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文档简介
1物质的量浓度:cB=nB/V质量浓度:ρ
=m/VB B摩尔分数:xB=nB/Σn质量分数:Ω
=m/ΣmB B质量摩尔浓度:bB=nB/mA把争论对象作为系统,一种或数种物质分散在另一种物质中所形成的系统称为分散系。被分散的物质称为分散相,容纳分散相的连续介质称为分散介质。分散相粒子大小〔直径〕真溶液分子、离子分散系高分子溶液〔蛋白质〕1-100nm系分散相粒子大小〔直径〕真溶液分子、离子分散系高分子溶液〔蛋白质〕1-100nm系缔合胶体〔胶束〕聚合体〕性质均相,热力学稳定系统,透膜均相,热力学稳定系统,透半透膜均相,热力学稳定系统,透半透膜纸和半透膜纸和半透膜分散相<1nm均相非均相>100nm粗粒分散系乳状液、悬浮液热力学依据争论的需要和便利,把一局部物体与其余局部划分开来作为争论对象。被划为争论对象的一局部称为系统。系统以外与系统亲热相关的局部是该系统的环境。依据系统和环境之间交换物质和能量的不怜悯形可以分为:开放系统:系统与环境之间既有物质的交换,又有能量的传递。封闭系统:系统与环境之间只有能量的交换而无物质的交换。隔离系统:系统与环境之间既无物质的交换也无能量的交换。终初可逆过程体积功最大Wemax=-nRTln〔V /V 〕终初等温等压〔理气〕We=-p
△V=-△nRT外热力学能又称内能,它是系统内部一切形式的能量总和,用符号U表示。△U=Q+WQ:系统从环境里吸取的热量W:环境对系统做功等容热效应:△U=QV等压热效应:△H=QP△H=QP=QV+△nRT=△U+△nRT反响前后气体的物质的量没有变化〔△n=0〕的反响或者是反响物与产物都在溶液或者固体中发生的反响,系统的体积变化微小,△V≈0,可以认为:△U≈△H定义热力学的标准态:气体:压力为100kPa及标准压力下的纯抱负气体。假设为混合气体则是指各气体的分压为标准压力且均为抱负气体的性质。纯液体〔或纯固体:标准压力下的纯溶液〔或纯固体〕溶液溶液由溶质和溶剂构成溶质的标准态是指在标准压力溶质浓〔严格应为活度〕为1mol/L或质量摩尔浓度为1mol/kg且具有抱负溶液性质的溶质溶剂的标准态则是指标准压力下的纯溶剂。对于生物系统标准态的规定为温度 37℃,氢离子的浓度为1*10-7mol/L。
〔反响物〕r m f
m〔反响物〕-Σv△
f mHΘ〔产物〕c m c m
=ΣvSΘ
〔产物〕-ΣvSΘ
〔反响物〕r m m m
〔产物〕-ΣvGΘ
〔反响物〕r m f m f mr m r r m r 〔Θ〔EΘ〕/〔AΘ〔Θ〕=〔ppΘppΘ/pAΘ〔pΘ〕在等温等压不做非体积功的条件下,当反响到达平衡时,反响系统Gibbs自由能变△r G=0,依据化学反响等温方程式,此时反响商 Q用KΘr
+RTlnKΘr即GΘ
m=-RTlnKΘr m21.KΘ=〔[D]/cΘ〕〔[E]/cΘ〕/〔[A]/cΘ〕〔[B]/cΘ〕=[pD/pΘ][pE/pΘ]/[pA/pΘ][pB/pΘ]r mHΘ/RT+△SΘ/Rr m r mln〔KΘ
-T〕/T
