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第一章物质存在的状态一、气体1、气体分子运动论的根本理论①气体由分子组成，分子之间的距离>>分子直径；②气体分子处于永恒无规那么运动状态；③气体分子之间相互作用可忽略，除相互碰撞时；④气体分子相互碰撞或对器壁的碰撞都是弹性碰撞。碰撞时总动能保持不变，没有能量损⑤分子的平均动能与热力学温度成正比。2、理想气体状态方程③适用条件：温度较高、压力较低使得稀薄气体c、气体的状态求其密度3、混合气体的分压定律①混合气体的四个概念a、分压：相同温度下，某组分气体与混合气体具有相同体积时的压力；b、分体积：相同温度下，某组分气体与混合气体具有相同压力时的体积②混合气体的分压定律a、定律：混合气体总压力等于组分气体压力之和；某组分气体压力的大小和它在混合气体中体积分数或摩尔数成正比b、适用范围：理想气体及可以看作理想气体的实际气体c、应用：分压求总压或由总压和体积分数或摩尔分数求分压、①定律：T、p相同时，各种不同气体的扩散速率与气体密度的平方根成反比：(p表示密度)二、液体1、液体①蒸发气体与蒸发气压A、饱和蒸汽压：与液相处于动态平衡的气体叫饱和气，其气压叫做饱和蒸汽压b、气液共存时不受量的变化而变化；c、物质不同，数值不同②沸腾与沸点A、沸腾：当温度升高到蒸汽压与外界压力相等时，液体就沸腾，液体沸腾时的温度叫B、特点：a、沸点的大小与外界压力有关；外界压力等于101kPa时的沸点为正常沸点；b、沸腾是液体外表和内部同时气化的现象①溶液与蒸汽压a、任何物质都存在饱和蒸汽压；b、纯物质的饱和蒸汽压只与物质本身的性质和温度有关；c、一定温度下饱和蒸汽压为常数；②溶液的沸点升高和凝固点的下降仅适用于非电解质溶液点下降的度数iii、防冻剂：非电解质溶液如乙二醇、甘油等渗透现象的原因：半透膜两侧溶液浓度不同；渗透压：为了阻止渗透作用所需给溶液的额外压力c较小时，可近似为c≈m④非电解质稀溶液的依数性a、难挥发非电解质稀溶液的蒸汽压下降、凝固点下降、沸点上升和渗透压变化都与溶液中所含的种类和性质无关，只与溶液的浓度有关，总称溶液的依数性，也叫非电解质稀溶液的通性。b、注意：上述非电解质稀溶液的有关计算公式用于电介质稀溶液时要乘以相应电解质中溶液中的质点数；但浓溶液不能用上述公式计算。1、胶体的组成：分散相+分散介质+稳定剂①光学性质：丁达尔效应————胶团对光的散射现象；②动力性质：布朗运动—————胶团粒子的不规那么运动；③电学性质：电泳现象—————胶粒在电场下的不规那么运动②聚集稳定性：胶粒的带电性使同种电荷有排斥作用；③热力学稳定性：胶体粒子因很大的比外表积而能聚集成大颗粒4、胶体的聚沉———关键：稳定性的去除①加电解质，如明矾使水净化(吸附电荷);②与相反电性的溶胶混合；③加热第二章化学动力学初步一、化学反响速率①表达：化学反响速率可用反响物或生成物的浓度随时间的变化率来表示。②数学表达式：对于反响A→B:或注：以反响物浓度减少和生成物浓度增大和生成物浓度增大表示是符号不同；用不同物质浓度来表示反响速率不同。2、反响进度量除以相应的计量系数。行一个单位的反响3、速率方程和速率常数注意：非基元反响的速率方程不能根据反响式写出速率方程，必须根据实验测定复杂的非基元反响→分成假设干个基元反响→最慢一步发宁作为苏空反响反响速率越快，但并非每次碰撞都能引起反响发b、相互碰撞的分子必须具有足够的能量。把能够发生有效碰撞的分子称为活化③根据碰撞理论，增大化学反响速率的方法：a、增大单位时间内分子碰撞的总数————增大浓度；b、增大碰撞总数中有效碰撞的百分数———升高温度④活化能：碰撞理论认为，活化能是活化分子的平均能量与反响物分子的平均能量之差①主要内容：化学反响并不是通过简单碰撞就能完成的，而是在反响物到生成物的过程中经过一个高能的过渡态，处于过渡态的分子叫做活化络合物。