无机及分析化学新 (2)

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欢迎你，亲爱的孩纸们！WELCOMEMYBABY 无机及分析化学2023/9/152 目录性别A:女B：男1年龄2姓名刘雪芹3教育经历烟台大学；北京科技大学49/15/20233 目录工作经历分析化学无机化学物理化学59/15/20234 1学习与学习能力学习习学习学即复习巩固来提升个体的能力，以便能够适应现实的自然环境和社会环境。“习”偏重于行动实习的实践方面。复习、练习通过观察、模仿、复制、内化来获得知识。“学”偏重于思想意识的理论领域。仿效学习是一种既古老而又永恒的现象。在古代，“学”与“习”总是分开讲的。最早把“学”与“习”联系起来的是孔子，《论语》：“学而时习之，不亦说乎”！学习就是获得知识，形成技能，获得适应环境改变环境的能力的过程。9/15/20235 2为什么需要学习为什么需要学习你唯一持久的竞争优势，就是具备比你的竞争对手学习得更快的能力！彼得•圣吉你可以拒绝学习，但你的竞争对手不会！韦尔奇任何停止学习的人都已经进入老年，无论在20岁还是80岁；坚持学习则永葆青春。福特这个世界上最恐怖的事，就是比我们聪明的人在比我们更努力地在学习！学者邱建卫9/15/20236 1学习是为了追逐梦想我的梦想是什么呢？为什么要努力学习？9/15/20237 1、敢不耻上问不会提问就不会思考，问，让老师Hold不住！考前经典问题：老师，这么多内容，你觉得哪个是重点？9/15/20238 2、可好为人师好为人师最大收获是总算把自己给讲明白了讲不清楚恰恰说明你没有学到家9/15/20239 3、温故而知新方法很老套，但是总有效！别以为在大学，预习听讲复习小学这套就OUT！9/15/202310 4、趣玩就是学在网游，交友，旅游，锻炼，社团中都可以学习试着让学习变得更有趣9/15/202311 4该怎样学习孔子说“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”。说的就是学习兴趣的三重境界：知道学习的不如爱好学习的；爱好学习的不如以学习为乐趣的。9/15/202312 第*页4该怎样学习“小嘛小儿郎，背着那书包上学堂，不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我懒，没有学问哪，无脸见爹娘……”你是否曾经沉浸在读小说、玩游戏中而不能自拔？全神贯注，心醉神迷，废寝忘食，如痴如醉，恨不能此生只做这一件事！坐在地铁和轻轨上，捧着书在读、塞着耳机在听英语的“好之者”。贾岛是这个境界的榜样。“鸟宿池边树，僧推月下门。”9/15/202313 哈佛有一个著名的理论：人的差别在于业余时间，而一个人的命运决定于晚上8点到10点之间。每晚抽出2个小时的时间用来阅读、进修、思考或参加有意义的讨论，你会发现，你的人生正在发生改变，坚持数年之后，成功会向你招手。2023/9/1514 2023/9/1515 知识是学不完的，也没有必要学完，只有在有意愿、有需求的时候，真正的学习才会发生。同时，在一段时期内，学习的内容必须聚焦，起码要在一个领域内成为专家。2023/9/1516 4采百家花，酿自己蜜学习要像蜜蜂，“采百家花，酿自己蜜”。而不要像蚂蚁，“只会获取现存的东西。”或是蜘蛛“只满足于自己肚子里已有的东西”。采百家花，很重要的一点就是要多读书。阅读成就伟大人生。读书与学习能力有着密切的关系，越是喜欢读书的人，掌握的知识面越广，其学习能力也越强。另外，唯有阅读能培养形象思维能力和逻辑思维能力相结合的认知模式。哈佛大学文理学院院长W•C•Kirby：大凡有所成就的人，在他们的一生中，都有一个贪婪地阅读大量书籍的时期。2023/9/1517 无机分析化学 义务教育高中教育大学教育初中化学高中化学大学化学2023/9/1519 金刚石石墨物质的性质与其结构之间的关系无机化学2023/9/1520 化学能、风能转化成电能无机化学2023/9/1521 蜂蜜蜂蜜的组成真蜂蜜水分：18%～22%1糖类：葡萄糖，果糖95%～99%2酸类：有机酸3矿物质、酶类、维生素……4真蜂蜜？？2023/9/1522 2023/9/1523 安赛蜜 安赛蜜化学名称为：potassiumsaltof6-methy1,2,3-oxathiazin-4(3H)-one-2.2-dioxide(6一甲基一1，2，3一恶唾嗦一4(H)一酮一2，2一二氧化物钾盐），分子式：C4H4KNO4S；分子量：201.24英文名：Acesulfame-K或AcesulfamePotassium。又称为乙酰磺胺酸钾、A一K糖、阿尔适尔芳钾。2023/9/1525 安赛蜜为人工合成甜味剂，经常食用合成甜味剂超标的食品会对人体的肝脏和神经系统造成危害，特别是对老人、孕妇、小孩危害更为严重。如果短时间内大量食用，会引起血小板减少导致急性大出血。2023/9/1526 19世纪初，俄国化学家、色层分析法创始人M.C.茨韦特用吸附色层分析法证明高等植物叶子中的叶绿素有两种成分。德国H.菲舍尔等经过多年的努力，弄清了叶绿素的复杂的化学结构。1960年美国R.B.伍德沃德领导的实验室合成了叶绿素a。至此，叶绿素的分子结构得到定论。2023/9/1527 答疑：网上答疑：bjlxueqin@yahoo.com.cn答疑：课堂自学时间、课间、实验课预约:131563098162023/9/1528 理论课考核方式：考试成绩占80%+平时成绩占20%平时成绩：平时随堂测试、出勤率、课堂提问、学生讲课实验课考核方式：原始数据占80%+实验报告占20%2023/9/1529 现代化学有机化学以研究碳氢化合物及其衍生物为对象无机化学以研究所有元素及其化合物（除了碳氢化合物及其衍生物）为对象分析化学以研究物质化学组成的鉴定方法及其原理为内容物理化学以应用物理测量方法和数学处理方法研究物质及其反应，寻求化学性质跟物理性质间本质联系的普遍规律为内容2023/9/1530 气体物质的存在状态气体液体固体等离子体流体2023/9/1531 第一节:气体１、理想气体气体分子只占有位置而不占有体积,是一个有质量的几何点;并且分子间没有相互吸引力,分子间或分子与器壁之间发生的碰撞不造成动能的损失2、理想气体状态方程式pV=nRTP-PaV-m3R-8.314J•mol-1•K-12023/9/1532 如果我比我周围的人获得更多的成就的话，那主要是由于不懈的努力。一些人比另外一些人获得更多的成就，主要是由于他们对放在他们面前的问题比起一般人能够更加专注和坚持，而不是由于他的天赋比别人高多少。这是道尔顿的切身体会，也是他成功的经验总结3、道尔顿分压定律2023/9/1533 (1)元素是由非常微小、不可再分的微粒——原子组成，原子在一切化学变化中不可再分，并保持自己的独特性质。(2)同一元素所有原子的质量、性质都完全相同。不同元素的原子质量和性质也各不相同，原子质量是每一种元素的基本特征之一。(3)不同元素化合时，原子以简单整数比结合。2023/9/1534 摩尔分数道尔顿分压定律的适用条件道尔顿分压定律对研究混合物非常重要混合气体的总压力等于各组成气体分压之和某组分的分压是该组分在同一温度下单独占有混合气体的容积时所产生的压力.2023/9/1535 分散相与分散介质把一种或几种物质分散在另一种物质中构成分散系统.其中被分散的物质是分散相(dispersephase),另一种物质是分散介质(dispersemedium).系统中物理性质和化学性质完全相同的一部分为一个相溶液2023/9/1536 单（均）相系统多相系统2023/9/1537 分散相分散介质A云水空气B牛奶乳脂水C珍珠水碳酸钙2023/9/1538 稀溶液的依数性2023/9/1539 稀溶液的依数性(colligativeproperties)２、沸点升高原理３、凝固点降低原理４、渗透压１、蒸气压降低原理2023/9/1540 Raoult定律(理想液态混合物或理想溶液)在溶剂中加入非挥发性溶质后，溶剂的蒸气压降低定温下，在稀溶液中，溶剂的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶液中溶剂的摩尔分数2023/9/1541 质量摩尔浓度:2023/9/1542 开心辞典问题:盐水和清水相比，哪个烫伤更严重?2023/9/1543 沸点升高原理t/℃100101.325p/KPa纯　水溶　液溶液沸点上升沸点2023/9/1544 △Tb=Kb·bkb:沸点升高常数(ebullioscopicconstant)单位:K•mol-1•kgb:溶质B的质量摩尔浓度单位:mol•kg-12023/9/1545 凝固点降低原理t/℃p/KPa0611纯　水溶　液冰溶液凝固点下降2023/9/1546 △Tf=Kf·bkf:质量摩尔凝固点降低常数(cryoscopicconstant)单位:K•mol-1•kgb:溶质B的质量摩尔浓度单位:mol•kg-12023/9/1547 汽车问题:玻璃水、制冷剂可以用自来水吗？2023/9/1548 蔗糖溶液纯水半透膜渗透压示意图渗透压(osmoticpressure)2023/9/1549 ΠV=nBRTΠ—渗透压Ｖ—体积Ｒ—摩尔气体常数Ｔ—热力学温度n—溶液中所含溶质的物质的量Van’tHoff公式2023/9/1550 蔗糖溶液纯水半透膜渗透压示意图Reverseosmosis2023/9/1551 等渗溶液：临床注射应注意的问题2023/9/1552 胶体溶液2023/9/1553 现有一气体，在35℃101.3kPa的水面上收集，体积为500mL。如果在同样条件下将它压缩成250mL,干燥气体的最后分压是多少？(课后习题5)20℃时将0.515g血红素溶于适量水中，配成50.0mL溶液,测得此溶液的渗透压为375Pa.求(1)溶液的浓度C(2)血红素的相对分子量(3)此溶液的沸点升高值和凝固点下降值(4)用(3)的计算结果来说明能否用沸点升高和凝固点下降的方法来测定血红素的相对分子量.(课后习题14)2023/9/1554 化学热力学初步2023/9/1555 莫瓦桑化学反应的方向和限度问题1室温下石墨转变为金刚石的最低压力为1.6万大气压-----但仍得不到金刚石温度升到200℃时，最低压力为2万大气压，当温度升到850℃时，最低压力为4万大气压。2023/9/1556 地沟油头孢化学反应的速率和机理问题22023/9/1557 相关概念１、体系和环境(system&surroundings)２、热力学状态和状态函数statefunction2023/9/1558 相关概念１、体系和环境(system&surroundings)２、热力学状态和状态函数statefunction状态函数体积，质量，热力学能，焓，熵，温度，压力，密度，粘度……2023/9/1559 体系的状态确定之后，它的每一个状态函数都有一个确定的值。