基礎(chǔ)化學(xué)課程的地位和作用

1、1Introduction內(nèi)容提要教學(xué)基本要求 掌握物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、摩爾分?jǐn)?shù)和質(zhì)量摩爾濃度的定義、表示方法及計(jì)算； 熟悉SI單位制和我國(guó)法定計(jì)量單位； 了解基礎(chǔ)化學(xué)課程的地位和作用。第一節(jié) 基礎(chǔ)化學(xué)課程的地位和作用一、化學(xué) 在原子-分子層次上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律的科學(xué)。 實(shí)物：具有靜止質(zhì)量， 物質(zhì) 化學(xué)的研究對(duì)象。 場(chǎng)： 沒(méi)有靜止質(zhì)量，不屬于 化學(xué)的研究對(duì)象 。第一節(jié) 基礎(chǔ)化學(xué)課程的地位和作用 物質(zhì)的例子 實(shí)物(substance) ： 星球 汽車 分子場(chǎng)(field) ： 無(wú)線電波（電磁場(chǎng)） 光子第一節(jié) 基礎(chǔ)化學(xué)課程的地位和作用 化學(xué)研究的例子 反應(yīng)：H2(g) +

2、 I2(g) 2HI(g)機(jī)理： I2(g) 2I(g)（快） 2I(g) + H2(g) 2HI(g)（慢）第一節(jié) 基礎(chǔ)化學(xué)課程的地位和作用二、化學(xué)的分類第一節(jié) 基礎(chǔ)化學(xué)課程的地位和作用三、化學(xué)是一門中心學(xué)科第一節(jié) 基礎(chǔ)化學(xué)課程的地位和作用四、化學(xué)和醫(yī)學(xué)、藥學(xué)的關(guān)系OCCCCHOCH2HOHHHOHHH脫氧核糖deoxyriboseOCCCCHOCHHOHHOHH堿基POOOOOCCCCHOCHHOHHOHH堿基POOOONNNHNNHHNNHOOHHNNNHNONNNHNOHHHHH腺嘌呤胸腺嘧啶胞核嘧啶鳥(niǎo)嘌呤adenineguaninecytosinethymine第一節(jié) 基礎(chǔ)化學(xué)課程的

3、地位和作用五、什么是基礎(chǔ)化學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)溶液化學(xué)反應(yīng)的能量、速率、電化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)化學(xué)分析酸堿、電解質(zhì)、滲透壓、膠體（生理、病理基礎(chǔ)）反應(yīng)的自發(fā)性、平衡、速率、機(jī)理，電位（生理、病理、藥理基礎(chǔ)）原子、分子、配合物（有機(jī)分子、生物分子基礎(chǔ)）化學(xué)和儀器分析方法（臨床分析和實(shí)驗(yàn)技能基礎(chǔ)）第一節(jié) 基礎(chǔ)化學(xué)課程的地位和作用六、怎樣學(xué)好基礎(chǔ)化學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)第二節(jié) 我國(guó)的法定計(jì)量單位一、國(guó)際單位制 1960年第11屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)（CGPM）以六個(gè)基本單位為基礎(chǔ)命名“國(guó)際單位制”，（le Systme International d Units，縮寫(xiě)為SI），1971年第14屆CGPM增加第7個(gè)基本單位摩爾。第二節(jié) 我

4、國(guó)的法定計(jì)量單位一、國(guó)際單位制1. 組成 SI基本單位 SI單位 SI單位 SI導(dǎo)出單位 SI倍數(shù)單位第二節(jié) 我國(guó)的法定計(jì)量單位一、國(guó)際單位制2. SI基本單位 量的名稱單位符號(hào)長(zhǎng) 度米m質(zhì) 量千克kg時(shí) 間秒s電 流安培A熱力學(xué)溫度開(kāi)爾文K物質(zhì)的量摩爾 mol發(fā)光強(qiáng)度坎德拉cd第二節(jié) 我國(guó)的法定計(jì)量單位2. SI基本單位（1）SI長(zhǎng)度單位米（meter）“米”定義為真空中 1/299 792 458 秒時(shí)間光行距離。 氫原子的半徑是5310-12m(53pm) 表9-4給出37pm？第二節(jié) 我國(guó)的法定計(jì)量單位2. SI基本單位（2）SI質(zhì)量單位千克（kilogram） 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)千克用鉑-銥合