活化络合物是一种是一种高能量的不稳定的反响物原子组合体，它能较快的分解为新的能量较低的②活化能E。:过渡态理论认为，活化能是反响物分子能量与处于过渡态的活化络合物分子的平均能量之差3、活化能：决定反响速率的内在因素①活化能在一定温度范围内可认为是常数；③催化剂可以改变反响的活化能，故可以降低化学反响速率三、影响化学反响速率的因素1、浓度：由速率方程v=k·c“(A)c”(B)知，浓度对化学反响速率有一定的影响压强对化学反响速率与的影响是通过浓度来实现的。2、温度①范特霍夫规那么:对于一般的化学反响，温度每升高10K,反响速率增加2-4倍②阿伦尼乌斯公式：反响速率常数，R为摩尔气体常数8.314J·mol·K-',e为自然对数底，该公式的对数b、应用：(1)求某一温度下某反响的k:活化能E。大，反响速率随温度的升高增加较快二点法：不同温度下反响速率常数k的计算的图像得出的结论：i、同一反响，低温低和高温时变化同样的温度，低温时反响速率变化大；即一个反映在低温时速率随温度变化比高温区更显著ii、不同反响，变化相同的温度时，E。大的反响k变化大。升高温度有利于E。大的反响3、催化剂及根本特征a、催化剂和催化作用：正催化剂；负催化剂(阻化剂)第三章化学热力学初步①环境与体系ii、分类：敞开体系(与外界可进行物质能量交换)封闭体系(只有能量交换)孤立体系(物质、能量均不与外界交换)a、状态：体系的某种存在状况。它由一系列的物理量决定，如气体的p、V、Ta、广度性质：及容量性质，与体系中物质的量成正比的量，当系统中各种气态物质的气压均为标准压力p°,固态和液态物质外表承受的压力等于压力p°,溶液中各物质的浓度均为1mol·L'时，我们就说物质处于热力学标准态。②热力学第二定律：揭示了宏观过程的方向与限度熵增加原理：孤立体系有自发向混乱度增加的方向变化的趋势③热力学第三定律：任何纯物质的完整晶体在T=OK时的熵值为零二、化学热力学四个重要的状态函数1、热力学能(内能)①符号U,是系统内各种形式能量的总和②内能的变化△Ua、对于孤立体系，环境改变，内能不变；对于非体系，△U=U,-U。准态下进行的，其值的大小与化学反响方程式的书写一一对应。2、焓①焓c、符号规定：放热反响，△H<0;吸热反响，△H<0e、表式意义：化学反响在等温等压下发生，不做其它功时，化学反响的热效应等于系统状态函数的变化量f、注意：△H表示每摩尔反响即ξ=1mol时，而不是每摩尔反响物②热化学方程式a、表式意义：表示化学反响与其热效应关系的化学方程式b、标准写法(以以下为例):△△G反响物和生成物都处于标准态反响温度焓的变化EQ\*jc3\*hps38\o\al(\s\up7(H),龙)c、书写化学方程式的考前须知i、需注明反响条件；ii、需注明各物质的存在状态；iii、正确表达反响的热效应非标准态(压力不为p⁰)时，那么表示为A,H3、熵①混乱度和熵混乱度：即无序度，其大小与体系中存在的微观粒子数目有关熵：体系混乱度的热力学度量表示符号：S;单位：J·K-';熵是状态函数，具有广度性质②绝对熵：任何温度下的熵值，及温度为T时，△S=S₇-S₀=S°(T)注：绝对熵为相对值③反响熵：发生1mol时熵变化的简称，化学反响的上增大还是减小，有时很容易判断：凡气体分子增多的反响，一定是熵增反响；反之是熵减小反响；反响前后气体分子数目不变的反响难以熵增还是熵减④标准熵a、定义：在标准状态下，1mol纯洁物质的绝对熵叫标准熵ii、结构相似，相对分子量不同的物质，Sm随相对分子量的增加而增大⑤标准摩尔反响熵变a、热力学标准态下，反响终始态物质的熵值之差c、意义：i、正值(熵增加)倾向自发过程；①吉布斯自由能a、定义：封闭系统在等温等压条件下向环境可能做的最大有用功对应的状态函数，符号为在等温条件下可以理解为，焓变(△H)=自由能变化(△G)+热力学温度(T)×熵变〔△S〕当△G>0时，Wmx¹<0,说明过程非自发进行，必需由环境对体系做功②自由能G——反响自发性的判据定温定压下，任何自发变化总是反响吉布斯自由能函数减少△G<0,自发过程，正向反响自发；△G>,非自发过程，其逆反响为自发过程定义：在热力学标准态下你，稳定单质的生成自由能为零。