化学参考资料

1、2011学风学术部无机化学重点回顾讲义一酸碱质子理论凡是能给出质子(H+)的物质是酸；凡是能接受质子(H+)的物质是碱.当一个分子或离子释放氢离子，同时一定有另一个分子或离子接受氢离子，因此酸和碱会成对出现。酸碱相互依存的关系叫作共轭关系。酸碱质子理论可以用以下反应式说明：酸 + 碱 共轭碱 + 共轭酸酸在失去一个氢离子后，变成共轭碱；而碱得到失去的一个氢离子后，变成共轭酸。以上反应可能以正反应或逆反应的方式来进行，不过不论是正反应或逆反应，均维持以下的原则：酸将一个氢离子转移给碱。在上式中，酸和其对应的共轭碱为一组共轭酸碱对。而碱和其对应的共轭酸也是一组共轭酸碱对。酸碱反应的实质质子的转移酸

2、碱可以是中性分子、阳离子或阴离子，只是酸较其共轭碱多一个质子。如： 酸 质子+碱HClO4H+ +ClO4H2CO3 H+HCO3HCO3H+CO32NH4+ H+ + NH3上面各个共轭酸碱对的质子得失反应，称为酸碱半反应。各种酸碱半反应在溶液中不能单独进行，而是当一种酸给出质子时，溶液中必定有一种碱来接受质子。一种物质是酸还是碱取决于它具体参加的反应。酸碱质子理论大大扩展了酸和碱的范围，电离理论中的盐在质子理论中非酸非碱。两性物质：能接受又能给出质子的物质，如H2O和NaHCO3水是两性物质，因此依反应物的不同，水可能是酸（释放质子），也可能是碱（接受质子）。例如在水和乙酸的反应中，水扮演

3、碱的角色：CH3COOH + H2O CH3COO + H3O+生成物之一的乙酸根离子 CH3COO 是乙酸的共轭碱，而水合氢离子 H3O+ 则是水的共轭酸。而在水和氨的反应中，水扮演酸的角色，其反应式如下：H2O + NH3 OH + NH4+水提供一个氢离子给氨，而氢氧根离子则是水的共轭碱。强酸（如盐酸）会完全解离，而弱酸（如乙酸）只会部份解离。酸度系数 pKa 是酸解离程度的指标，也可用来判断酸的强弱。许多的化合物均可以依酸碱质子理论的方式，依其和水反应的情形，分类为酸或碱：如无机酸以及其衍生物（如磺酸、膦酸）、羧酸、胺、碳负离子、 1,3-二酮（如乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯、米氏酸）等。二

4、化学平衡可逆反应是指通常在同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应，例如：aA + bB cC + dD生成物变为反应物的速率小到可以忽略的反应则称做不可逆反应。事实上，绝大多数的反应都是可逆反应，只不过其可逆程度较小，我们把它认为是不可逆反应。可逆反应的特点： 正负两个反应具有即对立又统一的关系，即正反应与逆反应适两个方向完全相反的不同的化学反应。但它们又同时存在，不可分离。正反应与逆反应发生的条件相同，在不同条件下能向两个方向进行的反应不能称之为可逆反应。可逆反应不能进行到底，反应物总有剩余。化学平衡是指在宏观条件一定的可逆反应中，化学反应正逆反应速率相等，反应物和生成物各组分浓

5、度不再改变的状态。1平衡常数（重点）可逆反应达到化学平衡化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，也不管反应物起始浓度大小，最后都达到平衡，这时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值是个常数，用K表示，这个常数叫化学平衡常数。对于可逆化学反应 mA+nBpC+qD在一定温度下达到化学平衡时，其平衡常数表达式为：mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g）为例，K =。在书写平衡常数表达式时，要注意以下问题： 在应用平衡常数表达式时，稀溶液中的水分子浓度可不写。因为稀溶液的密度接近于1 g/mL。水的物质的量浓度为55

6、.6 mol/L。在化学变化过程中，水量的改变对水的浓度变化影响极小，所以水的浓度是一个常数，此常数可归并到平衡常数中去。对于非水溶液中的反应，溶剂的浓度同样是常数。 当反应中有固体物质参加时，分子间的碰撞只能在固体表面进行，固体的物质的量浓度对反应速率和平衡没有影响，因此，固体的“浓度”作为常数，在平衡常数表达式中，就不写固体的浓度。 化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。同一个化学反应，由于书写的方式不同，各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡常数就不同。但是这些平衡常数可以相互换算。表达式与化学计量数一一对应，方程式中化学计量数不同，表达式就不同；可逆反应中，正反应的表达式与逆反