5、金制造，保存在位于法國(guó)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)局。第二節(jié) 我國(guó)的法定計(jì)量單位2. SI基本單位（3）SI時(shí)間單位秒（second） 1秒定義為氣態(tài)銫原子吸收微波輻射9 192 631 770次振蕩的時(shí)間。 銫原子鐘：第二節(jié) 我國(guó)的法定計(jì)量單位2. SI基本單位（4）SI熱力學(xué)溫度單位開(kāi)爾文（kelvin） 常壓下水的冰點(diǎn)是0，熱力學(xué)溫度和攝氏溫度的關(guān)系是：T/K = T/ + 273. 15溫度計(jì)第二節(jié) 我國(guó)的法定計(jì)量單位一、國(guó)際單位制3. 一些SI導(dǎo)出單位 量的名稱單位符號(hào)用SI基本單位表示 力，重力牛頓N1 N = 1 kgm/s2壓力，壓強(qiáng)帕斯卡Pa1 Pa = 1 N/m2能，功，熱量焦耳J1 J

6、= 1 Nm電荷量庫(kù)侖C1 C = 1 As電動(dòng)勢(shì)，電位伏特V1 V = 1 W/A攝氏溫度攝氏度T/K = T/ + 273. 15第二節(jié) 我國(guó)的法定計(jì)量單位一、國(guó)際單位制4. 部分SI詞頭（常用8個(gè)） 因數(shù)詞頭名稱符號(hào)因數(shù)詞頭名稱符號(hào)1018exa 艾克薩E10-1deci 分d1015peta 拍它P10-2centi 厘c1012tera 太拉T10-3milli 毫m109giga 吉咖G10-6micro 微106mega 兆M10-9nano 納諾n103kilo 千k10-12pico 皮可p102hecto 百h10-15femto飛姆托f10deka 十da10-18att

7、o 阿托a第二節(jié) 我國(guó)的法定計(jì)量單位二、我國(guó)的法定計(jì)量單位 一切屬于國(guó)際單位制的單位都是我國(guó)的法定計(jì)量單位。 可與SI單位并用的法定計(jì)量單位 量的名稱量的名稱單位單位符號(hào)符號(hào)時(shí)間分時(shí)日minhd體積升l、L能電子伏eV第三節(jié) 有效數(shù)字一、有效數(shù)字的概念有效數(shù)字(significant figure)是既能表達(dá)數(shù) 值大小，又能表明測(cè)量值準(zhǔn)確程度的數(shù)字表示方法，它包括測(cè)得的全部準(zhǔn)確數(shù)字和一位可疑數(shù)字，可疑數(shù)字的誤差為1。2526?第三節(jié) 有效數(shù)字一、有效數(shù)字的概念在有效數(shù)字的表示中，09這10個(gè)數(shù)字，只有“0”作為定位時(shí)是非有效數(shù)字。 例如溶液體積20.50 mL = 0.020 50 L，后者在

8、在數(shù)字“2”之前的“0”只起定位作用，不是有效數(shù)字。 0.020 50有四位有效數(shù)字。第三節(jié) 有效數(shù)字一、有效數(shù)字的概念為了準(zhǔn)確表述有效數(shù)字，需要使用科學(xué)計(jì)數(shù)法（scientific notation）。 科學(xué)計(jì)數(shù)法用一位整數(shù)、若干位小數(shù)和10的冪次表示有效數(shù)字； 如4.2103(兩位有效數(shù)字)，4.20103(三位有效數(shù)字)，4.200103(四位有效數(shù)字)。第三節(jié) 有效數(shù)字一、有效數(shù)字的概念表示倍率、分率的數(shù)，凡定義給定的值、國(guó)際協(xié)議的值等，不帶有誤差者，稱為準(zhǔn)確值（exact number），不受有效數(shù)字位數(shù)限制。例如以 Na2CO3為基本單元，摩爾質(zhì)量M(Na2CO3) = (106.

9、02) gmol-1，此處2是自然數(shù)； 一般計(jì)算時(shí)也不考慮相對(duì)原子質(zhì)量等常數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)。第三節(jié) 有效數(shù)字一、有效數(shù)字的概念化學(xué)中常見(jiàn)的以對(duì)數(shù)表示的pH、pK及 lgc等其有效數(shù)字的位數(shù)，僅取決于小數(shù)部分的位數(shù)，因?yàn)檎麛?shù)部分只與其對(duì)應(yīng)真數(shù)中的10的方次有關(guān)。如pH=10.20有兩 位 有 效 數(shù) 字 ， 與 表 示 成 H3O+ = 6.310-11 molL-1一致。第三節(jié) 有效數(shù)字二、有效數(shù)字及其運(yùn)算規(guī)則1. 修約 當(dāng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定值和計(jì)算值的有效位數(shù)確定之后，要 對(duì)它后面的多余的數(shù)字進(jìn)行取舍，這一過(guò)程稱為修約（rounding），通常按“四舍六入五留雙”規(guī)則進(jìn)行處理。當(dāng)約去數(shù)為 4時(shí)舍棄，為