由稳定单质生成1mol纯物质时反响的自由能变化为该物质的标准摩尔生成自由能。三、化学热力学的应用1、盖斯定律①内容：如果一个反响可以分几步进行，那么总反响的焓变等于各分步反响焓变之和，前提是保持反响条件(温度、压力)不变。②应用：用于进行太慢或反响速率不易控制而无法直接测得反响热的化学反响。③应用条件：a、某化学反响是在等压(或等容)的条件下进行的，在分步完成时各分步反响也要在等压〔等容〕条件下进行b、要消去某一物质时，不仅要求物质的种类相同，其物质的聚集状态也要相同。第四章化学反响的热平衡一、化学平衡1、化学平衡的建立：在一定的条件下，可逆化学反响的正负反响速率相等时的状态。3、注意：化学平衡是相对的、有条件的、暂时的动态平衡；从热力学(宏观)上讲，在一定条件下到达平衡状态时，系统的吉布斯自由能到达最低时的状态，△,G=0,在宏观上表现为静止；从动力学〔微观〕上分析，处于平衡的反响不过是正逆反响速率相等时的状态，是整个反响保持平衡，实际上正逆反响仍在进行二、化学平衡常数1、标准平衡常数①定义：在一定的温度下，可逆反响到达平衡时，以产物计量系数为幂的平衡浓度的乘积与以反映计量系数为幂的平衡浓度的乘积的比值为常数，即化学反响的标准平衡常数，用符号K°表示。②表达式：对于反响aA+bB=cC+dD,,量纲为1③平衡常数的意义：化学平衡常数是反响进行程度的标志。K°值越大，反响进行程度越大，反响进行得越彻底。④影响因素：K°的大小与反响物自身的性质和反响的温度有关，而与体系中各组分的浓度、分压无关⑤书写标准平衡表达式的考前须知a、式中各组分浓度或分压为反响平衡时的浓度或分压；b、反响中有固体和纯液体物质时，其浓度视为常数，不写在表达式中；对于非水溶液，当水作为溶质时，其浓度应视为常数，写在表达式中；c、K°的表达式与方程式的书写有关；d、多重平衡原那么:总反响的K°等于各相加分反响的K°之积；正逆反响的标准平衡常数互为倒数e、平衡常数的大小与温度有关，除298K温度外，在其它状态下，书写时标明温度2、实验平衡常数①定义：实验得到的平衡常数叫做实验平衡常数或经验平衡常数。②分类：浓度平衡常数；分压平衡常数③表达式：浓度平衡常数表达式压强平衡常数表达式④与标准平衡常数的比拟a、标准煤平衡常数的量纲统一为1;①表达式：对于反响aA+bB=cC+dD第五章酸碱平衡的阴离子全部是OH~的物质叫做碱；在水溶液中电离产生的阳离子除H*外尚有①酸碱的概念：但凡能给出H*的物质都是酸；但凡能接受H*的物质都是碱共轭碱，质子碱得到质子转化为它的共轭酸。这种关系称为酸碱共轭关系，其酸碱称为共实质：质子转移的过程；中和反响的实质：质子的传递；电离作用的实质：水与分子酸碱之间的质子传递；阿伦尼乌斯酸碱理论中盐类水解的实质：水与离子酸碱之间的质子传递④注意：a、在质子酸碱理论中，酸和碱可以是分子，可以是离子；b、同一物质有时可以做酸，有时可以做碱；c、质子理论中没有盐的概念，也无水解反响；d、单独一对共轭酸碱对本身是不能发生酸碱反响的3、路易斯酸碱理论二、水的电离和pH标度1、水的离子自递①水即是质子酸又是质子碱，水分子之间可以进行质子传递：简写为H₂O⇔H*+OH~,即为水的电离②水的离子积水的质子自递是吸热反响，故Kw随温度的升高而增大2、水溶液的pH值①溶液的pH值方便起见，当H*的浓度小于1mol·L¹时，用pH表示溶液的酸度；当溶液的浓度大于1mol·L'时，用H*的浓度，表示溶液的酸度。