体系的状态发生变化时，状态函数的值可能发生变化，但其改变值只与过程的始终态有关，而与体系变化的途径无关。当体系复原时，状态函数也恢复到原来的数值，其改变量为零。2023/9/1560 3、过程与途径processandpath等温过程变化过程、始态、终态和环境等压过程始态、终态和环境等容过程绝热过程环状过程2023/9/1561 298K,10KPa373K,10KPa298K,1KPa373K,1KPa等压过程等压过程等温过程等温过程2023/9/1562 热力学第一定律热力学能（内能）体系内分子运动的平动能、转动能、振动能、电子及核的能量，以及分子与分子相互作用的位能等能量的总和热力学能是状态函数热和功热和功不是状态函数2023/9/1563 △u=Q+W热力学第一定律及数学表态式第一类永动机2023/9/1564 第四节：可逆过程与体积功一、功与过程１、自由膨胀２、外压始终维持恒定３、外压总比内压小一个无限小的膨胀二、可逆过程(reversibleprocess)热源2023/9/1565 热化学等压反应热等容反应热焓及焓的数学表达式式中是生成物与反应物气体物质物质的量之差值，并假定气体为理想气体。或2023/9/1566 反应进度(extentofreaction)设某反应在反应的起始时和反应进行到t时刻时各物质的量为：aA+dD=gG+hHt=0nA(0)nD(0)nG(0)nH(0)t=tnAnDnGnH反应进度ξ定义为:2023/9/1567 对上述反应：2023/9/1568 注意：应用反应进度，必须与化学反应计量方程相对应。例如：当都等于1mol时，两个方程所发生反应的物质的量显然不同。2023/9/1569 表示化学反应与热效应关系的方程式称为热化学方程式。方程式中应该注明物态、温度、压力、组成等。例如：298.15K时：热化学方程式2023/9/1570 焓的变化及正负反应物和生成物都处于标准态反应进度为1mol反应（reaction）反应温度2023/9/1571 即必须与所给反应的计量方程相对应。若反应用下式表示，显然焓变值会不同。当物质的状态，反应方程式进行的方向和化学计量数等不同时，热效应的数值和符号也不相同。2023/9/1572 1840年，赫斯提出了一个定律：反应的热效应只与起始和终了状态有关，与变化途径无关。不管反应是一步完成的，还是分几步完成的，其热效应相同。应用：对于无法直接测定反应热的化学反应，可以用赫斯定律，利用容易测定的反应热来计算不容易测定的反应热。盖斯定律(HESS)2023/9/1573 例如：求C(s)和生成CO(g)的反应热。已知：（1）（2）则（1）-（2）得（3）（3）2023/9/1574 等温等压下化学反应的热效应等于生成物焓的总和减去反应物焓的总和：若能知道各个物质的焓值，利用上式可求得等温等压下任意化学反应的热效应。但如前所述，物质的焓的绝对值无法求得。为此，人们采用了如下相对标准来进行计算。生成焓2023/9/1575 一般298.15K时的数据有表可查。生成焓是个相对值，相对于稳定单质的焓值等于零。在标准压力下，反应温度时，由最稳定的单质合成标准状态下一摩尔物质的焓变，称为该物质的标准摩尔生成焓，用下述符号表示：（物质，相态，温度）2023/9/1576 例如：在298.15K时这就是HCl(g)的标准摩尔生成焓：反应焓变为：2023/9/1577 例如用各物质的摩尔生成焓求化学反应焓变：在标准压力p和反应温度时（通常298.15K）2023/9/1578 从原则上讲，只要能知道化学键能和反应中的化学键的变化情况，就可以算出化学反应的热效应。但到目前为止，化学键的键能数据既不完善，也不够精确。通常采用键焓的方法来解决这一问题。某个键的键焓是诸种化合物中该键键能的平均值。由键能计算反应焓2023/9/1579 则O-H（g）的键焓等于这两个键能的平均值例如：在298.15K时，自光谱数据测得气相水分子分解成气相原子的两个键能分别为：2023/9/1580 等于反应物的总键焓减去产物的总键焓。显然,一个化学反应的热效应:应当指出，用键焓估算是不够精确的，只是作出初步的估算的方法。2023/9/1581 一、自发变化热力学第二定律渗透扩散2023/9/1582 在任何过程,总有一个混乱度增加的倾向,因为粒子混乱分布比有序分布具有更大的统计概率.两种因素影响着过程的自发性,一个是能量变低;一个是混乱度增加.2023/9/1583 熵(entropy)Reversibleprocess1865,Clausius创造.1923年Planck来南京第四中山大学(中央大学前身)讲学,著名物理学家胡刚复教授任翻译,首次创造在中国字典上前所未有的新字“熵”，表示热温之商之意，沿用至今。2023/9/1584 三、热力学第二定律的数学表达式孤立体系的任何自发过程中，系统的熵总是增加的熵是描述系统的混乱度的函数。在0K时，任何纯物质的完整晶体的熵值为0.2023/9/1585 在标准态下1mol物质的熵值称为该物质的标准摩尔熵。符号：规律：气态》液态>固态聚集态相同，复杂分子比简单分子大结构相似，相对分子量大的熵值大相对分子量相同，分子结构复杂的熵值大熵与温度和压力的关系2023/9/1586 四、吉布斯自由能1839-1903吉布斯(GibbsJosiahWillard)2023/9/1587 在等温等压且无其它功的情况下自发过程非自发过程平衡2023/9/1588 2、ΔG≤0变化的方向和平衡条件1、ΔS≥0等温等压的封闭系统孤立体系2023/9/1589 在标准压力下,在进行反应的温度时,由最稳定的单质合成标准态下一摩尔物质的吉布斯自由能变称为该物质标准生成吉布斯自由能ΔG与温度的关系转向温度2023/9/1590 范托夫等温方程四、吉布斯自由能aA+dD=gG+hH2023/9/1591 aA(aq)+bB(aq)gG(aq)+hH(aq)aA(g)+bB(g)gG(g)+hH(g)2023/9/1592 aA(aq)+bB(g)gG(g)+hH(aq)2023/9/1593 化学平衡和化学反应速率2023/9/1594 ChemicalEquilibriumingaseousstateDescribingChemicalEquilibriumUnderproperconditionsmanychemicalreactionscanbemadetogoineitherdirectionorother.Atfirstboththeconcentrationsofreactantsandproductschangewithtime.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)Ag+(aq)+Cl-(aq)AgCl(s)O2(g)+2H2(g)2H2O(g)2023/9/1595 Howeversometimeslater,thechangeoftheconcentrationscanbenolongerdetectedoveralongperiodoftime.Thisobservationisaclearindicationthatthereactionhasstoppedshortofcompletion.Infact,thesystemhasreachedchemicalequilibrium,2023/9/1596 thestatewheretheconcentrationsofallreactantsandproductremainconstantwithtime.Somereactionsproceedrapidly;othersaremuchslower.Butinallcasesareactingsystemeventuallyreachesequilibrium.Whenthesystemreachesitsequilibrium,itmayappearthateverythinghasstopped.Howeverthisisnotthecase.Onthemolecularlevelthereisfreneticactivity.Equilibriumisnotstatic;itisahighlydynamicsituation.2023/9/1597 Thatistosaybothforwardandreversereactionsoccuratthesamerate,orspeed.EquilibriumConstantScienceisbasedonexperiments.Fromobser-vationsofmanychemicalreactions,twoNorw-egianchemists,CatoMaximilianGuldberg(1836~1902)andPeterWaage(1833~1900)proposedthelawofmassactionin1864asageneraldescriptionoftheequilibriumcondition.2023/9/1598 Forareaction,wecanwriteageneralequationasfollowsaA+bB+cC+...pP+qQ+rR+...WhereA,B,C,andsoonarethereactants;andP,Q,R,andsoonaretheproducts.Thelettera,b,c,...p,q,r,...representthenumberofmolesofeachsubstanceinvolvedinthebalancedequationforthereaction.Thelawofmassactionisrepr-esentedbythefollowingequilibriumexpression2023/9/1599 ThesquarebracketsindicatetheconcentrationsofthechemicalspeciesatequilibriumandKisaconstantcalledequilibriumconstant.Forreactionsinvolvinggases,weoftenfinditconvenienttoexpresstheconcentrationsintermsofthepartialpressuresofthegases.Thatis,inthiscasewemaywriteKptorepresenttheequilibriumconstantinwhichtheconcen-trationsofgasesareexpressedinpartial2023/9/15100 pressuresinatmospheres.Similarly,wemaywriteKcwithasubscriptctodenotethattheequilibriumconstantisexpressedbyconcentrations.Thelawofmassactioniswidelyapplicable.Itcorrectlydescribestheequilibriumbehaviorofallchemicalsystemswhethertheyoccurinsolutionorinthegasphase.2023/9/15101 