无机及分析化学教案-第一章无机化学基本知识-6学时

1、授课题目（章，节）第章无机化学基本知识1授课类型（请打，）理论课口研讨课口习题课口复习课口其他口教学目的：1.微观粒子的统计规律性。2.波函数和原子轨道3.几率密度和电子云4.四个量子数及其对核外电子运动状态的描述。1.掌握核外电子排布的规律。2.了解近似能级图。3.掌握核外电子排布和元素周期系。教学方法、手段：板书、多媒体技术辅助教学教学重点、难点：波函数和原子轨道，核外电子排布和元素周期系。教学内容及过程设计补充内容和时间分配一、新课导入：无机化学，是研究元素、单质和无机化合物的来源、制备、结构、性质、变化和应用的一门化学分支。对于矿物资源的综合利用，近代技术中无机原材料及功能材料的生产和

2、研究等都具有重大的意义。当前无机化学正处在蓬勃发展的新时期，许多边缘领域迅速崛起，研究范围不断扩大。已形成无机合成、丰产元素化学、配位化学、有机金属化学、无机固体化学、生物无机化学和同位素化学等领域。化学在社会生产、生活中的作用：1.农业生产中的化肥、农药。2.工业生产中煤、石油、天然气的开发和炼制。3.国防工业中导弹的生产，人造卫星材料（10分钟）第1次课学时2第一节原子结构元素周期系（15分钟）、原子核外电子的运动状态（一）、微观粒子的统计规律性1.微观粒子的波粒二象性结论：正是由于微观粒子与宏观粒子不同，不遵循经典力学规律， 而要用量子力学来描述它的运动状态。2.测不准原理图X-APh/

3、4Tt（二）、波函数和原子轨道薛定渭方程：描述核外电子运动的波动方程。薛定渭方程是描述微观粒子运动状态、变化规律的基本方程。它的解并不是具体的数资，而是一个含有三个变量x、y、z和三个参数n、l、m的函数式,叫做波函数表示为6（x,y,z）。波函数是描述核外电子运动状态的数学函微观粒子的统计规律性（20分钟）波函数和原子轨道及发射卫星使用的高能燃料。4.计算机中信息存储设备。化学在畜牧生产中的作用:当今科技已发展到从分子水平上研究生物科学，产生了分子生物学等新型学科。生物学的研究越来越离不开化学原理、化学知识和化学分析技术。二、讲授新课:生物体本身就是多种化合物组成的集合体,如：细胞，线粒体，

4、溶酶体等等。电子衍射示意图数式。图原子轨道的角度分布图量子力学中的原子轨道不是某种确定的轨道，而是原子中一个电子可能的空间运动状态，包含电子所具有的能量，离核的平均距离、几率密度分布等。（三）、几率密度和电子云电子在核外空间某处单位微小体积内出现的几率，称为几率密度，用波函数绝对值的平方|。|2表示。常常形象地将电子的几率密度（|少|2）称作“电子云”。1s电子云界面图电子云的角度分布图（四）、四个量子数及其对核外电子运动状态的描述1 .主量子数（n）（1）取值范围它只能取1,2,3等正整数。（2）物理意义：主量子数n是决定电子能量的主要因素。主量子数表示电子离核的远近或电子层数。在光谱学上常

5、用一套拉丁字母表示电子层，常用K、L、MNOP、Q等符号分别表示n=1,2,3,4,5,6,7。2.角量子数（l）（10分钟）几率密度和电子云（30分钟）四个量子数(1)取值范围：为l=0,1,2,3,，(n-1),在光谱学上分别用符号s,p,d,f等来表不(2)l的物理意义为：表示电子的亚层或能级。表示原子轨道(或电子云)的形状。(1)磁量子数的取值：为0,1,2,l,m值受l值的限制，m可有(21+1)种状态。(2)物理意义：磁量子数决定原子轨道或电子云在空间的伸展方向。(3)简并轨道：不同原子轨道具有相同能量的现象称为能量简并，能量相同的各原子轨道称为简并轨道或等价轨道。简并轨道的数目称

6、简并度。亚层pdf等价轨道3个p轨道5个d轨道7个f轨道4.自旋量子数(m)(1)取值范围：它的取值只有两个(+1/2和-1/2),分别代表电子的两种自旋方向，可示意为顺时针方向和逆时针方向，用符号T和J表示。小结：可以用四个量子数来确定电子的状态，根据四个量子数数值间的关系可以算出各电子层中可能有的状态。(5分钟)课程小结思考题、作业题、讨论题：1,试述四个量子数的意义和他们取值的规则。2.何为电离能？何为电负性？课后总结分析：学生90麻自职业高中，没有化学基础，所以教学缓慢进行，理论和习题交替进行。学时2授课题目（章，节）第一章无机化学基本知识2理论课口研讨课口习题课口复习课口授课类型（请

