高中化學(xué)競(jìng)賽全套資料

1、初賽基本要求 1.  有效數(shù)字  在化學(xué)計(jì)算和化學(xué)實(shí)驗(yàn)中正確使用有效數(shù)字。定量?jī)x器（天平、量筒、移液管、滴定管、容量瓶等等）測(cè)量數(shù)據(jù)的有效數(shù)字。數(shù)字運(yùn)算的約化規(guī)則和運(yùn)算結(jié)果的有效數(shù)字。實(shí)驗(yàn)方法對(duì)有效數(shù)字的制約。2.  氣體  理想氣體標(biāo)準(zhǔn)狀況（態(tài)）。理想氣體狀態(tài)方程。氣體常量R。體系標(biāo)準(zhǔn)壓力。分壓定律。氣體相對(duì)分子質(zhì)量測(cè)定原理。氣體溶解度（亨利定律）。3.  溶液  溶液濃度。溶解度。濃度與溶解度的單位與換算。溶液配制（儀器的選擇）。重結(jié)晶的方法及溶質(zhì)/溶劑相對(duì)量的估算。過(guò)濾與洗滌(洗滌液選擇、洗滌方式選擇)。重結(jié)晶和洗滌溶

2、劑（包括混合溶劑）的選擇。膠體。分散相和連續(xù)相。膠體的形成和破壞。膠體的分類(lèi)。膠體的基本結(jié)構(gòu)。4.  容量分析  被測(cè)物、基準(zhǔn)物質(zhì)、標(biāo)準(zhǔn)溶液、指示劑、滴定反應(yīng)等基本概念。酸堿滴定曲線（酸堿強(qiáng)度、濃度、溶劑極性對(duì)滴定突躍影響的定性關(guān)系）。酸堿滴定指示劑的選擇。以高錳酸鉀、重鉻酸鉀、硫代硫酸鈉、EDTA為標(biāo)準(zhǔn)溶液的基本滴定反應(yīng)。分析結(jié)果的計(jì)算。分析結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度。5.  原子結(jié)構(gòu)  核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài): 用s、p、d等來(lái)表示基態(tài)構(gòu)型（包括中性原子、正離子和負(fù)離子）核外電子排布。電離能、電子親合能、電負(fù)性。6.  元素周期律與元素周期系 

3、; 周期。118族。主族與副族。過(guò)渡元素。主、副族同族元素從上到下性質(zhì)變化一般規(guī)律；同周期元素從左到右性質(zhì)變化一般規(guī)律。原子半徑和離子半徑。s、p、d、ds區(qū)元素的基本化學(xué)性質(zhì)和原子的電子構(gòu)型。元素在周期表中的位置與核外電子結(jié)構(gòu)（電子層數(shù)、價(jià)電子層與價(jià)電子數(shù)）的關(guān)系。最高氧化態(tài)與族序數(shù)的關(guān)系。對(duì)角線規(guī)則。金屬與非金屬在周期表中的位置。半金屬（類(lèi)金屬）。主、副族的重要而常見(jiàn)元素的名稱(chēng)、符號(hào)及在周期表中的位置、常見(jiàn)氧化態(tài)及主要形態(tài)。鉑系元素的概念。7.  分子結(jié)構(gòu)  路易斯結(jié)構(gòu)式。價(jià)層電子對(duì)互斥模型。雜化軌道理論對(duì)簡(jiǎn)單分子（包括離子）幾何構(gòu)型的解釋。共價(jià)鍵。鍵長(zhǎng)、鍵角、鍵能。

4、鍵和 鍵。離域 鍵。共軛（離域）體系的一般性質(zhì)。等電子體的一般概念。鍵的極性和分子的極性。相似相溶規(guī)律。對(duì)稱(chēng)性基礎(chǔ)（限旋轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)軸、反映和鏡面、反演和對(duì)稱(chēng)中心）。8 配合物  路易斯酸堿。配位鍵。重要而常見(jiàn)的配合物的中心離子（原子）和重要而常見(jiàn)的配體（水、羥離子、鹵離子、擬鹵離子、氨分子、酸根離子、不飽和烴等）。螯合物及螯合效應(yīng)。重要而常見(jiàn)的配合反應(yīng)。配合反應(yīng)與酸堿反應(yīng)、沉淀反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)的關(guān)系（定性說(shuō)明）。配合物幾何構(gòu)型和異構(gòu)現(xiàn)象基本概念和基本事實(shí)。配合物的雜化軌道理論。用雜化軌道理論說(shuō)明配合物的磁性和穩(wěn)定性。用八面體配合物的晶體場(chǎng)理論說(shuō)明Ti(H2O)63+的顏色。軟硬酸堿的

5、基本概念和重要的軟酸軟堿和硬酸硬堿。9 分子間作用力  范德華力、氫鍵以及其他分子間作用力的能量及與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系。10. 晶體結(jié)構(gòu)  分子晶體、原子晶體、離子晶體和金屬晶體。晶胞（定義、晶胞參數(shù)和原子坐標(biāo)及以晶胞為基礎(chǔ)的計(jì)算）。點(diǎn)陣（晶格）能。配位數(shù)。晶體的堆積與填隙模型。常見(jiàn)的晶體結(jié)構(gòu)類(lèi)型：NaCl、CsCl、閃鋅礦（ZnS）、螢石（CaF2）、金剛石、石墨、硒、冰、干冰、金紅石、二氧化硅、鈣鈦礦、鉀、鎂、銅等。11. 化學(xué)平衡  平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率。弱酸、弱堿的電離常數(shù)。溶度積。利用平衡常數(shù)的計(jì)算。熵（混亂度）的初步概念及與自發(fā)反應(yīng)方向的關(guān)系。12. 離子方程

6、式的正確書(shū)寫(xiě)。13. 電化學(xué)  氧化態(tài)。氧化還原的基本概念和反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)與配平。原電池。電極符號(hào)、電極反應(yīng)、原電池符號(hào)、原電池反應(yīng)。標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)。用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)判斷反應(yīng)的方向及氧化劑與還原劑的強(qiáng)弱。電解池的電極符號(hào)與電極反應(yīng)。電解與電鍍。電化學(xué)腐蝕。常見(jiàn)化學(xué)電源。pH、絡(luò)合劑、沉淀劑對(duì)氧化還原反應(yīng)影響的說(shuō)明。14. 元素化學(xué)  鹵素、氧、硫、氮、磷、碳、硅、錫、鉛、硼、鋁。堿金屬、堿土金屬、稀有氣體。鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、銀、金、鋅、汞、鉬、鎢。過(guò)渡元素氧化態(tài)。氧化物和氫氧化物的酸堿性和兩性。常見(jiàn)難溶物。氫化物的基本分類(lèi)和主要性質(zhì)。常見(jiàn)無(wú)機(jī)酸堿的基本性質(zhì)。水溶液中的

7、常見(jiàn)離子的顏色、化學(xué)性質(zhì)、定性檢出（不包括特殊試劑）和一般分離方法。制備單質(zhì)的一般方法。15. 有機(jī)化學(xué)  有機(jī)化合物基本類(lèi)型烷、烯、炔、環(huán)烴、芳香烴、鹵代烴、醇、酚、醚、醛、酮、酸、酯、胺、酰胺、硝基化合物以及磺酸的命名、基本性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化。異構(gòu)現(xiàn)象。加成反應(yīng)。馬可尼科夫規(guī)則。取代反應(yīng)。芳環(huán)取代反應(yīng)及定位規(guī)則。芳香烴側(cè)鏈的取代反應(yīng)和氧化反應(yīng)。碳鏈增長(zhǎng)與縮短的基本反應(yīng)。分子的手性及不對(duì)稱(chēng)碳原子的R、S構(gòu)型判斷。糖、脂肪、蛋白質(zhì)的基本概念、通式和典型物質(zhì)、基本性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特征及結(jié)構(gòu)表達(dá)式。16. 天然高分子與合成高分子化學(xué)的初步知識(shí)（單體、主要合成反應(yīng)、主要類(lèi)別、基本性質(zhì)、主要應(yīng)用）。決