*T1]2 1 r m 2 1 2ν=1*dξ1*dcBVdtvB dt速率方程v=k*cα〔A〕*cβ〔B〕一级反响lnCo(A)=kt k:时间-1C〔A〕二级反响1 - 1 =kt k:浓度-1*时间-1C(A)Co(A)零级反响Co(A)-C(A)=kt k:浓度*时间-1碰撞理论中,能发生反响的碰撞为有效碰撞,不能发生反响的碰撞称为弹性碰撞。〔或恰当的取向〕 反响物分子中具有较大动能并能够发生有效碰撞的分子称为活化分子活化分子具有最低能量E’与反响物分子的平均能量E 之差称为化学反响的活化能,用Ea表示,平平活化分子分数f=e-Ea/RT速率常数与温度的关系k=A*e-Ea/RT OR lnk=-Ea+lnART31.lnk2=Ea*〔T2−T1〕k1 R T1T2 但凡反响物分子经直接碰撞一步就能转化为产物的化学反响称为元反响就能完成的化学反响称为简洁反响,大多数化学反响经受一系列的步骤才完成,称为复合反响。元反响的反响分子数表示需要几个反响物分子微粒同时碰撞才能发生化学反响。 当温度肯定时,元反响的反响速率方程与各反响物浓度的幂之积成正比,化学反响方程式中相应计量数为指数。复合反响速率方程浓度项幂指数α,β由试验确定。 对难挥发性非电解质淡薄溶液而言,与溶质本性无关,只取决于溶质在溶液中的质点数目的性质,具有肯定共同性和规律性,称为淡薄溶液的依数性质。 气相和液相到达平衡时,蒸气密度不再转变,这是蒸气具有的压力称为该温度下的饱和蒸汽压力,简称蒸气压力。蒸气压力随温度上升而变大。无论固体还是液体,蒸气压力大者称为易挥发物质,蒸气压力小者称犯难挥发物质。含有难挥发性溶质溶液的蒸气压力总是低于同温度纯溶剂的蒸气压力。蒸气压力下降△p=p0xB
p0为纯溶剂蒸气压力,xB
为溶质的摩尔分数。△p=p0
Mab
=Kb
K为比例系数,取决于p0和溶剂的摩尔质量M。1000B B A常见温度已经到达或者超过液体沸点时,液体并没有沸腾的现象称为过热现象。△Tb=Tb-Tb0=KbbB Kb为溶剂的摩尔沸点上升常数。与过热现象类似,过冷现象也广泛存在。△TfTf0-Tf=KfbB Kf为溶剂的摩尔凝固点降低常数。 沸点上升法和凝固点降低法常用于测定溶质相对分子质量Kf值大于Kb值,同一溶液的凝固点降低值比沸点上升值大,所以凝固点降低法灵敏度相对较高,试验误差相对较小。特别是凝固点测定法常在低温下进展,一般不会引起生物样品的变性或破坏。因此,在医学和生物科学试验中凝固点降低法的应用更为广泛。电解质淡薄溶液与非电解质淡薄溶液类似△Tb=iKbBb △Tf=iKfbB 溶液越稀,i越趋近于电解质解离出的正离子和负离子的总数。 渗透压力:将纯溶剂与溶液以半透膜隔开时,为维持渗透平衡所向溶液上方施加的最小压力。Π=cBRT,对淡薄溶液,Π=bBRT对电解质溶液产生的渗透压力,计算公式校正为Π=icBRT定义体液中能够产生渗透效应的溶质粒子〔分子、离子〕统称为渗透活性物质,渗透活性物质的浓度表达可以使用渗透浓度,单位为mol/L,符号记作cos,渗透压力是淡薄溶液的依数性质,在肯定温度下,淡薄溶液的渗透压力与渗透浓度成正比,与溶质本性无关,Π=cosRT晶体渗透压力:血浆中的小分子晶体物质〔主要是氯化钠、其次是碳酸氢钠和葡萄糖、尿素等〕形成的渗透压力称为血浆的晶体渗透压力,约705.6kpa。胶体渗透压力:血浆中的大分子物质〔蛋白质、核酸〕形成的渗透压力,其数值较小,2.93-4.00kpa。电解质的解离程度可以定量地用解离度α来表示,α=已解离分子数/原有分子总数试验测得的解离度并不代表强电解质在溶液中的实际解离度,故称为表现解离度离子互吸理论:1.