10、 6時(shí)則進(jìn)位；當(dāng)約去數(shù)為5而后面無(wú)其它數(shù)字時(shí)，若保留數(shù)是偶數(shù)(包括0) 則舍去，是奇數(shù)則進(jìn)位，使修約后的最后一位數(shù)字為偶數(shù)。第三節(jié) 有效數(shù)字二、有效數(shù)字及其運(yùn)算規(guī)則2. 加減運(yùn)算加減運(yùn)算所得結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)以參加運(yùn)算各數(shù)字中精度最低，即小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的數(shù)為準(zhǔn)。例如0.5362 + 0.25，和為0.79。3. 乘除運(yùn)算乘除運(yùn)算所得結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)以參加運(yùn)算各數(shù)字中相對(duì)誤差最大，即有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)為準(zhǔn)。例如0.0121 25.64，積為0.310。第三節(jié) 有效數(shù)字例：計(jì)算21.64 mL ，0.2463 mol/L A溶液中溶質(zhì)物質(zhì)的量。解： 0.2463 mol/L21.64 mL

11、= 5.340 mmol 21.64 0.2463 6492 12984 8656 4328 5.339932第四節(jié) 量綱分析 量綱分析(dimensional analysis) 化學(xué)計(jì)算的方程式往往是量的方程式，表示物理量之間的關(guān)系。 量可以定量地表示為量的數(shù)值和量的單位的乘積：A = A A 式中，A為物理量的符號(hào)，A為單位的符號(hào)，A是以單位A表示量A的數(shù)值。 量方程式計(jì)算的每一個(gè)步驟中物理量數(shù)據(jù)都應(yīng)該帶單位。這些單位在計(jì)算時(shí)或保留、或相乘、或相除、或“抵消”，稱為量綱分析。第四節(jié) 量綱分析 換算因子(conversion factor)量綱分析的關(guān)鍵是換算因子的運(yùn)用。換算因子是分子和分

12、母表示具有不同單位的同一物理量的分?jǐn)?shù)形式。例如液體體積的換算，1 L = 1000 mL，所以換算因子是： 和另外，相關(guān)聯(lián)的不同物理量之間的相互換算也可作換算因子處理，例如，由密度相關(guān)聯(lián)，溶液的質(zhì)量和體積可以相互換算。第五節(jié) 分散系統(tǒng)與混合物的組成標(biāo)度一、物質(zhì)的量(amount of substance) 1. 定義摩爾是一系統(tǒng)的物質(zhì)的量，該系統(tǒng)中所包含的基本單元(elementary entity)數(shù)與0.012kg碳12的原子數(shù)目相等。在使用摩爾時(shí)，基本單元應(yīng)予指明，可以是原子、分子、離子、電子及其他粒子，或這些粒子的特定組合。第五節(jié) 分散系統(tǒng)與混合物的組成標(biāo)度一、物質(zhì)的量2. 意義物質(zhì)的

13、量是表示物質(zhì)數(shù)量的基本物理量。 1 mol物質(zhì)的基本單元的數(shù)目是阿伏加德羅常數(shù)(Avogadro constant)的數(shù)值：6.022 136 70.000 003 6)1023阿伏加德羅常數(shù)：L=(6.022 136 70.000 003 6)1023mol-1，單位mol-1。這個(gè)數(shù)的精確程度隨測(cè)量技術(shù)水平提高而提高。第五節(jié) 分散系統(tǒng)與混合物的組成標(biāo)度一、物質(zhì)的量2. 意義摩爾的定義是絕對(duì)定義，不隨測(cè)量技術(shù)而改變。12g 12C的原子數(shù)目是阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值。只要B的基本單元數(shù)目與 0.012kg 12C的原子數(shù)目一樣多，就是1mol。1mol C第五節(jié) 分散系統(tǒng)與混合物的組成標(biāo)度一、物