另外，水溶液的酸碱性取决于H+与OH~的浓度的相对大小液呈中性②酸碱测定计③生物学意义④酸碱指示剂当c(HIn)>>c(In-)时，溶液呈红色，是酸性；②水解反响当c(HIn)<<c(In-)时，溶液呈蓝色，是碱性甲基橙变色范围：---红---3.1---橙---4.4酚酞变色范围：---无色---8.0---粉红---9.8---红---三、水溶液中的酸碱电离平衡①电离度(a):已电离的弱电解质分子数和溶液中弱电解质分子初始分子数的百分比：加2、酸碱的强弱①电离平衡常数对于任意酸，到达电离平衡时，多元弱酸对应多级电离平衡常数注意：酸碱的电离平衡常数表征了酸碱给出质子或接受质子的能力③区分效应与拉平效应a、区分效应：溶剂使酸的强度得以显出差异的效应称为区分效应，该溶剂被称为区分溶剂。b、拉平效应：溶剂将酸的强度拉平的效应称为拉平效应，该溶剂称为拉平溶剂。3、同离子效应和盐效应①同离子效应：在弱电解质电离平衡体系中，参加和弱电解质含有相同离子的强电解质会使弱电解质的电离度减小的现象。②盐效应：向弱电解质溶液中参加强电解质会使弱电解质电离度增大的现象。③注意：同离子效应一定会产生盐效应，盐效应不一定会产生同离子效应4、相关计算①一元弱酸或弱碱的电离平衡；②多元弱酸或弱碱的电离平衡5、盐类水解①盐类水解与水溶液的相互作用：强酸强碱盐——无水解作用；强酸弱碱盐、弱酸强碱盐、弱酸弱碱盐——有水解作用a、定义：指盐的组别离子与水电离出来的H*或OH~结合生成电解质的过程b、实质：中和反响的逆反响③类型以NH₄Cl为例：NH₄Cl⇔NH₄⁴+CI溶液水解后产生H*,因此溶液呈酸性，溶液pH可按一元弱酸处理B、弱酸强碱盐电离实质——弱碱的电离溶液中水解后产生OH,因此溶液呈碱性，溶液pH可按一元弱碱处理C、弱酸弱碱盐电离的实质——两性物质电离④影响盐类水解的因素a、盐的浓度：同一温度下，盐的浓度越小，水解程度越大；b、温度：水解反响为吸热反响，温度升高，水解程度增大；c、溶液的酸碱性及同离子效应。1、缓冲溶液的定义、组成、原理①缓冲溶液的定义：缓冲溶液是外加酸碱pH变化很小的溶液②缓冲溶液的组成：弱酸及其盐组成的溶液，弱碱及其共轭酸组成的溶液，多元弱酸弱碱的共轭酸碱对组成的溶液。③缓冲溶液的原理：同离子效应，电离平衡的移动2、缓冲容量和缓冲范围①缓冲容量：缓冲能力大小的衡量，指单位体积缓冲溶液的pH值改变极小值所需的酸或碱②有效缓冲范围：缓冲溶液具有稳定溶液pH值的能力，但这种能力是有限的，即有效缓冲如果外加酸碱过多，超过缓冲范围，缓冲溶液会失去缓冲能力。3、影响缓冲溶液的因素②缓冲对的浓度：缓冲容量与体系共轭缓冲对的总浓度有关。总浓度越大，缓冲容量越大。③缓冲对的浓度之比：当c(酸)/c〔碱)=1时，缓冲容量最大。④有效缓冲范围：缓冲对浓度之比在10-1/10范围内，有较好的缓冲能力。即最有效的缓冲范围一般在pH=pK。±1或pOH=pK,±14、缓冲溶液的选择与配制a、所选择的溶液除了参与H+、OH~的有关反响外，不能与反响系统中的其他物质发生副c、一般要求缓冲溶液的组分浓度为0.05mol·L¹--0.5mol·L-',缓冲溶液有足够的缓冲能d、缓冲溶液廉价易得，防止污染。②配制a、根据要求选择缓冲对；c、根据计算结果配制缓冲溶液，并使酸碱浓度均在0.1mol·L¹--1mol·L'之间；d、用酸度计或试纸测定所配溶液的pH5、缓冲现象的应用①自然界与生物界②用标准缓冲溶液标定其他物质的酸度③许多反响要求反响在一定范围内进行第六章沉淀溶解平衡一、沉淀溶解平衡常数——溶度积1、沉淀溶解平衡：一定温度下，难溶电解质变成水合离子的(即溶解)的速率与溶液中水合离子回到晶体外表(即沉淀)的速率相等时的状态叫做沉淀溶解平衡。