强电解质在水中完全解离2.离子间通过静电引力相互吸引,每一个离子都被四周电荷相反的粒子包围着,形成所谓离子氛100%发挥离子应有的效能。活度:电解质溶液中实际上能起作用的离子浓度,也称有效浓度。aB=γB*bB/bΘ 酸碱质子理论:但凡能给出质子〔H+〕的物质都是酸,但凡能承受质子的物质都是碱。酸释放一个质子后形成其共轭碱,碱结合一个质子后形成其共轭酸。酸碱反响的实质是两对共轭酸碱对之间的质子传递反响。Kw称为水的质子自递平衡常数,又称水的离子积。Kw=[H3O+][OH-]pH=-lga〔H3O+〕,淡薄溶液中,浓度和活度的数值格外接近,可用浓度代替活度,有pH=-lg[H3O+]Ka=[Ac-][H3O+]/[HAc],Ka称为酸解离常数Kb=[OH-][NH4+]/[NH3],Kb称为碱解离常数弱酸的Ka和其共轭碱的Kb之间有确定的对应关系,Ka*Kb=Kw多元酸和多元碱:Kai*Kbn+1-i=Kw ,n为可结合或可释放的质子总数A.弱酸〔碱〕浓度减小,其解离度α增大,解离平衡向解离方向移动可使弱酸或弱碱的解离度降低。之间的相互牵制作用增大,弱酸或弱碱的解离度略有增大。产生同离子效应时,必定伴随盐效应,但同离子效应的影响比盐效应大得多,一般状况下不考虑盐效应的影响。一般浓度下,对于强酸,3〔对于强碱B当强酸或强碱[H3O+]或[OH-]<10-6mol/LH2O解离出的H3O+OH-就不能无视。Ka*ca≥20Kw〔碱的质子传递平衡。当弱酸的α<5%,ca/Ka≥500,Ka=ca*α2,α=√Ka/ca,[H3O+]=√Ka∗ca,反之Ka=〔ca*α2
Ka Ka 4Ka √ Ka Ka 4Ka 〕-αH3]2/〔a],H3 2当弱碱的α<5%,cb/Kb≥500,Kb=cb*α2,α=√Kb/cb,[H3O+]=√Kb∗cb,
=〔c
*α2〕/〔1-α〕=[OH-]2/〔c
-],-b b2b b b a 2纯溶液中,多元酸[A2-]≈Ka2 同理可适多元碱。3两性物质溶液,[HO+]=√Ka∗Ka’,3对于负离子型和氨基酸型两性物质,[H3O+]=√Ka1∗Ka2KaKw,不行无视KwNa2HPO4溶液,由质子守恒得[H3O+]+[H2PO4-]=[OH-]+[PO43-],[𝐇𝟑𝐎][𝐇𝐏𝐎𝟐] [𝐇𝟑𝐎][𝐏𝐎𝟑]又∵Ka2=
𝟒[𝐇𝟐𝐏𝐎𝟒]
𝟒 ,𝟒[𝐇𝐏𝐎𝟐]𝟒得[H
O+]≈√𝐊𝐚𝟐〔𝐊𝐚𝟑∗𝐜𝐊 𝐰〕≈√𝐊𝐚𝟐〔𝐊𝐚𝟑∗𝐜𝐊 𝐰〕3 𝐜𝐊 𝐚𝟐 𝐜pH根本不变的溶液称为缓冲溶液。缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗作用称为缓冲作用。缓冲系或缓冲对。 pH=pKa
+lg𝐜〔𝐁 〕𝐜〔𝐇𝐁〕等浓度共轭酸和共轭碱可用体积比代替浓度比,pH=pKa
+lg𝐕〔𝐁 〕𝐕〔𝐇𝐁〕缓冲容量β衡量缓冲溶液缓冲力量大小的尺度𝐝𝐧定义式:β=
𝐚〔𝐛〕𝐕|𝐝𝐩𝐇|
,V是缓冲溶液体积,dnab〔ab
是缓冲溶液中参加的微小量一元强酸或一元强碱的物质的量,|dpH|为缓冲溶液pH的微小转变量确实定值。推导式:β=2.303{68.缓冲比〔[𝐁]
[𝐇𝐁][𝐇𝐁][𝐁