14、質(zhì)的量3. mol 的用法mol是物質(zhì)數(shù)量的計(jì)量單位，說(shuō)1mol物質(zhì)B 6.022 136 70.000 003 6)1023個(gè)基本單元 ，類似于說(shuō)1打雞蛋（12只）、1羅鉛筆（144支）。1打雞蛋1羅鉛筆第五節(jié) 分散系統(tǒng)與混合物的組成標(biāo)度一、物質(zhì)的量3. mol 的用法 “物質(zhì)的量”是整體名詞，不能拆開(kāi)。 使用mol時(shí)必須同時(shí)指明基本單元。物質(zhì)的量的符號(hào)是nB，指物質(zhì)B的物質(zhì)的量；對(duì)于具體物質(zhì)，應(yīng)將基本單元表示在括號(hào)內(nèi)，如n (Na2CO3)=0.5mol 基本單元應(yīng)該用粒子符號(hào)、物質(zhì)的化學(xué)式或它們的特定組合表示。如H、H2、H2O、1/2H2O、1/2SO42-、(2H2+O2)等。 第五

15、節(jié) 分散系統(tǒng)與混合物的組成標(biāo)度? 問(wèn)題：1mol 物質(zhì)有多少 1mol水能一口喝下，宇宙中的星球約 1/10 mol，算算直徑 1cm 的小球排滿我國(guó) 9.6106 km2 陸地會(huì)有多厚？第五節(jié) 分散系統(tǒng)與混合物的組成標(biāo)度一、物質(zhì)的量(amount of substance) 4. 摩爾質(zhì)量(molar mass)和物質(zhì)的量的計(jì)算物質(zhì)B的摩爾質(zhì)量MB定義為B的質(zhì)量mB除以B的物質(zhì)的量nB，即：?jiǎn)挝?kgmol-1。以 gmol-1為單位，原子MB的數(shù)值等于其 Ar，分子MB的數(shù)值等于其 Mr。BBdefBnmM第五節(jié) 分散系統(tǒng)與混合物的組成標(biāo)度例0.53g Na2CO3的物質(zhì)的量是多少？ 運(yùn)用

16、摩爾質(zhì)量的定義式 可以方便地計(jì)算MB 、 mB 和nB。解 mol0050. 0 mol106gg53. 0)CONa()CONa()CONa(1 -323232MmnBBdefBnmM第五節(jié) 分散系統(tǒng)與混合物的組成標(biāo)度二、物質(zhì)的量濃度1. 定義溶液的物質(zhì)的量濃度(amount-of-substance concentration)定義為溶質(zhì)B的物質(zhì)的量nB除以溶液的體積V，即： 單位 molL-1，濃度很小時(shí)可用mmolL-1。 cB可簡(jiǎn)稱為濃度(concentration) 。VncBdefB第五節(jié) 分散系統(tǒng)與混合物的組成標(biāo)度二、物質(zhì)的量濃度2. cB的用法使用 cB 時(shí)必須指明基本單元。

17、對(duì)于具體物質(zhì)，應(yīng)將基本單元表示在括號(hào)內(nèi)，如c (1/2Ca2+)=4 mmolL-1 未知相對(duì)分子質(zhì)量的物質(zhì)B可用質(zhì)量濃度B(mass concentration)表示，單位為kgL-1，定義是VmBdefB第五節(jié) 分散系統(tǒng)與混合物的組成標(biāo)度例正常人血漿中每100mL含Na+ 326mg、HCO3- 164.7mg、Ca2+ 10mg，它們的物質(zhì)的量濃度(單位mmolL-1)各為多少？ 解 11 -Lmmol142 1mol1000mmol1L1000mL1000mg1g100mL1molg0 .23mg326)(Nac11 -Lmmol0 .27 1mol1000mmol1L1000mL10

18、00mg1g100mL1molg0 .6164.7mg1)(HCO3c11 -2Lmmol5 . 2 1mol1000mmol1L1000mL1000mg1g100mL1molg400mg1)(Cac第五節(jié) 分散系統(tǒng)與混合物的組成標(biāo)度例市售濃硫酸密度為1.84kgL-1，H2SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96%，計(jì)算物質(zhì)的量濃度c(H2SO4)和c(1/2H2SO4)，單位用molL-1。解H2SO4的摩爾質(zhì)量為98 gmol-1， 1/2H2SO4的摩爾質(zhì)量為49 gmol-1。 1 -1 -142Lmol181kg1000gmolg89100L1.84kg69)SOH(c1 -1 -142Lmol361kg1000gmolg49100L1.84kg69)SOH(c第五節(jié) 分散系統(tǒng)與混合物的組成標(biāo)度三、摩爾分?jǐn)?shù)和質(zhì)量摩爾濃度 1. 摩爾分?jǐn)?shù)(mole fraction)定義：B的物質(zhì)的量與混合物的物質(zhì)的量之比，符號(hào)為xB，單位是一。即 ： 顯然，溶質(zhì)B和溶劑A組成溶液