①定义：一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中各离子浓度的系数方次的乘积，记为Kb、溶解度S是浓度的一种表达形式，表示一定温度下1L难溶电解1、离子积：①定义：某难溶电解质溶液中，其离子浓度系数淀---溶解平衡向生成沉淀的方向移动，使其溶解度减小。这种现象称为同离那么不能比拟K,要具体计算，根据溶解度才能判断第七章电化学根底一、离子-电子法配平氧化复原方程式1、配平原那么①反响过程中氧化剂所获得的电子数必须等于复原及时取得电子数；②反响前后各元素的原子总数相等①将分子反响式改为离子反响式；②将离子反响式分成两个为配平的半反响式，半反响式两边的原子数和电荷数相等。如果半反响两边的的氢、氧原子个数不相等，那么按反响的酸碱条件，在酸性介质中添加H*或H₂O,在碱性介质中添加OH-或H₂O;③用左右两边添加电子使半反响两边的电荷数相等的方法配平板反响方程式；④根据电子得失求出最小公倍数，将两个半反响分别乘以相应的系数，使反响中得失电子总数相等，然后将两个半反响相加，同时注意未变化的离子的配平，并恢复成分子方程式。注意：离子-电子法配平氧化复原方程式只适用于水溶液的氧化复原反响电极：电子产生与流动的源泉导线：电子流过的外电路盐桥：离子流过电解质溶液的通路②电极正极：发生复原反响，例铜正极半反响：Cu2++2e=Cu负极：发生氧化反响，例锌负极半反响：Zn=Zn2++2e电极反响--正、负电极的半反响、电池反响--半反响之和③原电池符号及写法：(-)Zn|ZnS04(c)llCuS04(c)|Cu(+)负极界面(s/1)盐桥界面正极A、标准氢电极的构造与原理国际统一规定---B、应用：由此可求得常见电对的标准电极电势C、标准电极电势(Standardelectrodepotential)在热力学标准状态下，某电极的电极电势称为该电极的标准电极电势D、测量：在热力学标准状态下，给定电极与标准氢电极(指定为负极)组成原电池，测得原电池的电动势E3、原电池的最大功和吉布斯自由能如果非体积功只有电功一种，那么上式又可写为A,G,p=-nFE式中，n为电池输出电荷的物质的量，单位为mol;E为可逆电池的电动势，单位为V;F为法拉第电常数，96485C·mol'。1、电极电势的能斯特方程式非标态下的电极电势可用能斯特方程式求出：注意：①电极反响式中的反响系数为能斯特公式中各物质浓度的方次；②电极反响式中的固体和纯液体不写入公式，其它物质均要表现在式中，溶液用浓度表示，气体那么要用分压与标准压强的比值；③公式中的氧化型和复原型物质不只包括氧化数有变化的物质2.电极电势的影响因素①电对中氧化型或复原型物质的浓度的改变氧化型浓度t,电对的φ↓;复原型的浓度t,电对↓②溶液酸碱性对电极电势的影响对于有H*或OH~参加的电极反响，溶液的酸碱性对氧化复原产物也有影响③生成沉淀或配合物对电极电势的影响实质：氧化型或复原型的离子浓度降低，从而使电对的电极电势降低或者升高2、判断氧化剂或复原剂的相对强弱：电极电势φ的值的上下可以判断氧化剂或复原剂的相对强弱；E的值越高，电对的氧化态是越强的氧化剂；E值越低，电对的复原剂是越强的复原剂。3、判断氧化复原进行的方向原电池电动势E与自由能变化△G的关系n:反响中由复原剂转移到氧化剂的总电子数；F:法拉第常数(96.5kJ·V-1·mol'或96485C·mol¹)标准状态下那么:△,G=-nFE化学反响方向的判断对于E>0和△G<0是一致的组成氧化复原反响的两个电对的,Q₄>φ_,E>0,△rGm<0,反响正向；Q₄=9,E=0,△rGm=0,反响到达平衡；Q₁<φ,E<0,△rGm>0,反响逆向；当两个电对相差即电动势大于0.2V时，一般浓度变化不会影响反响的方向4.判断标准态下氧化复原反响的程度电池电动势E°与标准平衡常数K°的关系一般来讲K⁰≥10°表示反响程度较大，可以认为反响相当完全。相当n=1时，注意：应用5.