價(jià)子排布為

1ns2(鈧釔),第四族,

(第副族,鈮為45s1

),

(第六族,鎢為

5d46s

),

(第副族),鐵為3ds

,鈷為

3d4

,鎳為

384s2

,釕為

45

,銠為

48s1

,鈀為

4

10

,鋨為

5d

66s2,銥為576,為d9s1

(第族所有元素的價(jià)電子數(shù)等列序數(shù),可以為8,9,10)。般而言,它們的區(qū)別主要在次外層的軌道上,由于d軌未充滿電子(鈀除外),他們可以不同程度的參與化學(xué)鍵的形成。ds區(qū)元:包括第一,第二副。它們?cè)鹤哟瓮鈱訛槌錆M電子的d軌道最外層s層有1~2個(gè)子。電子層結(jié)構(gòu)為

10ns1(第一副族),

(第二副族)。ds區(qū)素族數(shù)對(duì)應(yīng)s軌上電子數(shù)。f區(qū)素:包括鑭系元素和婀系素,最后一個(gè)電子填充在軌上,價(jià)電子排布為

0

第六節(jié):元素性質(zhì)的周期性1、原半徑:原子半徑可以分為金屬半徑,共價(jià)半徑和VanderWaals半。金屬單質(zhì)晶體中,兩個(gè)最近鄰金屬原子核的一半,稱為金屬原子的金屬半徑。同種元素的兩個(gè)原子以共價(jià)單鍵結(jié)合時(shí),其核間距的一半稱為該原子的共價(jià)單鍵半徑。在分子晶體中,分子間以VanderWaals力合,兩原子核間距離的一半就是VanderWaals半。除金屬為金屬半(配位數(shù)為,有氣體為VanderWaals半,其余皆為共價(jià)半徑。2、原半徑變化規(guī)律:

⑴同一周期,隨著原子序數(shù)的增加原子半徑逐漸減小,但長(zhǎng)周期中部d區(qū)各素的原子半徑隨電荷增加減小減慢。第一,第二副族元素區(qū))原子半徑略有增大,此后又逐漸減小。同一周期中原子半徑的大小受兩個(gè)因素制約:一是隨著核電荷數(shù)增加,原子核對(duì)核外層電子的吸引力增強(qiáng),使原子半徑逐漸減??;二是隨著核外電子數(shù)的增加,電子間斥力增強(qiáng),使原子半徑變大。因?yàn)樵黾拥碾娮硬蛔阋酝耆帘嗡黾拥暮穗姾桑詮淖蟮接?,有效核電荷?shù)逐漸增大,原子半徑減小。在長(zhǎng)周期中從左到右電子逐一填入

亞層,對(duì)核的屏蔽作用較大,有效核電荷數(shù)增加較少,核對(duì)外層電子的吸引力增加不多,因此原子半徑減少緩慢。而到了長(zhǎng)周期后半部,即第一,第二副族元素,由于d10電子構(gòu)型,屏蔽效應(yīng)顯,所以原子半徑又略有增大。鑭系,錒系元素中,從左到右,原子半徑也是逐漸減小,只是減小幅度更小。這是由于新增加的電子填入

亞層上,電子外層電子屏蔽效應(yīng)更大,外層電子感受到的有效核電荷數(shù)增加更小,因此原子半徑減小緩慢。鑭系元素從鑭到镥原子半徑減小更緩慢的事實(shí)稱為鑭系收縮鑭收縮的結(jié)果使鑭系以后的該周期元素原子半徑與上一周期對(duì)應(yīng)元素的原子半徑非常接近。導(dǎo)致Zr和Hf;和Ta,Mo和W在性質(zhì)上極為相似,分離困難。⑵同一主族中,從上到下,外層電子構(gòu)型相同,電子層增加因素占主導(dǎo)地位,所以原子半徑逐漸增大。族元素原子徑,從第四周期過(guò)渡到第五周期是增大的,但第五周期和第六周期同一族中過(guò)渡元素的原子半徑比較接近。3、電能基態(tài)氣體原子失去個(gè)電子成為帶一個(gè)正電荷的氣態(tài)離子所需要的能量稱為第一電離能,用I表。由1氣態(tài)正離子失去電子成+價(jià)氣正離子所需要的量叫做第二電離能,用I表示。以此類推還有第三電離能,第四電離能等等。隨著原子步失去電子所形成離子正電荷數(shù)越來(lái)越多,失去電子變得越來(lái)越困難。因此同一元素原子各級(jí)電離能逐漸增大。

