第0章大學化學緒論剖析

1、1物質存在的形式物 質(matter)實 物(substance)場(field)均 相(homogeneous)異 相(heterogeneous)溶液(solution)化合物(compound)單 質(element)純凈物(pure substance)2古代的原子學說公元前4世紀，德謨克利特（Democritus，古希臘哲學家）原子學說一切物質都是由最小的粒子原子組成的，原子是不可分割的。宇宙萬物是由不同數(shù)目、不同形狀的原子按不同的排列方式構成的。中國古代的五行學說宇宙間的一切事物，都是由木、火、土、金、水五種物質所構成，各種事物的發(fā)展變化，都是這五種物質不斷運動和相互作用的結果。相

2、生的次序：木生火，火生土，土生金，金生水，水生木。相克的次序：木克土，土克水，水克火，火克金，金克木。3湯姆遜的原子模型1897年，湯姆遜(Thomson, 英國物理學家)發(fā)現(xiàn)了電子由于電子的質量只占原子質量很小的一部分，在1900年代的早期，湯姆遜認為電子所占的空間與其質量成比例。帶正電的部分是一個均勻分布的球體，而電子則鑲嵌在球體里。帶負電的電子正電荷分布到整個球體4原子的組成1919年：盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質子1932年：查德威克(Chadwick，英國物理學家)發(fā)現(xiàn)了中子原子核(質子中子)電子(占據(jù)原子核外的空間)5原子與元素 原子是構成其它物質的一種基本粒子，由原子核和電子組成。 原子核是由

3、帶正電荷的質子和不帶電的中子組成。質子的數(shù)目稱為核電荷數(shù)，也稱原子序數(shù)。 原子中質子數(shù)和電子數(shù)相等，但電荷相反。 元素是核電荷數(shù)相同的一類原子的總稱。 元素可用元素符號來表示。6一些元素的名稱和符號原子序數(shù)元素名稱符號英語名稱拉丁語名稱11鈉NaSodiumNatrium19鉀KPotassiumKalium26鐵FeIronFerrum29銅CuCopperCuprum47銀AgSilverArgentum50錫SnTinStannum51銻SbAntimonyStibium79金AuGoldAurum80汞HgMercuryHydrargyrum82鉛PbLeadPlumbum7核素與同位

4、素具有一定數(shù)目的質子和一定數(shù)目的中子的一種原子稱為核素。核素可用元素符號以及質子數(shù)和質子加中子的總數(shù)目來表示。同一元素的不同核素之間互稱為同位素。一種同位素在自然界中所占該元素的百分比稱為豐度。質子數(shù)為6，中子數(shù)為6的一個原子稱為一個核素，符號為：氧元素有三種同位素： (99.76)， (0.037)， (0.204)一種元素的同位素的化學性質是基本相同的612C816O817O818O8由同種元素構成的物質稱為單質由不同元素構成的物質稱為化合物物質能夠獨立存在且保持其化學性質的最小微粒稱為分子NaCl晶體中無單獨的NaCl分子H2O有單獨的分子存在單質、化合物和分子9物質的變化形式和性質物理

5、變化物質在變化過程中不產生新物質的變化化學變化物質在變化過程中產生了新物質的變化物理性質物質不需要發(fā)生化學變化就表現(xiàn)出來的性質化學性質物質在化學變化中表現(xiàn)出來的性質10化學的定義(1)化 學化學是在分子、原子、離子等層次上研究物質的組成、結構、性質、相互變化及變化過程中能量關系的科學。 2222H (g)O (g)2H O(l)化合反應2MnO322KClO (s)2KCl(s)3O (g) 分解反應33 22AgNOCuCu(NO )2Ag置換反應22222H O (l)2H O(l)O (g)歧化反應11化學的定義(2)濃HCl和濃HNO3的混合物稱為王水(王水：aqua regia, r

6、oyal water)皇家馬德里(Real Madrid)濃H2SO4和濃HNO3的混合物稱為混酸12物質的量摩爾的概念物質的多少是用“物質的量”來表示的。物質的量的單位為摩爾(mole)。1摩爾的物質是指當構成該物質的基本單元數(shù)目與0.012千克12C的原子的數(shù)目相等時該物質的量。0.012千克12C的原子的數(shù)目稱為阿佛加德羅數(shù)：NA = 6.0221023 /mol(Avogadros number)131摩爾物質的質量稱為該物質的摩爾質量。式中：n物質的量，單位molm物質的質量，單位kg（或g）M物質的摩爾質量，單位kg/mol（或g/mol）摩爾質量nMmNaCl1g00.00mNa

