無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析-

無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析-第1頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析1.1化學(xué)發(fā)展的歷程1、化學(xué)的發(fā)展始于無(wú)機(jī)化學(xué)：早期研究的對(duì)象是簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)化合物。2、1828年德國(guó)W?hler（武勒）合成尿素，標(biāo)志著有機(jī)化學(xué)的開(kāi)始，形成研究與生命有關(guān)的C元素化學(xué)，即以C元素為基本組成的C，H，O，N化合物化學(xué)。19世紀(jì)初有機(jī)化學(xué)開(kāi)始發(fā)展，100年后建成了完整而龐大的體系。第2頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析無(wú)機(jī)化學(xué)的復(fù)興現(xiàn)代無(wú)機(jī)化學(xué)始于化學(xué)鍵理論的建立?，F(xiàn)代儀器在無(wú)機(jī)化學(xué)的應(yīng)用，形成現(xiàn)代無(wú)機(jī)化學(xué)體系。配位化學(xué)成為無(wú)機(jī)化學(xué)的重要學(xué)科。受有機(jī)，物化，電化學(xué)，催化，生化等學(xué)科的滲透，無(wú)機(jī)化學(xué)研究?jī)?nèi)容大大拓展。1950年代開(kāi)始，無(wú)機(jī)化學(xué)進(jìn)入復(fù)興時(shí)期。第3頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析第4頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析夾心化合物被合成金屬卡賓(metalcarbene)金屬卡拜(metalcarbyne)金屬有機(jī)基礎(chǔ)理論的提出與發(fā)展-絡(luò)合物理論缺電子鍵理論分子軌道理論前線軌道匹配理論等金屬有機(jī)化學(xué)進(jìn)入大發(fā)展時(shí)期第5頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)有機(jī)化學(xué)配位化學(xué)金屬有機(jī)化學(xué)M－L鍵M－C鍵第6頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析金屬有機(jī)和配位化學(xué)是介于有機(jī)化學(xué)和無(wú)機(jī)化學(xué)之間的三級(jí)學(xué)科。原子簇化學(xué)則來(lái)自與配位化學(xué)與金屬有機(jī)的發(fā)展，是兩學(xué)科間發(fā)展起來(lái)的邊緣科學(xué)。金屬簇合物通常包含M－M鍵。它的定義包含以下幾個(gè)要素：

金屬原子間有明顯的相互作用。金屬原子組成完整或欠完整的多面體結(jié)構(gòu)。分子中有離域化的多中心鍵。第7頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析金屬簇化學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展在經(jīng)典的金屬有機(jī)，無(wú)機(jī)配合物及元素有機(jī)化合物中，有些化合物含多個(gè)中心原子，成為多核結(jié)構(gòu)的化合物。中心原子間形成多面體骨架。1857年，陸森黑鹽是金屬簇合物的第一例。[Fe4S3(NO)7]-1907年Ta6Cl14

1920年Mo6Cl12這些都是金屬簇合物的早期零星發(fā)現(xiàn)的代表。第8頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析羰基金屬簇金屬硫簇硼原子簇廣義的原子簇概念1、中心原子相互成鍵2、中心原子形成完整或欠完整多面體結(jié)構(gòu)3、電子結(jié)構(gòu)為離域化的多中心鍵第9頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析化學(xué)人自然人、自然和化學(xué)第10頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析1.2分子工程從單分子到分子聚集體從分子設(shè)計(jì)到晶體工程第11頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析從分子設(shè)計(jì)到晶體工程來(lái)自生物體系自組裝的靈感――基因推動(dòng)下的分子或基團(tuán)識(shí)別與復(fù)制，從而以最經(jīng)濟(jì)方式得到精致的活性中心與復(fù)雜的外圍結(jié)構(gòu)如何去排列原子？如何合成有序結(jié)構(gòu)的化合物？配體設(shè)計(jì)？配體的配位信息為金屬所識(shí)別從而按一定規(guī)律與方向組裝，得到人們要求的有序結(jié)構(gòu)或特定結(jié)構(gòu)。第12頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析J.-M.Lehn,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.1993,

