注册给排水工程师基础考试——普化培训1ppt课件

1、普通化学.第一节、物质的构造与物质的形状一.原子构造1.核外电子的运动特性 核外电子的运动具有波粒二象性。电子具有粒子性，由于电子具有质量和动量。电子的衍射实验，证明微观粒子的动摇性，且电子等微观粒子波是一种具有统计性的几率概率波。2.核外电子的运动规律的描画 在量子化学中用波函数和电子云来描画核外电子的运动形状。(1)波函数：用空间坐标来描写波的数学函数式。以 (x,y,z)或 (r, , )表示。 一个确定的波函数，称为一个原子轨道。 表征原子中电子的一种运动形状.波函数的表达式，由n,l,m量子数决议。.(2)量子数:1主量子数n：n=1,2,3, 意义：表示电子离核的远近和电子能量的高

2、低。 n越大,表示电子能量越高。 n = 1，2，3，4, ， 对应于电子层K，L，M，N, 由于n的取值不延续，因此核外电子的能量也是不延续的，量子化的。.2)角量子数: =0,1,2n-1(n个), 意义：确定原子轨道的外形； = 0, 1, 2, 3 s, p, d, f 球形 纺锤形 梅花形 复杂 代表亚层；对于多电子原子，与n共同确定原子轨道的能量。 .s轨道角度分布图yx P轨道角度分布图d轨道角度分布图.3磁量子数m: m=0 ,1,2，共 (2+1)个,意义： 确定原子轨道的空间取向；同一个亚层的轨道，称为等价轨道。= 0， m=0， S轨道空间取向为1；=1, m=0 ,1，

3、 P轨道空间取向为3， P轨道有3个等价轨道；=2 m=0 ,1,2 , d轨道空间取向为5， d轨道有5个等价轨道。 .s轨道有1个等价轨道，表示为： p轨道有3个等价轨道，表示为： d轨道有5个等价轨道，表示为：.一个原子轨道：指n、m三种量子数都具有一定数值时的一个波函数。 n,m例如：(1,0,0)代表基态氢原子的波函数。 n、m取值合理才干确定一个存在的波函数，亦即确定电子运动的一个轨道。 .n=1(1个), =0,m=0, (1,0,0)n=24个, =n=3(9个), = n=4(16个) 波函数数目n2 n、m的取值与波函数关系：. 在一个确定的原子轨道中，电子本身还有两种不同

4、的运动形状，这由第四个量子数mS确定. 4)自旋量子数ms= 代表电子本身两种不同的运动形状。可用 表示自旋平行,表示自旋反平行. n, ,m, ms四个量子数确定电子的一个完好的运动形状,表示： n,m, ms 例：( 1, 0, 0, + ), ( 1, 0, 0, - ) .46、按近代量子力学的观念，核外电子的运动特征为A、具有波粒二象性；B、由2表示电子在核外出现的概率；C、原子轨道的能量呈延续变化；D、电子运动的轨迹可用图像来表示。答：A.7.3d轨道的磁量子数m的合理值是：A1、2、3 B0、1、2 C3 D0、1、2答:D分析：3d轨道，n=3，=2 ，根据量子数的取值规律，m

5、=0、1、2，故D正确。.例题:7.对原子中的电子来说，以下成套的量子数中不能够存在的是_。 A.(2,1,1,-1/2) B.(2,1,-1,+1/2) C.(2,0,0,-1/2) D.(2,0,-1,+1/2)9.以下量子数的组合中，哪一个是不合理的_。A. n=2,=2,m=1 B. n=2, =1,m=0C. n=3, =2,m=1 D. n=3, =0,m=019.量子力学中的一个原子轨道是指_。A.与波尔实际一样的原子轨道B.n具有一定数值时的一个波函数C.n、m三种量子数都具有一定数值时的一个波函数D. 、m二种量子数都具有一定数值时的一个波函数.12.某元素最外层原子轨道4S

6、上有一个电子,其四个量子数表达式正确的选项是_.A.(4.0,1,+1/2) B.(4,1，0,-1/2)C.(4.0,0,+1/2) D.(4，1,1,-1/2)24.表示3d的诸量子数为：_ A.n=3 =1 m=+1 mS=-1/2 B.n=3 =2 m=+1 mS=+1/2 C.n=3 =0 m=+1 mS=-1/2 D.n=3 =3 m=+1 mS=+1/211p2波函数角度分布外形为:A.双球形 B.球形 C.四瓣梅花形 D.橄榄形.题6. 问：在某个多电子原子中，分别可用以下各组量子数表示相关电子的运动形状，其中能量最高的电子是:A.2，0，0， B.2，1，0， C. 3，2，