8、賽基本要求 本基本要求在初賽要求基礎(chǔ)上增加下列內(nèi)容，數(shù)學(xué)工具不涉及微積分。1.  原子結(jié)構(gòu)  四個(gè)量子數(shù)的物理意義及取值。氫原子和類(lèi)氫離子的原子軌道能量的計(jì)算。s、p、d原子軌道輪廓圖及應(yīng)用。2.  分子結(jié)構(gòu)  分子軌道基本概念。定域鍵鍵級(jí)。分子軌道理論對(duì)氧分子、氮分子、一氧化碳分子、一氧化氮分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的理解及應(yīng)用。一維箱中粒子模型對(duì)共軛體系電子吸收光譜的解釋。超分子的基本概念。3.  晶體結(jié)構(gòu)  點(diǎn)陣的基本概念。晶系。根據(jù)宏觀對(duì)稱(chēng)元素確定晶系。晶系與晶胞形狀的關(guān)系。十四種空間點(diǎn)陣類(lèi)型。點(diǎn)陣的帶心（體心、面心、底心）結(jié)

9、構(gòu)的判別。正當(dāng)晶胞。布拉格方程。4.    化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)  熱力學(xué)能（內(nèi)能）、焓、熱容、自由能和熵。生成焓、生成自由能、標(biāo)準(zhǔn)熵及有關(guān)計(jì)算。反應(yīng)的自由能變化與反應(yīng)的方向性。吉布斯-亥姆霍茲方程及其應(yīng)用。范特霍夫等溫方程及其應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)自由能與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系。熱化學(xué)循環(huán)。相、相律和單組分相圖?？死慅埛匠碳捌鋺?yīng)用。5.    稀溶液的通性（不要求化學(xué)勢(shì)）。6.    化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)  反應(yīng)速率基本概念。速率方程。反應(yīng)級(jí)數(shù)。用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)推求反應(yīng)級(jí)數(shù)。一級(jí)反應(yīng)積分式

10、及有關(guān)計(jì)算（速率常數(shù)、半衰期、碳-14法斷代等）。阿累尼烏斯方程及計(jì)算（活化能的概念與計(jì)算；速率常數(shù)的計(jì)算；溫度對(duì)速率常數(shù)影響的計(jì)算等）。反應(yīng)進(jìn)程圖?；罨芘c反應(yīng)熱的關(guān)系。反應(yīng)機(jī)理一般概念及推求速率方程（速控步驟、平衡假設(shè)和穩(wěn)態(tài)假設(shè)）。離子反應(yīng)機(jī)理和自由基反應(yīng)機(jī)理基本概念及典型實(shí)例。催化劑及對(duì)反應(yīng)的影響（反應(yīng)進(jìn)程圖）。多相反應(yīng)的反應(yīng)分子數(shù)和轉(zhuǎn)化數(shù)。7.    酸堿質(zhì)子理論  緩沖溶液的基本概念。典型緩沖體系的配制和pH值計(jì)算。利用酸堿平衡常數(shù)的計(jì)算。溶度積原理及有關(guān)計(jì)算。8.    Nernst方程及有關(guān)計(jì)算

11、60; 原電池電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算。pH對(duì)原電池的電動(dòng)勢(shì)、電極電勢(shì)、氧化還原反應(yīng)方向的影響。沉淀劑、絡(luò)合劑對(duì)氧化還原反應(yīng)方向的影響。用自由能計(jì)算電極電勢(shì)和平衡常數(shù)或反之。9.    配合物的晶體場(chǎng)理論  化學(xué)光譜序列。配合物的磁性。分裂能、電子成對(duì)能、穩(wěn)定化能。利用配合物平衡常數(shù)的計(jì)算。絡(luò)合滴定。軟硬酸堿。配位場(chǎng)理論對(duì)八面體配合物的  解釋。10.   元素化學(xué)描述性知識(shí)達(dá)到國(guó)際競(jìng)賽大綱二級(jí)水平。11.   自然界氮、氧、碳的循環(huán)。環(huán)境污染及治理、生態(tài)平衡、綠色化學(xué)的一般概念。12. 

12、0; 有機(jī)化學(xué)描述性知識(shí)達(dá)到國(guó)際競(jìng)賽大綱二級(jí)水平(不要求不對(duì)稱(chēng)合成,不要求外消旋體拆分)。13.    氨基酸、多肽與蛋白質(zhì)的基本概念。DNA與RNA。14.    糖的基本概念。葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖。糖苷。纖維素與淀粉。15.   有機(jī)立體化學(xué)基本概念。構(gòu)型與構(gòu)象。順?lè)串悩?gòu)（trans-、cis-和Z-、E-構(gòu)型）。對(duì)映異構(gòu)與非對(duì)映異構(gòu)。endo-和exo-。D，L構(gòu)型。16.    利用有機(jī)物的基本反應(yīng)對(duì)簡(jiǎn)單化合物的鑒定和結(jié)構(gòu)推斷。17.   

13、 制備與合成的基本操作  用電子天平稱(chēng)量。配制溶液、加熱、冷卻、沉淀、結(jié)晶、重結(jié)晶、過(guò)濾（含抽濾）、洗滌、濃縮蒸發(fā)、常壓蒸餾與回流、傾析、分液、攪拌、干燥。通過(guò)中間過(guò)程檢測(cè)（如pH、溫度、顏色等）對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行控制。產(chǎn)率和轉(zhuǎn)化率的計(jì)算。實(shí)驗(yàn)室安全與事故緊急處置的知識(shí)與操作。廢棄物處置。儀器洗滌和干燥。實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)面的安排和整理。原始數(shù)據(jù)的記錄與處理。18.    常見(jiàn)容量分析的基本操作、基本反應(yīng)及分析結(jié)果的計(jì)算。容量分析的誤差分析。19.    分光光度法。比色分析。馬可尼科夫規(guī)則他對(duì)于凱庫(kù)勒的有機(jī)分子機(jī)構(gòu)學(xué)說(shuō)很有興趣，并使之

14、有了一個(gè)重大發(fā)展。當(dāng)時(shí)，人們普遍認(rèn)為，碳原子只能形成六碳環(huán)。誠(chéng)然，六碳環(huán)最穩(wěn)定，也最容易生成，但馬爾科夫尼科夫證明這并不是唯一的可能。1879年，他制成了四碳環(huán)化合物；1889年，他又實(shí)現(xiàn)了七碳環(huán)化合物。他還指出了氯原子和溴原子與含雙鍵碳鏈的連接特點(diǎn)。這一特點(diǎn)的成因是半個(gè)世紀(jì)后泡利,由共振說(shuō)解釋清楚的，不過(guò)，人們現(xiàn)在仍稱(chēng)這種加成過(guò)程遵從馬爾科夫尼科夫規(guī)則。馬可尼科夫(馬爾科夫尼科夫)規(guī)則,又叫馬氏加成. 即"烯烴與氫鹵酸的加成，氫加在氫多的碳上".出現(xiàn)馬氏規(guī)則的原因是:取代基越多的碳正離子越穩(wěn)定也越容易形成.這樣占主導(dǎo)的取代基多的碳就優(yōu)先被負(fù)離子進(jìn)攻加成.在烯烴的親電加成反

15、應(yīng)過(guò)程中，氫正離子首先進(jìn)攻雙鍵（這一步是定速步驟），生成一個(gè)碳正離子，然后鹵素負(fù)離子再進(jìn)攻碳負(fù)離子生成產(chǎn)物。立體化學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，后續(xù)的鹵素負(fù)離子的進(jìn)攻是從與氫離子相反的方向發(fā)生的，也就是反式加成。 如丙烯與HBr的加成： CH-CH=CH+ HBr CH-CHBr-CH第一步，HBr電離生成H和Br離子，氫離子作為親電試劑首先進(jìn)攻C=C雙鍵，形成這樣的結(jié)構(gòu).第二步，由于氫已經(jīng)占據(jù)了一側(cè)的位置，溴只能從另外一邊進(jìn)攻。根據(jù)馬氏規(guī)則，溴與2-碳成鍵，然后氫打向1-碳的一邊，反應(yīng)完成。水、硫酸、次鹵酸等都可以進(jìn)行親電加成,且它們的加成都屬于馬氏加成即它們都符合馬可尼科夫規(guī)則.螯合物金屬EDTA螯合物螯合

