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文档简介
1、一、第一章1、当体系的状态发生变化时,其变化的经过成为过程(pros);完成这样一个变化所经历的具体步骤或具体路线,则称为途径(path)。2、理想气体是一种运动质点,本身不占体积,相互之间也不存在作用力。3、勒夏特列原理只适用于已经处于平衡状态的系统,而对于未达到平衡状态的系统不适用。4、质量作用定律:反应物经过一步就直接转变为产物的简单反应,其反应速率与各反应物浓度以及其反应系数(取正数)为指数的幂的乘积成正比。基元反应:dD+eD=gG+hH,则 v=kcd(D)ce(E),k 为反应速率常数(rate constant)任意反应:dD+eD=gG+hH,则 v=kcm(D)cn(E),
2、md,ne.mn 由试验确定k 的物理意义:是排除了反应物浓度的影响后,任一指定反应本身在反应速率方面的本征特征。公式:k = A eEa/RT,A 为给定反应的特征常数,称指前因子,它与反应物分子5、的碰撞频率、反应物分子定向的空间等有关,与反应物浓度以及反应温度无关。6、化学反应速率v = dcB,化学反应速率可以通过作图法或者计算法测量。通常先测量某一1Bdt反应物(或产物)在不同时间的浓度,然后绘制浓度随时间的变化曲线,从中求出某一时刻曲线的斜率(dcB),再乘以 1 ,即为该反应在此时刻的反应速率。dtB二、第二章1、分散体系2、符合依数性定量规律的溶液是指解溶液而言,虽然也可以会有
3、蒸汽压的下降、沸点上升、凝固点下降和渗透压等现象,但是这些现象与溶液粒子之间的关系不再符合依数性的定量定律。这是因为,在浓溶液中的溶质粒子之间、溶质与溶剂粒子间的相互作用大大增强,这种相互作用大到了不能忽略的程度,所以简单的依数性关系已经不能正确描述溶液的上述性质。在电解质溶液中,由于溶质在溶剂中的解离,溶液中实际存在的微粒数量应包括未解离的分子及解离所产生的离子等全部微粒。各项依数性变化量则应该按照溶液中实际溶解的全部微粒总量(或总浓度)计算。3、电泳实验中:在 U 型管中加入 Fe(OH)3 溶胶,然后在两端溶胶液面上NaCL 溶液,以避免电极与溶胶直接的接触,并使溶胶与溶液之间有明显的界
4、面。4、相似相容原理结构相似的物质之间易相互溶解。地放入无色的稀对于结构类似的同类固体,当其越低时,分子间作用力越接近液体中分子间作用力,其在液体液体中的溶解度越大。而对于结构相似的气体,沸点越高,则其分子间力越接近液体,该气体在液体中的溶解度越大(例如沸点为 90K的氧气在水中的溶解度就大于沸点为 20K 的氢气)。但相似相容原理不能类推,尤其对于结构是否相似的判断,应看其本质与主流。例如乙酸是一种极性物质,可以与水混溶,但是,它也可以溶于四氯化碳、苯这样的非极性溶剂中,这是因为,在非极性溶剂中乙酸可以形成极性较小的二聚体。大多数固体的溶解度随温度升高,气体则相反。5、常见溶剂的Kb、Kf
5、值溶剂沸点/KKb/Kkgmol-1凝固点/KKf/Kkgmol-1水373.10.5122731.851.87氯仿334.33.63/特征粗分散体系分子或离子分散体系胶体分散体系分子粒径直径大于106m直径小于109m直径介于109106m状态多相不均匀体系单相均匀体系高度分散的为不均匀体系举例悬浊液、乳浊液溶液溶胶难挥发的非电解质稀溶液。对于难挥发非电解质浓溶液或电Kb 沸点升高常数Kf 凝固点下降常数6、胶体吸附胶体吸附变现出选择性,胶体微粒优先吸附与他组成有关,而在周围环境中存在较多的那些离子。例如,AgNO3 和KIAgI 溶胶时的反应时:AgNO3+KI=AgI + KNO3溶胶是
6、,溶液中存在的 Ag+离子和I-离子都是胶体的组成离子,它们都能被吸附在胶粒表面。如果形成胶体时 KI 过量则 AgI 胶体将吸附 I-离子而带负点;反之,当 AgNO3 过量时,则 AgI 胶粒吸附 Ag+离子而带正电,所以胶粒在不同情况下可以带相反的电荷。7、胶体的稳定与破坏电解质的加入可以引起溶胶的聚沉,影响电解质聚沉能力的主要是电解质中与溶胶中胶粒电荷相反的离子的价态以及其水合离子半径的大小。通常,相反离子的价态愈高,其聚沉能力愈强。而价态相同的离子,则其水合离子半径愈小,聚沉能力愈强。例如,对于 As2S3 负溶胶而言,加入 CaCl2 比加入 KCL 更容易使胶体聚沉。而在负溶胶中