Theequilibriumconcentrationiscalledanequilibrimposition.Itisessentialtodistinguishbetweentheequilibriumconstantandtheequilibriumpositionsforagivenreactionsystem.Thereisonlyoneequilibriumconstantforagivenreactionsystemataparticulartemperature,butthereareaninfinitenumberofequilibriumpositions.2023/9/15102 在一定温度下,正逆反应达平衡时,生成物的浓度以反应方程式中计量数为指数的幂的乘积与反应物的浓度以反应方程式中计量数为指数的幂的乘积之比是一个常数2023/9/15103 当反应达到平衡时，△G四、标准平衡常数活度商Q与标准平衡常数KΘ的关系2023/9/15104 aA(aq)+bB(aq)gG(aq)+hH(aq)aA(g)+bB(g)gG(g)+hH(g)2023/9/15105 aA(aq)+bB(g)gG(g)+hH(aq)2023/9/15106 2023/9/15107 3H2(g)+N2(g)2NH3(g)3H2(g)+N2(g)2NH3(g)3/2H2(g)+1/2N2(g)NH3(g)2023/9/15108 2NO(g)+O2(g)2NO2(g)2NO2(g)N2O4(g)K1K2+2NO(g)+O2(g)N2O4(g)K3=K1•K2多重平衡规则2023/9/15109 反应（４）＝反应（１）＋反应（２）－反应（３）k(4)=k(1)×k(2)/k(3)2023/9/15110 如果改变平衡体系的条件之一，如温度、压力、浓度或体积等，平衡就向减弱这个改变的方向移动．3H2(g)+N2(g)2NH3(g)１、增加氢气的浓度或分压２、减小氨气的浓度或分压３、增加体系的总压力４、增加体系的体积５、增加体系的温度放热反应化学平衡的移动2023/9/15111 化学平衡的移动△G<0，Q0，Q>KΘ，反应逆向移动△G=0，Q=KΘ，反应达到平衡2023/9/15112 2023/9/15113 化学反应速率2023/9/15 速度Velocity是矢量，有方向性。速率Rate是标量，无方向性，都是正值。(1)反应速度和速率例如:速度，速率2023/9/15115 它不能确切反映速率的变化情况，只提供了一个平均值，用处不大。(2)平均速率2023/9/15116 在浓度随时间变化的图上，在时间t时，作交点的切线，就得到t时刻的瞬时速率。显然，反应刚开始，速率大，然后不断减小，体现了反应速率变化的实际情况。(3)瞬时速率542023/9/15117 对任何反应：2023/9/15118 1.计量方程与反应机理一般写化学反应方程，只根据始态与终态写出反应结果，这种方程只表示反应前后的物料平衡关系，称为计量方程。例如：2023/9/15119 基元反应简称元反应，如果一个化学反应，反应物分子在碰撞中相互作用直接转化为生成物分子，这种反应称为基元反应。例如：①基元反应202023/9/15120 我们通常所写的化学方程式只代表反应的化学计量式，而并不代表反应的真正历程。如果一个化学计量式代表了若干个基元反应的总结果，那这种反应称为总包反应或总反应。例如，下列反应为总包反应：②总包反应（非基元反应）652023/9/15121 对于基元反应，反应速率与反应物浓度的幂乘积成正比。幂指数就是基元反应方程中各反应物的系数。这就是质量作用定律，它只适用于基元反应。例如：基元反应反应速率r2.质量作用定律2023/9/15122 2023/9/15123 非基元反应速率方程的确定2023/9/15124 速率方程中各反应物浓度项上的指数称为该反应物的级数；所有浓度项指数的代数和称为该反应的总级数，通常用n表示。n的大小表明浓度对反应速率影响的大小。反应级数可以是正数、负数、整数、分数或零，有的反应无法用简单的数字来表示级数。反应级数是由实验测定的。3.反应级数2023/9/15125 例如：零级反应一级反应二级，对A和B各为一级三级，对A为二级，对B为一级负一级反应1.5级反应2023/9/15126 速率方程中的比例系数k称为反应的速率系数，以前称为速率常数，现改为速率系数更确切。它的物理意义是当反应物的浓度均为单位浓度时k等于反应速率，因此它的数值与反应物的浓度无关。在催化剂等其它条件确定时，k的数值仅是温度的函数。k的单位随着反应级数的不同而不同。4.反应的速率系数2023/9/15127 反应机理2023/9/15128 反应机理一反应机理二反应机理三2023/9/15129 反应物浓度对反应时间的关系反应速率只与反应物浓度的一次方成正比的反应称为一级反应。常见的一级反应有放射性元素的蜕变、分子重排、五氧化二氮的分解等。(一)一级反应1.一级反应的定义2023/9/15130 或反应：2.一级反应的速率方程表示①微分式：2023/9/15131 ②不定积分式：③定积分式:2023/9/15132 令，则当时半衰期2023/9/15133 (二)二级反应1.二级反应定义反应速率方程中浓度项的指数和等于2的反应称为二级反应。常见的二级反应有乙烯、丙烯的二聚作用，乙酸乙酯的皂化，碘化氢的热分解反应等。2023/9/15134 例如，有基元反应：2.二级反应的速率方程表示2023/9/15135 ①微分式：2023/9/15136 Ⅰ.定积分式：不定积分式：②积分式：2023/9/15137 当时2023/9/15138 定积分式：Ⅱ.不定积分式：2023/9/15139 反应速率方程中，反应物浓度项不出现，即反应速率与反应物浓度无关，这种反应称为零级反应。常见的零级反应有表面催化反应和酶催化反应，这时反应物总是过量的，反应速率决定于固体催化剂的有效表面活性位或酶的浓度。A→Pr=k0(四)零级反应1.零级反应的定义2023/9/15140 2.零级反应的速率方程①微分式②积分式2023/9/15141 §温度对反应速率的影响范霍夫近似规律阿仑尼乌斯公式2023/9/15142 范霍夫根据大量的实验数据总结出一条经验规律：温度每升高10K，反应速率近似增加2~4倍。这个经验规律可以用来估计温度对反应速率的影响。例如：某反应在390K时进行需10min。若降温到290K，达到相同的程度，需时多少？解：取每升高10K，速率增加的下限为2倍。1.范霍夫近似规律2023/9/15143 18446744073709551615(粒)人们估计，全世界两千年也难以生产这么多麦子!印度有个国王，是个棋类爱好者。一次，一位方士发明了一种新式棋，棋局上有64个空格。国王玩得十分高兴，就对发明者说：“我要重重赏你，你需要什么，我一定赏赐给你。”国王下令照办，不料管粮仓的大臣算下来，1立方米的麦子有1500万粒，国王赏赐的麦子约有12000亿立方米。全国几万年生产的麦子加在一起，还没有这个数目大。但君无戏言，国王为这件事感到左右为难。2023/9/15144 (2)对数式：描述了速率系数k与1/T之间的线性关系。可以根据不同温度下测定k值，以lnk对1/T作图，从而求出活化能。3.阿仑尼乌斯公式(1)指数式：描述了速率随温度而变化的指数关系。A称为指前因子，称为阿仑尼乌斯活化能，阿仑尼乌斯认为A和都是与温度无关的常数。2023/9/15145 (3)定积分式设活化能与温度无关，根据两个不同温度下的k值求活化能。(4)微分式k值随T的变化率决定于值的大小。2023/9/15146 反应速率理论简介2023/9/15147 碰撞理论活化分子活化能EmEm*活化能越大活化分子所占的百分数越小反应越慢E02023/9/15148 NOCONOOCOO有效碰撞无效碰撞2023/9/15149 过渡态理论Ea(正)Ea(逆)△U,△H2023/9/15150 浓度对反应速率的影响温度对反应速率的影响主要因素1次要因素2023/9/15151 催化剂对反应速率的影响酶催化:乙醇脱氢酶,乙醛脱氢酶2023/9/15152 第四章解离平衡2023/9/15153 酸碱质子理论：凡能给出质子的是酸；能接受质子的是碱HACAC-+H+HAH++A-H2CO3HCO3-+H+HCO3-CO32-+H+NH4+NH3+H+酸碱理论2023/9/15154 HSO4-SO42-+H+HSO4-+H+H2SO4酸碱反应实际上是两个共轭酸碱对共同作用的结果，实质是质子的转移第三章酸碱平衡+++++两性物质共轭酸碱对2023/9/15155 半反应１HAC（酸１）AC－（碱１）+H+半反应２H++H２Ｏ（碱２）Ｈ３Ｏ＋（酸２）总的反应HAC＋H２Ｏ酸１　碱２H３Ｏ++AC－酸２　　碱１第三章酸碱平衡2023/9/15156 半反应１NH3（碱１）+H+NH4+（酸１）半反应２H２Ｏ（酸２）OH-（碱２）+H+总的反应NH3＋H２ＯNH4++OH－第三章酸碱平衡2023/9/15157 NH3＋HClNH4++Cl－NH4+＋H２ＯNH3+H3O+AC-＋H２ＯHAC+OH－H２Ｏ＋H２ＯH3O++OH－中和反应盐的水解水的质子自递反应第三章酸碱平衡2023/9/15158 酸碱强度酸碱的解离平衡常数HA＋H２ＯH３Ｏ++A-A-＋H２ＯHA+OH-2023/9/15159 H２Ｏ＋H２ＯH3O++OH－（２５℃）水的质子自递常数(水的离子积常数)pH+pOH=pKw=142023/9/15160 Ka、Kb、Kw之间的关系HA＋H２ＯH３Ｏ++AA＋H２ＯHA+OH-2023/9/15161 酸碱强度应如何判断?解离平衡常数与酸碱强度的关系共轭酸碱解离平衡常数间的关系超酸:硫酸高氯酸氟磺酸氟磺酸+SbF5:魔酸2023/9/15162 酸碱电子理论：凡是可以接受电子对的物质是酸，凡是可以给出电子对的物质是碱。H+Na+BF3OH-F-NH32023/9/15163 软硬酸碱规则：根据极化能力和变形性的大小把酸碱分为软硬。硬酸：一般为主族元素，它们的极化能力小不易变形。如：Na+,Ca2+等软酸：一般为副族元素，它们的极化能力强易变形。如：Ag+,Cd2+等硬碱：不容易给出电子，电负性高，变形性小。如：F-,O2-,H2O等。软碱：容易给出电子，电负性低，变形性大。如：I-,SCN-,CO等。