16、物是（舊稱(chēng)內(nèi)絡(luò)鹽）是由中心離子和多齒配體結(jié)合而成的具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的配合物。螯合物是配合物的一種，在螯合物的結(jié)構(gòu)中，一定有一個(gè)或多個(gè)多齒配體提供多對(duì)電子與中心體形成配位鍵。“螯”指螃蟹的大鉗，此名稱(chēng)比喻多齒配體像螃蟹一樣用兩只大鉗緊緊夾住中心體。螯合物通常比一般配合物要穩(wěn)定，其結(jié)構(gòu)中經(jīng)常具有的五或六元環(huán)結(jié)構(gòu)更增強(qiáng)了穩(wěn)定性。正因?yàn)檫@樣，螯合物的穩(wěn)定常數(shù)都非常高，許多螯合反應(yīng)都是定量進(jìn)行的，可以用來(lái)滴定。使用螯合物還可以掩蔽金屬離子1。可形成螯合物的配體叫螯合劑。常見(jiàn)的螯合劑如下：乙二胺（en），二齒 2,2'-聯(lián)吡啶（bipy），二齒 1,10-二氮菲（phen），二齒 草酸根（ox），二齒

17、 乙二胺四乙酸（EDTA），六齒 值得一提的是EDTA (ethylenediaminetetracetic acid），它能提供2個(gè)氮原子和4個(gè)羧基氧原子與金屬配合，可以用1個(gè)分子把需要6配位的鈣離子緊緊包裹起來(lái)，生成極穩(wěn)定的產(chǎn)物。其化學(xué)結(jié)構(gòu)表示如下：(HOOCCH2)2NCH2CH2N(CH2COOH)2 （下標(biāo)）螯合物在工業(yè)中用來(lái)除去金屬雜質(zhì)，如水的軟化、去除有毒的重金屬離子等。一些生命必須的物質(zhì)是螯合物，如血紅蛋白和葉綠素中卟啉環(huán)上的4個(gè)氮原子把金屬原子(血紅蛋白含F(xiàn)e3+，葉綠素含Mg2+)固定在環(huán)中心。 螯合效應(yīng)定義對(duì)同一種原子，若形成螯合物比單基配位體形成的絡(luò)合物(非螯合物)要更

18、加穩(wěn)定，這種效應(yīng)稱(chēng)作螯合效應(yīng)。螯合物一般以五元環(huán)、六元環(huán)為最穩(wěn)定，且一個(gè)絡(luò)合劑與中心離子所形成的螯環(huán)的數(shù)目越多就越穩(wěn)定。 產(chǎn)生原因第一個(gè)原因:Chelate effect 又叫 Entropy effect Cd(H2O)42+ + 4CH3NH2 Cd(CH3NH2)42+ + 4H2O DGo=-37.2KJ, DHo=-57.3KJ, DSo=-67.3J/oK Cd(H2O)42+ + 2en Cd(en)22+ + 4H2O DGo=-60.7KJ, DHo=-56.5KJ, DSo=+14.1J/oK第二個(gè)原因 一只腳上了，另一只腳亦在不遠(yuǎn)處，以五、六圓環(huán)較為顯著，七、八圓環(huán)則螯合

19、效應(yīng)很小，其Chelate Effect 可以忽略。 鉑系元素鉑系元素幾乎完全成單質(zhì)狀態(tài)存在，高度分散在各種礦石中，例如原鉑礦、硫化鎳銅礦、磁鐵礦等。鉑系元素幾乎無(wú)例外地共同存在，形成天然合金。在含鉑系元素礦石中，通常以鉑為主要成分，而其余鉑系元素則因含量較小，必須經(jīng)過(guò)化學(xué)分析才能被發(fā)現(xiàn)。由于鋨、銥、鈀、銠和釕都與鉑共同組成礦石，因此它們都是從鉑礦提取鉑后的殘?jiān)邪l(fā)現(xiàn)的。鉑系元素化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。它們中除鉑和鈀外，不但不溶于普通的酸，而且不溶于王水。鉑很易溶于王水，鈀還溶于熱硝酸中。所有鉑系元素都有強(qiáng)烈形成配位化合物的傾向。 鉑系元素都是稀有金屬，它們?cè)诘貧ぶ械馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)估計(jì)為：鉑系元素幾乎完全以單

20、質(zhì)狀態(tài)存在，高度分散在各種礦石中，并共生在一起。從鉑系元素原子的價(jià)電子結(jié)構(gòu)來(lái)看，除鋨和銥有2個(gè)s原子外，其余都只有1個(gè)s電子或沒(méi)有s電子。形成高氧化態(tài)的傾向從左向右(由釕到鈀，由鋨到鉑)逐漸降低。這一點(diǎn)和鐵系元素是一樣的。和其它各副族的情況一樣，鉑系元素的第6周期各元素形成高氧化態(tài)的傾向比第5周期相應(yīng)各元素大。其中只有釕和鋨表現(xiàn)出了與族數(shù)相一致的+8氧化態(tài)。我們從物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)兩個(gè)方面來(lái)介紹鉑系元素的通性。物理性質(zhì)鉑系元素除鋨呈藍(lán)灰色外，其余都是銀白色的。從金屬單質(zhì)的密度看，鉑系元素又可分為兩組：第5周期的釕、銠、鈀的密度約為12g·cm-3，成為輕鉑金屬；第6周期的鋨、銥、鉑的

21、密度約為22g·cm-3，稱(chēng)為重鉑金屬。鉑系元素都是難熔金屬，輕鉑金屬和重鉑金屬的熔、沸點(diǎn)都是從左到右逐漸降低。這六種元素中，最難熔的是鋨，最易熔的是鈀。熔沸點(diǎn)的這種變化趨勢(shì)與鐵系金屬相似，這也可能是因?yàn)閚d軌道中成單電子數(shù)從左到右逐漸減少(釕、銠、鈀分別為3、2、0；鋨、銥、鉑分別為4、3、1)，金屬鍵逐漸減弱的緣故。在硬度方面，釕和鋨的特點(diǎn)是硬度高并且脆，因此不能承受機(jī)械處理。銠和銥雖可以承受機(jī)械處理，但也很困難。鈀和鉑，尤其是鉑，極易承受機(jī)械處理，純凈的鉑具有高度的可塑性。將鉑冷軋，可以制得厚度為0.0025mm的箔?；瘜W(xué)性質(zhì)鉑系金屬的化學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：鉑系金屬對(duì)酸的

22、化學(xué)穩(wěn)定性比所有其它各族金屬都高。釕和鋨，銠和銥對(duì)酸的化學(xué)穩(wěn)定性最高，不僅不溶于普通強(qiáng)酸，也不溶于王水中。鈀和鉑都能溶于王水，鈀還能溶于硝酸(稀硝酸中溶解慢，濃硝酸中溶解快)和熱硫酸中。在有氧化劑存在時(shí)，鉑系金屬與堿一起熔融，都可以轉(zhuǎn)變成可溶性的化合物。鉑系金屬不和氮作用。室溫下對(duì)空氣、氧等非金屬都是穩(wěn)定的，不作用。高溫下才能與氧、硫、磷、氟、氯等非金屬作用，生成相應(yīng)的化合物。室溫下只有粉狀的鋨在空氣中會(huì)慢慢地被氧化，生成揮發(fā)性的四氧化鋨OsO4，OsO4的蒸氣沒(méi)有顏色，對(duì)呼吸道有劇毒，尤其有害于眼睛，會(huì)造成暫時(shí)失明。鉑系金屬都有一個(gè)特性，即很高的催化活性，金屬細(xì)粉的催化活性尤其大。大多數(shù)鉑系