* [𝐁 ] }*c[𝐇𝐁][𝐁 ] 总[𝐇𝐁]〕直接影响溶液的缓冲力量,缓冲比等于1时,缓冲容量最大;缓冲比越1,缓冲容量越小。1:1010:11:1010:1是保证缓冲溶液具有足够缓冲力量的变化区间。即pH为pKa-1pKa+1的取值范围定为缓冲作用的有效区间,称为缓冲溶液的有效缓冲范围。缓冲溶液配制方法所配缓冲溶液的pH近弱酸的pKa所配缓冲溶液的总浓度要适当。通常使总浓度在0.05mol/L~0.2mol/L范围内为宜。计算所需缓冲系的量。通常使用一样浓度的弱酸及其共轭碱配制缓冲溶液。校正。参加强酸或强碱的方法,对所配缓冲溶液的pH加以校正。pH计。酒石酸氢钾、邻苯二甲酸氢钾和硼砂标准缓冲溶液,都是由单一化合物配制而成的。状况一:化合物溶于水,解离出大量两性离子状况二:溶液中化合物的组分就相当于一对缓冲对。3CO2-HCO-20:1,pH7.40.3pH7.357.45,碱中毒pH6.87.8,导致死亡在肯定条件下,当沉淀和溶解的速率相等时,便到达固体难溶电解质与溶液中离子间的平衡,这称为沉淀-溶解平衡Ksp=[An+]a[Bm-]b,Ksp称为溶度积常数,简称溶度积。:每升溶液中溶解的溶质物质的量〔或质量,=b√aabb胶体分散系包括溶胶、高分子溶液和缔合胶体三类。分散相在介质中分散的程度称为分散度,分散度常用比面积表示。S0=S/V外表层分子比内局部子多出一局部能量,称为外表能。液体外表有自动缩小外表积的趋势胶粒中的胶核〔原子、离子或分子的聚拢体〕有吸附其他物质而降低界面能的趋势,常选择性地吸附分散系统中与其组成类似的离子作为稳定剂,而使其界面带有肯定电荷。固态胶核外表荷电后,以静电引力吸引介质中的电荷相反的离子〔反离子。反离子有越远,反离子越少。胶核外表荷电而结合大量水,且吸附的反离子也是水合离子,给胶粒四周掩盖了一层水合膜。靠近胶核的水合膜层〔包括存在于胶核外表的离子和被束缚的反离子〕吸附层其余反离子呈集中状态分布在吸附层四周,形成与吸附层荷电性质相反的集中层由吸附层和集中层构成的电性相反的两层构造称为集中双电层胶核和吸附层合称胶粒,胶粒和集中层合称胶团83溶胶的光学性质:Tyndall效应溶胶的动力学性质:溶胶的胶粒在介质中不停地作不规章的运动,称为Brown运动。胶粒质量越小,温度越高,运动速度越快,Brown运动越猛烈。为集中。温度越高,溶胶的黏度越小,越简洁集中。重力场中,胶粒受重力的作用而下沉,这一现象称为沉降。当沉降速度等于集中速度,系统处于平衡状态,这时,胶粒的浓度从上到下渐渐增大,形成一个稳定的浓度梯度,这种状态称为沉降平衡。溶胶的电学性质:在电场作用下,带电胶粒在介质中的运动称为电泳。在电场作用下,分散介质的定向移动现象称为电渗。溶胶的稳定因素:胶粒带电带有一样电荷的两个胶粒间存在静电斥力,阻挡两胶粒接近,合并变大。胶粒外表水合膜的保护作用胶团的水合双电层如同一层弹簧膜,阻碍胶粒相互碰撞合并变大。水合膜越厚,胶粒越稳定。胶粒的动力稳定性布朗运动使其不易沉降当溶胶的稳定因素受到破坏,胶粒碰撞时会合并变大,从介质中析出而下沉,此现象称为聚沉。电解质的聚沉作用电解质聚沉力量大小常用临界聚沉浓度mmol/L。反离子的价数越高,聚沉力量越强。同价离子聚沉力量〔感胶离子序〕正离子:H+>Cs+>Rb+>NH+>K+>Na+>Li+4负离子:F->Cl->Br->I->CNS-一些有机物离子具有格外强的聚沉力量,especially外表活性剂溶胶的相互聚沉带相反电荷的溶胶有相互聚沉力量高分子物质对溶胶的保护作用和敏化作用67完全掩盖,胶粒附着在高分子物质上,质量变大引起聚沉。