听音乐,别看了!2023/9/15164 解离度HAH++A－α＝已解离的电解质的量溶液中原电解质的量强电解质在水中完全解离，即α＝１，而弱电解质部分解离，α＜＜１2023/9/15165 弱酸弱碱的解离平衡一、一元弱酸、弱碱HA＋H２ＯH３Ｏ++AA＋H２ＯHA+OH-2023/9/15166 HAH++　　A－起始浓度　　c　　00平衡浓度　　c-x　　xx2023/9/15167 弱电解质解离常数与解离度α的关系HAH++　　A－起始浓度　　c　　00平衡浓度　　c-cαcαcα稀释定律2023/9/15168 二、多元弱酸碱的解离平衡H3AH++H2A－H++HA2－HA2-H++A3－Ka1>Ka2>Ka3H2A2023/9/15169 A3-+H2OHA2－+OH-HA2-+H2OH2A－+OH-H2A-+H2OH3A+OH-Kb1>Kb2>Kb32023/9/15170 2023/9/15171 同离子效应和盐效应NaACHAcH++Ac-NaAcNa++Ac-2023/9/15172 强电解质溶液离子氛的概念2023/9/15173 活度，浓度与离子强度离子浓度离子电荷2023/9/15174 第四节:缓冲溶液2023/9/15175 强酸缓冲溶液强碱弱酸及其共轭碱盐弱碱及其共轭酸盐HAcH++Ac－NaAcNa++Ac－2023/9/15176 HAcH++Ac－NaAcNa++Ac－2023/9/15177 缓冲溶液的配制2023/9/15178 缓冲容量在单位体积(1L)的缓冲溶液中,pH改变一个微小变化,所需要加入的一元强酸或一元强碱的物质的量缓冲能力的大小2023/9/15179 表一HAC-NaAC缓冲溶液的缓冲容量与总浓度和浓度比的关系编号HAC浓度NaAC浓度总浓度浓度比β12340.1000.01000.02000.1980.1000.01000.1800.02000.2000.02000.2000.2001:11:11:999:10.1150.01150.04144.56×10-3当缓冲溶液的浓度比为一定值时,缓冲溶液的总浓度越大,缓冲容量越大，通常总浓度为0.01到1mol·L当缓冲溶液的总浓度为一定值时,缓冲对的浓度比愈接近1,缓冲容量越大2023/9/15180 缓冲范围0.1~102023/9/15181 难溶性强电解质的沉淀溶解平衡溶度积和溶解度Ba2+SO42-SO42-Ba2+Ba2+SO42-SO42-Ba2+Ba2+SO42-Ba2+SO42-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-BaSO4的溶解和沉淀平衡过程2023/9/15182 溶度积常数BaSO4(s)Ba2++SO42－2023/9/15183 Fe(OH)3(s)Fe3++3OH－PbCl2(s)Pb2++2Cl－2023/9/15184 AaBb(s)aAb++bBa－溶液不饱和,若体系中有沉淀物,则沉淀溶解沉淀从溶液中析出沉淀溶解达平衡1582023/9/15185 溶度积和溶解度的关系用难溶物的饱和溶液的物质的量浓度S来表示溶解度BaSO4(s)Ba2++SO42－2023/9/15186 Ag2CrO4(s)2Ag++CrO42－2ss2023/9/15187 溶度积和溶解度的关系AgClAgBrAgI2023/9/15188 沉淀-溶解平衡的移动沉淀的生成Ag2CrO4(s)2Ag++CrO42－沉淀的溶解FeS(s)Fe2++S2－H+H2S2023/9/15189 H+H2S2023/9/15190 分步沉淀碘离子氯离子0.01mol•L-12023/9/15191 沉淀的转化BaCO3BaCrO4BaCO3BaCrO42023/9/15192 氧化还原反应2023/9/15193 2Fe3++2I-2Fe2++I22[Fe(CN)6]4-+I22[Fe(CN)6]3-+2I-氧化和还原氧化还原方程式的配平2023/9/15194 氧化还原反应第一节电　极　电　势ee盐桥ZnSO4CuSO4ZnCu饱和KCl792023/9/15195 ZnZn2++2eCu2++2eCu负极正极总反应Zn+Cu2+Cu+Zn2+原电池：化学能变为电能2023/9/15196 CellDiagramsandTerminologyAcelldiagramshowsthecomponentsofanelectrochemicalcellinasymbolicway.Wewilloftenfollowthesegenerallyacceptedconventionsinwritingcelldiagrams.Theanode,theelectrodeatwhichoxidationoccurs,isplacedattheleftsideofthediagram.Thecathode,theeledctrodeatwhichreductionoccurs,isplacedattherigntsideofthediagram.762023/9/15197 Aboundarybetweendifferentphases(forexample,anelectrodeandasolution)isrepresentedbyasingleverticalline(|).Theboundarybetweenhalf-cellcompartments,commonlyasaltbridge,isrepresentedbyadoubleverticalline(||).Speciesinaqueoussolutionareplacedoneithersideofthedoubleverticalline.Differentspecieswithinthesamesolutionareseparatedfromeachotherbyacomma.2023/9/15198 -)Zn|Zn2+(c1)Cu2+(C2)|Cu(+Half-celloxidationHalf-cellreductionSaltbridge-)Pt|H2(nPa)|H+(C1)Cu2+(C2)|Cu(+2023/9/15199 Representingaredoxreactionbyacelldiagram.Aluminummetaldisplaceszinc(Ⅱ)ionfromaqueoussolution.(a)Writeoxidationandreductionhalf-equationsandanoverallequationforthisredoxreaction.(b)Writeacelldiagramforavoltaiccellinwhichthisreactionoccurs.Writetheoverallequationfortheredoxreactionthatoccursinthevoltaiccell.Sc(s)|Sc3+(aq)||Ag+(aq)|Ag(s)2023/9/15200 电极类型与原电池的表示法１、金属－－金属离子电极Zn2++2eZnZn(s)|Zn2+２、气体－－离子电极２Ｈ＋+2eＨ２Pt|H2(g)|H+2023/9/15201 3、金属－－金属难溶物AgCl+eAg+Cl-Ag-AgCl(s)|Cl-Ag++eAgAg(s)|Ag+φΘ=0.221φΘ=0.7992023/9/15202 4、氧化还原电极Fe3++e=Fe2+Pt|Fe3+,Fe2+2023/9/15203 M(s)===Mn++ne溶解沉积溶解>沉积沉积>溶解电位差－－电极电势－－电极电极电势2023/9/15204 H2Pt1mol•L-1的H2SO4φΘ(H+/H2)=0standardhydrogenelectrodeByinternationalagreement,astandardelectrodepotential,φΘ,measuresthetendencyforareductionprocesstooccuratanelectrode.2023/9/15205 Inallcases,theionicspeciesarepresentinaqueoussolutionatunitactivity,andgasesareat1atm.Wherenometallicsubstanceisindicated,thepotentialisestablishedonaninertmetallicelectrode,suchasplatinum.ToemphasizethatφΘfeferstoareduction,wewillwriteareductioncoupleasasubscripttoφΘ,asshowninhalf-reaction.Thesubstancebeingreducediswrittenontheleftofthesign,andthechiefreductionproductontheright.Cu2+(1M)+2eCu(S)φΘ(Zn2+/Zn)=？2023/9/15206 ee盐桥1mol•L-1ZnSO4H2SO41mol•L-1的H+ZnPt电位计2023/9/15207 EΘ=φΘ(正极)　-φΘ(负极)φΘ(H+/H2)-φΘ(Zn2+/Zn)0.763==0-φΘ(Zn2+/Zn)φΘ(Zn2+/Zn)=-0.763VφΘ(Cu2+/Cu)=?2023/9/15208 EΘ=φΘ(正极)　-φΘ(负极)φΘ(Cu2+/Cu)-φΘ(H+/H2)0.34==φΘ(Cu2+/Cu)-0φΘ(Cu2+/Cu)=+0.34V2023/9/15209 电极反应EΘ/v氧化态+电子数=还原态Li++e=Li-3.045Zn2++2e=Zn-0.763Fe2++2e=Fe-0.440Sn2++2e=Sn-0.136Pb2++2e=Pb-0.1262H++2e=H2-0.000Sn4++2e=Fe-0.440Cu2++2e=Cu0.337I2+2e=2I-0.5345Fe3++e=Fe2+0.771Br2(l)+2e=2Br-1.065Cl2+2e=2Cl-1.36MnO4-+8H++5e=Mn2++4H2O1.51F2+2e=2F-2.872023/9/15210 对于上表的几点说明１、φΘ反应了物质得失电子的能力,它与书与形式无关Zn2++2eZn2Zn2++4e2ZnφΘ=-0.763v２、电势分成两个表，酸表与碱表３、氧化型与还原型2023/9/15211 Wewillusestandardreductionpotentialsthroughoutthischapterformanypurposes.Ourfirstobjectivewillbetocalculatestandardcellpotentialsforredoxreactionsfromstandardelectrodepotentialsforhalf-cellreactions.