23、金屬能吸收氣體，特別是氫氣。鋨吸收氫氣的能力最差，鈀吸收氫氣的能力最強(qiáng)。常溫下，鈀溶解氫的體積比為1：700，在真空中把金屬加熱到373K，溶解的氫就完全放出。氫在鉑中的溶解度很小，但鉑溶解氧的本領(lǐng)比鈀強(qiáng)，鈀吸收氧的體積比為1：0.07，而鉑溶解氧的體積比為1：70。鉑系金屬吸收氣體的性能是與它們的高度催化性能有密切關(guān)系的。鉑系金屬和鐵系金屬一樣，都容易形成配位化合物。不對(duì)稱(chēng)碳原子的R、S構(gòu)型判斷在有機(jī)化學(xué)中，碳原子在形成有機(jī)分子的時(shí)候，4個(gè)原子或基團(tuán)可以通過(guò)4根共價(jià)鍵形成三維的空間結(jié)構(gòu)。由于相連的原子或基團(tuán)不同，它會(huì)形成兩種分子結(jié)構(gòu)。這兩種分子擁有完全一樣的物理、化學(xué)性質(zhì)。比如它們的沸點(diǎn)一樣

24、，溶解度和光譜也一樣。但是從分子的組成形狀來(lái)看，它們依然是兩種分子。這種情形像是鏡子里和鏡子外的物體那樣，看上去互為對(duì)應(yīng)。由于是三維結(jié)構(gòu)，它們不管怎樣旋轉(zhuǎn)都不會(huì)重合， 如果你注意觀察過(guò)你的手，你會(huì)發(fā)現(xiàn)你的左手和右手看起來(lái)似乎一模一樣，但無(wú)論你怎樣放，它們?cè)诳臻g上卻無(wú)法完全重合。如果你把你的左手放在鏡子前面，你會(huì)發(fā)現(xiàn)你的右手才真正與你的左手在鏡中的像是完全一樣的，你的右手與左手在鏡中的像可以完全重疊在一起。實(shí)際上，你的右手正是你的左手在鏡中的像，反之矣然。所以又叫手性分子。所謂的不對(duì)稱(chēng)碳原子的R、S構(gòu)型即有機(jī)化學(xué)中的旋光異構(gòu)問(wèn)題R拉丁字Rectus（右）； S 拉丁字Sinister（左）R/S

25、標(biāo)記法是根據(jù)手性碳原子上所連的四個(gè)原子或原子團(tuán)在空間的排列方式來(lái)標(biāo)記的。用R/S標(biāo)記構(gòu)型的步驟為： 按照大小次序規(guī)則，確定大小次序； 將最小的原子或原子團(tuán)置于距觀察者最遠(yuǎn)處； 觀察其余三個(gè)原子或原子團(tuán)由大到小的排列方式。 順時(shí)針 R； 逆時(shí)針 S。 狄爾斯-阿爾德反應(yīng)又稱(chēng)雙烯合成。是共軛雙烯體系與烯或炔鍵發(fā)生環(huán)加成反應(yīng)而得環(huán)己烯或1,4-環(huán)己二烯環(huán)系的反應(yīng)。1928年德國(guó)化學(xué)家O.P.H.狄爾斯和K.阿爾德在研究丁二烯與順丁烯二酐作用時(shí)發(fā)現(xiàn)這類(lèi)反應(yīng)：在這類(lèi)反應(yīng)中，與共軛雙烯作用的烯和炔稱(chēng)為親雙烯體。親雙烯體上的吸電子取代基（如羰基、氰基、硝基、羧基等）和共軛雙烯上的給電子取代基都有使反應(yīng)加速的

26、作用。 這類(lèi)反應(yīng)具有很強(qiáng)的區(qū)位和立體選擇性。當(dāng)雙烯和親雙烯體兩者都有適當(dāng)?shù)娜〈?，使反?yīng)可能發(fā)生不同區(qū)位而得到兩種產(chǎn)物時(shí)，事實(shí)上只有一種是主要的。例如異戊二烯與丁烯酮反應(yīng)，以得到甲基-（4-甲基-3-環(huán)己烯基）-甲酮為主： 在立體化學(xué)方面，這類(lèi)反應(yīng)都是順式加成的，而且當(dāng)反應(yīng)物有可能生成內(nèi)型和外型兩種產(chǎn)物時(shí)，一般只得內(nèi)型化合物，例如環(huán)戊二烯與順丁烯二酐的反應(yīng)： 這些立體選擇性不但符合大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，而且在理論上也能用分子軌道對(duì)稱(chēng)守恒原理加以解釋。 狄爾斯-阿爾德反應(yīng)一般是可逆的,這種可逆性在合成上有時(shí)得到很好的應(yīng)用。例如，在實(shí)驗(yàn)室要用少量丁二烯時(shí)，就可將環(huán)己烯進(jìn)行熱解制得。2-環(huán)丙烯基甲酸甲酯的

27、合成也是利用了狄爾斯-阿爾德反應(yīng)及其逆反應(yīng)。   苯環(huán)上原有的取代基對(duì)新導(dǎo)入取代基有影響，這種影響包括反應(yīng)活性和進(jìn)入位置兩個(gè)方面。通常，苯環(huán)上原有的第一取代基稱(chēng)為定位基，從大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)的分析總結(jié)中發(fā)現(xiàn)，定位基的定位作用遵循一定的規(guī)律，這一規(guī)律稱(chēng)為苯環(huán)上親電取代反應(yīng)定位規(guī)律（又稱(chēng)定位規(guī)則）。下面分別討論定位基的類(lèi)型；定位規(guī)則的理論解釋?zhuān)欢〈降亩ㄎ灰?guī)律；定位規(guī)律的應(yīng)用。（一） 定位基的類(lèi)型      1鄰、對(duì)位定位基。這類(lèi)定位基的結(jié)構(gòu)特征是定位基中與苯環(huán)直接相連的原子不含不飽和鍵（芳烴基例外），不帶正電荷，且多數(shù)具有未共用電子對(duì)。常

28、見(jiàn)的鄰、對(duì)位定位基及其反應(yīng)活性（相對(duì)苯而言）如下：強(qiáng)致活基團(tuán)：NH2(NHR,NR2),OH中致活基團(tuán)：OCH3(OR),NHCOCH3(NHCOR)弱致活基團(tuán)：ph(Ar),CH3(R)弱致鈍基團(tuán)：F,Cl,Br,I這類(lèi)定位基多數(shù)使親電取代反應(yīng)較苯容易進(jìn)行，但鹵素例外。      2間位定位基。這類(lèi)定位基的結(jié)構(gòu)特征是定位基中與苯環(huán)直接相連的原子一般都含有不飽和鍵（CX3例外）或帶正電荷。常見(jiàn)的間位定位基及其定位效應(yīng)從強(qiáng)到弱順序如下：N+H3，N+R3，NO2，CF3，CCl3，CN，SO3H，COH，COR，COOH，COOR，CONH2等。

29、這類(lèi)定位基屬致鈍基團(tuán)，通常使苯環(huán)上親電取代反應(yīng)較苯難進(jìn)行，且排在越前面的定位基，定位效應(yīng)越強(qiáng)，反應(yīng)也越難進(jìn)行。（二） 定位規(guī)則的理論解釋     苯環(huán)上的取代反應(yīng)是親電取代反應(yīng)。因此，從反應(yīng)活性的角度分析，凡有助于提高苯環(huán)上電子云密度的基團(tuán)，就能使苯環(huán)活化，反應(yīng)活性提高；反之，凡是使環(huán)上電子云密度降低的基團(tuán)，就能使苯環(huán)鈍化，反應(yīng)活性降低。從反應(yīng)位置的角度分析，當(dāng)苯環(huán)上沒(méi)有取代基時(shí)，環(huán)上六個(gè)碳原子的電子云密度是均等的；但當(dāng)苯環(huán)上有取代基時(shí)，由于取代基的電子效應(yīng)沿著苯環(huán)共軛體系傳遞。在環(huán)上出現(xiàn)了出現(xiàn)了電子云密度的疏密交替分布現(xiàn)象。第二個(gè)取代基總是進(jìn)入苯環(huán)上電