测定溶度积常数和稳定常数难溶性强电解质的溶度积常数K和配离子的稳定常数K,;6.判断氧化复原反响进行的次序根据E=Q-0,与氧化剂电对差值越大的复原剂电对的复原剂越先被氧化1、概念：以图解方式表示某一元素不同氧化态物种之间组成电对的电极电势关系的方法称为元素电势图。+1.63V-+1.63V-HClO₂+1.65VHCIO+1:63V1/2Cl₂+1.36VCl-图例：酸性条件下氯的元素电势图元素电势图的结构注意：物种氧化态由左到右降低，氧化态标在各物种下方；横线上方数值为相邻两物种构成电对的电极电势值；同一元素有酸、碱性元素电势图两种，一般要注明(A,2、元素电势图的应用φ°1(0x/Red)、φ°2(0x/Red)……φ°i(Ox/Red):n1、n2……ni:分别为相邻电对的电极反响中电子转移的个数。判断岐化反响(disproportionation)和反岐化反响(comproportionation)发生的可能性岐化反响的概念：中间氧化态的物种反响生成高、低氧化态的物种。例：判断依据：在元素电势图中某一中间氧化态物种左边的⊙小于右边的⊙,那么该物种在水溶液中可发生岐化反响；反之左右两侧物种那么发生反岐化反响。注意：元素电势图一定要说明酸碱条!第八章原子结构1、根本结构：由电子、中子、质子构成关键问题：电子排布及化学性质之间的关系①电子和原子核：带正电，原子核电子之间有静电吸引；形成化学键时电子运动发生改变，原子核不变②核的结构：带正电的质子和不带电的中子；质子与中子的强吸引作用与质子间静电作用的相互对抗。Z增加排斥作用增强，排斥作用占主导。稳定元素③核素：具有一定质子数和一定中子数的的原子的总称。④同位素：质子数相同而中子数不同的一类原子的总称。天然同位素组成元素，原子量由同位素的比例定。化学性质非常相似。⑤同位素丰富度：某元素的各种天然同位素的分数(原子百分比)称为丰富度。⑥放射性：不稳定的核因发射高能粒子而分解。Z>83(Bi)的元素都具有放射⑦原子质量：以u为单位⑧原子的相对原子质量(原子量):2C核素原子量的1/12二、波尔行星模型与氢原子结构的量子力学模型1、氢原子光谱②原子光谱的特点：2、波尔理论①根本假设a、行星模型：波尔的氢原子模型可形象地称为行星模型b、定态假设：核外电子具有一定的轨道；稳定态(定态、激发态)——与电磁学说相反c、量子化条件：能量为-13.6eV(n=1)d、跃迁规那么:电子可在不同轨道间跃迁，结论：对于氢原子，计算值与实际值惊人的吻合，误差值小于0.1%,波尔成功地解释了氢原子光谱，上升为波尔理论。不连续性-Rutherford原子模型与Maxwell电磁理论的矛盾；②波尔理论的局限性冲破了经典力学中能量连续的束缚，引入量子化概念、跃迁规那么;给出了玻尔理论中的几个核心概念：定态、激发态、跃迁、能级；1).未能完全冲破经典物理的束缚，仍使用行星模型的固定轨道，仍用离心力=向心力的传统牛顿力学!无视了电子运动的一个重要特征-波粒二象性；2).不能解释多电子原子的光谱学规律。解决之道：完全冲破经典的牛顿力学束缚，建立新体系(量子力学),引入新概念德布罗意的波粒二象性假设：假设光具有二象性，那么微观粒子在某种条件下也能量E=hμP(x,y,z)=φ(y,0,φ)=R(r)·n的取值：1,2,3,…确定原子轨道(电子云)的形状；在多电子原子中，与n一起决定电子运动的能量1的取值范围：0,1,2,3…,n-1m的取值：0,1,2,…,1,共21+1个值；名称符号指明n,2..shell,电子层energy能层l亚层能级m方向自旋磁量子数自旋状态自旋方向1)波函数与原子轨道基于波的概念，波函数φ(强度、振幅)没有明显的物理意义，但电子在某一时间(t),某m磁量子数(magneticquantumnumber)结论：对于氢原子，计算值与实际值惊人的吻合，误差值小于0.1%,波尔成功地解释了氢原子光谱，上升为波尔理论。