4、電能大小反映原子失去電子的難易能越小失去電子越容易性越強(qiáng);反之,電離能越大,原子失去電子越難,金屬性越強(qiáng)。電離能的大小主要取決于有效核電荷,原子半徑和原子電子層結(jié)構(gòu)。同一周期中從金屬到鹵素,原子有效電荷數(shù)逐個(gè)增加子半徑逐個(gè)減小原外層上電子數(shù)逐個(gè)增多,電離能逐個(gè)增大。第一主族I最,稀有氣體I最大,處于峰頂。長(zhǎng)周期中部元素,即過(guò)渡元素,由于電子加到次外層,有效核電荷增加不多,原子半徑減小緩慢,電離能僅略有增加。N,P,As和Be等的電離能較大,均比它們后面元素的電力能大是因?yàn)樗鼈兊脑咏Y(jié)構(gòu)分別是半滿和全滿狀態(tài)較定去子相對(duì)較難,因此電離能也就越大。同一族從上到下最外層電子數(shù)同有效核電荷增加不多原子半徑增大成為主要因素,致使核對(duì)外層電子引力依次減弱,電子逐漸易于失去,電離能依次減小。5、電親和能氣原子在基態(tài)時(shí)獲得一個(gè)電子成1價(jià)氣負(fù)離子所放出的能量稱為電子親和能。用A表6、電親和能的大小反映了原子的到電子的難易金屬原子的第一電子親和能總是負(fù)值,而金屬的電子親和能一般為較小負(fù)值或正值。稀有氣體的弟子親和能均為正值。電子親和能的大小也取決于有效核電荷,原子半徑和原子電子層結(jié)構(gòu)。7、同周期,從左到右,原子的有效電荷增大,原子半徑逐漸減小,同時(shí)由于最外層電子數(shù)增加,趨向于結(jié)合電子形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。元素的電子親和能負(fù)值在增大。鹵素的電子親和能呈現(xiàn)最大負(fù)值。堿土金屬由于半徑大又具有

電子層結(jié)構(gòu)難以結(jié)合電子,電子親和能為正值;稀有氣體元素具有8電穩(wěn)定結(jié)構(gòu),更難以結(jié)合電子,因此電子親和能為最大正值。同一主族,從上到下規(guī)律不如周期變化那么明顯,大部分呈現(xiàn)電子親和能負(fù)值變小的趨勢(shì),部分呈相反趨勢(shì)。比較特殊的是N子的電子親和能為正值,是P區(qū)素除稀有氣體的唯一正值,只是由于具有半滿的p亞穩(wěn)定電子層結(jié)構(gòu),加之原子半徑小,電子間排斥力大得電子困難得意的是子親和能的最大負(fù)值不是出現(xiàn)在F原,而是Cl原子這可能由于原半徑小,進(jìn)入的電子會(huì)受到原有電子較強(qiáng)的排斥,用于克服電子排斥所消耗的能量相對(duì)更多。8、電性:元素原子在化合物中吸引電子的能力。電負(fù)性不是一個(gè)孤立原子的性質(zhì),而是在周圍原子的影響下分子中原子的性質(zhì)把氫電負(fù)性指定為2.2基上,從相關(guān)分子鍵能數(shù)據(jù)出發(fā),與氫的電負(fù)性對(duì)比,得到其他元素電負(fù)性數(shù)值。因此,各元