30、子云密度相對(duì)較大的部位，從而使這些碳原子上的取代物占了多數(shù)?，F(xiàn)以CH3，OH，Cl，NO2為代表加以說(shuō)明。      1甲基（CH3）。甲基具有正的誘導(dǎo)效應(yīng)（I），是供電子基；此外，甲基的CH鍵的電子可與苯環(huán)的電子發(fā)生,超共軛效應(yīng)。其結(jié)果均可使苯環(huán)上的電子云密度增大，特別是甲基的鄰、對(duì)位增加的更多。因此，甲苯比苯易發(fā)生親電取代反應(yīng)，而且主要發(fā)生在鄰、對(duì)位上。       2酚羥基（OH）。從誘導(dǎo)效應(yīng)看，氧的電負(fù)性大于碳，存在負(fù)的誘導(dǎo)效應(yīng)（-I），但氧上的未共用電子對(duì)可與苯環(huán)上的電子產(chǎn)生

31、給電子的p,共軛效應(yīng)（C）。在反應(yīng)時(shí)，動(dòng)態(tài)的共軛效應(yīng)占主導(dǎo)地位，總的結(jié)果是使苯環(huán)上電子云密度提高，而不是降低，而且鄰、對(duì)位增加的較多。所以，苯酚的親電取代反應(yīng)比苯容易進(jìn)行，且第二個(gè)取代基主要進(jìn)入酚羥基的鄰、對(duì)位。        3氯原子（Cl）。氯原子的電負(fù)性較大，是吸電子基，存在負(fù)的誘導(dǎo)效應(yīng)（-I）。但同時(shí)，氯原子的未共用電子對(duì)，同樣可以與苯環(huán)上的電子產(chǎn)生給電子的p,共軛效應(yīng)（C）。但與酚羥基不同的是氯原子的C不足以抵消-I，總的結(jié)果是使苯環(huán)上電子云密度降低，且間位降低較多，鄰、對(duì)位降低的較少，量子化學(xué)的計(jì)算也表明同樣的結(jié)

32、果。（+）表示電子云密度比苯小       所以，氯苯的反應(yīng)活性取決于較強(qiáng)的誘導(dǎo)效應(yīng)，反應(yīng)活性小于苯，而定位效應(yīng)則受共軛效應(yīng)的影響較大，屬鄰、對(duì)位定位基。       4硝基（NO2）。硝基中的氮、氧的電負(fù)性均大于碳，存在負(fù)的誘導(dǎo)效應(yīng)（-I），同時(shí)，硝基的軌道上的電子可與苯環(huán)上的電子產(chǎn)生吸電子的,共軛效應(yīng)（-C）。-I與-C的協(xié)同作用，使苯環(huán)上電子云密度顯著下降，其中又以鄰、對(duì)位降低最多，間位相對(duì)降低較少。量子化學(xué)計(jì)算表明相同的結(jié)果。所以，硝基苯的親電取代反應(yīng)活性小于苯，第二

33、個(gè)取代基主要進(jìn)入硝基的間位。三 二元取代苯的定位規(guī)則苯環(huán)上已有兩個(gè)取代基時(shí)，第三個(gè)取代基進(jìn)入苯環(huán)的位置就決定于原有的這兩個(gè)取代基的性質(zhì)。一般可分為兩種情況：      1苯環(huán)上原有的兩個(gè)取代基的定位作用一致，則仍按上述規(guī)則進(jìn)行。      2環(huán)上原有的兩個(gè)取代基的定位作用不一致，又可再分為兩種情況：環(huán)上原有取代基為同類(lèi)定位基，則第三個(gè)取代基進(jìn)入苯環(huán)的位置取決于定位效應(yīng)強(qiáng)的取代基。例如，下列化合物引入第三個(gè)取代基時(shí)，將主要進(jìn)入箭頭所示的位置。環(huán)上原有取代基非同類(lèi)定位基，則第三個(gè)取代基進(jìn)入苯環(huán)的位置

34、取決于鄰、對(duì)位定位基。例如，下列化合物引入第三個(gè)取代基時(shí)，其進(jìn)入位置如箭頭所示。分散相膠體化學(xué)中，稱(chēng)被分散的物質(zhì)為分散相，又稱(chēng)彌散相，而連續(xù)介質(zhì)稱(chēng)為分散介質(zhì)或者說(shuō)連續(xù)相。比如，在合金固溶膠中，合金內(nèi)以細(xì)小而彌散分布的微粒的形式存在的相。在合金鋼中，存在細(xì)小微粒彌散分布的相，它對(duì)晶界有釘孔和擴(kuò)大相界面作用，使合金的強(qiáng)度和硬度增加。 氣體分壓定律在任何容器內(nèi)的氣體混合物中，如果各組分之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則每一種氣體都均勻地分布在整個(gè)容器內(nèi)，它所產(chǎn)生的壓強(qiáng)和它單獨(dú)占有整個(gè)容器時(shí)所產(chǎn)生的壓強(qiáng)相同。也就是說(shuō)，一定量的氣體在一定容積的容器中的壓強(qiáng)僅與溫度有關(guān)。例如，零攝氏度時(shí)，1mol 氧氣在 22.4L

35、 體積內(nèi)的壓強(qiáng)是 101.3kPa 。如果向容器內(nèi)加入 1mol 氮?dú)獠⒈３秩萜黧w積不變，則氧氣的壓強(qiáng)還是 101.3kPa，但容器內(nèi)的總壓強(qiáng)增大一倍?？梢?jiàn)， 1mol 氮?dú)庠谶@種狀態(tài)下產(chǎn)生的壓強(qiáng)也是 101.3kPa 。 道爾頓（Dalton）總結(jié)了這些實(shí)驗(yàn)事實(shí)，得出下列結(jié)論：某一氣體在氣體混合物中產(chǎn)生的分壓等于它單獨(dú)占有整個(gè)容器時(shí)所產(chǎn)生的壓力；而氣體混合物的總壓強(qiáng)等于其中各氣體分壓之和，這就是氣體分壓定律（law of partial pressure）。鈣鈦礦鈣鈦礦鈣鈦礦 （Perovskite） CaTiO3 概述：鈣鈦礦一般為立方體或八面體形狀，具有光澤，淺色到棕色。它們可用于提煉鈦

36、、鈮和稀土元素，但必須是大量聚集時(shí)才有開(kāi)采價(jià)值。 化學(xué)組成: CaO 41.24%，TiO2 58.76%。類(lèi)質(zhì)同象混入物有Na、Ce、Fe、 Nb。成因產(chǎn)狀:常成副礦物見(jiàn)于堿性巖中；有時(shí)在蝕變的輝石巖中可以富集，主要與鈦磁鐵礦共生。 晶體形態(tài)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)呈立方體晶形。在立方體晶體常具平行晶棱的條紋，系高溫變體轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏刈凅w時(shí)產(chǎn)生聚片雙晶的結(jié)果。對(duì)稱(chēng)特點(diǎn): 高溫變體為等軸晶系，點(diǎn)群m3m,空間群Pm3m;在600以下轉(zhuǎn)變?yōu)檎痪担c(diǎn)群mmm,空間群Pcmm 晶胞參數(shù): 高溫變體ao=3.85埃,Z=1;在600以下ao=5.37埃bo=7.64埃,co=5.44埃,Z=4 晶體結(jié)構(gòu):在高溫變體

37、結(jié)構(gòu)中，鈣離子位于立方晶胞的中心，為12個(gè)氧離子包圍成配位立方-八面體，配位數(shù)為12；鈦離子位于立方晶胞的角頂，為6個(gè)氧離子包圍成配位八面體，配位數(shù)為6。（注：上面關(guān)于晶體結(jié)構(gòu)的描述是錯(cuò)誤的。根據(jù)/wiki/Perovskite，應(yīng)該是鈦離子處于立方晶胞體心，氧離子處于面心，鈣離子位于角頂。）（注2：上面的注應(yīng)該是錯(cuò)誤的，wiki和baidu這里的說(shuō)法不矛盾的，把上面的圖的Ti看成一個(gè)體心，Ca看成頂角，一個(gè)八面體的6個(gè)O就是6個(gè)面心的位置了。）甘露糖一種單糖。分子式C5H11O5CHO。為多種多糖的組成成分。以游離狀態(tài)存在于某些植物果皮中，如柑橘皮