7、打，）其他口教学目的：1.微观粒子的统计规律性。2,波函数和原子轨道3 .几率密度和电子云4 .四个量子数及其对核外电子运动状态的描述。1,掌握核外电子排布的规律。2 ,了解近似能级图。3 .掌握核外电子排布和元素周期系。教学方法、手段：板书、多媒体技术辅助教学教学重点、难点：波函数和原子轨道，核外电子排布和元素周期系。补充内容和教学内容及过程设计时间分配、课程回顾:（和同学们互动，以提问的方式回忆上节课所讲内容并板书）一、原子核外电子的运动状态（一）、微观粒子的统计规律性（二）、波函数和原子轨道（三）、几率密度和电子云（四）、四个量子数及其对核外电子运动状态的描述提问并讲解：二、讲授新课：二

8、、原子核外电子的排布（一）、核外电子排布的规律1.保里（Pauli）不相容原理2.能量最低原理（20分钟）课程回顾（25分钟）核外电子排布规律3.洪特（Hund）规则多电子原子的近似能级图我国化学家徐光宪教授由光谱实验数据归纳出判断能级高低的近似规则一（n+0.7l）规则，所得结果与Pauling的近似能级图一致。（三）、核外电子的排布和元素周期系1 .核外电子的排布举仞Sc（Z=21）的电子层构型为：1s22s22p63s23p63d14s2。Zn（30）:1s22s22p63s23p63d104s2,或Ar3d104s2。2 .电子层结构与周期表元素性质周期性变化的规律称为元素周期律，反映

9、元素周期律的元素排布称元素周期表，亦称元素周期系。（四）、元素基本性质的周期性1、原子半径（r）共价半径（rc）：两种或同种元素的两个原子以共价单键结合时，其核间距的一半；金属半径（rm）：金属晶格中，金属原子核间距的一半；范德华半径（rv）：在单质中，两个相邻原子在没有键合的情况下，仅借范德华引力联系在一起核间距离的一半。变化规律：同一周期，从左到右原子半径逐渐减小。同一主族，从上到下原子半径逐渐增大。2、电离势（I）（35分钟）元素周期性基态的一个气态中性原子失去一个电子形成气态阳离子时，所消耗的能量叫做电离势。I1I2I3o变化规律：同一周期元素原子的第一电离势从左至右总的趋势是逐渐增大

10、；同一族中，元素原子的第一电离势从上至下总的趋势是减小。3、电负性（X）元素的电负性：指元素原子在分子中吸引电子的能力。电负性综合反映原子得失电子的倾向，是元素金属性和非金属性的综合量度标准。10分钟）本次课程小结变化规律：同一周期自左至右，电负性增加（副族元素有些例外）同族自上至下，电负性依次减小，但副族元素后半部，自上至下电负性略有增加。课程小结：（总结本次课程的重点内容并板书）二、原子核外电子的排布（一）、核外电子排布的规律（难点）（二）、近似能级图（三）、核外电子的排布和元素周期系（四）、元素基本性质的周期性（重点）思考题、作业题、讨论题：1,试述四个量子数的意义和他们取值的规则。2.

11、何为电离能？何为电负性？课后总结分析：第三次课学时二授课题目（章，节）第一章无机化学基本知识2理论课口研讨课口习题课口复习课口其授课类型（请打，）他口教学目的：1、认识化学反应速率和化学平衡的概念。2、理解影响化学反应速率和化学平衡的因素。3、了解分散系的知识，联系农业实际理解稀溶液的依数性。教学方法、手段：板书、多媒体技术辅助教学教学重点、难点：影响化学反应速率和化学平衡的因素、稀溶液的依数性。补充内容教学内容及过程设计和时间分配一、课程回顾：（和同学们互动，以提问的方式回忆上节课所讲内容并板书）二、原子核外电子的排布（一）、核外电子排布的规律（难点）（二）、近似能级图（三）、核外电子的排布

12、和元素周期系（四）、元素基本性质的周期性（重点）二、讲授新课：第二节化学平衡一、化学反应速率（一）、基本概念化学反应速度常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示，浓度钟）化学反应速率单位用mol-L1必须注意以下几点：（1）,（2）,（3）（二）、影响化学反应速度的因素1.浓度对化学反应速度的影响（1）基元反应和非基元反应（2）基元反应的速度方程一质量作用定律当温度一定时，基元反应的反应速度与反应物浓度系数次方的乘积成正比，这一规律称为质量作用定律。对于一般的基元反应：aA+bB=cC+dD其速度方程式为：kcAc；注意：质量作用定律只适用于基元反应。k不随反应物浓度的变化而变化