2)波函数的图形描述-波函数角度分布图和径向分布图角度分布图与n无关，只与1,m有关。只要1,m相同，那么角度分布图完全相同。例：2px,3px,4px波函数角度分布图有正负之分。如：p38图3)电子云的图形表示-电子云径向分布图和角度分布图电子云图：以黑点的疏密表示电子在核外某处出现的概率密度分布的图形。物理意义：电子出现的概率密度⇔电子云浓度Note:电子云是电子在核外空间出现概率密度分布的形象化描述。电子云中的点不代表电子，而是几率密度的形象化表示。电子云常用小黑点的疏密程度表示电子出现的概率密度。电子云界面图：为表示电子云在空间分布的形状可将电子云密度相同的点连接起来，就围成一个曲面称为等密度面(或等值面)。通常把电子出现概率大于90%都包括在内的等值面做为电子云的界面来表示电子云的形状，这样的图叫做电子电子云电子解度分春的的形状，见p34图1-5电子云身腐侮布图与波函数角度分布图的区别、联系：Yl,m(0,φ)反响了电子在空间(0,φ)变化时的空间分布情况，亦称原子轨道角布图。具有方向性，有正负之分。Y1,m(0,φ)Y21,m表示电子出现的概率随半径r的变化。指电子在核外距离为r的一薄层球壳中出因为球壳体积4πr2·dr与半径r成正比，而R2n,l(r)为概率密度与Rn,1(r):波函数的径向局部，由n,1决定Y1,m(0,φ):波函数的角度局部，由1,ms决定=概率。)小结3:四个量子数和电子运动状态能级符号符号符号001土1/220080土1个三、基态原子电子组态——核外电子排布规律1.多电子原子轨道似能级图单电子体系：电子能量只与主量子数n有关；多电子体系：电子能量与n、1有关。能级概念：不同运动状态的电子(或原子轨道)鲍林近似能级图---只适用于多电子原子*近似能级图反映了原子轨道能量的相对上下，电子填充时按此顺序进行，故又称电子填充顺各电子层能量随n依次增大。当1相同时，轨道能级由n决定。Ex:E2s<E3s<E4s,E2p<E3p<E4p当n相同时，各亚层轨道能级由1决定。Ex:E4s<E4p<E4d<E4f---能级分裂现象—屏蔽效应当n,1不同时，n>3时那么出现能级交错现象。Ex:Ens<E(n-1)d(n>3)—钻穿效应2.构造原理3.核外电子排布规律同一原子中，不可能出现n、1、m、ms完全相同的两个电子，即：每个原子轨道中最多只能排布两个自旋相反的电子。能量最低原理：电子填充由低到高能级；洪德(Hund)规那么同一亚层中，最多轨道规那么。即：电子分布在角量子数1相同的简并轨道上时，总是尽可能分占不同的轨道，且自旋平行。洪德规那么特例：简并轨道中的电子排布，当电子处于核外电子构型式或电子排布式电子结构式中能级的书写顺序与电子填充顺序有不同；原子失去电子的顺序与电子填充顺序相反。四、元素周期表和元素周期系1.元素周期表(PeriodicTable)的构造1)电子层结构与周期(Periods)各周期中能容纳元素最大数目为2n²2)电子层结构与族(FamilyorGroup)3)电子层结构与区(Blocks)4)元素的分类(4f层)镧系元素(lanthanide)(5f层)锏系元素(actinide)周期数=电子层数(主量子数n,7个)族数=最外层电子数(主族，8个)=外围电子数(副族10个)2.元素根本性质的周期性1)原子半径〔atomicradius2)电离能I(ionizationenergy)对于多电子原子，可以有I₁,I₂,I₃…3)电子亲合能EA(Afflictionenergy)元素的气态原子在基态时获得一个电子成为一价气态负离子所放出的能量称为4)电负性(electronegativity)*周期表中：左下角Cs最小(0.79),最活泼金属；右上角F最大(4.0),最活泼非金属。一.