-)Zn|Zn2+(c1)Cu2+(C2)|Cu(+EcellΘ=φΘ(right)　-φΘ(left)=φΘ(cathode)　-φΘ(anode)=φΘ(reductionhalf-cell)　-φΘ(oxidationhalf-cell)=φΘ(Cu2+/Cu)-φΘ(Zn2+/Zn)=0.340-(-0.763)=1.103V2023/9/15212 Practice:WhatisEcellΘforthereactioninwhichCl2(g)oxidizesFe2+(aq)toFe3+(aq)?2Fe2+(aq)+Cl2(g)2Fe3+(aq)+2Cl-(aq)2023/9/15213 Faradayconstant(F)Faradayconstant(F)isequalto96485coulombsPermoleofelectrons.MichaelFaraday(1791-1867)Faraday,anassistanttoHumphryDavyandoftenCalled“Davy’sgreatestdiscovery”mademanyContributionstobothphysicsandchemistry,Includingsystematicstudiesofelectrolysis.2023/9/15214 Zn(s)+Cu2+(1.0M)Cu(S)+Zn2+(1.0M)EcellΘ=1.103VZn(s)+Cu2+(2.0M)Cu(S)+Zn2+(0.10M)EcellΘ=?VNerstequation2023/9/15215 Nernstwasonly25yearsoldwhenheformulatedhisequationrelatingcellvoltagesandconcentrations.Heisalsocreditedwithproposingthesolubilityproductconceptinthesameyear.In1906,heannouncedhisheattheorem,whichwenowknowasthethirdlawofthermodynamics.2023/9/15216 Nernst方程式标准电极电势：浓度为１mol•L-1；温度为２９８Ｋ任意电极电势：浓度为任意值　　；温度为任意值氧化态＋ne＝还原态（还原态）（氧化态）（还原态）（氧化态）2023/9/15217 当温度为２９８Ｋ时（还原态）（氧化态）2023/9/15218 I2（S）+2e=2I-φΘ=0.5345MnO4-+8H++5e=Mn2++4H2OφΘ=1.512023/9/15219 2023/9/15220 △rG　,　Ecell等温等压过程中，体系吉斯自由能的减少等于体系对外所做的最大有用功-△rG=WEWE=Q×EQ=ZF-△rG=WE=Q×E=ZFE△rG=-ZFE△rGΘ=-ZFEΘ△rGΘ=-RTlnKΘ-RTlnKΘ=-ZFEΘ2023/9/15221 8-3:电极电势的应用一、计算原电池的电动势二、判断氧化还原反应进行的方向三、选择氧化剂和还原剂四、判断氧化还原反应进行的次序五、求平衡常数和溶度积常数2023/9/15222 一、计算原电池的电动势Cd|Cd2+(0.10M)Sn4+(0.10M),Sn2+(0.0010M)|PtCd2++2e=CdφΘ(Cd2+/Cd)=-0.403vSn4++2e=Sn2+φΘ(Sn4+/Sn2+)=0.154v2023/9/15223 =-0.433v2023/9/15224 =0.213v2023/9/15225 E=φ(+)-φ(-)=0.213–(-0.433)=0.646V正极：　　Sn4++2e=Sn2+负极：　　Cd=Cd2++2e总的反应：Sn4++Cd=Sn2++Cd2+－）Cd|Cd2+(0.10M)Sn4+(0.10M),Sn2+(0.0010M)|Pt(+2023/9/15226 Spontaneouschangeinoxidation-reductionreactionsOurmaincriterionforspontaneouschangeisthat△GIf△G＜0ThenEcell>0Predictingthedirectionofspontaneouschangeinaredoxreactionisarelativelysimplematterwhenweusethefollowingidea.IfEcellispositive,areactionoccursspontaneouslyintheforwarddirectionforthestatedconditions.IfEcellisnegative,thereactionoccursspontaneouslyinthereversedirectionforthestatedconditions.IfEcell=0,thereactionisatequilibriumforthestatedconditions.2023/9/15227 二、判断氧化还原反应进行的方向利用吉布斯自由能(△rG)来判断：△rG<０　是自发反应利用原电池的电动势Ｅ来判断：Ｅ>０反应按指定方向进行Ｅ<０　反应逆方向进行3·利用氧化剂和还原剂相对强弱来判断：例Sn２++2Fe3+=Sn4++2Fe2+φΘ(Fe3+/Fe2+)=0.771vφΘ(Sn4+/Sn2+)=0.154v2023/9/15228 Makingqualitativepredictionswithelectrodepotentialdata.Peroxodisulfatesalts,suchasNa2S2O8,areoxidizingagentsusedinbleaching.DichromatessuchasK2Cr2O7havebeenusedaslaboratoryoxidizingagents.Whichisthebetteroxidizingagentinacidicsolutionunderstandardconditions,S2O82-orCr2O72-?2023/9/15229 三、选择氧化剂和还原剂例如，选择一种氧化剂使之只能氧化I-，而不能氧化Br-和Cl-φΘ(I2/I-)=0.54vφΘ(Br2/Br-)=1.07vφΘ(Cl2/Cl-)=1.36vφΘ(Fe3+/Fe2+)=0.771vφΘ(HNO2/NO)=1.00vφΘ(MnO4-/Mn2+)=1.51v2023/9/15230 TherelationshipbetweenEandK-RTlnKΘ＝△rGΘ＝－nFEΘ2023/9/15231 ８－4：元素电势图及其应用Fe3++e=Fe2+φΘ=0.771vFe3++３e=FeφΘ=－0.0363vFe２++２e=FeφΘ=-0.440vFe3+Fe2+Fe0.771-0.440-0.0363元素电势图2023/9/15232 MnO4-MnO42-MnO2Mn3+MnMn2+0.562.260.951.51-1.181.511.6951.23MnO4-MnO42-MnO2Mn(OH)3MnMn(OH)20.560.60-0.20.1-1.550.59-0.052023/9/15233 １·判断物质氧化还原的能力２·判断某一物质是否会发生歧化反应3MnO42-+4H+=2MnO4-+MnO2+2H2OMnO4-+e=MnO42-φΘ=0.56VMnO42-+4H++2e=MnO2+2H2OφΘ=2.26V2023/9/15234 3·利用电势图从几个相邻电对的已知的φΘ，求算未知的φΘ2023/9/15235 MnO4-MnO42-MnO2Mn3+MnMn2+0.562.260.951.51-1.18?=1.51V Hg2+Hg22+Hg0.793v0.8565v?=0.92v 原子结构2023/9/15238 2023/9/15239 玻尔DeBroglieLV爱因斯坦Einstein第一节:微观粒子的波粒二象性2023/9/15240 H2410.2434.0486.1656.2(nm)４００～７６０nm可　见　光紫外区红外区氢　光　谱　实　验1-1:氢原子光谱和玻尔理论2023/9/15241 瑞士物理学家巴尔麦瑞典物理学家里德堡2023/9/15242 原子湮灭连续光谱氢光谱实验经典力学原子稳定存在不是连续光谱2023/9/15243 量子论:物质吸收和发射能量是不连续的,即量子化的.能量的最小单位是光量子.光子说:光即是波,又有粒子性.Ｅ＝nhעh－－Planckconstantע－－光频率n－－－１，２，３……λ----光波长E---光能量P---光动量2023/9/15244 玻尔理论原子中的电子仅能在某些特定的轨道上运动在一定轨道上运动的电子具有一定的能量,称定态基态激发态2023/9/15245 玻尔理论的缺陷不能解释多电子原子光谱不能解释氢原子光谱的精细结构410.2434.0486.1656.2(nm)４００～７６０nm可　见　光紫外区红外区2023/9/15246 电子的衍射实验电子等微观粒子具有波粒二象性量子力学1-2:微观粒子的波粒二象性192419272023/9/15247 量子力学－－Schrödinger方程1-3:波函数和原子轨道2023/9/15248 波函数(Ψ)的物理意义׀Ψ׀2的物理意义2023/9/15249 １．用球坐标代替直角坐标2023/9/15250 ２．为了保证解的合理性引入三个量：n／l／mn:主量子数n=1,2,3……∞l:角量子数l=０,1,2,3……n-1m:磁量子数m=０,±1,±2,……±l2023/9/15251 氢原子轨道与三个量子数的关系nlm轨道名称轨道数1001s12002s4210,+1,-12p3003s9310,+1,-13p320,+1,-1,+2,-23d4004s16410,+1,-14p420,+1,-1,+2,-24d430,+1,-1,+2,-2,+3,-34f2023/9/15252 2023/9/15253 波函数和电子云图形2023/9/15254 波函数角度分布图原子轨道角度分布图2023/9/15255 Schrödinger方程2pZ2px2pyP轨道为８字型2023/9/15256 xyzP轨道的立体图2023/9/15257 电子云角度分布图2023/9/15258 电子云径向分布图272023/9/15259 1-4:四个量子数n:主量子数n=1,2,3,4……∞K,L,M,N用主量子数来描述原子中电子出现几率最大区域离核的远近,或者说它是决定电子层数的.n是决定电子能量高低的重要因素.多电子原子,核外电子的能量除了与主量子数有关,还与角量子数有关,所以n值越大电子能理越高是不正确的.2023/9/15260 l:角量子数l=０,1,2,3……n-1它表示原子轨道或电子云的形状.l=０,1,2,3,4……n-1spdfg……球形8字形花瓣形它还表示同一电子层中具有不同形状的亚层.