7、0， D.3，1，0, .(2)几率密度与电子云1)几率密度：表示电子在核外空间某单位体积内出现的几率概率大小。 电子的几率密度等于2 。3)电子云：用黑点疏密的程度描画原子核外电子的几率密度(2)分布规律的图形。 黑点密的地方，电子出现的几率密度较大，单位体积内电子出现的时机多。 氢原子1s电子云二维投影yxb.电子云的角度分布图.原子轨道角度分布图与电子云角度分布图的区别(1)原子轨道角度分布图比电子云角度分布图 “胖 些(1)原子轨道角度分布图有“ “ ,电子云角度分布图无“ “ .3.原子核外电子分布1多电子原子轨道的能级1角量子数一样时，n越大，能量越高 E1s E2s E3s E4

8、s2主量子数n一样时， 越大，能量越高 E3s E3p E3d3)当主量子数n和角量子数都不同时，能够发生能级交错的景象。 E4s E3d ; E5s 0; 非极性分子： =0.双原子分子:分子极性与键的极性一致.即键是极性键,分子是极性分子;键是非极性键,分子是非极性分子.如： N2,H2、O2非极性分子； HFHClHBrHI极性分子多原子分子:分子能否极性不仅取决于键的极性,而且取决于分子的空间构型(构造对称的为非极性分子)如： CH4, CCl4,CO2,CS2非极性分子.3.杂化轨道实际和分子空间构型杂化轨道实际要点:(1电子在成键原子的作用下，进展激发；(2)能级相近的原子轨道相互

9、杂化;(3)几个轨道参与杂化,构成几个杂化轨道；(4)成键才干更强。.杂化轨道类型SPSP2SP3SP3（不等性） 空间构型直线型平面正三形角形正四面体三角锥型V字型实例BeCl2,HgCl2,CO2，CS2，C2H2 BCl3,BF3（B，Al ， Ga等III A元素的卤化物）,C2H4 CH4,SiH4 ,CCl4 ,SiCl4 （IVA元素）NH3PH3, PCl3（VA元素） H2O H2S（VIA元素） 分子极性：非极性 非极性 非极性 极性 极性 .图5.18 sp杂化轨道分子空间构型: 直线型，键角180 例如： HgCl2、BeCl2分子。1)sp杂化:.附图5.15 sp2

10、杂化轨道sp2杂化轨道成键特征：键角为120,分子空间构型: 平面正三角形。2) sp2杂化:.如:BX3,H2C=CH2BCl3和CH2CH2的空间构型.附图5.16 sp3杂化轨道3)等性sp3杂化:.sp3杂化轨道成键特征：键角为10928 ，分子空间构型: 正四面体。例如： CH4,CX4甲烷的空间构型.4)sp3不等性杂化7N 2s22p38O 2s22p4NH3空间构型:三角锥型; H2O空间构型:“V型不等性杂化：各个杂化轨道所含成分不完全一样。.42,以下分子属于极性分子的是( )A、O2；B、CO2；C、BF3；D、C2H3F。答:D分析: O2为同元素组成的非极性分子, C

11、O2 、 BF3由于构造完全对称分子也为非极性的， C2H3F由于F的参与，使构造不完全对称，分子是极性的。.3.以下分子中,键角最大的是:ANH3 BH2S CBeCl2 DCCl4答:C分析：BeCl2 分子空间构型为直线型，键角180，CCl4分子空间构型为正四面体,NH3分子空间构型为三角锥形, H2S为“V字型，键角均小于180。.2、用杂化轨道实际推测以下分子空间构型，其中为平面三角形的是 A、NF3 B、AsH3 C、BF3 D、SbH35.以下分子中其中心原子采用SP3不等性杂化的是 。 A.BeCl2 B.BCl3 C.PH3 D.CCl415.以下分子中，偶极距不为零的是。