38、中，桃、蘋(píng)果等水果中有少量游離的甘露糖，象牙棕櫚子、酵母、紅藻、血清球蛋白、卵類(lèi)粘蛋白和結(jié)核桿菌中含有D-甘露糖的聚糖。甘露糖為白色晶體或結(jié)晶粉末，味甜帶苦。29.3°（水）；型的熔點(diǎn) 132（分解），17°14.6°（水）。溶于水，微溶于乙醇。D-甘露糖與氯化鈣容易形成結(jié)晶化合物C6H12O6·CaCl2·4H2O，并顯示復(fù)雜的變旋光作用。D-甘露糖可被酵母發(fā)酵。 D-甘露糖可由富含D-甘露糖的聚糖（象牙棕櫚子、酵母甘露聚糖等）水解制備。也可由D-甘露醇（海帶制碘工業(yè)的副產(chǎn)品）在亞鐵離子存在下，用過(guò)氧化氫氧化合成。也可由D-葡萄糖差向異構(gòu)化，

39、或由D-阿拉伯糖增長(zhǎng)碳鏈等方法制備。 化學(xué)性質(zhì)高錳酸鉀常溫下即可與甘油等有機(jī)物反應(yīng)甚至燃燒（但有時(shí)與甘油混合后反應(yīng)極為緩慢，甚至感受不到溫度的升高，其原因尚不明確）；在酸性環(huán)境下氧化性更強(qiáng)，能氧化負(fù)價(jià)態(tài)的氯、溴、碘、硫等離子及二氧化硫等。與皮膚接觸可腐蝕皮膚產(chǎn)生棕色染色，數(shù)日不褪；粉末散布于空氣中有強(qiáng)烈刺激性，可使人連打噴嚏。尿液、二氧化硫等可使其褪色。與較活潑金屬粉末混合后有強(qiáng)烈燃燒性，危險(xiǎn)。該物質(zhì)在加熱時(shí)分解：2KMnO（s）K2MnO（s）+MnO（s）+O（g）·高錳酸鉀在酸性溶液中氧化產(chǎn)物為二價(jià)錳離子·高錳酸鉀在中性溶液中還原產(chǎn)物一般為二氧化錳。·高錳酸

40、鉀在堿性環(huán)境下氧化產(chǎn)物為墨綠色的錳酸鉀（K2MnO）維生素C的水溶液能使高錳酸鉀溶液褪色，并且維生素C溶液越濃，用量就越少。根據(jù)這一特性，就能夠用高錳酸鉀測(cè)定蔬菜或水果中的維生素含量。高錳酸鉀造成的污漬可用還原性的草酸、維生素C等去除。共軛離域體系共軛效應(yīng) (conjugated effect) ，又稱(chēng)離域效應(yīng)，是指由于共軛鍵的形成而引起分子性質(zhì)的改變的效應(yīng)。H2C=CH2，鍵的兩個(gè)p電子的運(yùn)動(dòng)范圍局限在兩個(gè)碳原子之間，這叫做定域運(yùn)動(dòng).CH2=CH-CH=CH2中，可以看作兩個(gè)孤立的雙鍵重合在一起，p電子的運(yùn)動(dòng)范圍不再局限在兩個(gè)碳原子之間，而是擴(kuò)充到四個(gè)碳原子之間，這叫做離域現(xiàn)象。這種分子叫共

41、軛分子。共軛分子中任何一個(gè)原子受到外界試劑的作用，其它部分可以馬上受到影響。這種電子通過(guò)共軛體系的傳遞方式，叫做共軛效應(yīng)。特點(diǎn)：沿共軛體系傳遞不受距離的限制。亨利定律亨利定律Henry's law物理化學(xué)的基本定律之一，是英國(guó)的W.亨利在1803年研究氣體在液體中的溶解度規(guī)律時(shí)發(fā)現(xiàn)的，可表述為：“在一定溫度下，某種氣體在溶液中的濃度與液面上該氣體的平衡壓力成正比?！睂?shí)驗(yàn)表明，只有當(dāng)氣體在液體中的溶解度不很高時(shí)該定律才是正確的，此時(shí)的氣體實(shí)際上是稀溶液中的揮發(fā)性溶質(zhì)，氣體壓力則是溶質(zhì)的蒸氣壓。所以亨利定律還可表述為：在一定溫度下，稀薄溶液中溶質(zhì)的蒸氣分壓與溶液濃度成正比：pBkxB式中p

42、B是稀薄溶液中溶質(zhì)的蒸氣分壓1；xB是溶質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)； k為亨利常數(shù)，其值與溫度、壓力以及溶質(zhì)和溶劑的本性有關(guān)。由于在稀薄溶液中各種濃度成正比，所以上式中的xB還可以是mB（質(zhì)量摩爾濃度）或cB（物質(zhì)的量濃度）等，此時(shí)的k值將隨之變化。只有溶質(zhì)在氣相中和液相中的分子狀態(tài)相同時(shí)，亨利定律才能適用。若溶質(zhì)分子在溶液中有離解、締合等，則上式中的xB（或mB、cB等）應(yīng)是指與氣相中分子狀態(tài)相同的那一部分的含量；在總壓力不大時(shí)，若多種氣體同時(shí)溶于同一個(gè)液體中，亨利定律可分別適用于其中的任一種氣體；一般來(lái)說(shuō)，溶液越稀,亨利定律愈準(zhǔn)確，在xB0時(shí)溶質(zhì)能?chē)?yán)格服從定律。定義膠體（英語(yǔ)：Colloid）又稱(chēng)膠

43、狀分散體（colloidal dispersion）是一種均勻混合物，在膠體中含有兩種不同相態(tài)的物質(zhì)，一種分散，另一種連續(xù)。分散的一部分是由微小的粒子或液滴所組成，分散質(zhì)粒子直徑在1nm100nm之間的分散系；膠體是一種分散質(zhì)粒子直徑介于粗分散體系和溶液之間的一類(lèi)分散體系，這是一種高度分散的多相不均勻體系。 分類(lèi)1、按分散劑的不同可分為氣溶膠，固溶膠，液溶膠；2、按分散質(zhì)的不同可分為粒子膠體、分子膠體； 實(shí)例一|常見(jiàn)膠體:1、煙，云，霧是氣溶膠，煙水晶，有色玻璃是固溶膠，蛋白溶液，淀粉溶液是液溶膠；2、淀粉膠體,蛋白質(zhì)膠體是分子膠體，土壤是粒子膠體；二、膠體的性質(zhì)：能發(fā)生丁達(dá)爾現(xiàn)象1,聚沉，產(chǎn)

44、生電泳，可以滲析，等性質(zhì)三、膠體的應(yīng)用:1、農(nóng)業(yè)生產(chǎn):土壤的保肥作用.土壤里許多物質(zhì)如粘土,腐殖質(zhì)等常以膠體形式存在.2、醫(yī)療衛(wèi)生:血液透析,血清紙上電泳,利用電泳分離各種氨基酸和蛋白質(zhì).133、日常生活:制豆腐原理(膠體的聚沉)和豆?jié){牛奶,粥,明礬凈水.4、自然地理:江河人?？谔幮纬扇侵?其形成原理是海水中的電解質(zhì)使江河泥沙所形成膠體發(fā)生聚沉.5、工業(yè)生產(chǎn):制有色玻璃(固溶膠),冶金工業(yè)利用電泳原理選礦,原油脫水等. 膠體的應(yīng)用膠體在自然界尤其是生物界普遍存在，應(yīng)用也很廣泛。在金屬、陶瓷、聚合物等材料中加入固態(tài)膠體粒子，不僅可以改進(jìn)材料的耐沖擊強(qiáng)度、耐斷裂強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等機(jī)械性能，還可以改