对于单电子原子体系2023/9/15261 nLm轨道名称轨道数1001s112002s14210、+1、-12p33003s19310、+1、-13p3320、+1、-1、+2、-23d54004s116410、+1、-14p3420、+1、-1、+2、-24d5430、+1、-1、+2、-2、+3、-34f7原子轨道与三个量子数的关系2023/9/15262 对于多电子原子体系对于多电子原子体系,能量决定于主量子数和角量子数2023/9/15263 m:磁量子数m=０,±1,±2,……±lm决定原子轨道或电子云在空间的伸展方向xyzP轨道的立体图2023/9/15264 自旋量子数2023/9/15265 屏蔽效应和钻穿效应Z*=Z-σ192023/9/15266 第二节:核外电子的排布和元素周期系鲍林的原子轨道近似能级图1223343454564567567sspspsdpsdpsfdpsfdp2023/9/15267 量子化学大师鲍林1954年化学奖，1962年和平奖在有机化学结构理论中，鲍林还提出过有名的“共振论”共价半径、金属半径、电负性标度等鲍林的量子化学观点认为，较重的惰性气体原子，可能会与那些特别易接受电子的元素形成化合物，这一预言，在1962年被证实1954年以后，鲍林开始转向大脑的结构与功能的研究2023/9/15268 1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p322023/9/15269 在近似能级图中,每个小圆圈代表一个原子轨道.简并轨道(等价轨道)角量子数相同的能级,其能量次序由主量子数n决定,n越大能量越高.主量子数相同,角量子数l不同的能级,其能量随l的增大而升高,即发生能级分裂现象.主量子数和角量子数同时变动,能级的次序比较复杂2023/9/15270 多电子原子核外电子排布Pauli不相容原理能量最低原理Hund规则2-2:核外电子排布的原则每一种运动状态的电子只能有一个每一轨道只能容纳自旋方向相反的两个电子由于每个原子轨道包括两种运动状态,所以每个原子轨道中最多只能容纳两个自旋不同的电子因为spdf各分层中的原子轨道数分别为1,3,5,7个,所以spdf各分层分别最多能容纳2,6,10,14个电子每个电子层中原子轨道的总数为n2个,因此各电子层中电子的最大容量为2n2个302023/9/15271 Hund规则电子分布到能量相同的等价轨道时,总是尽先以自旋相同的方向,单独占据能量相同的轨道.等价轨道全充满,半充满或全空的状态是比较稳定的.全充满半充满全空P6,d10,f14P3,d5,f7P0,d0,f02023/9/15272 ……UunMtHsBhSgDbRfAc--LrRaFrRnAtPoBiPbTlHgAuPtIrOsReWTaHfLa—LuBaCsXeITeSbSnInCdAgPdRhRuTcMoNbZrYSrRbKrBrSeAsGeGaZnCuNiCoFeMnCrVTiScCaKArClSPSiAlMgNaNeFONCBBeLiHeH一二三四五六七ⅠＡⅡＡⅢＡⅢＢⅣＢⅣＡⅤＢⅤＡⅥＡⅥＢⅦＢⅦＡⅧⅠＢⅡＢ4042522023/9/15273 1S22S22P3N1S22S22P6Ne1S22S22P33S1Na1S22S22P63S23P64S1K2023/9/15274 “门捷列夫不自觉地应用黑格尔的量转化为质的规律，完成了科学上的一个勋业，这个勋业可以和勒维烈计算尚未知道的行星海王星的轨道的勋业居于同等地位。”2023/9/15275 PeriodicpropertiesofelementsMakingorderoutofchaos:DiscoveriesofperiodicityLet’sgobacktothe1800s.Newelementswerebeingdiscoveredwithsurprisingfrequency.By1830therewere55knownelements,allwithseeminglydifferentpropertiesandwithnoapparentorder.People-notjustscientists-tendtolookforregularpatternsinnatureandattempttofindorderinapparentchaos.Severalchemistsmadeattemptstoarrangetheelementsinsomesortofsystematicfashion.By1817J.W.Dobereiner,aprofessorofchemistryinGermany,showedthattheatomicmass2023/9/15276 ofstrontiumisveryclosetoanaverageoftheatomicmassesoftwosimilarmetals,calciumandBarium.Helaterfoundthatthereareothertriadsofsimilarelements,suchaslithium,sodium,andpotassiumorchlorine,bromine,andiodine.Dobereinerrecommendedthatelementsbeclassifiedbytriads,buthewasunabletofindenoughtriadstomakethesystemuseful.Hisproposaldidnotgainacceptance,butheisrecognizedforthesepioneeringattemptstoclassifytheelements.Otherclassificationschemes,includingonebyNewland,werealsoproposed.2023/9/15277 ThemostsuccessfularrangementoftheelementswasdevelopedbyDmitriIvanovichMendeleev,aRussianchemistryprofessor.Mendeleev(1834-1907)wastheRussianchemistwhoinventedtheperiodictableoftheelements.HewasborninSiberiaandwastheyoungestof17children.MendeleevmissedreceivingtheNobelprizeinchemistrybyjustonevotein1906,anddiedbeforethenextyear’selection.Elementnumber101(discoveredin1955)wasnamedMendeleviumInhishonor.2023/9/15278 Hepointedoutthatboththephysicalandchemicalpropertiesoftheelementsvaryperiodicallywithincreasingatomicmass.Thisisknownastheperiodiclaw.In1869,attheageof35,Mendeleevpublishedaperiodictableoftheelementsthatresemblesourmodernperiodictable.Histablehadtheelementsarrangedinorderofincreasingatomicmass,andinperiods,sothatelementswithsimilarchemicalpropertieswereinthesameverticalcolumn,calledagroup.Therwereafewinstanceswherehehadtoplaceanelement2023/9/15279 withaslightlygreateratomicmassbeforeanelementwithaslightlylowermass.Forexample,Heplacedtellurium(atomicmassof127.6)aheadofIodine(atomicmassof126.9)becausetelluriumresembledsulfurandseleniuminitsproperties,Whereasiodinewassimilartochlorineandbromine.Mendeleevleftanumberofgapsinhistable.Insteadoflookinguponthoseblankspacesasdefects,heboldlypredictedtheexistenceofelementsthathadnotbeendiscovered.Furthermore,heevenpredictedthepropertiesofsomeofthosemissingelements.InMendeleev’slifetimeseveralnewelements,includingscandium(Sc),gallium(Ga),342023/9/15280 andgermanium(Ge),werediscovered;theirchemicalpropertiescloselymatchedthepropertiespredictedbyMendeleev.AlthoughMendeleeviscreditedwiththediscoveryoftheperiodictable,LotharMeyer,aGermanchemist,hadindependentlydevelopedhisownperiodictablein1868,buthisworkwasnotpublisheduntil1870-oneyearafterMendeleev’spublication.Mendeleev,however,hadalreadygainedconsiderablenotorietybyboldlypredictingchemicalpropertiesofcertainundiscoveredelements2023/9/15281 ……UunMtHsBhSgDbRfAc--LrRaFrRnAtPoBiPbTlHgAuPtIrOsReWTaHfLa—LuBaCsXeITeSbSnInCdAgPdRhRuTcMoNbZrYSrRbKrBrSeAsGeGaZnCuNiCoFeMnCrVTiScCaKArClSPSiAlMgNaNeFONCBBeLiHeH一二三四五六七ⅠＡⅡＡⅢＡⅢＢⅣＢⅣＡⅤＢⅤＡⅥＡⅥＢⅦＢⅦＡⅧⅠＢⅡＢ2-3:原子的电子层结构和元素周期系2023/9/15282 ……UunMtHsBhSgDbRfAc--LrRaFrRnAtPoBiPbTlHgAuPtIrOsReWTaHfLa—LuBaCsXeITeSbSnInCdAgPdRhRuTcMoNbZrYSrRbKrBrSeAsGeGaZnCuNiCoFeMnCrVTiScCaKArClSPSiAlMgNaNeFONCBBeLiHeH一二三四五六七ⅠＡⅡＡⅢＡⅢＢⅣＢⅣＡⅤＢⅤＡⅥＡⅥＢⅦＢⅦＡⅧⅠＢⅡＢS区P区d区ds区镧系锕系f区2023/9/15283 原子的电子层结构和周期的关系元素所在周期数与该元素的原子核外电子的最高能级所在的能级组数相一致,也与该原子核外电子层数相一致.