溶胀过程,即溶剂积成倍甚至数十倍的增长。蛋白质等高分子化合物在水溶液中往往以离子形式存在,常称之为高分子电解质。蛋白质分子的特征是在力强阳离子、阴离子、两性离子三类。使蛋白质所带正电荷与负电荷相等〔净电荷为零〕时溶液pH称为该蛋白质的等电点。处于等电点时的蛋白质,在外加电场中不发生泳动,也简洁聚沉。蛋白质的水合作用是蛋白质溶液稳定的主要因素。因参加大量无机盐使蛋白质从溶液中沉淀析出的作用称为盐析。除无机盐外,于蛋白质溶液中参加与水作用猛烈的有机溶剂〔如乙醇、甲醇、丙醇等〕也能降低蛋白质的水合程度,蛋白质因脱水而沉淀。温度变化,pH变化等也会破坏蛋白质溶液的稳定性。大多数蛋白质在等电点四周溶解度最小,利用这一性质,只要调整溶液的pH就简洁使这些蛋白质沉淀。在肯定条件下,如温度下降或溶解度减小时,不少高分子溶液的黏度会渐渐变大,最终胶凝,所形成的立体网状结构物质叫凝胶。凝胶可分为刚性凝胶和弹性凝胶两大类。刚性凝胶粒子间的交联强,网状骨架结实,假设将其枯燥,网孔中的分散介质可被驱出,而凝胶的体积和外形无明显变化,如硅胶、氢氧化铁凝胶等。柔性高分子化合物形成的凝胶肯定是弹性凝胶溶胀变大,甚至完全溶解。将弹性凝胶露置一段时间,一局部分散介质会自动从凝胶中分别出来,凝胶体积也渐渐缩小,这种现象称为脱液收缩或离浆。能显著降低水的外表张力的物质称为外表活性物质或外表活性剂。疏水性或亲脂性非极性基团,另一类为亲水性极性基团。进入水中的外表活性剂到达肯定量时,在分子外表膜形成的同时,外表活性剂也渐渐聚拢胶束临界胶束浓度。 乳状液是以液体为分散相分散在另一种不相溶的液体中所形成的粗分散系,其中一个相是水,另一相统称为油〔包括极性小的有机溶剂。 乳化剂,乳化剂所起作用称乳化作用。常用乳化剂是一些外表活性剂。 氧化值是某元素一个原子的表现荷电数,氧化值上升,发生氧化反响,氧化值降低,发生复原反响。氧化复原反响中,失去电子的物质称为复原剂,获得电子的物质称为氧化剂。任何一个氧化复原反响都可以拆分成两个氧化复原半反响,通式写作:Ox+ne-⇌Red符号符号Ox表示氧化型物质,符号Red表示复原型物质。同一元素的氧化型物质及对应的复原型物质称为氧化复原电对。 将氧化复原反响的化学能转化为电能的装置称为原电池,半电池中的电子导体称为电极负极正极电池反响。 当将金属片插入水或金属盐溶液中时,金属外表晶格上的离子由于本身热运动以及受在电位差,称为金属在此溶液中的电位或电极电位时金属外表负电荷越多,该金属电极的电极电位越低;金属越不活泼,溶解趋势越小,平衡时金属外表负电荷越少,该金属电极的电极电位越高。107.电极电位用符号φ107.Ox/Red
表示,单位是伏特〔V〕.电极电位的大小除了和金属本性有关外,还与温度、金属离子的浓度〔或活度〕有关。在标准状态下测得的某个氧化复原电对所形成电极的电极电位就是该氧化复原电对的标准电极电位,用符号φΘOx/Red
表示,单位是伏特V。A.电极电位越高,氧化复原电对中氧化型物质得电子力量越强,是较强的氧化剂;电极电位越低,氧化复原电对中复原型物质得电子力量越强,是较强的复原剂。B.的氧化型物质的氧化力量较弱。C.较强氧化剂和较强复原剂作用,生成较弱的复原剂和较弱的氧化剂,这是一个自发过程。系统所做的非体积功全部为电功,系统对环境做功,功为负值,有:r △r 电功,最大n是电池反响中所转移的电子的物质的〔配平的氧化复原反响方程式中转移电子数〕E是原电池的电动势;F为法拉第常数,F=96485C/molr 当电池中各物质均处于标准态时,可表示为GΘ=-nFEr