素電負(fù)性數(shù)值是相對(duì)數(shù)值Puling電負(fù)性標(biāo)度稱為

P

。其他電負(fù)性標(biāo)度見課本P256.9、在Puling電性標(biāo)度中金屬元素電負(fù)性一般在以下屬素一般在2.0以上同一周期從左到右,電負(fù)性依次增大,元素金屬性增強(qiáng),非金屬性減弱;同一主族,從上到下,電負(fù)性依次變小,元素金屬性減弱,非金屬性增強(qiáng)。過(guò)渡元素電負(fù)性遞變不明顯,它們都是金屬,但金屬性都不及第一,第二主族元素。第九章:分子構(gòu)第一節(jié):Lewis理論1、分或晶體中相鄰原子(或離子)之間的強(qiáng)烈吸引作用稱為化學(xué)鍵。2、電性相同或差值較小的非金屬元素形成的化學(xué)鍵稱為共價(jià)鍵個(gè)原子之間必須共用電子對(duì),即電子配對(duì)才能形成化學(xué)鍵,這是Lewis理論的核心,簡(jiǎn)稱為電子配對(duì)理論。3、在子中,每個(gè)原子均應(yīng)具有穩(wěn)定的稀有氣體原子的8電外層電子構(gòu)型(除外,習(xí)慣上稱為“八隅體規(guī)則”。并不是所有分子中的原子都符合“八隅體規(guī)則”。4、通用短線表示共用電子對(duì)并將成鍵的元素符號(hào)連接起來(lái)在素符號(hào)周圍用小黑點(diǎn)表示未成鍵價(jià)電子,這種描述分子結(jié)構(gòu)的式子稱為L(zhǎng)ewis構(gòu)式。如果原子間共用兩對(duì)電子或三對(duì)電子,可分別用兩條短線“﹦”或三條短線“≡”表示。5、Lewis結(jié)式并不代表分子狀,而僅僅代表成鍵方式和鍵的數(shù)目。第二節(jié):價(jià)鍵理論1、共鍵的本質(zhì)是由于原子軌道重疊核間電子的概率密度增大引原子核而成鍵。2、價(jià)理論基本要點(diǎn):⑴原子中自旋方式相反的未成對(duì)電子相互接近時(shí),可相互配對(duì)形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵。一個(gè)原子有幾個(gè)未成對(duì)電子,便可與幾個(gè)自旋相反的未成對(duì)電子配對(duì)成鍵。⑵形成共價(jià)鍵時(shí),成鍵電子的原子軌道必須在對(duì)稱性一致的前提下發(fā)生重疊,原子軌道重疊程度越大,兩核間電子的概率密度就越大,形成的共價(jià)鍵就越穩(wěn)定。3、共鍵的特:⑴共價(jià)鍵具有飽和性在共價(jià)鍵結(jié)合的分子中,每個(gè)原子成鍵的總數(shù)或與其以共價(jià)鍵相連的原子數(shù)目是一定的,這就是共價(jià)鍵的飽和性。⑵共價(jià)鍵具有方向性除s軌外p,d,f軌在空間都有一定的伸展方向鍵時(shí)只有沿著一定的方向取向,才能滿足最大重疊原則,這就是共價(jià)鍵的方向性。4、共鍵的鍵型:

⑴鍵和原子軌道沿核間連線方向進(jìn)行同號(hào)重疊而形成的共價(jià)鍵稱鍵子軌道垂直核間連線并相互平行而進(jìn)行同號(hào)重疊所形成的共價(jià)鍵稱﹝余幾個(gè)軌道形成幾個(gè)p–p