45、進(jìn)材料的光學(xué)性質(zhì)。有色玻璃就是由某些膠態(tài)金屬氧化物分散于玻璃中制成的。醫(yī)學(xué)上越來(lái)越多地利用高度分散的膠體來(lái)檢驗(yàn)或治療疾病，如膠態(tài)磁流體治癌術(shù)是將磁性物質(zhì)制成膠體粒子，作為藥物的載體，在磁場(chǎng)作用下將藥物送到病灶，從而提高療效。國(guó)防工業(yè)中有些火藥、炸藥須制成膠體。一些納米材料的制備，冶金工業(yè)中的選礦，是有原油的脫水，塑料、橡膠及合成纖維等的制造過(guò)程都會(huì)用到膠體。膠體凈水的原理膠體粒子的直徑一般在1nm100nm之間，它決定了膠體粒子具有巨大的表面積，吸附力很強(qiáng)，能在水中吸附懸浮固體或色素形成沉淀，從而使水凈化，這就是膠體凈水的原理。能在水中自然形成濃度較大的膠體，并且對(duì)水質(zhì)無(wú)明顯副作用的物質(zhì)有KA

46、l（SO4）·12H2O、FeCl3·6H2O等，這樣的物質(zhì)被稱(chēng)為凈水劑，其形成膠體的化學(xué)原理是使其發(fā)生水解反應(yīng)：Fe3+ + 3H2O=(可逆號(hào)) Fe(OH)3(膠體)+3H+Al3+ + 3H2O=（可逆號(hào)）Al(OH)3(膠體)+3H+ 具體介紹為了回答什么是膠體這一問(wèn)題,我們做如下實(shí)驗(yàn):將一把泥土放到水中,大粒的泥沙很快下沉,渾濁的細(xì)小土粒因受重力的影響最后也沉降于容器底部,而土中的鹽類(lèi)則溶解成真溶液.但是,混雜在真溶液中還有一些極為微小的土壤粒子,它們既不下沉,也不溶解,人們把這些即使在顯微鏡下也觀察不到的微小顆粒稱(chēng)為膠體顆粒,含有膠體顆粒的體系稱(chēng)為膠體體系.膠

47、體化學(xué),狹義的說(shuō),就是研究這些微小顆粒分散體系的科學(xué).通常規(guī)定膠體顆粒的大小為1100nm(按膠體顆粒的直徑計(jì)).小于1nm的幾顆粒為分子或離子分散體系,大于100nm的為粗分散體系.既然膠體體系的重要特征之一是以分散相粒子的大小為依據(jù)的,顯然,只要不同聚集態(tài)分散相的顆粒大小在 1100nm之間,則在不同狀態(tài)的分散介質(zhì)中均可形成膠體體系.例如,除了分散相與分散介質(zhì)都是氣體而不能形成膠體體系外,其余的8種分散體系均可形成膠體體系.習(xí)慣上,把分散介質(zhì)為液體的膠體體系稱(chēng)為液溶膠,如介質(zhì)為水的稱(chēng)為水溶膠;介質(zhì)為固態(tài)時(shí),稱(chēng)為固溶膠.由此可見(jiàn),膠體體系是多種多樣的.溶膠是物質(zhì)存在的一種特殊狀態(tài),而不是一種

48、特殊物質(zhì),不是物質(zhì)的本性.任何一種物質(zhì)在一定條件下可以晶體的形態(tài)存在,而在另一種條件下卻可以膠體的形態(tài)存在.例如,氯化鈉是典型的晶體,它在水中溶解成為真溶液,若用適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ蛊浞稚⒂诒交蛎阎?則形成膠體溶液.同樣,硫磺分散在乙醇中為真溶液,若分散在水中則為硫磺水溶膠.由于膠體體系首先是以分散相顆粒有一定的大小為其特征的,故膠粒本身與分散介質(zhì)之間必有一明顯的物理分界面.這意味著膠體體系必然是兩相或多相的不均勻分散體系.另外,有一大類(lèi)物質(zhì)(纖維素、蛋白質(zhì)、橡膠以及許多合成高聚物）在適當(dāng)?shù)娜軇┲腥芙怆m可形成真溶液，但它們的分子量很大（常在1萬(wàn)或幾十萬(wàn)以上，故稱(chēng)為高分子物質(zhì)），因此表現(xiàn)出的許多性質(zhì)（如

49、溶液的依數(shù)性、黏度、電導(dǎo)等）與低分子真溶液有所不同，而在某些方面（如分子大小）卻有類(lèi)似于溶膠的性質(zhì)，所以在歷史上高分子溶液一直被納入膠體化學(xué)進(jìn)行討論。30多年來(lái)，由于科學(xué)迅速地發(fā)展，它實(shí)際上已成為一個(gè)新的科學(xué)分支高分子物理化學(xué)，所以近年來(lái)在膠體表面專(zhuān)著（特別是有關(guān)刊物）中，一般不再過(guò)多地討論這方面內(nèi)容。摘自膠體與表面化學(xué)（第三版），化學(xué)化工出版社膠體 定義；分散質(zhì)粒子大小在1nm100nm的分散系。 膠體與溶液、濁液在性質(zhì)上有顯著差異的根本原因是分散質(zhì)粒子的大小不同。 常見(jiàn)的膠體：Fe(OH)3膠體、Al(OH)3膠體、硅酸膠體、淀粉膠體、蛋白質(zhì)、血液、豆?jié){、墨水、涂料、肥皂水、AgI、Ag2

50、S、As2S3 分類(lèi)：按照分散劑狀態(tài)不同分為： 氣溶膠分散質(zhì)、分散劑都是氣態(tài)物質(zhì)：如SO2擴(kuò)散在空氣中 液溶膠分散質(zhì)、分散劑都是液態(tài)物質(zhì)：如Fe(OH)3膠體 固溶膠分散質(zhì)、分散劑都是固態(tài)物質(zhì)：如有色玻璃、合金 3、區(qū)分膠體與溶液的一種常用物理方法利用丁達(dá)爾效應(yīng) 膠體粒子對(duì)光線散射而形成光亮的“通路”的現(xiàn)象，叫做丁達(dá)爾現(xiàn)象。 膠粒帶有電荷 膠粒具有很大的比表面積(比表面積=表面積顆粒體積)，因而有很強(qiáng)的吸附能力，使膠粒表面吸附溶液中的離子。這樣膠粒就帶有電荷。不同的膠粒吸附不同電荷的離子。一般說(shuō)，金屬氫氧化物、金屬氧化物的膠粒吸附陽(yáng)離子，膠粒帶正電，非金屬氧化物、金屬硫化物的膠粒吸引陰離子，膠

51、粒帶負(fù)電。 膠粒帶有相同的電荷，互相排斥，所以膠粒不容易聚集，這是膠體保持穩(wěn)定的重要原因。 由于膠粒帶有電荷，所以在外加電場(chǎng)的作用下，膠粒就會(huì)向某一極(陰極或陽(yáng)極)作定向移動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象叫電泳。 膠體的種類(lèi)很多，按分散劑狀態(tài)的不同可分為液溶膠、氣溶膠和固溶膠。如：云、煙為氣溶膠，有色玻璃為固溶膠。中學(xué)研究的膠體一般指的是液溶膠。膠體的性質(zhì)體現(xiàn)在以下幾方面： 有丁達(dá)爾效應(yīng) 當(dāng)一束光通過(guò)膠體時(shí)，從入射光的垂直方向上可看到有一條光帶，這個(gè)現(xiàn)象叫丁達(dá)爾現(xiàn)象。利用此性質(zhì)可鑒別膠體與溶液、濁液。 有電泳現(xiàn)象 由于膠體微粒表面積大，能吸附帶電荷的離子，使膠粒帶電。當(dāng)在電場(chǎng)作用下，膠體微?？上蚰骋粯O定向移動(dòng)