=-nFEΘ 又
RTlnKΘ,得-nFEΘRTlnKΘ
= nFEΘr m r m
2.303RT氧化复原反响的平衡常数有如下规律:〔1〕.氧化复原反响的平衡常数与氧化剂和复原剂的本性有关,即与电池的标准电动势有关,而与反响体系中物质浓度〔或分压〕无关。〔2〕.氧化复原反响的平衡常数KΘ与电子转移数〔n〕有关,即与反响方程式的写法lgKΘn成正比。〔3〕.氧化复原反响的平衡常数与温度有关。〔4〕.n=2,EΘ>0.2Vn=1,EΘ>0.4V时,KΘ>106,此平衡常数已相当大,反响进展得比较完全。
+RTlnQ,∴-nFE=-nFEΘ+RTlnQ,∴E=EΘ+对于任意一个电极反响〔半反响〕pOx+ne对于任意一个电极反响〔半反响〕pOx+ne-⇌qRed,其电极电位表达式的通式为φ〔Ox/Red〕=φΘ〔Ox/Red〕+RTlncp〔Ox〕=φΘ〔Ox/Red〕--RTlnQnFcq〔Red〕nFRTlnQ致电极电位分转变,氧化型物质浓度越大,φ〔Ox/Red致电极电位分转变,氧化型物质浓度越大,φ〔Ox/Red〕值越大,复原型物质浓度越大,φ〔Ox/Red〕值越小。打算电极电位凹凸的主要因素是标准电极电位,一般状况下浓度对电极电式中物质前的计量系数很大时才对电极电位产生显著的影响。〔1〕H+,OH-H2OpH值的转变将导致电极电位的变化。在氧化复原反响中,参加某种物质使氧化型或复原型物质生成沉淀将显著地转变它们的浓度,使电极电位发生变化。在氧化复原反响中,假设氧化型或复原型物质生成弱酸〔或弱碱〕使其浓度降低,将导致电极电位发生变化。电极电位值为定值并可作为参照标准的电极称为参比电极,电位与待测离子的浓度〔或活度〕有关,并且它们之间符合某种函数关系的电极称为指示电极。118.薛定谔方程𝛛𝟐𝚿+𝛛𝟐𝚿+𝛛𝟐𝚿+𝟖𝛑𝟐〔𝐄−𝐕〕𝚿=0𝛛𝐱𝟐𝛛𝐲𝟐𝛛𝐳𝟐𝐡𝟐式中,m是粒子的质量,E是总能量,V是势能,h是普朗克常量。|Ψ|2表示在原子核外空间某点P〔x,y,z〕电子消灭的概率密度,即该点单位体积中电子消灭的概率。119.主量子数用符号nnn也称为电子层,n=1,2……的电子层符号分别表示为K,L……轨道角动量量子数用符号l取值受主量子数nl取01……,共n个值。原子轨道能量还与角量子数l有关,故l又称为电子亚层。磁量子数用m表示。它打算原子轨道的空间取向,或轨道角动量在外磁场方向〔z方向〕重量的大小。ml0,±1,……±l2l+1个值。由于轨道能量与磁量子数无关,由量子数n,l打算,故各亚层内轨道能量相等,处于同一能级,被称为简并轨道或等价轨道。自旋角动量量子数s表示。打算自旋角动量在外磁场方向重量的大小。s可以取+1和-1