12、AH2O BH2 CCO2 DO2.22. 以下哪些表达是正确的_。A.多原子分子中，键的极性越强，分子的极性越强;B.具有极性共价键的分子，一定是极性分子;C.非极性分子中的化学键，一定是非极性共价键;D.分子中的键是非极性键，分子一定是非极性分子.题20、在OF2分子中,氧原子成键的杂化轨道是以下中哪种杂化轨道: A. sp杂化 B. sp2杂化 C. sp3杂化 D. sp3不等性杂化 .题35. 问：以下分子属于极性分子的是:A.BeH2 B.CH3Cl C.SIF4 D.BBr3题36. 问：以下物质分子中化学键有极性，分子也有极性的是：A.CC14 B.CO C.BeC12 D.N

13、2.四.分子间力与氢键1.分子间力1色散力：瞬时偶极和瞬时偶极之间产生的吸引力。瞬时偶极：由于分子在某瞬间正负电荷中心不重合所产生的一种偶极。分子与极性分子间的力色散力普遍存在于一切分子之间。 2诱导力：由固有偶极和诱导偶极之间所产生的吸引力。诱导偶极：由于分子受外界电场包括极性分子固有偶极场的影响所产生的一种偶极。诱导力存在于极性分子与非极性分子之间 ； 极性分子与极性分子之间 。.3取向力：由固有偶极之间所产生的吸引力。诱导力只存在于极性分子与极性分子之间非极性分子与非极性分子间之间：只需色散力；非极性分子与极性分子之间：具有色散力和诱导力；极性分子与极性分子之间：具有色散力、诱导力和取向

14、力。.分子间力 (范德华力):色散力、诱导力和取向力的总称。其中色散力最普遍，也最重要。分子间力比普通化学键弱得多，没有方向性和饱和性。 同类型分子中，色散力与摩尔质量成正比，故可近似以为分子间力与摩尔质量成正比。.例题:2.以下各物质分子间只存在色散力的是 . . H20 . NH3 . SiH4 .HCl6.HCl分子间的力有_。A. 色散力 B.色散力、诱导力、取向力C.诱导力、取向力 D.色散力、诱导力10.以下分子中,分子间作用力最大的是_。 A.F2 B.Cl2 C.Br2 D.I2.2.氢键：氢原子除能和电负性较大的X原子如：F、O、N构成强的极性共价键外，还能吸引另一个电负性较

15、大的Y原子如：F、O、N中的孤电子云对构成氢键。 XHYX、Y: 电负性较大的原子如(F、O、N) . 分子中含有FH键、OH键或NH键的分子能构成氢键。如: HF、H2O、NH3、无机含氧酸(HNO3、H2SO4、H3BO3等) 、有机羧酸COOH、醇(OH)、胺(NH2)、蛋白质等分子之间都存在氢键。 而乙醛CH3 CHO和丙酮CH3COCH3等醛、酮、醚分子之间那么不能构成氢键。但与水分子之间能构成氢键。.129.下类物质存在氢键的是: (A)HBr (B)H2SO4 (C)C2H8 (D)CHCl31.以下物质中，含有氢键的是 _。. H2S . NH3 . HCHO . C6H64.

16、在以下物质中含有氢键的是_ C _。 A.HCl B.H2S C.CH3CH2OH D.CH3OCH36.以下含氢化合物中,不存在氢键的化合物有_.C2H5OH . C3H8 . NH3 .H3BO3.3.分子间力对物质性质的影响 物质的熔点和沸点：同类型的单质和化合物，其熔点和沸点普通随摩尔质量的添加而增大。但含有氢键的物质比不含氢键的物质熔点和沸点要高。例如， HF、 HCl、 HBr、 HI沸点。：、 85、57、 36 HF分子间存在氢键，其熔点和沸点比同类型的氢化物要高，出现反常景象。.物质的溶解性：“极性类似者相溶 即极性溶质易溶于极性溶剂；非极性或弱极性溶质易溶于非极性或弱极性溶

17、剂。溶质和溶剂的极性越相近，越易互溶。例如，碘易溶于苯或四氯化碳，而难溶于水.14.以下物质熔点最高的是_。ACF4 BCCl4CCBr4 DCI451H2O的沸点是100，H2Se的沸点是-42，这种反常景象主要是由下述哪种缘由引起的？ _。.分子间力 .共价键 .离子键 .氢键.五、晶体构造和性质(一)晶体构造与性质1.离子晶体1 晶格结点上的微粒正、负离子。2微粒间作用力离子键。离子键键能随离子电荷的增多和半径的减少而加强。3 晶体中不存在独立的简单分子。例如NaCl晶体,表示Na+:Cl=1:1。4晶体的特性熔点高、硬度大；延展性差；普通易溶于极性溶剂；熔融态或水溶液均易导电。 在一样