鍵剩幾個(gè)p電形成幾個(gè)d–p

鍵﹞鍵一個(gè)共價(jià)鍵是

鍵,另外一個(gè)共價(jià)鍵

鍵;叁鍵中一個(gè)共價(jià)鍵是

鍵,另外兩個(gè)都

鍵,它們相互之間成90°至于單鍵成時(shí)常軌道都是沿核間連線方向達(dá)到最大重疊的以都是鍵。⑵配位鍵共的一對(duì)電子由一原子單獨(dú)提供的共價(jià)鍵叫做配位鍵。配位鍵用箭頭“→”而不用短線表示,以示區(qū)別。箭頭方向是從提供電子對(duì)的原子指向接受電子對(duì)的原子。配位鍵的形成條件:①提供共用電子對(duì)的原子有孤對(duì)電子;②接受電子對(duì)的原子有空軌道。第三節(jié):雜化軌道理論1、雜是指在形成分子的過(guò)程中干不同類型能量相近的原子軌道重新組合成一組新的原子軌道。這種軌道重新組合的過(guò)程稱為雜化,所形成的新軌道稱為雜化軌道。2、雜軌道類型:⑴只有s軌和p軌參與的雜化稱為sp型化參與雜化的p軌道數(shù)目的不同,sp型化又分為三種雜化方式:①sp3化3雜是由1個(gè)軌和3個(gè)p軌組合而成每個(gè)雜化軌道含有

14

s軌成分和

3

4

p軌成分,

雜化軌道間夾角為

109.5°間構(gòu)型為四面體雜2

雜化是由1個(gè)s軌和2個(gè)p軌道組合而成。每個(gè)雜化軌道含有1s軌成分和

2

3

p軌成分,sp2雜軌道間夾角為120°空間構(gòu)型為平面三角形。③化

sp

雜化是由1個(gè)s軌和1個(gè)p軌組合而成。每個(gè)雜化軌道含有12軌道成分和12p軌成分,雜軌道間夾角為180°空構(gòu)型為直線型。雜化軌道間的夾角可用公式cos

1

計(jì)算足化軌道間夾角,雜化軌道中s軌成分。⑵spd型化s軌,p軌道d軌道共同參與的雜化稱為型雜化。這里只介紹兩種常見類型

sp雜和2雜。①3

雜化1個(gè)s軌3個(gè)p軌道1個(gè)軌道組合成5個(gè)sp雜化軌,在空間排列成三角雙錐構(gòu)型,雜化軌道間夾角為90°和120°

32

雜化1個(gè)軌道個(gè)p軌道2軌道合成6個(gè)

3d2

雜化軌道,在空間排列成正八面體結(jié)構(gòu),雜化軌道間夾角為90°和180°。⑶不等性雜化:上述sp型和spd型化,雜化過(guò)程中形成的是一組能量簡(jiǎn)并的軌道,參與雜化的各原子軌道如s,p,d等成相等,這種雜化屬于等性雜化。有些分子雜化情況不同,參與雜化的原子軌道不僅含有未成對(duì)電子的原子軌道包電子已耦合成對(duì)的原子軌道或者沒有電子的空原子軌道。也就是說(shuō),雜化過(guò)程中參與雜化的各原子軌s,p,d的分并不相等,所形成的雜化軌道是一組能量彼此不相等的軌道,這種雜化稱為不等性雜化。第四節(jié):價(jià)層電子互斥理論1、價(jià)電子互斥理論基本要點(diǎn):

⑴當(dāng)中心原子

個(gè)配位原子或原子團(tuán)

,

n

個(gè)孤電子對(duì)

L

組成

AXm

n

型分子時(shí),分子的空間構(gòu)型取決于中心原子A的層電子對(duì)數(shù)()價(jià)層電子對(duì)數(shù)(簡(jiǎn)稱價(jià)層電子對(duì))包括成鍵電子對(duì)與未成鍵的孤電子對(duì)。⑵分子的空間構(gòu)型采取電子對(duì)相互排斥作用最小的構(gòu)型層電子對(duì)間盡可能遠(yuǎn)離以使斥力最小。因此,價(jià)電子對(duì)空間排布方式與價(jià)電子對(duì)數(shù)關(guān)系如下表:⑶就只含有共價(jià)單鍵的

AXm

n

型分子而言原的價(jià)層電子對(duì)數(shù)PN等于成鍵電子對(duì)數(shù)

與孤電子對(duì)數(shù)