7、加入碱金属硝酸盐时,其聚沉能力的大小顺序是:CsNO3RbNO3K NO3Na NO3KBrKNO3KI。有机离子往往与胶粒之间可以产生较强的吸附作用,从而体现出很强的聚沉能力。 当带相反的电荷的溶胶相互混合时,也可以产生聚沉作用。理论上讲,当两种溶胶分别所带的电荷总量相同时,才能完全聚沉,否则就可能聚沉不完全,甚至不聚沉。利用溶胶相互聚沉原理的一个典型例子是水的净化,由于天然水中的悬浮粒子一般带负电荷,可以利用硫酸铝加入水中后产生所带正电的 AL(OH)3 溶胶,与之发生相互聚沉作用,并且 AL(OH)3 溶胶的吸附作用可以进一步将水中的杂质一起吸附下沉,从而可以达到净化水的目的。8、渗透压
8、的计算: = nRTV = cRTkPa;nmol;R8.314J mol1 K1;TK;Vdm3;cmol 式中:计算中按照相应计算,即体积按照立方分米计算,最后得到的渗透压就为 KPa.9、在计算蒸汽压下降的计算中,要以要求的物质作为溶剂从而利用公式p = p x1,可以参照 “分散系练习题 2-2”10、K 、K、K计算中,用的是B相对平衡浓度,无,因此在计算中要注意除以abwc。三、第三章1、电解产物(1)、阳极产物One. 当用石墨(或其他非金属惰性物资)做电极,电解卤化物、硫化物等盐类时,体系中可能在阳极放电的负离子主要是 OH-1 离子及相应的卤素负离子 X-1 或负硫离子 S2
9、-,这种情况下阳极产物通常是卤素X2 或琉 S(单质)析出。Two.当用石墨(或其他非金属惰性物资)做电极,电解含氧酸盐的水溶液时,体系中可能在阳极放电的负离子主要是OH-1 离子以及相应的含氧酸根离子。此时阳极通常是OH-1 离子放电,析出氧气。Three.当用一般金属(很不活泼的金属如 Pt,以及易钝化的金属如铅,铁等除外)做阳极进行电解时,通常发生阳极溶解:M(s)Mn+ ne-。(2)、阴极产物苯353.22.53278.74.9醋酸391.03.07289.83.9萘491.15.80351.36.86.9One.当电解活泼金属(电动序中位于铝之前的金属)的盐溶液时,在阴极上总是 H
10、+优先放电,析出氢气。Two.当电解不活泼金属(电动序中位于氢后面的金属)的盐溶液时,在阴极上发生金属离子放电,析出相应的金属。Three.当电解不太活泼的金属(电动序中位于氢前面不太远的金属,如铁、锌、镍、镉、锡、铅等)的盐溶液时,在阴极上究竟是 H+离子还是金属离子优先被还原,受多方面的影响,需要通过能方程计算出理论析出电位并考虑到可能出现的超电位,估算出 H+离子和相应的金属离子的实际析出电位,进行比较,才能得出确定的结论。但是有 u 电解溶液中电解质浓度(即相应的金属离子浓度)通常要远大于 H+离子浓度,而且析出氢的超电位较大,通常要比析出金属的超电位大得多。因此这种情况下,往往是金属
11、离子优先在阴极放电,得到相应的金属。附:阴极放电顺序:Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe3+Zn2+H+(H2O)Al3+Mg2+Na+Ca2+K+阳极放电顺序:S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根离子2、E超 = E分解,r E分解,t由于在实际电解过程中,外加电能不可能 100%转化为化学能,而为使电解过程能有效开始或持续进行,也必须有部分能量被用来提高化学反应物的能级,增加其反应活性服反应中的能垒。超电压正是为此而被超额消耗的能量,是外加电能中不能被转化为化学能应用的部分。E分解,r = (E析出,r) (E析出,r)阳阴E分解,t = (E析出,t) (E析出,t)
12、 , E分解,r 阳阴E分解,t,所以(E析出,r) (E析出,t) ,(E析出,t) (E析出,r) ,这种实际析出电位偏离理论析出电位值的现象阳阳阴阴称为电极的极化。3、电极电位在判断氧化还原反应反向中的判断。总是由电极高的一个电对中的氧化态物质做氧化剂,电极电位低的,一个电对中的还原态物质做还原剂,进行氧化还原反应。即:将电位高的电对中的氧化态(化合价高的)与电位低的电对中的还原态写在左边。四、第四章 结构化学1、 共价键的本质:是由于成键原子的价层轨道发生了部分,结果使核间距电子云密度增大,导致体系的能量降低,这表示成键原子相互结合形成了稳定的体系,即形成了分子。价键理论的要点:1 两
13、个含有未成对的价电子(孤对电子,独电子,单电子)的原子接近时,它们的未成对价电子可以相互配对,形成稳定的共价键。因此一个原子含有几个未成对的电子,则最多只能和几个自旋相反的电子配对,形成几个共价键。这就是共价键的饱和性。2 形成共价键时,在可能范围内原子轨道之间必须沿电子云密度最大的方向进行,这是因为成键原子轨道越多,其电子云密度也就越大,形成的共价键越牢固,这就是共价键的方向性。3 原子轨道时必须符合对称性匹配原则。只有当对称性相同的轨道以位相相同的部分时,两原子间的电子云密度才会增大,才会形成共价键。s-s,px-px,s-px“头碰头”形成 键,s-py,s-pz,px-pz, px-p