有机化合物的命名断出Z/E构型和R/S构型。2.根据化合物的系统命名，写出相应的结构式或立体结构式〔伞形式，锯架式，纽曼投5〕构象(conformation)椅式构象。多取代环己烷最稳定构象是e取代最多或大基团处于e键上的椅式构1.Z/E标记法：在表示烯烃的构型时，如果在次序规那么中两个优先的基团在同一侧，为Z构型，在相反侧，为E构型。序是顺时针，那么为R构型，如果是逆时针，那么为S构型。别标出其R/S构型，如果两者构型相同，那么为同一化合物，否那么为其对映氧化反响：烯烃的氧化〔高锰酸钾氧化，臭氧氧化，环氧1)马氏规律：亲电加成反响的规律，亲电试剂总是加到连氢较多的双键碳上。2)过氧化效应：自由基加成反响的规律，卤素加到连氢较多的双键碳上。3)空间效应：体积较大的基团总是取代到空间位阻较小的位置。4)定位规律：芳烃亲电取代反响的规律，有邻、对位定位基，和间位定位基。5)查依切夫规律：卤代烃和醇消除反响的规律，主要产物是双键碳上取代基较多的烯6)休克尔规那么:判断芳香性的规那么。存在一个环状的大π键，成环原子必须共平7)霍夫曼规那么:季铵盐消除反响的规律，只有烃基时，主要产物是双键碳上取代基8)基团的“顺序规那么”烯烃的冷稀KMnO₄/H₂O氧化：顺式邻二醇Na/NH₃〔L〕-----反式加氢S₄2:构型翻转〔Walden翻转〕构造异构位置异构CH₂=CHCH₂CH₃CH₃CH=CHCH₃l构象异构EQ\*jc3\*hps21\o\al(\s\up9(顺),对)EQ\*jc3\*hps21\o\al(\s\up9(反),映)EQ\*jc3\*hps21\o\al(\s\up9(异),异)EQ\*jc3\*hps21\o\al(\s\up9(构),构)l构象异构3〕空间效应8.其它8.其它者的范德华半径之和而产生的张力。L扭转张力：在重叠构象中存在着要变1.沸点上下的判断?:为交叉式构象的一种张力。2.熔点，溶解度的大小判断?〔三〕.稳定性判断4.环己烷构象稳定性5.反响中间体稳定大小判断〔碳正离子，碳负离子，自由基〕自由基稳定性顺序：R₂C=CR₂>R₂C=CHR>RCH=CHR>RCH=3.烯烃环氧化反响活性CH₂=CH₂>RCH=CH₂>RCH=CHR'>R₂C=CHR双烯体上连有推电子基团〔349页〕,亲双烯体上连有吸电子基团，有利于反响进行。醇脱水-----主要E1芳环上连有活化苯环的邻对位定位基〔给电子基〕-芳环上连有钝化苯环的间位定位基〔吸电子基〕或邻对位定位基>>-0C0CH3>-C6H5>-F>-C反响类型：烯烃的其它亲电加成〔HX,H₂O,H₂SO反响类型：卤代烃和醇的亲核取代〔主要是1°〕,分子内的亲核取代，醚键(1)负氢1,2-迁移：(2)烷基1,2-迁移：(3)苯基1,2-迁移：频哪醇重排：在频哪醇重排中，基团迁移优先顺序为：Ar>R>H(5)烯丙位重排：碱性水解2、其它重排(1)质子1,3-迁移〔互变异构现象〕六、鉴别与别离方法七、推导结构1.化学性质：烯烃的高锰酸钾氧化；烯烃的臭氧化反响；芳烃的氧化；邻二醇的高碘酸氧化2.光波谱性质：红外光谱：3650~2500cm-'O—H,N—H伸缩振动1870~1650cm-¹C=0(酸、醛、酮、酰胺、酯、酸酐)伸缩振动说明常用溶剂的质子的化学位移值NH₂NHΩ〔不饱和度〕=1/2〔2+2n₄+n₃-n₁〕如果Ω=1,说明该化合物含一个不饱和键或是环烷烃；Ω=2,说明该化合物含两个C=C双键，或含一个C=C三键等；Ω≥4,说明该化合物有可能含有苯环。2〕.红外光谱观察官能团区域(2).如果有C=0,确定以下状况.酸酐：1810和1760cm¹附近有两个强的C=0吸收(3).如果没有C=0,确定以下状况.如：以下孤立的甲基和亚甲基质子信号，极低磁场〔δ10~16〕出〔4〕.解析比拟简单的多重峰〔一级谱〕,根据每个组峰的化学位移及其相应的质子〔5〕.