7、应的表达式互为倒数。例如：（1）N2（g）+3H2（g）2NH3（g） K1=（2）2NH3（g） N2（g）+3H2（g） K 2=（3）1/2N2（g）+3/2H2（g）NH3（g） K 3=同一温度下，K1、K2、K3的数值都固定但相互之间不相等，显然，K1 =，K3=。 不同的化学平衡体系，其平衡常数不一样。平衡常数大，说明生成物的平衡浓度较大，反应物的平衡浓度相对较小，即表明反应进行得较完全。因此，平衡常数的大小可以表示反应进行的程度。一般认为K>105反应较完全（即不可逆反应），K<10(-5)反应很难进行（即不反应）。平衡常数的数值大小可以判断反应进行的程度对于反应来

8、举例浓度平衡常数浓度平衡常数，代号适用于气相或是液相的平衡，以体积莫耳浓度()表示各成分的浓度压力平衡常数压力平衡常数，代号仅适用于气相平衡，以分压表示各成分的浓度为了和热力学函数建立联系，压力平衡常数可以转化为标准平衡常数： 其中K被称为标准平衡常数，只是温度的函数。标准平衡常数（K）:表达式中，溶质以相对浓度表示，即该组分的平衡浓度Ci除以标准浓度C的商；气体以相对分压表示，即该组分的平衡分压Pi除以标准分压P的商。例、Fe(S)+2HCl(aq)=FeCl2(aq)+H2(g)K=C(FeCl2)/CP(H2)/P/C(HCl)/C2K的大小反映了在一定条件下反应能进行的最高程度、最大限

9、度。K越大，说明反应到达平衡时，生成物所占的比例越大，反应进行的越完全，越彻底，可逆程度越小。用K可以说明、比较化学反应进行的完全程度。勒夏特列原理（平衡移动原理）1、增加反应物浓度（或分压），平衡正向移动，向减小反应物浓度（或分压）的方向移动。减少反应物浓度（或分压），平衡逆向移动，向增加反应物浓度（或分压）的方向移动。2、对于有气体参加的反应，增大总压力，平衡向着气体分子数减少的方向移动，向减少总压力的方向移动。若减小总压力，平衡向气体分子数增加的方向移动。3、升温，向吸热方向移动，向降低系统温度的方向移动;降温，向放热方向移动，向升高系统温度的方向移动。总之，如果改变平衡系统的条件之一，

10、平衡就向着削弱这种改变的方向移动，称为勒夏特列原理（平衡移动原理）例一：下列吸热反应已达平衡2Cl2+2H2O4HCl+O2在温度不变的情况下（1）增加容器体积,H2O体积如何变化（2）减小容器体积，Cl2体积如何变化（3）加入氮气，容器体积不变，HCl体积如何变化？（4）降低温度，平衡常数如何变化？三有关水溶液化学平衡的计算酸离解常数 代号Ka，是一个特定的平衡常数，以代表一种酸离解氢离子的能力。该平衡状况是指由一种酸（HA）中，将氢离子（即一粒质子）转移至水（H2O）。水的浓度（H2O）是不会在系数中显示的。离解的化学反应为：平衡状况亦会以氢离子来表达，反映出酸质子理论：平衡常数的方程式为

11、：一般来说，较大的Ka值（或较少的pKa值）代表较强的酸，这是由于在同一的浓度下，离解的能力较强。一般，Ka>1，则pKa<0，为强酸；Ka<10-4，则pKa>4，为弱酸共轭碱的碱度系数由此类比，亦可以为共轭碱A定义碱度系数Kb及pKb：以下是平衡状态的离解常数：同样的，较大的Kb值代表较强的碱，这是因在同一的浓度下可以接收更多的质子。酸度系数与碱度系数的关系由于HA与A的电离作用就等同于水的自我离子化，酸度系数与碱度系数的积就相等于水的离解常数（Kw），故pKa与pKb的和即为pKw。其中Kw在25下为1.0 × 10-14，pKw为14。由于Ka与Kb的