14、y, px-dyz, dxz-dyz或dxy“肩并肩”形成 键。2、 电子云的角度分布图与原子轨道的角度分布图的区别两者的形状相似但是有两点区别:1 原子轨道的角度分布图有正负号,因为 Y(,)值在不同(,)变化范围内有正负值;而电子云的角度分布图都为正值,因为不管(,)取值如何,Y2(,)总为正值。2 电子云角度分布图形比相应的原子轨道分布图要“瘦”一些,因为|Y(,)|1,故|Y2(, )| |Y(,)|。3、 若 n 不同而 l 相同,则 n 越大,能级越高:E1s E1s E2s E3s E4s,这是效应起决定作用。若 n 相同而l 不相同,则 l 越大,能级越高:Ens Enp En
15、d Enf 这是钻穿效应起决定作用。当 nl 都不同时,当效应的影响占主导地位时,n 越大,能及越高;若钻穿效应的影响占主导地位时,则 l 越大,能及反而越高。其结果导致出现 E4s E3d、E5s E4d 的能及顺序,即主量子数较大的原子轨道的能级反而较低,这种现象称为能级交错。4、 Sc 原子,Z=21,价层电子排布式为 3d14s2,电子优先排满 4s,在排入 3d,是按照轨道能级高低排入的。 Cr 原子,Z=24,价层电子排布式为 3d54s1,电子优先填入能级较高的 3d 轨道而不是排在能级较低的4s 轨道上配对,使 3d5 处于半充满状态,符合规则。Cu 原子,Z=29,价层电子排
16、布式为 3d104s1,电子优先填入能级较高的 3d 轨道而不优先排在能级较低的 4s 轨道上配对,使 3d10 处于全充满状态,符合规则。5、 同周期的元素原子半径的变化(详见 P152,重点 2、3、4)6、 元素第一电离能的周期性变化(详见 P153)例外:(1)、对于过渡元素来说,每族第一种元素(属第四周期)与第二种元素(属第五周期)间电离能变化规律不明显;而第三中元素(属第六周期)的电离能几乎都比第二种元素的电离能大,这是由于镧系收缩使每族过渡元素中第二、第三种元素的元素原子半径相近,但从上至下有效核电荷却增加很多,因而核对外层电子的有效吸引加强了,故电离能也随之增大。(2)、在每一
17、周期各元素电离能递增的过程中,在A 族以及A 族处有两个转折点。A 族元素的电离能比其左右的元素都低,是一个周期中的第一个低谷。这是因为 A 族元素原子的价电子结构为 ns2np1,比较容易失去其 np1 电子,变成较稳定的 ns2 结构,因而A 族元素的电离能反而比A 族元素低;而同一周期的元素自左至右随原子半径递降而电离能升高。因而 A 族元素的电离能比同一周期前后两种元素都低。(3)、A 族元素的电离能也比其左右的元素低,形成同一周期中的第二个低谷,这是因为A 族元素的原子的价电子构型为ns2np3,属于半充满状态,是相对稳定的结构,而A 族元素的价层电子构型为ns2np4,反而不如 n
18、s2np3 构型稳定,故A 族元素的电离能反而比A 族元素低。7、8、9、电离能:使基态原子或离子失去一个电子所需要的能量。电子亲和能:基态的获得一个电子变成负一价的气态离子,所能量。电子亲和能可用来衡量原子获得电子的难易程度。在同族元素中电子亲和能最大的往往不是该族的第一种元素(属第二周期),而第二种元素(属第三周期),然后再向下递降。这是因为第二周期各元素,如 O 和 F,原子半径小,电子云密度较大,因而电子间斥力较大,当获得一个电子形成负离子时,必须消耗较多的能量克服电子间斥力较大,因而放出的电子亲和能就越少。而第三周期的原子半径较大,电子云密度相对较小,电子的斥力也小,因此放出的电子亲
19、和能反而大。10、 电负性:原子在共价键中,对成键电子的吸引能力的大小,称为元素的电负性。11、 价键理论与分子轨道理论的比较,详见 P16112、 P167,S 轨道和 P 轨道形成的杂化轨道和分子的空间构型13、配合物形成时,中心形成体用于接纳配体孤对电子的空轨道,即用于形成配位键的空轨道,是经过轨道杂化后参与成键并形成配位键,其杂化轨道的空间排布方式决定了配位键的空间排布,决定杂化轨道类型SpSp2Sp3不等性 sp3参加杂化的轨道数1 个 s,1 个 p1 个 s,2 个 p1 个 s,3 个 p1 个 s,3 个 p生成杂化轨道数2344成键轨道夹角180120109289010928空间构型直线
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