七个周期各周期中元素的数目等于相应能级组中原子轨道所能容纳的电子的总数预测未来的第八、九周期有种元素的超长周期502023/9/15284 原子的电子层结构和族的关系各主族元素的族数与该族元素原子的最外层电子数相等，也与该元素的最高化合价相一致。（氧、氟除外）d区元素，它的族数通常等于最高能级组中的电子总数。ds区元素，它的族数等于最外层电子数342023/9/15285 元素基本性质的周期性元素的基本性质原子半径电离能电子亲和能电负性2023/9/15286 共价半径:同种元素的原子以共价单键连接时,它们核间距离的一半.金属半径:把金属晶体看成是由球状的金属原子堆积而成,假定相邻的两个原子彼此互相接触,它们核间距离的一半.范德华半径:当两个原子间没能形成化学键而只靠分子间作用力相接近时,两个原子间距离的一半.2023/9/15287 原子半径同一　周　期　减　小同　一　主　族　增　大主族与副族的区别34镧系收缩2023/9/15288 电离能使某元素一个基态的气态原子失去一个电子形成正一价的气态离子时所需要的能量，叫这种元素的第一电离能。电离能同一　周　期　增大同一族减小原子核电核、原子半径和电子层结构主族与副族的区别NeFONCBBeLi2023/9/15289 电子亲和能使某元素一个基态的气态原子得到一个电子形成负一价的气态负离子时所放出的能量，叫该元素的电子亲和能。电子亲和能同一　周　期　增大同一族减小2023/9/15290 电负性原子在分子中吸收电子的能力。氟的电负性最大，为4。一般非金属的电负性在2以上金属的电负性在2以下。电负性同一　周　期　增大同一主族减小同一元素不同氧化态，电负性不同2023/9/15291 定义电离能：气态原子失去一个电子成为气态+1价离子所需的能量---第一电离能电子亲和能：气态原子获得一个电子成为气态-1价离子所释放的能量电负性：分子内原子吸引电子的能力变化趋势相同：同一周期从左到右，总的趋势是逐渐增大；同一主族中从上到下，总趋势是逐渐减小。区别电离能越大越难失去电子电子亲和能越大越易获得电子电负性越大越容易吸引电子特别说明电离能：B与Be和N与O电子亲和能：第二周期与第三周期的比较电负性：氧化态对电负性的影响电离能、电子亲和能与电负性比较2023/9/15292 分子结构2023/9/15293 化学键离子键共价键金属键2023/9/15294 第一节:离子键离子型化合物的特点:主要以晶体形式存在,具有较高的熔点和沸点,在熔融状态或溶于水后均能导电.当电负性小的活泼金属原子与电负性大的活泼非金属原子相遇时，它们都有达到稳定结构的倾向，由于两个原子的电负性相差较大，因此它们之间容易发生电子的得失而产生正负离子2023/9/15295 稳定结构，对于主族元素生成的离子具有稀有气体结构。对于过渡元素，所生成的离子d轨道一般处于半充满状态。2023/9/15296 4、键的离子性与元素的电负性有关离子键的特点1、离子键的本质是静电引力，正负离子的电荷分布看成球形对称的2、离子键方向性3、离子键饱和性没有2023/9/15297 1、离子电荷2、离子的电子层构型3、离子半径负离子：130~250pm正离子：10~170pm2电子构型8电子构型18电子构型18+2电子构型8-18电子构型离子的特征2023/9/15298 晶格能晶格能大于熔点大于2023/9/15299 第二节:共价键路易斯价键理论BF3,PCl52023/9/15300 第二节:共价键一、共价键的本质E0EAESR0=87pm核间距R2023/9/15301 第二节:共价键一、共价键的本质基态排斥态电性的2023/9/15302 第二节:共价键二、成键的原理1、电子配对原理A和B两个原子各有一个自旋相反的未成对电子,它们可以互相配对形成稳定的共价单键,这对电子为两上原子所共有2023/9/15303 2、能量最低原理-键能在成键的过程中,自旋相反的单电子之所以配对,主要是因为配对后会放出能量,从而使体系的能量降低.3、原子轨道最大重叠原理-同号重叠2023/9/15304 三、共价键的特点1、共价键结合力的本质是电性的2、形成共价键时，组成原子的电子云发生了很大的变化3、共价键的饱和性4、共价键的方向性2023/9/15305 XXXZZZ++++++---氯化氢分子成键示意图2023/9/15306 XY++++--H2S2023/9/15307 5、共价健的健型-σ键、π键、配位键X++-X++2023/9/15308 +-+-XY2023/9/15309 ++++++XXYZZN2分子化学键示意图2023/9/15310 CO分子中形成几个共价键并说明键的类型第二节:共价键2023/9/15311 C:2S22P2O:2S22P4按照轨道重叠:一个σ键;二个键按照电子对来源:一个配位键按照有无极性:极性键2023/9/15312 第三节:轨道杂化理论一、经典价键理论的缺陷二、杂化及杂化轨道---现代价键理论三、杂化轨道的特性(1)、(2)、(3)、(4)四、杂化轨道的类型SP----直线型---BeCl2SP2---平面三角型---BF3SP3---四面体---CH4、NH3、H2OSP3d---三角双锥SP3d2---八面体2023/9/15313 CH42023/9/15314 杂化:在形成分子时,由于原子的相互影响,若干不同类型能量相近的原子轨道混合起来,重新组合成一组新轨道.这种轨道重新组合的过程叫杂化,所形成的新轨道称为杂化轨道.杂化态SP32S2P激发态2S2PSP3-S2023/9/15315 第三节:轨道杂化理论杂化态SP-PＢｅ原子基态2S2P激发态2S2P一、ＳＰ杂化SP2023/9/15316 第三节:轨道杂化理论++--++--++--2023/9/15317 第三节:轨道杂化理论二:SP2杂化杂化态SP2-PＢｅ原子基态2S2P激发态2S2PSP22023/9/15318 第三节:轨道杂化理论+++---SP2杂化轨道示意图+-+-+-2023/9/15319 第三节:轨道杂化理论+++---SP2杂化轨道示意图+-+-+-2023/9/15320 杂化轨道的类型、空间构型和成键能力间的关系杂化类型spsp2sp3dsp2sp3dsp3d2用于杂化的原子轨道数234456杂化轨道的数目234456杂化轨道的夹角180°120°109.5°180°,90°120°,180°,90°180°,90°空间构型直线平面三角形四面体平面正方形三角双锥八面体成键能力依次增强实例BeCl2BF3CH4CuCl42-PCl5SF62023/9/15321 杂化轨道理论要点1、杂化轨道的要求2、杂化轨道的数目3、轨道最大重叠4、杂化轨道空间构型2023/9/15322 第四节:价层电子对互斥理论（ValenceShellElectronPairRepulsion）价键理论杂化轨道理论共价键的方向性解释和预见分子的空间构型一个分子究竟如何杂化，有时难以确定。VSEPR：比较简单，不需要原子轨道的概念，而且在解释、判断和预见分子的结构的准确性方面和杂化轨道理论不相上下。2023/9/15323 AXm：中心原子A的周围配置的原子或原子团的几何构型，主要决定于中心原子价电子层中电子对（包括成键电子对和未成键的孤电子对）的互相排斥作用，（中心原子价电子数＋配位原子提供的电子数－离子电荷代数值）2中心原子价层电子对数分子的几何构型总是采取电子对相互排斥最小的那种结构。2023/9/15324 （中心原子价电子数＋配位原子提供的电子数－离子电荷代数值）2BeCl2BF3直线型平面三角型配位原子提供的电子数：氢和卤素原子均提供一个价电子，氧和硫原子不提供电子。2023/9/15325 四面体2023/9/15326 电子对数空间构型2直线3456平面三角四面体三角双锥八面体H2OV型由于成键电子对受两个原子核的吸引，所以电子云紧缩，而孤对电子对只受到中心原子的吸引，电子云较“肥大”，对邻近电子对的斥力较大，所以电子对间斥力的大小为：2023/9/15327 孤电子对-孤电子对>孤电子对-成键电子对＞成键电子对-成键电子对ClF32023/9/15328 ClF3的结构90°孤电子对-孤电子对数90°孤电子对-成键电子对数90°成键电子对-成键电子对数﹝a﹞﹝b﹞﹝c﹞0104362202023/9/15329 价层电子对数电子对空间排布配位原子数孤电子对数分子空间构型2直线型20直线型3正三角型30正三角型21V形4正四面体型40正四面体31三角锥形22V形5三角双锥50三角双锥41变形四面体32T形23直线形6八面体60八面体51四方锥42平面正方形价层电子对与分子的空间构型2023/9/15330 练习CCl4,NO2,PO43-,ClF3用价层电子对互斥理论推断下列分子的空间构型，并用杂化轨道理论加以说明．SiCl4、CS2、BBr3、OF2中心原子的杂化轨道类型与中心原子的价层电子对数有关，中心原子的价层电子对数等于其参与杂化的原子轨道数．2023/9/15331 第五节:　分　子　轨　道　理　论一、价键理论的缺陷二、分子轨道理论的要点１．分子中的电子在整个分子范围内运动２．分子轨道是原子轨道线性组合而成３．电子在分子轨道上的排布也遵循原子轨道电子排布的三原则2023/9/15332 三、原子轨道线性组合的类型S-S重叠++SS2023/9/15333 P-P重叠+-+-PP2023/9/15334 +-+-PPS-P重叠P-d重叠d-d重叠2023/9/15335 Ｏ型四、分子轨道能级图：Ｎ型和Ｏ型２Ｓ２Ｓ２Ｐ２Ｐ2023/9/15336 O2２Ｓ２Ｓ２Ｐ２Ｐ2023/9/15337 Ｎ型２Ｓ２Ｓ２Ｐ２Ｐ2023/9/15338 ２Ｓ２Ｓ２Ｐ２ＰN22023/9/15339 键级＝（成键轨道中的电子数－反键轨道中的电子数）／２3电子∏键2023/9/15340 第六节:分子极性和分子间力-+-+2023/9/15341 双原子分子多原子分子１、键的极性２、分子的构型SO2CO22023/9/15342 二、偶极矩:　１、定义　２、矢量μ=q×d-+永久偶极诱导偶极瞬时偶极极性分子非极性分子2023/9/15343 １、定向力（取向作用）２、诱导力（诱导作用）３、色散力（色散作用）三、分子间力(范德华力)化学键：分子中原子和原子之间的作用力分子间力：分子与分子之间的作用力（VanderWaals）极性分子与极性分子间：极性分子与非极性分子间：非极性分子之间：永久偶极诱导偶极永久偶极瞬时偶极定向力、诱导力、色散力诱导力和色散力色散力2023/9/15344 分子间力的特性（１）、（２）分子间力对物质的物理化学性质的影响如：溶点，沸点，溶解度和粘度等．2023/9/15345 第七节:　离　子　极　化-+静电引力诱导力色散力取向力2023/9/15346 离子间除了静电引力外,诱导力起着很重要的作用,因为阳离子具有多余的正电荷,一般半径较小,而且在外壳上缺少电子,它对相邻的阴离子会起诱导作用,这种作用称离子的极化作用;阴离子半径一般较大,在外壳上有较多的电子容易变形,在被诱导过程中能产生临时的诱导偶极,这种性质称为离子的变形性.2023/9/15347 3、离子的半径：2、离子的构型：1、离子的电荷：离子的极化作用电子层相似电荷相等时，半径小的离子有较强的极化作用。