12、积是一常数，较强的酸即代表较弱的共轭碱；较弱的酸，则代表较强的共轭碱。沉淀溶解平衡中的常数（Ksp）溶度积1. 定义：在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中，存在沉淀溶解平衡，其平衡常数叫做溶度积常数（或溶度积）2. 表示方法：以MmAn(s) mMn+(aq) + nAm(aq)为例（固体物质不列入平衡常数），Kspc(Mn+)m·c(Am) n，如AgCl(s)Ag+(aq) + Cl(aq)，Kspc(Ag+)·c(Cl)。3. 影响溶度积（Ksp）的因素：Ksp只与难容电解质的性质、温度有关，而与沉淀的量无关，并且溶液中的离子浓度的变化只能使平衡移动，并不改变溶度积。

13、4. 意义：Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力，当化学式所表示的阴、阳离子个数比相同时，Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力相对越强；可以用Ksp来计算饱和溶液中某种离子的浓度。判断沉淀生成与否的原则溶度积规则通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积离子积（Qc）的相对大小，可以判断难溶电解质在给的条件下沉淀能否生成或溶解：1.QcKsp，溶液过饱和，既有沉淀析出，直到溶液饱和，达到新的平衡；2.QcKsp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态；3.QcKsp，溶液未饱和无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和。对溶度积的理解1. 溶度积和溶解度都可以用来表示物质的

14、溶解能力。2. 用溶度积直接比较不同物质的溶解性时，物质的类型应相同。对于化学式中阴、阳离子个数比不同的难溶电解质，不能通过直接比较Ksp的大小来确定其溶解能力的大小。3. 溶液中的各离子浓度的变化只能使沉淀溶解平衡移动，并不改变溶度积。四多重平衡规则如果某个反应可以表示为两个或多个反应的总和,则总反应的平衡常数等于各分步反应平衡常数之积，这个关系称为多重平衡规则.根据化学平衡定律,多重平衡规律可以证明如下：应用多重平衡规律有两点要记住：1.所有平衡常数必须在同一温度,因为K随温度而变化.2.如果反应3=反应2-反应1,则K3=K2/K1如果 反应1+反应2=反应3则 K1·K2=K

15、3, lgK1+lgK2=lgK3如果 反应1-反应2=反应3则 K1/K2=K3, lgK1-lgK2=lgK3写成一般式: n反应1+m反应2=p反应3K1n·K2m=K3p, nlgK1+mlgK2=plgK3n反应1-m反应2=p反应3K1n/K2m=K3p, nlgK1-mlgK2=plgK3 五例题解析【例1】已知在800K时，反应：CO（g）H2O（g） CO2（g）H2（g），若起始浓度c（CO）=2mol/L，c（H2O）=3mol/L，反应达到平衡时，CO转化成CO2的转化率为60%。若将H2O的起始浓度加大为6mol/L，试求CO转化为CO2的转化率。【答案】7

16、5%【解析】本题考查平衡常数表达式、有关计算及应用。先由第一次平衡时CO的转化率可求平衡时各物质的浓度：c（CO）=0.8mol/L，c（H2O）1.8 mol/L， c（CO2）1.2 mol/L，c（H2）1.2 mol/L；再由此求K值：K=。假设第二次平衡时，CO的转化浓度为x，则CO（g） H2O（g）CO2（g） H2（g）起始浓度 mol/L 2 6 0 0转化浓度 mol/L x x x x平衡浓度 mol/L 2-x 6-x x x因温度不变，故平衡常数不变，则有，解得：x=1.5mol/L。故CO的转化率为：。通过以上案例的分析，可以看出化学平衡常数是解答化学平衡问题的重要

17、工具，其用途可概括为直接应用和综合应用两个方面。通过平衡常数可以直接判断一个反应进行的程度，也可以间接地通过平衡常数来判定反应的热效应和反应进行的方向，以及用平衡常数进行各种计算，求某些特定物质的转化率或浓度等。原子结构Part1:原子结构薛定谔方程是波动力学研究微观粒子的运动方程，其合理解即为一系列波函数和对应的量子数n,l,m.波函数=薛定谔方程的合理解=（电子的）原子轨道波函数不是具体的数值，而是包括三个常数（n,l,m）和三个变量（x,y,z）的函数式n,l,m（x,y,z）.一.描述电子运动状态的四个量子数1.主量子数n 代表电子能量层（能层）的取值：不同的n值对应于不同的能量.n取