18、类型的典型离子晶体中，离子的电荷越多，半径越小，晶体的熔点越高，硬度越大。 .例1：例2：离子晶体正、负离子半径和正、负离子电荷数熔点硬度NaF2.301 ,19932.3CaO2.312 ,226144.5离子晶体正离子半径正、负离子电荷数熔点硬度CaO0.99 2, 226144.5MgO0.66 2, 228525.56.5.离子半径与电荷的规律如下：在同一周期:自左而右随着正离子电荷数的增多，离子半径逐渐减少, 如， NaMg2;KCa2Sc3在同一族:自上而下离子半经逐渐增大。 如，IBrClF 同一元素:随着正离子电荷数的增多，离子半经减少。 如 Fe2Fe3.2.原子晶体.(1)

19、晶格结点上的微粒原子。2微粒间作用力共价键。3晶体中不存在独立的简单分子。例如方石英SiO2晶体,表示Si:O=1:2。4晶体的特性熔点高、硬度大；延展性差；普通溶剂中不溶；是电的绝缘体或半导体。 常见的原子晶体:金刚石C和可作半导体资料的单晶硅Si、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)、以及碳化硅(SiC)和方石英(SiO2)。.3.分子晶体 (1)晶格结点上的微粒极性分子或非极性分子。2微粒间作用力分子间力还有氢键。在同类型的分子中，分子间力随分子量的增大而增大,熔点和硬度也随之增大.3晶体中存在独立的简单分子。例如CO2晶体,表示一个分子。 (4晶体的特性熔点抵、硬度小；延展性差；其溶解性遵照

20、“类似者相溶。(有的易溶于有机溶剂) .4金属晶体 (1)晶格结点上的微粒原子或正离子。2微粒间作用力金属键。 金属原子价电子数越多,半径越小,金属键越强.3晶体中不存在独立的简单分子。4晶体的特性是电和热的良导体，熔点较高、硬度较大；优良的变形性和金属光泽。 .(二)过渡型的晶体1.链状构造晶体如石棉 链与链之间的作用力:弱的静电引力; 链内的作用力:强的共价键。有纤维性。2.层状构造晶体如石墨层与层之间的作用力:大键;层内的作用力:SP2SP2键。是热和电的良导体,可作光滑剂。.8.以下氧化物中,熔点最高的是_。A.MgO B.CaOC.SrO D.SO27.以下物质中，熔点由低到高陈列的

21、顺序应该是： A.NH3PH3SiO2CaO B.PH3NH3SiO2CaO .NH3 CaO PH3 SiO2 D. PH3NH3CaO SrF2 CaF2 MgF2B.MgF2 CaF2 SrF2 BaF2C.SrF2 CaF2 BaF2 MgF2D.CaF2 MgF2 SrF2 BaF2.四.气体定律1.理想气体形状方程 : PV=nRTP压力Pa;V体积m3;T绝对温度K；n摩尔数mol;R气体常数 R8.314JK-1mol-1.当n一定时:P、V、T变那么有 n,T一定时: P1V1P2V2n,P一定时， T ，P一定时， .2.分压定律分压：气体混合物中每一种气体的压力，等于该气

22、体单独占有与混合气体一样体积时所产生的压力。道尔顿分压定律: 适于各组分互不反响的理想气体。气体混合物总压力等于混合物中各组分气体分压的总和。 P总PAPB.混合气体中某组分气体的分压，等于总压力乘该组分气体的摩尔分数。 分压定律可用来计算混合气体中组份气体的分压.34.将0.125 dm3压力为6.08104Pa的气体A与0.15 dm3压力为8.11104Pa的气体B,在等温下混合在0.5 dm3的真空容器中,混合后的总压力为:A.1.42105Pa ;B.3.95104Pa C.1.4atm ; D.3.9atm 混合后: PA=6.08104Pa0.125/0.5=1.52104Pa,