两个值,分别表示电子自旋的两种状态,也可用符号“↑”和“↓”表示。120示。120.Ψn,,l〔r,Θ,φ〕=R 〔r〕*Y 〔Θ,φ〕m n lm,l,Rn,l〔r〕称为波函数的径向局部或径向波函数r的函数,与n,l两个量子数有关。Yl,m〔Θ,φ〕称为波函数的角度局部或角度波函数,它是方位角Θ,φ的函数,与m,l两个量子数有关,表达原子轨道在核外空间的外形和取向。121.当两个原子形成共价键时,发生轨道重叠,其供给轨道的波瓣同号,则成键时发122.Rn,l2〔r〕r2之积定义为径向分布函数,即,l它表达电子在离核r处单位厚度球壳内消灭的概率大小。D〔r〕=Rn 2〔r〕*r2n,l确定后,径向分布函数D〔r〕应有〔n-l〕个峰。每一个峰表示离核r处,电子消灭概率的一个极大值,主峰表示电子消灭在该rn肯定时,l越小,则峰越多,而且第一个峰离核越近,或者说第一个峰钻的越深,即常说的轨道钻穿现象。Pauli不相容原理2个电子具有四个完全一样的量子数能量最低原理Pauli体系总能量最低,又称构造原理。Hund规章〔即简并轨道且自旋平行。在l一样的简并轨道上,电子全布满,半布满或全空时,原子的能量最低、最稳定。原子内层中满足稀有气体电子层构造的局部称为原子芯,原子芯外的电子常被称为价电子,价电子所处的电子层为价电子层或价层。能级组和元素周期主族包括ⅠA~ⅧA族,其中ⅧA族又称零族。主族元素的内层轨道全布满,最外层电子组态从ns1、ns2ns2np6,同时最外层又是价层。最外层电子总数等于族数。副族包括ⅠB~ⅧB〔n-1〕d〔n-〕f〔n-fn-〕d和ns电子都是副族元素的价电子。1.s区元素ns1ns2,包括ⅠAA族。除H反响中简洁失去1个和2+1+22.p区元素ns2np1~6〔He1s2外〕,包括ⅢA~ⅧAAP成分。3.d区元素价层电子组态是〔n-1〕d1~8ns2或〔n-1〕d9ns1或〔n-1〕d10ns0,包括ⅢB~ⅧB族,都是金属元素,且在物理和化学性质方面表现出很多共性,每种元素都有多种氧化值,都含有未布满的d轨道,易形成配位化合物中不行缺少的中心原子。4.ds区元素价层电子组态为〔n-1〕d10ns1~2,包括ⅠBBdds素次外层〔n-1〕d5.f区元素价层电子组态一般为〔n-2〕f0~14〔n-1〕d0~2ns2,包括镧系和锕系元素。最外层电子数目、次外层电子数目大都一样,只有〔n-2〕f亚层电子数目不同,所以每+3.10过度元素最初指ⅧBddsf其中镧系和锕系元素称为内过度元素〔Sc〕和钇〔Y〕17稀土元素。原子半径同周期中相邻两元素的原子半径减小的平均幅度是:非过渡元素〔~10pm〕>过度元素〔~5pm〕>内过度元素〔~1pm〕电离能通常用元素的第一电离能〔I〕来比较原子失去电子的倾向,它是气态的基态原子失去1一个电子,变成气态的正一价离子所需要的最低能量。电子亲合势11反映元素结合电子的力量。电负性现代价键理论要点:〔两原子轨道有效重叠自旋方向相反的单电子配对形成共价键后,就不能再和其他原子中的单电子配对。所以每个原子所能形成共价键的数目取决于该原子中的单电子数目。这就是共价键的饱和性。成键时,两原子轨道重叠越多,两核间电子云越密集,形成的共价键越结实,这称为原子轨道最大重叠原理。假设共价键是由成键两原子各供给1个电子配对成键的,称为正常共价键。假设共价键的形成是由成键两原子中的一个原子单独供给电子对进入另一个原子的空轨道而成键,这种共价键称为配位共价键,简称配位键。要形成配位键必需同时具备两个条件:一个成键原子的价电子层有孤对电子;另一个成键原子的价电子层有空轨道。键能是从能量因素来衡量共价键强度的物理量。对于双原子分子,键能就等于分子的解离能。分子中两成键原子的核间平衡距离称为键长。单键键长>双键键长>三键键长分子中同一原子形成的两个化学键间的夹角称为键角。