之和(即

VPN

=

+

)。

AXm

n

分子的幾何構(gòu)型與價(jià)層電子對(duì)數(shù),成鍵電子對(duì)數(shù)及孤電子對(duì)數(shù)之間的關(guān)系如下表:的價(jià)層電子對(duì)數(shù)VPN2

成鍵電子對(duì)數(shù)23

孤對(duì)電子對(duì)數(shù)n00

分子類型AXmAXAX3

的價(jià)層電子對(duì)的排布方式

分子的幾何構(gòu)型直線型平面三角形

實(shí)例32

1

V

形4O

四面體431

AXL3

三角錐22

L

V

續(xù)表A的層電子對(duì)數(shù)

成鍵電子對(duì)數(shù)

孤對(duì)電子對(duì)數(shù)n

分子類型AXm

A的層電子對(duì)的排布方式

分子的幾何構(gòu)型

實(shí)例50

AX

5

三角雙錐41

變形四面體(蹺蹺板形)532

AXL3

2

T

形23

AX2

3

直線型60

AX

6

八面體651

AX5

四方錐42

平面正方形⑷中心原子與配位原子之間以雙鍵或叁鍵結(jié)合,VSEPR理論重鍵當(dāng)單鍵處理,因?yàn)橥欢嘀劓I中的

鍵和

鍵連接著相同的兩個(gè)原子定分子幾何構(gòu)型的意義上看,多重鍵的2對(duì)或3對(duì)子同單鍵的一對(duì)電子是等同的。⑸價(jià)層電子對(duì)間斥力大小取決于電子對(duì)之間的夾角以及電子對(duì)的類型。一般規(guī)律是:

①電對(duì)間夾角越小,斥力越大。②價(jià)電子對(duì)間斥力大小順序?yàn)椋汗聦?duì)電子對(duì)–孤對(duì)電子對(duì)孤對(duì)電子對(duì)–成鍵電子對(duì)成電子對(duì)–成鍵電子對(duì)③多鍵的存在雖然不能改變分子的幾何形狀,但對(duì)鍵角有一定影響,排斥作用隨多重鍵鍵型不同而有所差異:叁>雙鍵單鍵。2、分幾何構(gòu)型預(yù)測(cè):⑴確定中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)。中心原子A

的價(jià)層電子對(duì)數(shù)可用下式計(jì)算:

1={心原子A2

的價(jià)電子數(shù)

X

提供的價(jià)電子數(shù)

離子電荷(加正減;式中中心原子

的價(jià)電子數(shù)等于中心原子

所在的族數(shù)VSEPR理論論的共價(jià)分子主要針對(duì)主族化合物,它們分別屬于2→8主,它們作為中心原子提供的價(jià)電子數(shù)分別為2(He除外。作為配位子X

的元素通常是氫,鹵素,氧和硫。計(jì)算配位原子X

提供的價(jià)電子數(shù)時(shí),氫和鹵素記為,氧和硫原子當(dāng)做不提供共用電子處理,故價(jià)電子數(shù)記為0。⑵確定中心原子的孤對(duì)電子數(shù)n,用以下公式計(jì)算

=

12

(中心原子

的價(jià)電子數(shù)-

A

與配位原子

成鍵用去的價(jià)電子數(shù)之和⑶然后根據(jù)上表確定價(jià)層電子對(duì)排布方式。注:若

n

,分子幾何構(gòu)型與價(jià)層電子對(duì)的空間構(gòu)型不同。3、雜軌道數(shù)a)等于參與雜化未成鍵的孤對(duì)電子(b)與端極原子數(shù)c)之和a=b+c;參與雜化但未成鍵的孤對(duì)電子數(shù)(b)等于中心原子價(jià)電子數(shù)()離子電荷數(shù)(q)【負(fù)加正減】之和與成鍵電子數(shù)(V之差的一半,即第五節(jié):分子軌道理論1、分子道理論要點(diǎn):

b

E2⑴分子軌道理論認(rèn)為,在分子中

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