13、，是温度的函数，其单位随反应级数不同而异。多相反应中，固态反应物浓度不写入速度方程。如：C（s）+O2（g）=CO2,0kco2（3）非基元反应的速度方程（10分钟）课程回顾2,温度对化学反应速度的影响Arrhenius在大量实验事实的基础上，给出了速度常数和温度之间的关系式:k=AEa/RT（注意统一单位）例对反应：C2H5Cl（g）一C2H4（g）+HCl（g）,A=1.6X1014s1,E=246.6kJmolI求700K时的速度常数k。3,催化剂对化学反应速度的影响催化剂包括：正催化剂，负催化剂催化剂的作用主要是改变了反应的历程，降低了反应的活化能，从而使反应速度增大。/、结：正确使用

14、质量作用定律，对非基元反应要会根据条件写出其速度方程。二、化学平衡（一）、可逆反应和化学平衡平衡状态是化学反应进行的最大限度。（二）、平衡常数与标准平衡常数1 .平衡常数在一定温度下，任一可逆反应：aA+bB?cC+dD,达到平衡时，反应物和产物的平衡浓度CA、CB、Cc、CD之间有如下关系KC为浓度平衡常数。注意：（1）平衡常数一般是有单位的，（2）只要温度不变，平衡常数就是一个定值，（3）平衡常数数值的大小是反应完全程度的标志，平衡常数值越大，反应可完成的程度越高。气相反应，平衡常数既可用平衡时各物质浓度之间的关系来表示，也可用平衡时各（20分钟）化学平衡KccCccDc物质分压之间的关系

15、表示。如反应：aA(g)+bB(g)?cC(g)+dD(g)，在某温度下达到平衡，有：cdPc_PDKp为压力平衡常数。PabPAPB&=(RT)An当An=0时，K=Ko2 .书写平衡常数表达式时必须注意之点如果反应涉及纯固体、纯液体，其浓度不写在平衡常数表达式中。在稀溶液中进行的反应，如反应有水参加，水的浓度可以视为常数，也不写在平衡常数表达式中。但在非水溶液中的反应，反应若有水参加，则水的浓度不可以视为常数，必须写在平衡常数表达式中。平衡常数表达式与化学反应方程式呈一一对应关系。同一化学反应方程式的写法不同，平衡常数的表达式就不同。若某个反应可表示几个反应的总和，则该反应的平衡常

16、数等于各个反应平衡常数的乘积。3 .标准平衡常数对于可逆反应aA(aq)+bB(aq)?cC(aq)+dD(aq).一.同同同一同.平衡时A、B、C、D各物质的相对侬度分别表不为：CA/C、CB/C、CC/C和CD/C,其标准浓度平衡常数K；可以表示为：(CC/C0)C&/1尸(CA/C)a(CB/C)b气相反应aA(g)+bB(g)?cC(g)+dD(g)平衡时A、B、C、D各物质的相对分压分别表示为：pA/p、pB/p、HP、PJP,其标准压力平衡常数K可以表示为：pK(pc/p)c(PD/p)dKPxa0b(PA/p)(PB/p)注意：其标准平衡常数K均无量纲。液相反应的&

17、;与其K：在数值上相等，而气相反应的&一般不与其Kp的数值相等。(三)、化学平衡移动1 .浓度对化学平衡移动的影响结论：在其它条件不变的情况下，增加反应物浓度或减少生成物浓度，化学平衡向着正反应方向移动；相反，增加生成物浓度或减少反应物浓度，化学平衡向着逆反应方向移动。例某温度时反应CO+H2C?CO+H2的(=1,反应开始时CO的浓度为2mol”T,HO的浓度为3molLt,求平衡时各物质的浓度及CO的转化率。例若温度和体积不变，在上述平衡体系中，增加水白浓度，使之成为6molL1求CO的转化率。2 .压力对化学平衡移动的影响(1)对于有气体参加且反应前后气体的物质的量有变化的反应，

18、压力变化时将对化学平衡产生影响(2)反应前后气体分子数不变的反应，压力变化时将对化学平衡不产生影响结论：压力变化只是对那些反应前后气体分子数目有变化的反应有影响；在恒温下，增大总压力，平衡向气体分子总数减小的方向移动，减小总压力，平衡向气体分子总数增加的方向移动。3,温度对化学平衡移动的影响结论：当温度升高时平衡向吸热反应方向移动，降温时平衡向放热反应方向移动。4.平衡移动原理如果对平衡体系施加外力，平衡将沿着减小此外力的方向移动。这一原理称为吕查德里原理，又称平衡移动原理。溶液一、分散系一种或几种物质分散在另一种介质中所形成的体系称为分散体系。被分散的物质称为分散相（或分散质），而连续介质称为分散介质。例如食盐水溶液，食盐是分散相（或分散质），水是分散介质。分散体系又分为均相分散系和多相分散系。低分子溶液与高分子溶液为均相分散系。溶胶与粗