18、值123456能层符号KLMNOP-n值越大，表明电子能层的能量越高，也表示电子离核的平均距离越大. -n是决定原子中电子能量高低的主要因素.为帮助记忆，可对照表格：能层KLMNO能级1s2s 2p3s 3p 3d4s 4p 4d 4f5s 5p2.角量子数l 决定了轨道的形状，只能取小于n的正整数，在第n能层中能取n个值.-表l01234n-1符号spdfg形状球形哑铃形怎么理解呢，简单说就是每个能层都有对应的能级（用角量子数l表示），如K层有1s能级，L层有2s、2p能级，等等（见表格）.而其中规定l=0记为s，l=1记为p，等等（见表）.3. 磁量子数m 是具体原子轨道的量子数取值，受l

19、的限制.m可取0，±1, ±2±l，共可取2l+1个值.(2l+1个轨道)-表格l能级M轨道数0s011p+10-132d+2+10-1-253f+3+2+10-1-2-37这个看起来挺复杂，实际没什么.只要记住s、p、d、f能级分别有1、3、5、7个轨道，并在此基础上理解记忆这个表格就OK了.（注：n和l相同，但m不同的原子轨道的能量相同，称为简并轨道或等价轨道.）这句话意思是，p能级上的3个轨道（f能级上的5个轨道）可认为等价.n，m，l确定，原子轨道也确定.例如：n=2l=0m=02sn=3l=1m=03pzn=3l=2m=03dz24. 自旋量子数ms 描

20、述电子绕自轴旋转的状态 ms取值+1/2和-1/2，分别用和表示四个量子数之间的关系n电子层L电子亚层m轨道数1K01s012L02s0112p-1,0,+133M03s0113p-1,0,+1323d-2,-1,0,+1,+254N04s0114p-1,0,+1324d-2,-1,0,+1,+2534f-3,-2,-1,0,+1,+2,+37-n>l>|m| ms=±½例如：1s电子的各个量子数是多少？ 1s电子：n=1，l=0，ms=±½二.核外电子排布三原则泡利不相容原理：同一原子中不能存在运动状态完全相同的电子或者说同一原子中不能存在

21、四个量子数完全相同的电子.即每个轨道中最多只能容纳自旋方向相反的两个电子.由此可知各电子层最多能容纳的电子数为2n²,各亚层最多可容纳的电子数为2l+1个，即s、p、d、f个亚层的电子数为2、6、10、14.能量最低原理：电子总是优先占据可供占据的能量最低的轨道,占满能量较低的轨道后才进入能量较高的轨道.洪德规则： 在能量相同的轨道（等价、简并轨道）上分布的电子，将尽可能分占不同的轨道并且自旋方向相同.（注：d层一般不出现4、9，它会变成5、10的稳定状态.）*特例：等价轨道在全充满、半充满、全空时，原子比较稳定.例如：24号元素Cr 1S22S22p63S23d54S1 29号元素

22、Cu 1S22S22p63S23d104S1 说到这个不得不提一下所谓的构造原理及能级图(能级交错n>4).这些大家如果无法理解也没关系，只要知道事实就是这样.记住这些规律性的东西，考试应该没问题.Part2:元素周期表&元素周期律一些基础的大家应该都记在课堂笔记上面了，这里就不赘述了.我挑几个重点说一下.一. 电离能基态气体原子失去最外层一个电子成为气态+1价离子所需的最小能量叫第一电离能.再从+1价离子相继逐个失去电子所需的最小能量则叫第二、第三、电离能.各级电离能符号分别用I1、I2、I3.等表示.它们的数值关系为I1I2I3. 这种关系不难理解, 因为从正离子电离出电子比

23、从电中性原子离出电子难得多, 而且离子电荷越高越困难.（注：I1越小，越易失电子，金属性越强；I1越大，越难失电子，金属性越弱.）Ø 第一电离能： 同周期总趋势： 自左至右增大与原子半径减小的趋势一 同族总趋势： 自上至下减小,与原子半径增大的趋势一致.很好理解吧，半径越小，原子核对核外电子引力越强.特例：第二主族的第一电离能大于第三主族，第五主族的第一电离能大于第六主族.原因么，以镁、铝为例说明：铝的外围电子排布：3s23p1，镁： 3s2，Mg的3p轨道为全空，根据洪特规则特例，原子的能量较低，所以镁的I1比铝大。同理，磷的3p轨道半充满，原子的能量较低，所以磷的I1比硫大。总之