当成键原子的电负性一样时,核间的电子云密集区域在两核的中间位置,两个原子核所形成的正电荷重心和成键电子对的负电荷重心恰好重合,这样的共价键称为非极性共价键。当成键原子的电负性不同时,核间的电子云密集区域偏向电负性较大的原子一端,使之带局部负电荷,而电负性较小的原子一端则带局部正电荷,键的正电荷重12心与负电荷重心不重合,这样的共价键称为极性共价键。spnsnpspsp、sp2、sp3三种杂化。spd型杂化:能量相近的〔n-1〕d、ns、npns、np、nddsp或spdspd型杂化。 杂化后所形成的几个杂化轨道所含原来轨道成分的比例相等,能量完全一样,这种杂化称为等性杂化。杂化后所形成的几个杂化轨道所含原来轨道成分的比例不相等而能量不完全一样杂化称为不等性杂化 π键有定域π键与离域π键之分。定域键属双中心键,而离域键属多中心键。不少有机与无机化合物中都含有离域π键,常称大π键〔Π〕。含有m个电子和n个原子的大π键可用Πm表示。n价层电子对互斥理论推断分子空间构型的步骤:确定中心原子中价层电子对数中心原子价层电子数+配原子供给共用电子数±离子电荷数〔负〕价层电子对数= 正2规定:〔1〕.作为中心原子,卤素原子按供给7个电子计算,氧族元素原子按供给6个电子计算〔2〕.作为配原子,卤素原子和H1个电子,氧族元素不供给电子〔3〕.11对电子处理〔4〕.1对电子对待推断分子的空间构型孤对电子数为0构型发生“畸变”抱负的价层电子对构型和分子构型电子对数杂化类型轨道外形孤电子对数分子外形例2sp直线形0直线形BeCl2、CO2平面正三角形3sp2平面正三角形3sp21V字形〔角形、弯曲形〕SO20正四周体CCl44sp3正四周体1三角锥NH32V字形〔角形、弯曲形〕H2O13
0 平面正三角形
BCl30三角双锥PCl515 sp3d 三角双锥变形四周体〔跷跷板形〕TeCl42T字形ClF33直线形I30正八面体SF61四方锥IF56sp3d2正八面体2平面十字形ICl43T字形ClF34直线形XeF20五角双锥IF77sp3d3五角双锥1五角锥IF52五角形XeF4 大,能量较原子轨道低的称为成键分子轨道;由原子轨道相减重叠,核间电子概率密度很小,能量较原子轨道高的称为反键分子轨道;假设组合得到的分子轨道与组合前的原子轨道能量没有明显差异,所得分子轨道叫做非键轨道。分子轨道理论中,用键级表示键的结实程度。键级=1〔成键轨道电子数−反键轨道电子数〕2A;n≤14B正、负电荷重心重合的分子是非极性分子;不重合的是极性分子。分子极性的大小用电偶极矩〔→〕量度,等于正负电荷重心距离〔d〕和正电荷重心或μ14负电荷重心上的电量〔q〕的乘积。→=μ
q·d极性分子具有永久偶极,在外电场作用下,分子的偶极按电场方向取向,同时使正、负电荷的距离增大,分子的极性因而增加。这种因外电场的作用使分子变形而产生偶极或增大偶极矩的现象称为分子的极化,由此而产生的偶极称为诱导偶极,其电偶极矩称为诱导电偶极矩。极性分子本身存在的正、负两极称为固有偶极。当两个极性分子充分靠近时,固有偶极就会发生同极相斥、异极相吸的取向〔或有序〕排列。这种极性分子与极性分子之间的固有偶极之间的静电引力称为取向力在极性分子的固有偶极诱导下,接近它的分子会产生诱导偶极,分子间的诱导偶极与固有偶极之间的电性引力,称为诱导力。
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