7、Cl58.go44l/mMNaClNaClNaCl100.001.7158.44 /gmolmolgMmn14原子質量與原子量 每種核素的一個原子的質量稱為該核素的原子質量。原子質量的單位是amu(atomic mass unit)。1amu為一個12C核素原子質量的1/12:1amu =1.661027kg平均原子質量是該元素各種核素的原子質量與豐度乘積之和。 34.9688575.77%36.9659024.23%35.453amuamuamu氯的平均原子質量為相對原子質量（relative atomic mass, 原子量）是一種元素的平均原子質量對核素12C的一個原子的原子質量的1/1

8、2的比值 35.453()35.45311212ClAuarammu氯的原子量為: 15化學學科的分支無機化學研究無機化合物的組成、性質、結構和反應的科學。無機物是除碳以外的其它元素及其化合物（碳的化合物中，CO，CO2和碳酸鹽等也是無機物）。H2 O2 N2 Cl2 H2O NH3 HCl SO3 CO2 H2SO4 HNO3 H2CO3 NaOH K Na Cu Au Ag Fe MgKNO3 AlCl3 Fe2O3 NaHCO316研究有機化合物（碳的化合物）的來源、制備、性質、應用以及有關理論的科學?；瘜W學科的分支有機化學OOCH3CH2CHCCH2CH2CH2CHCH3CH3CH2H

9、()3維生素K(Vitamin K)17化學學科的分支分析化學研究物質中含有哪些元素和基團，每種成分的含量、物質的純度、原子在分子中的排列等。化學分析儀器分析 定性分析定量分析有機分析無機分析 常量分析微量分析化學分析常用儀器分析天平 試劑瓶 三角瓶 容量瓶 滴定管 移液管儀器分析常見儀器紅外光譜儀 紫外光譜儀 質譜儀 核磁共振儀 分光光度儀氣相色譜 液相色譜 原子吸收光譜 原子發(fā)射光譜18化學學科的分支物理化學從物質的物理現(xiàn)象和化學現(xiàn)象的聯(lián)系入手，探索化學變化的基本規(guī)律，實驗方法上也主要采用物理學的方法和手段。物理化學化學熱力學：研究化學反應進行的方向和程度化學動力學：研究化學反應的速率和機

10、理結構化學：研究化合物的結構以及結構和性質的關系19其他化學分支邊緣學科生物化學放射化學地球化學工業(yè)化學農業(yè)化學環(huán)境化學生物化學醫(yī)藥化學激光化學計算化學材料化學高分子化學20化學變化是反應物的原子重新組合的過程。在化學反應的過程中，原子核不發(fā)生變化，電子總數(shù)也不改變，因此，在化學反應前后，反應體系中物質的總質量不會改變。這條定律是組成化學反應方程式和進行化學計算時的依據(jù)。3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O5C2H6O + 12KMnO4 + 36HCl = 12MnCl2 + 10CO2 + 33H2O + 12KCl化學變化的規(guī)律質量守恒定律21化學變化

11、的特點能量的變化在化學反應中，分子或其它結構體的原子需要進行重新的排列和組合。不同的結構形式具有不同的能量，因此，化學反應必然伴隨有能量的變化。22化學的地位和作用(1) 化學本身是一門系統(tǒng)的科學化學和物理學一起，構成了自然科學中的中心科學自然資源的加工利用礦石的冶煉石油的提煉煤炭的精加工中草藥的提煉23化學的地位和作用(2) 合成有用的物質1醫(yī)藥2 農藥3 纖維4 塑料5橡膠6半導體材料7黏合劑 8涂料9染料10紙張、墨水11航空航天材料 12溶劑13食品添加劑14超導材料15洗滌化妝用品16感光材料24化學的地位和作用(3) 實際應用環(huán)境監(jiān)測污水的處理大氣的凈化垃圾的回收利用環(huán)境保護金屬防

12、腐安全監(jiān)測1. 食品藥品檢驗25化學的地位和作用(4) 化學研究的熱點問題 生命科學中的基本化學問題 材料科學中的基本化學問題 能源中的基本化學問題1. 綠色化學和環(huán)境化學26大學化學及學習目的 大學化學大學化學又稱普通化學，是為非化學、化工專業(yè)的理工科的大學生開設的一門基礎課。大學化學的內容涉及到了四大化學的很多內容，但程度較淺。在講述過程中注重于對現(xiàn)象的了解和對結果的應用，而不過分注重理論的系統(tǒng)性和結果的推導。 學習目的 了解常見的化學現(xiàn)象和化學方法 開拓研究問題的思路 應用最基本的化學技能27本課程的內容 n 物質的狀態(tài)n 物質結構基礎n 化學反應基本原理n 酸堿平衡n 配位平衡n 沉淀溶解平衡n 氧化還原與