23、 PB=8.110.15/0.5=2.43104Pa,混合后的总压力为: P=PA+PB=1.52104Pa+2.43104Pa=3.95104Pa.第三节、周期系元素周期表是元素周期系的表达，元素周期表由周期和族组成。1.每周期元素的数目相应能级组所能包容的最多电子数 周期 能级组 元素数目 1 2 3 4 5 6 7 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s25f146d10 288181832 未完成 .IAns1IIAIIIAIVAVAVIAVIIAns2ns2np1ns2np7IIIBIVBV

24、BVIBVIIBVIIIIBIIB元素周期表.2.元素在周期表中的位置和原子构造的关系 (1)周期数电子层数 如: 34号元素：外层电子分布式 4s24p4,第4周期 (2)族数：主族和IB，IIB的族号最外层电子数 IA: ns1 A: ns2 A A : ns2nP15 IB: n1d10 ns1 B : n1d10 ns2. IIIBVIIB族的族数 n1d ns 电子 数； IIIBVIIB: n1d15 ns2 VIII族n1d ns电子 数8 10 n1d6 ns2;n1d7 ns2;n1d8 ns2零族的最外层电子数2或8.周期表与价电子构造的关系族数 IA ,IIA IIIBV

25、IIB ,VIII IB ,IIB IIIAVIIA 外层电子构型 分区 s区 d区 ds区 p区 族 主族 副族VIII=过渡元素 主族 3元素在周期表中的分区镧系、锕系元素为 f 区.例1 有一元素在周期表中属于第4周期第VI主族，试写出该元素原子的电子分布式和外层电子分布式。解： 根据该元素在周期表中的位置可直接写出该元素的外层电子分布式： 4s24p4第4周期第6主族 再根据外层电子分布式推出完好的电子分布式： 1s22s22p63s23p63d104s24p4例2. 知锝的外层电子分布式4d55s2,指出该元素在周期表中所属的周期数和族数。 解： 周期数5，层数5 族数VIIB族，5

26、s电子4d电子数257.5.47号元素Ag的基态价层电子构造为4d104S1,它在周期表中的位置为:Ads区 Bs区 Cd区 Dp区答:A分析：Ag元素为IB元素，属于ds区。29.ds区元素包括_。A. 锕系元素 B.非金属元素C. BB元素 D.B、B元素.例3. 试分别指出例1中34号元素和例2中锝元素在周期表中所属的分区。 解：34号元素：外层电子分布式 4s24p4, 属p区。 锝元素：外层电子分布式 4d55s2, 属d区。30.某元素原子的价电子层构型为s2p2，那么此元素应是：。A.位于第五周期 B.位于第六周期 C.位于S区 D.位于p区.题75. 问：知某元素+3价离子的电

27、子分布式为1s22s22p63s23p63d5，该元素在周期表中属于哪一周期、哪一族?A.五、VB B.六、B C.四、 D.三、VA31.某元素位于第五周期IVB族，那么此元素。A. 原子的价层电子构型为5s25p2B. 原子的价层电子构型为4d25s2C. 原子的价层电子构型为4s24p2D. 原子的价层电子构型为5d26s2 .4、元素性质的周期性递变 1原子半径:1同一周期：从左右,原子半径逐渐减少，非金属性加强.2同一族： 从上下，原子半径逐渐增大，金属性加强副族元素略有添加，但不明显。.例题133. 某元素的最高氧化值为+6,其氧化物的水化物为强酸,而原子半径是同族中最小的,该元素

28、是: (A)Mn (B)Cr (C)Mo (D)S.2电离能I元素的第一电离能I1 :基态的气态原子失去一个电子构成1价气态离子时所吸收的能量。 X(气)e=X(气)。 数值越大,原子越难失去电子; 数值越小,原子越易失去电子。规律：同一周期： 从左右,电离能依次增大； 同一族： 从上下，电离能依次减少。.(3)电子亲合能Y: 基态的气态原子获得一个电子构成1价气态离子时所放出的能量。 X(气)e=X(气)。 用于衡量单个原子获得电子的难易程度。 电子亲合能越大,原子越容易获得电子;元素非金属性越强。 .(4)元素电负性X：原子在分子中吸引电子的才干。 电负性越大，吸电子才干越强，元素的非金属性越强； 电负性越小，元素的金属性越强。规律：同一周期： 从左右,主族元素电负性依次增大； 同一族： 从上下，主族元素电负性依次减少。副族元素规律性较差。金属元素的电负性值2.0(除铂系