电荷高的阳离子有强的极化作用。18或18+2电子构型如：Ag+9-17电子构型如：Fe2+，Ni2+8电子构型如：Na+，Mg2+＞＞2023/9/15348 ……UunMtHsBhSgDbRfAc--LrRaFrRnAtPoBiPbTlHgAuPtIrOsReWTaHfLa—LuBaCsXeITeSbSnInCdAgPdRhRuTcMoNbZrYSrRbKrBrSeAsGeGaZnCuNiCoFeMnCrVTiScCaKArClSPSiAlMgNaNeFONCBBeLiHeH一二三四五六七ⅠＡⅡＡⅢＡⅢＢⅣＢⅣＡⅤＢⅤＡⅥＡⅥＢⅦＢⅦＡⅧⅠＢⅡＢ2023/9/15349 离子的变形性3、离子的半径：2、离子的构型：1、离子的电荷：电子层相似电荷相等时，半径大的离子变形大。对于结构相同的离子来说，正电荷越高的阳离子变形性越小。18电子层和不规则电子层的离子，其变形性比相近半径的稀有气体型离子大得多如：Ag+＞K+，Hg2+＞Ca2+2023/9/15350 六、离子极化对化合物性质的影响１．熔沸点２．溶解度３．颜色五、离子极化作用对物质性质产生影响的本质2023/9/15351 第八节：　氢　　键四、对物质性质的影响一、定义XHY二、分类三、特性（１）键能的大小（２）方向性和饱和性2023/9/15352 练习１．对位和邻位硝基苯，哪个沸点高，为什么？２．在酒精的水溶液中，分子间存在哪些作用力？2023/9/15353 配位化合物2023/9/15354 配位化合物(complex)H2O,HCl,NH3AgCl,CuSO4,K2SO4CuSO4+4NH3=[Cu(NH3)4]SO4AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]ClK2SO4+Al2(SO4)3+24H2O=K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O2023/9/15355 配位化合物的组成及定义[Co(NH3)6]Cl3内界（配离子）外界中心离子（原子）配位体配位数配位键离子键2023/9/15356 中心离子（原子）配合物的中心有阳离子、电中性的原子，还有极少数的阴离子及高氧化态的非金属元素等。[Ag(NH3)2]＋Ni(CO)4HCo(CO)4SiF62-常见的是金属原子，最常见的是一些过渡元素的金属原子2023/9/15357 一二三四五六七……UunMtHsBhSgDbRfAc--LrRaFrRnAtPoBiPbTlHgAuPtIrOsReWTaHfLa—LuBaCsXeITeSbSnInCdAgPdRhRuTcMoNbZrYSrRbKrBrSeAsGeGaZnCuNiCoFeMnCrVTiScCaKArClSPSiAlMgNaNeFONCBBeLiHeHⅠＡⅡＡⅢＡⅢＢⅣＢⅣＡⅤＢⅤＡⅥＡⅥＢⅦＢⅦＡⅧⅠＢⅡＢ2023/9/15358 配位体配位体可以是阴离子，也可以是中性分子OH-,CN-,X-等CO,NH3,H2O,醇，醚等配位原子：直接和中心原子（离子）连接的原子，配位原子多数含有孤对电子对,但有些配位体能提供∏键上的电子.2023/9/15359 配位体单基配位体（一齿体）：只含有一个配位原子的配位体多基配位体（螯合剂）：含有多个配位原子的配位体OH-,CN-,NH3,X-等H2N-(CH2)2-NH2MC-COOOOM2023/9/15360 配位数[Ag(NH3)2]＋[Cu(NH3)4]２＋单基配位体多基配位体[Pt(en)2]Cl2中心原子的配位数有２，４，６，８等，其中最常见的是４和６中心离子的配位数决定于中心离子和配位体的性质－它们的电荷、体积、电子层结构以及它们之间相互影响的情况和配合物形成时的条件，特别是浓度和温度。2023/9/15361 中心离子的电荷：在引力允许的条件下，其周围可容纳的配位体越多，配位数越大，但如果中心离子半径过大，反而会减弱它和配位体的结合，使配位数降低。电荷越高，则吸引配位体的数目越多一方面增加了中心离子与配位体之间的引力，但另一方面又增加了配位体彼此间的斥力，总的结果使配位数减小中心离子的半径越大，配位体的负电荷增加时，2023/9/15362 配位体的半径越大，浓度高时，温度升高时，配位数越少有利于形成高配位数的配合物配位数减小，因为热振动加剧时，配位键减弱。综上所述，影响配位数的因素是极其复杂的，但一般地讲，在一定范围的外界条件下，某一中心离子有一个特征的配位数。2023/9/15363 配离子的电荷等于中心离子和配位体总电荷的代数和。Co(NH3)63+,Co(H2O)62+,Cu(en)22+[Co(NH3)5Cl]2+,[Co(NH3)4Cl2]+[Co(NH3)3Cl3],[Co(NH3)2Cl4]-2023/9/15364 以具有接受电子对的空轨道的原子或离子为中心，一定数目可以给出电子对的离子或分子为配位体，两者按一定的组成和空间构型形成以配位个体为特征的化合物，叫做配位化合物．配合物的定义：2023/9/15365 3－２：配位化合物的类型和命名简单配合物螯合物[Ag(NH3)2]Cl,[Cu(NH3)4]SO4,K3[Fe(CN)6]CH2H2NCH2H2NNH2CH2NH2CH2Cu2+OCOH2CH2NNH2CH2COOCu2023/9/15366 螯合物的同一配体必须含有两个或两个以上都能给出电子对的配位原子，常见的配位原子有Ｎ，Ｏ，Ｓ等．螯合物的同一配体中配位原子之间应间隔两个或三个其它原子，因为只有这样才能形成稳定的五或六原子环的螯合物．2023/9/15367 最常用的有机配位剂是乙二胺四乙酸钠（EDTA钠盐）NCH2CH2NCH2COOHCH2COONaNaOOCH2CHOOCH2C2023/9/15368 -N(CH2COOH)2—C—O—O..NH+CH2CH2NH+CH2COO-CH2COOH-OOCH2CHOOCH2CH4Y2023/9/15369 配合物的命名与无机化合物的命名原则相同：若配合物的外界是一个简单离子（如Cl-），便叫某化某若外界是一个复杂阴离子（如SO42-），便叫某酸某若外界是氢离子在配阴离子后加酸字若外界为OH-离子则称氢氧化某配离子的命名顺序：配位体数→配位体名称→合→中心离子（氧化数）2023/9/15370 H2[SiF6]K2[Co(SO4)2][CrCl2(NH3)4]Cl·2H2OK[PtCl3NH3][Co(NH3)5H2O]Cl3[Pt(NO2)(NH3)(NH2OH)(Py)]Cl[Pt(NH2)(NO2)(NH3)2][Pt(NH3)4](OH)2六氟合硅（Ⅳ）酸二硫酸根合钴（Ⅱ）酸钾二水合一氯化二氯四氨合铬（Ⅲ）三氯一氨合铂（Ⅱ）酸钾三氯化五氨一水合钴（Ⅲ）一氯化·一硝基·一氨·一羟胺·一吡啶合铂（Ⅱ）一氨基一硝基二氨合铂（Ⅱ）氢氧化四氨合铂（Ⅱ）配位体数→配位体名称→合→中心离子（氧化数）2023/9/15371 3-3:配合物的化学键理论要解决的问题中心离子与配位体是怎么结合、又是靠什么力结合起来的？为什么中心离子只能同一定数目的配位体结合，并具有一定的空间构型？为什么有的配离子稳定、有的不稳定？颜色和磁性如何？等等价键理论、晶体场理论、分子轨道理论[Co(NH3)6]2+2023/9/15372 价键理论主要内容：中心离子（原子）M必须具有空轨道，以接纳配位体授予的孤电子对，形成σ配位共价键（ML），简称σ配键。[Zn(NH3)4]2+3d10:NH33s3p3d4s4p2023/9/15373 中心离子利用哪些空轨道进行杂化，这既和中心离子的电子层结构有关，又和配位体中配位原子的电负性有关．对过渡金属来说，原子内层(n-1)d轨道尚未填满，而外层的ns、np、nd是空轨道．有两种杂化方式：外轨型配合物　　　　内轨型配合物2023/9/15374 外轨型配合物不易给出电子对，它们对中心离子影响较小，使中心离子的结构不发生变化，仅利用外层的空轨道ns、np、nd进行杂化。如果配位原子的电负性很大，如卤素、氧等，[FeF6]3-Fe3+F-3s3p3d4s4p4dsp3d22023/9/15375 内轨型配合物如果配位原子的电负性较小，如碳(CN-,以C配位)、氮(-NO2-,以Ｎ配位)等，较易给出孤电子对，对中心离子的影响较大使电子层结构发生变化，(n-1)d轨道上的成单电子被强行配对，腾出内层能量较低的d轨道与ns、np轨道杂化。[Fe(CN)6]3-3s3p3d4s4p4dd2sp32023/9/15376 [Ni(CN)4]2-Ni2+CN-3s3p3d4s4p4ddsp2平面正方形外轨型配合物的键能小,不稳定,在水中易解离2023/9/15377 [Zn(CN)4]2-Zn2+CN-3d4s4p4dsp3四面体2023/9/15378 采用何种方法判断配合物是内轨型还是外轨型？主要区别是内轨型配合物中心离子成键d轨道单电子数减少，而外轨型配合物中心离子成键d轨道单电子数未变用磁矩判断内、外轨型2023/9/15379 磁矩单电子数玻尔磁子2023/9/15380 Fe(H2O)62+磁矩5.3单电子数43s3p3d4s4p4d外轨型2023/9/15381 价键理论解决了中心离子与配位体的结合力配位数空间构型稳定性磁性2023/9/15382 氨水白色氢氧化银沉淀氨水沉淀消失Ag(NH3)2+无色溶液Cl-AgCl溶液中似乎没有Ag+I-AgI溶液中有Ag+AgNO32023/9/15383 Ag++2NH3Ag(NH3)2+2023/9/15384 配合物的稳定性Cu2++4NH3Cu(NH3)42+Ｋ稳＝Cu2++4NH3Cu(NH3)42+Ｋ不稳＝2023/9/15385 逐级稳定常数Ｍ＋nLMLn2023/9/15386 平衡关系　　　逐级稳定常数　　　　累积稳定常数Ｍ＋LMLＭL＋LML2………………ＭLn-1＋LMLn………………………………2023/9/15387 Ｍ＋LMLＭLn-1＋LMLn………………ＭLn-2＋LMLn-1配位化合物的逐级解离2023/9/15388 平衡常数kΘ,不稳定常数和酸解离平衡常数间的关系2023/9/15389 螯合物的稳定性Ni2++6NH3=NiNH3NH3NH3NH3H3NH3N2+Ni2++3H2NCH2CH2NH2=NiNH2NH2CH2CH2NH2H2NCH2CH2NH2H2NCH2CH22+Ｋ稳＝108.6Ｋ稳＝1018.32023/9/15390 配位解离平衡的移动[Fe(C2O4)3]3-Fe3++3C2O42-H+H2C2O42023/9/15391 AgNO3NaClAgClNH3[Ag(NH3)2]+KBrAgBrNa2S2O3[Ag(S2O3)2]3-KIAgIKCN[Ag(CN)2]-NaSAg2S2023/9/15392