90,5394Self-assembly:tetrahedralvsoctahedralPolypyridyltypeligandOligoHelicate:Let’stwist!第13頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析第14頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析第15頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析三角盆架形結(jié)構(gòu)第16頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析CuboctahedronCu12(tapp)8第17頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析金屬樹(shù)枝狀分子第18頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析Mn(IV)S=3/2Mn(III)S=2SpinTotaleS=10[Mn12O12(CH3COO)16(H2O)4]?2CH3COOH?4H2O第19頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析lowporosity/surfaceareauniformstructurehighporosity/surfaceareanon-uniformstructurehighporosity/surfaceareauniformstructurerationaldesign第20頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析1.3幾個(gè)需說(shuō)明的概念1.3.1測(cè)量單位表1-1SI基本物理量及其單位物理量名稱單位單位符號(hào)長(zhǎng)度（length）米（meter）m質(zhì)量（mass）千克（kilogram）kg時(shí)間（time）秒（second）s溫度（temperature）開(kāi)[爾文]（kelvin）K物質(zhì)的量（amountofsubstance）摩[爾]（mole）mol電流（electriccurrent）安[培]（ampere）A發(fā)光強(qiáng)度（luminousintensity）坎[德拉]（candela）cd1960年，第11屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)提出了國(guó)際單位制（SI）[度量衡的統(tǒng)一，便于交流]第21頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析1物理量的符號(hào)都用斜體字母，單位的符號(hào)都用正體字母2物質(zhì)的量將物質(zhì)的量與組成該物質(zhì)的基本單元（如原子、分子等粒子）的數(shù)目關(guān)聯(lián)起來(lái)的SI單位叫“mole”，1mol用來(lái)表達(dá)一定量的物質(zhì)，其中基本單元的數(shù)目精確地等于12g碳-12同位素中12C原子的數(shù)目。該定義中“基本單元的數(shù)目”就是阿伏加德羅常數(shù)（NA）NA=6.02214×10231mol12C=6.02214×102312C原子=12.0000g1mol16O=6.02214×1023

16O原子=15.9949g第22頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析3濃度物質(zhì)的量濃度（通常簡(jiǎn)稱為濃度）：等于物質(zhì)的量除于溶液的體積。用符號(hào)c表示，最常用的單位是mol?dm–3或mol?L–1。例如，物質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度：c(B)=n(B)/V質(zhì)量分?jǐn)?shù)：用來(lái)表示混合物中某種物質(zhì)的含量或純化合物中某種成分（元素）的含量。用符號(hào)w表示，是個(gè)量綱一的量，其單位為1。例如，在5gKCl與95g水配成的溶液中，KCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(KCl)=5×10–2例如，KCl中K的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(K)=39.10g?mol–1/74.55g?mol–1=

52.45×10–2第23頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析1.3.2誤差1系統(tǒng)誤差（systematicerrors）和無(wú)規(guī)誤差（randomerrors）系統(tǒng)誤差：測(cè)量?jī)x器本身固有的誤差。無(wú)規(guī)誤差：測(cè)量人員讀取儀器讀數(shù)的能力有限的，這種局限性導(dǎo)致結(jié)果偏高或偏低。2精密度（precision）和準(zhǔn)確度（accuracy）精密度：是指同一被測(cè)的量在數(shù)次測(cè)量中數(shù)值接近的程度。如果每次測(cè)量值與多次測(cè)量平均值的偏離小，則測(cè)量的精密度高。反之，測(cè)量的精密度低。準(zhǔn)確度：指測(cè)量值與“真實(shí)”值接近的程度。第24頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析精密度與準(zhǔn)確度之間的聯(lián)系第25頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析1.3.3有效數(shù)字?jǐn)?shù)字精確數(shù)字（exactnumber）——無(wú)限大位有效數(shù)字不精確數(shù)字（inexactnumber）——所有測(cè)量數(shù)字有效數(shù)字用于表達(dá)和處理這類不精確數(shù)字所有測(cè)量結(jié)果的數(shù)字都由若干位確定數(shù)字加一位可疑數(shù)字組成。有效數(shù)字=若干位確定數(shù)字+一位可以數(shù)字1第26頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析例題1-14.0g與4.00g有什么差別？

非零數(shù)字都是有效數(shù)字，如123g；非零數(shù)字之間的“0”都是有效數(shù)字，如70008g；數(shù)字中第一個(gè)非零數(shù)字之前的“0”都不是有效數(shù)字，如0.00657cm；小數(shù)點(diǎn)之后處于數(shù)字末尾的“0”都是有效數(shù)字，0.0400g；整數(shù)數(shù)字以“0”或幾個(gè)“0”結(jié)尾時(shí)，這個(gè)或這些“0”可能是，也可能不是有效數(shù)字，如180g和10800g；pH、pK這類數(shù)值中小數(shù)的位數(shù)才是有效數(shù)字的位數(shù)。如，pHc(H3O+)/(mol?L–1)11.206.3×10–12第27頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析2數(shù)字計(jì)算中處理有效數(shù)字的規(guī)則

乘除運(yùn)算乘積和商中有效數(shù)字的位數(shù)取兩個(gè)運(yùn)算數(shù)字中精確度小的那個(gè)數(shù)字的有效數(shù)字的位數(shù)。例題1-2一矩形木塊的長(zhǎng)、寬、高分別為14.79cm，12.11cm和5.05cm，求該木塊的體積V。解答：V=14.79cm×12.11cm×5.05cm=904cm3相對(duì)誤差大第28頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析

加減運(yùn)算和值與差值中，小數(shù)點(diǎn)之后的位數(shù)取運(yùn)算數(shù)字中小數(shù)位數(shù)最少的那個(gè)數(shù)字的小數(shù)位。例題1-3求下列三個(gè)質(zhì)量之和：15.02g，9986.0g，3.518g。解答：15.02