24、就是A是全充满，A是半充满，能量较低.Ø 电子亲和能：电子亲和能是指一个气态原子得到一个电子形成负离子时放出或吸收的能量.没啥好说的Ø 电负性X：元素的电负性表达处于化合物中的该元素原子将电子对吸引向 自身的能力. 规定：电负性最大的为F（4.0） 电负性越大，非金属性越强.X >2.0，非金属元素； X <2.0，金属元素.注：两元素电负性之差x，若x1.7，通常形成离子键；若x1.7，通常形成共价键.因为电子对会偏向电负性较大的一方. 其他也没啥好说的化学键分类：离子键，共价键，金属键一金属键：金属原子或离子与自由电子间的相互强烈静电作用力的总和称为金属键金

25、属键特点：没有方向性和饱和性二离子键形成离子键的条件：两种原子间电负性相差较大，一般在1.7以上特点：离子键的本质是静电引力；离子键没有方向性和饱和性离子键强度的影响因素：阴阳离子的电荷数（首要因素） 阴阳离子的半径，决定其电荷距离（次要因素）例子： 熔点：MgO>Bao>NaCl>NaBr三共价键非金属元素之间一般形成共价键依靠电子对共用而形成的分子的化学键称为共价键共价键键长越短，键能越大键角是分子空间构型的决定因素共价键方向性：成键时两个原子轨道发生重叠，为满足最大重叠原理，原子轨道只能沿着轨道伸展的方向（电子云密度最大方向）重叠共价键类型：键和键(两原子形成共价键有且

26、只有1根键，强度大于键)键和键特征比较键 键轨道重叠方式 沿键轴方向头碰头 垂直键轴方向肩并肩轨道重叠部位 两原子核之间 键轴上方和下方轨道重叠程度 大 小键的强度 较大 较小化学活泼性 不活泼 活泼能否旋转 绕键轴自由旋转 不能自由旋转分子间作用力（范德华力）范德华力分类：取向力，诱导力，色散力熟记：非极性分子之间只存在色散力 非极性分子与极性分子之间存在色散力和诱导力 极性分子之间存在色散力，诱导力和取向力大小：色散力取向力诱导力氢键形成条件：分子中必有一个电负性很大，半径很小的X原子与H原子形成共价键 分子中必须有一个电负性很大，半径很小，带有孤对电子的Y原子氢键的通式： XH·

27、;···Y X、Y可取元素：F,O,N氢键特点：1.强度与范德华力相当，小于化学键强度 2.氢键是一种分子之间的特殊作用力，不属于范德华力 3.氢键具有饱和性和方向性(类似于共价键)配位化合物具有接受孤对电子的空轨道的原子或离子为受体，给出孤对电子的离子或分子为给体，两者通过配位键结合，形成具有特定组成和空间构型的复合物，即配位化合物例子：Cu(NH3)4SO4 其中Cu为中心离子，NH3为配位体，N为配位原子，4为配位数，内的为内界配离子，SO4为外界离子单齿配体：一个配位体和中心原子只以一个配位键相结合的配体含氮配位体：NH3，NCS-含氧配位体：H2O,OH

28、-含卤素配位体：X- = F-,Cl-,Br-,I-含碳配位体：CN-,CO含硫配位体：SCN-多齿配体：一个配位体和中心原子以两个或两个以上的配位键同时相结合，称为多吃配位体1.乙二胺(en) NH2-CH2-CH2-NH2 (二齿配体)2.草酸根(ox) C2O4 2- (二齿配体)3.乙二胺四乙酸(EDTA) (HOOCH2C)2NCH2CH2N(CH2COOH)2 (六齿配体)多齿配体也叫做螯合剂，螯合剂形成的配合物又叫螯合物螯合物特点：包含稳定的环状结构(五元环，六元环)性质：具有特殊的稳定性(螯合效应)配位数(配位键的数目)：1.单齿配体 配位数=配体的总数2.多齿配体 配位数=配体数*齿数作者：2011学风学术部 金之豪杂化理论与分子构型1. 导论分子就像一个人的性格，为什么有特定的空间构形，是因为本身组成的差异。而分子构型的差异，多是理论去解释已知的事实，从而构建出一套体系。今天为大家介绍最被广泛接受的价键理论