52、。 利用此性質(zhì)可進(jìn)行膠體提純。 膠粒帶電情況：金屬氫氧化物、金屬氧化物和AgI的膠粒一般帶正電荷，而金屬硫化物和硅酸的膠粒一般帶負(fù)電荷。 可發(fā)生凝聚 加入電解質(zhì)或加入帶相反電荷的溶膠或加熱均可使膠體發(fā)生凝聚。加入電解質(zhì)中和了膠粒所帶的電荷，使膠粒形成大顆粒而沉淀。一般規(guī)律是電解質(zhì)離子電荷數(shù)越高，使膠體凝聚的能力越強(qiáng)。用膠體凝聚的性質(zhì)可制生活必需品。如用豆?jié){制豆腐，從脂肪水解的產(chǎn)物中得到肥皂等。 發(fā)生布朗運(yùn)動(dòng)含義：無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)（離子或分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的外在體現(xiàn)）產(chǎn)生原因：布朗運(yùn)動(dòng)是分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果布朗運(yùn)動(dòng)是膠體穩(wěn)定的一個(gè)原因膠體的知識(shí)與人類(lèi)生活有著極其密切的聯(lián)系。除以上例子外還如： 土壤里發(fā)生的

53、化學(xué)過(guò)程。因土壤里許多物質(zhì)如粘土、腐殖質(zhì)等常以膠體形式存在。 國(guó)防工業(yè)的火藥、炸藥常制成膠體。 石油原油的脫水、工業(yè)廢水的凈化、建筑材料中的水泥的硬化，都用到膠體的知識(shí)。 食品工業(yè)中牛奶、豆?jié){、粥都與膠體有關(guān)。 總之，人類(lèi)不可缺少的衣食住行無(wú)一不與膠體有關(guān)，膠體化學(xué)已成為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科。 Fe(OH)3膠體制備:將25毫升的蒸餾水加熱至沸騰，再逐滴加入1-2毫升的飽和氯化鐵溶液，繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色。FeCl3 +3H20 = Fe(OH)3(膠體)+3HCl相關(guān)化學(xué)式:Al3+ +3H2o=Al(OH)3(膠體)+3H+膠體電性（1）正電:一般來(lái)說(shuō)，金屬氫氧化物、金屬氧化物的膠體粒子帶正電

54、荷，如Fe(OH)3 , Al(OH)3 , Cr(OH)3 , H2TiO3 , Fe2O3 , ZrO2 , Th2O3（2）負(fù)電:分金屬氧化物、金屬硫化物的膠體粒子帶負(fù)電荷，如As2S3 , Sb2S3 , As2O3 , H2SiO3 , Au , Ag , Pt（3）膠體粒子可以帶電荷，但整個(gè)膠體呈電中性膠體的制備A物理法：如研磨（制豆?jié){，研墨），直接分散（制蛋白質(zhì)膠體）B水解法：如向煮沸的蒸餾水滴加FeCl3飽和溶液，得紅褐色Fe（OH）3膠體（此法適用于制金屬氫氧化物膠體）1.不可過(guò)度加熱，否則膠體發(fā)生聚沉，生成Fe（OH）3沉淀2.不可用自來(lái)水，自來(lái)水中有電解質(zhì)會(huì)使膠體發(fā)生聚沉

55、，應(yīng)用蒸餾水3.復(fù)分解+劇烈震蕩法4.FeCl3不能過(guò)量，過(guò)量的FeCl3也能使膠體發(fā)生聚沉5.書(shū)寫(xiě)制備膠體的化學(xué)方程式時(shí)，生成的膠體不加沉淀符號(hào)“” 膠體與溶液的分離滲析法。滲析又稱(chēng)透析。利用半透膜能透過(guò)小分子和小離子但不能透過(guò)膠體粒子的性質(zhì)從溶膠中除掉作為雜質(zhì)的小分子或離子的過(guò)程。滲析時(shí)將膠體溶液置于由半透膜構(gòu)成的滲析器內(nèi)，器外則定期更換膠體溶液的分散介質(zhì)（通常是水），即可達(dá)到純化膠體的目的。滲析時(shí)外加直流電場(chǎng)常?？梢约铀傩‰x子自膜內(nèi)向膜外的擴(kuò)散，為電滲析(electrodialysis)。 利用半透膜的選擇透過(guò)性分離不同溶質(zhì)的粒子的方法。在電場(chǎng)作用下進(jìn)行溶液中帶電溶質(zhì)粒子（如離子、膠體粒

56、子等）的滲析稱(chēng)為電滲析。電滲析廣泛應(yīng)用于化工、輕工、冶金、造紙、海水淡化、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域；近年來(lái)更推廣應(yīng)用于氨基酸、蛋白質(zhì)、血清等生物制品的提純和研究。電滲析器種類(lèi)較多，W.鮑里的三室型具有代表性，其構(gòu)造見(jiàn)圖。電滲析器由陽(yáng)極室、中間室及陰極室三室組成，中間DD為封接良好的半透膜，E為Pt、Ag、Cu等片狀或棒狀電極，F(xiàn)為連接中間室的玻璃管，作洗滌用，S為pH計(jì)。電滲析實(shí)質(zhì)上是除鹽技術(shù)。電滲析器中正、負(fù)離子交換膜具有選擇透過(guò)性，器內(nèi)放入含鹽溶液，在直流電的作用下，正、負(fù)離子透過(guò)膜分別向陰、陽(yáng)極遷移。最后在兩個(gè)膜之間的中間室內(nèi)，鹽的濃度降低，陰、陽(yáng)極室內(nèi)為濃縮室。電滲析方法可以對(duì)電解質(zhì)溶質(zhì)或某些物

57、質(zhì)進(jìn)行淡化、濃縮、分離或制備某些電解產(chǎn)品。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，通常用上百對(duì)以上交換膜，以提高分離效率。電滲析過(guò)程中，離子交換膜透過(guò)性、離子濃差擴(kuò)散、水的透過(guò)、極化電離等因素都會(huì)影響分離效率。 膠體粒子的結(jié)構(gòu)根據(jù)Fajans規(guī)則，膠體粒子是膠團(tuán)，它又包括膠粒與擴(kuò)散層，而膠粒有包括膠核與吸附層。以制備AgI為例，當(dāng)AgNO3過(guò)量時(shí)，結(jié)構(gòu)可表示為金紅石礦物名稱(chēng)： 金紅石（產(chǎn)在閃石內(nèi)） Rutile in Amphibole 金紅石是就是較純的二氧化鈦，一般含二氧化鈦在95以上，是提煉鈦的重要礦物原料，但在地殼中儲(chǔ)量較少。它具有耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、高強(qiáng)度、小比重等優(yōu)異性能，被廣泛用于軍工航空、航天、航海、

58、機(jī)械、化工、海水淡化等方面。金紅石本身是高檔電焊條必須的原料之一，也是生產(chǎn)金紅石型鈦白粉的最佳原料。:礦物概述化學(xué)組成：TiO2,Ti60%，有時(shí)含F(xiàn)e、Nb、Ta、Cr、Sn等； 鑒定特征：以其四方柱形、雙晶、顏色為鑒定特征；可以和錫石(cassitoritc)區(qū)別；不溶于酸類(lèi),加入碳酸鈉予以燒熔，則可溶解于硅酸，若再加入過(guò)氧化氫，可使溶液變?yōu)辄S色； 成因產(chǎn)狀：形成于高溫條件下，主要產(chǎn)于變質(zhì)巖系的含金紅石石英脈中和偉晶巖脈中。此外，在火成巖中作為副礦物出現(xiàn)，也常呈粒狀見(jiàn)于片麻巖中；金紅石由于其化學(xué)穩(wěn)定性大，在巖石風(fēng)化后常轉(zhuǎn)入砂礦； :晶體形態(tài)復(fù)四方雙錐晶類(lèi)，常具完好的四方柱狀或針狀晶形。常見(jiàn)單形為四方柱m、a和四方雙錐s等，有時(shí)出現(xiàn)復(fù)四方柱和復(fù)四方雙錐。:晶體結(jié)構(gòu) 晶系和空間群：四方晶系，P42/mmm；紅棕色、紅色