《无机化学基础》课件

无机化学基础本课程探索元素性质、化学键、反应原理等无机化学核心内容适合化学专业及相关学科本科生学习基于最新教材，结合经典理论与现代应用无机化学的发展简史古代炼金术1探索物质转化拉瓦锡时代2燃烧理论建立门捷列夫周期表3元素系统分类现代量子理论4原子结构解析无机化学的研究对象元素无机化合物纯净物种离子化合物金属及合金配合物工业材料含配位键元素与元素周期表介绍元素总数周期表结构已知118种元素7个周期，18个族元素分类金属、非金属、稀有气体元素周期律门捷列夫贡献现代周期律周期性变化按原子量排序按原子序数排列原子半径预测未知元素电子构型决定性质电离能电负性原子结构原子模型演变——汤姆逊模型葡萄干布丁模型卢瑟福模型行星式原子结构玻尔模型量子化能级轨道电子云模型概率分布解释质子、中子与电子粒子相对质量电荷发现者质子1+1卢瑟福中子10查德威克电子1/1836-1汤姆逊电子排布原理泡利不相容原理同一轨道最多两电子洪特规则同能级先单电子占据能量最低原则低能级先填满奥夫鲍原则1s2s2p3s3p4s...原子轨道与电子云轨道轨道轨道s pd球形分布哑铃形，三个方向复杂形状，五种取向同位素和同素异形体同位素定义常见实例同素异形体同一元素不同中子数碳-12/碳-14，氢/氘/氚金刚石/石墨，氧气/臭氧化学键离子键构成——电子转移金属失电子，非金属得电子形成离子带正电阳离子，带负电阴离子静电吸引相反电荷离子强烈吸引晶格形成三维空间有序排列共价键形成机制电子对共享原子间平等贡献电子轨道重叠电子云密度增加键能形成系统能量降低稳定配位键与配位化合物给体受体作用-配体提供电子对中心金属离子接受电子对配位数决定立体构型分子结构与模型VSEPR价层电子对互斥电子对最大距离分布决定分子几何构型常见构型类型孤对电子影响极性判断123线性、三角、四面体等变形分子结构分子对称性决定极性杂化轨道理论杂化杂化杂化sp sp²sp³线性分子，甲炔平面三角形，甲烯四面体构型，甲烷金属键与金属的性质自由电子模型价电子形成电子海金属光泽自由电子对光反射导电导热性电子流动传导热能延展性阳离子层滑动不破坏键分子间作用力20kJ/mol5kJ/mol氢键强度范德华力水分子间氢键能量普遍存在的弱相互作用°100C沸点提升氢键对水沸点影响晶体类型与结构离子晶体硬而脆，高熔点分子晶体软，低熔点原子晶体极硬，难熔金属晶体延展性，导电晶胞与晶格常数简单立方体心立方面心立方配位数6配位数8配位数12热化学基础反应热焓变恒压条件下热量变化ΔH表示能量变化吸热反应放热反应ΔH0，吸收热量ΔH0，释放热量化学反应速率化学平衡基本原理可逆反应平衡常数正反应与逆反应同时进行K=产物浓度/反应物浓度温度影响升温促进吸热反应压力影响增压利于减少气体分子数浓度影响增加反应物促进正反应酸碱理论与无机酸碱阿伦尼乌斯理论酸放H+，碱放OH-布朗斯特理论酸给质子，碱受质子路易斯理论酸受电子对，碱给电子对酸碱中和及滴定酸加入碱生成H+供体混合反应OH-供体盐与水氧化还原反应电子转移失电子与得电子同时进行氧化数变化增加为氧化，减少为还原氧化剂还原剂得电子物质为氧化剂能量转化多伴随能量释放常用氧化还原滴定法高锰酸钾法碘量法紫色溶液褪色终点蓝色淀粉碘络合物褪色酸性条件MnO4-→Mn2+氧化还原电位测定重铬酸钾法橙色溶液变绿色强氧化能力应用电解与电解质溶液电解质溶解离子分离水合导电性产生离子定向移动电极反应阴阳极氧化还原产物形成阴极还原，阳极氧化原电池原理与应用达尼尔电池构成锌铜电极系统自发氧化还原反应电极电势电池电动势常见应用标准氢电极作参比阴阳极电势差干电池，锂电池电解池与电解工艺氯碱工业铝电解电镀氯气、烧碱制备从铝土矿提取铝金属表面处理气体性质与理想气体定律波义耳定律查理定律理想气体方程PV=常数V/T=常数PV=nRT实际气体分子体积影响固体、液体的结构与性质固体特征液体特征有序结构近程有序定形状体积定体积变形结构缺陷分子间力点缺陷决定相态线缺陷影响转化水与溶液水分子结构V形分子氢键网络异常性质4°C密度最大高比热容溶解过程溶剂化作用能量平衡溶解度温度影响压力影响胶体与分散体系周期表主族元素简介区主族区主族s pIA碱金属，IIA碱土金属IIIA-VIIA族和稀有气体原子半径金属性变化左到右减小，上到下增大左到右减弱，上到下增强第

一、二主族元素性质第一主族第二主族软金属硬度增加强还原性还原性较弱与水剧烈反应氧化物呈碱性第三至第七主族重点元素碳族氮族多价态，同素异形体形成共价化合物氧族卤族非金属性强，氧化物强氧化性，单质有色稀有气体及其应用氦气氖气氩气低温制冷，气球充填霓虹灯，电离测试保护气体，焊接氪气高能激光，闪光灯过渡族元素与配合物变价性催化活性配合物形成多种氧化态催化剂应用丰富颜色表现铁族元素（、、）Fe CoNi元素主要氧化态典型化合物应用领域铁+2，+3氧化铁，亚铁钢铁工业盐钴+2，+3氯化钴，氧化合金，磁性材钴料镍+2氧化镍，硫酸电镀，电池镍铜、锌族元素特性铜锌导电性优异两性金属+

1、+2氧化态主要+2氧化态蓝色铜离子牺牲阳极应用稀土元素简介1760%稀土元素总数中国储量占比镧系及钪钇全球最大稀土国4f电子层特征4f电子填充卤素与卤化物反应氟氧化性最强氯消毒应用广泛溴液态红棕色碘升华紫色蒸气氧族元素及氧化物氧硫支持燃烧，氧化性强黄色固体，多种氧化态碲硒4金属光泽，半导体光电性能，微量元素非金属氧化物与酸碱性酸性氧化物非金属氧化物，与水生成酸碱性氧化物金属氧化物，与水生成碱两性氧化物铝、锌等氧化物，酸碱双性中性氧化物一氧化碳，不与水反应无机物的命名方法元素命名拉丁语或发现地命名无机化合物正离子+负离子命名配合物命名配体+中心原子+氧化态无机化学实验基础安全设备常用仪器典型操作护目镜，实验手套烧杯，锥形瓶，试管滴定，过滤，蒸馏无机化学在环境与材料科学中的应用大气污染治理水处理新材料开发脱硫脱硝技术絮凝剂应用高温超导体催化转化装置重金属去除复合材料现代无机化学前沿纳米材料绿色化学生物无机化学量子点水相合成金属酶研究碳纳米管微波辅助反应生物传感器金属纳米颗粒超临界流体应用药物输送系统课程重点内容总结原子结构电子排布决定性质化学键离子键，共价键，金属键化学反应氧化还原，酸碱，沉淀元素化学4主族，过渡族性质规律期末复习与学习建议题型训练实验复习规律总结强化解题能力应用概念理解理解操作原理现象归纳元素性质变化掌握基本理论框架。