無機(jī)化學(xué)及分析化學(xué)總結(jié)高分析

1、無機(jī)化學(xué)及分析化學(xué)總結(jié)第一章 緒論l 系統(tǒng)誤差：由固定因素引起的誤差，具有單向性、重現(xiàn)性、可校正l 偶然誤差：隨機(jī)的偶然因素引起的誤差， 大小正負(fù)難以確定，不可校正，無法避免，服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律（1）絕對(duì)值相同的正負(fù)誤差出現(xiàn)的概率相等（2）大誤差出現(xiàn)的概率小，小誤差出現(xiàn)的概率大。l 準(zhǔn)確度: 在一定測(cè)量精度的條件下分析結(jié)果與真值的接近程度，用誤差衡量l 精密度(precision):多次重復(fù)測(cè)定某一量時(shí)所得測(cè)量 值的離散程度。用偏差衡量l 準(zhǔn)確度與精密度的關(guān)系：精密度好是準(zhǔn)確度好的前提；精密度好不一定準(zhǔn)確度高l 測(cè)定結(jié)果的數(shù)據(jù)處理(1)對(duì)于偏差較大的可疑數(shù)據(jù)按Q檢驗(yàn)法進(jìn)行檢驗(yàn)，決定其取舍；(2) 計(jì)

2、算出數(shù)據(jù)的平均值、平均偏差與標(biāo)準(zhǔn)偏差等；復(fù)習(xí)p12例題l 有效數(shù)字及其計(jì)算規(guī)則有效數(shù)字:實(shí)際能測(cè)得的數(shù)據(jù)，其最后一位是可疑的。對(duì)于可疑數(shù)字一般認(rèn)為有1的誤差例： 滴定管讀數(shù) 21.09 mL 分析天平讀數(shù) 0.2080 g 最后一位為可疑值注意: (1) “0”的作用：有效數(shù)字（在數(shù)字的中間或后面）定位作用（在數(shù)字的前面）(2)對(duì)數(shù)值(pH、pOH、pM、pK等)有效數(shù)字的位數(shù)取決于小數(shù)部分的位數(shù)。計(jì)算規(guī)則：(1) 加減法:計(jì)算結(jié)果小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)與小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的數(shù)據(jù)一樣。(2)乘除法（乘方、開方、對(duì)數(shù)）計(jì)算結(jié)果的有效位數(shù)與有效位數(shù)最少的數(shù)據(jù)一樣。第三章 化學(xué)熱力學(xué)初步l 基本概念：化學(xué)反應(yīng)

3、進(jìn)度、體系與環(huán)境、狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)(狀態(tài)函數(shù)的特征)、熱與功(熱與功的符號(hào)、體積功的計(jì)算)、內(nèi)能和熱力學(xué)第一定律(熱力學(xué)定律第一定律數(shù)學(xué)表達(dá)式U = Q + W)(p43例3-1)l DrHqm的計(jì)算rHm：摩爾反應(yīng)焓變，對(duì)于給定的化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)進(jìn)度為1mol時(shí)的反應(yīng)熱DrHqm：化學(xué)反應(yīng)中，任何物質(zhì)均處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，該反應(yīng)的摩爾反應(yīng)焓變DfHqm：在溫度及標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，由參考狀態(tài)單質(zhì)生成1mol物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變即為物質(zhì)在溫度下的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。參考狀態(tài)單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓為零。1.利用DfHqm計(jì)算DrHqm， DrHqmDrHqm (298.15K)；2.蓋斯定律：在恒容或恒壓同時(shí)只做體積功的

4、情況下，任一化學(xué)反應(yīng)，不論是一步完成的，還是分幾步完成的，其化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)總是相同的，即化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)只與始、終狀態(tài)有關(guān)而與具體途徑無關(guān)。根據(jù)蓋斯定律若化學(xué)反應(yīng)可以加和，則其反應(yīng)熱也可以加和。l 反應(yīng)的方向熱力學(xué)中，有兩條重要的自然規(guī)律控制著所有物質(zhì)系統(tǒng)的變化方向(1)從過程的能量變化來看，物質(zhì)系統(tǒng)傾向于取得最低能量狀態(tài)；(2)從系統(tǒng)中質(zhì)點(diǎn)分布和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來分析，物質(zhì)系統(tǒng)傾向于取得最大混亂度。熱力學(xué)中，體系的混亂度用熵來量度的。符號(hào):S對(duì)于物理或化學(xué)變化而論，幾乎沒有例外:一個(gè)導(dǎo)致氣體分子數(shù)增加的過程或反應(yīng)總伴隨著熵值增大，即： DS 0；如果氣體分子數(shù)減少，DS 0 自發(fā)過程；S(孤) =0

5、 平衡狀態(tài)；S(孤)0 非自發(fā)過程l 判斷反應(yīng)方向的判據(jù)是G(適用條件：恒溫恒壓只做體積功)：G 0 非自發(fā)過程；G = 0 平衡狀態(tài)l H、S對(duì)反應(yīng)自發(fā)性的影響（G =H- TS）H0,則G0, S0,任意溫度下均非自發(fā)H0, S0,則高溫下G0，即高溫自發(fā)，低溫非自發(fā)H0,則高溫下G0, 低溫下G0，即高溫自發(fā)，低溫非自發(fā)l rGqm的計(jì)算(1)利用標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)計(jì)算(只有298.15K時(shí)的fGqm,B 數(shù)據(jù)，該方法只能計(jì)算298.15K時(shí)的rGqm)(2)任意溫度下的rGqm可按吉布斯亥姆霍茲公式近似計(jì)算rGqm(T)rHqm (298.15K)-TrSqm(298.15K) (

6、rHqmKJmol-1, rSqmJmol-1K-1注意單位換算)l 反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度范圍的計(jì)算rGqm(T)rHqm (298.15K)-TrSqm(298.15K) rHqm (298.15K)-TrSqm(298.15K)0 (反應(yīng)自發(fā))rHqm (298.15K)和rHqm (298.15K)可以通過熱力學(xué)數(shù)據(jù)算出，從而可求出自發(fā)進(jìn)行的溫度范圍。（p58例3-7，p60，14）第四章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)速率l 化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法（濃度隨時(shí)間的變化）瞬時(shí)速率、平均速率l 化學(xué)反應(yīng)速率理論（碰撞理論、過渡狀態(tài)理論）活化分子、活化能（能用化學(xué)反應(yīng)速率理論解釋濃度、溫度、催化

7、劑對(duì)反應(yīng)速率的影響）l 質(zhì)量作用定律（只適用于基元反應(yīng)）、速率方程、反應(yīng)級(jí)數(shù)l 影響反應(yīng)速率的因素（1）內(nèi)因：反應(yīng)的活化能大??；（2）外因：濃度、溫度、催化劑（不要求計(jì)算）l 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) K(1) K表達(dá)式的書寫溶液用相對(duì)平衡濃度表示，即平衡濃度除以c (1 molL-1)氣體用相對(duì)平衡分壓表示，即平衡分壓除以p (100 kPa),標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)是量綱為1的量。復(fù)相反應(yīng)中，固體、純液體和溶劑不寫入式中，即用“1”表示（2）K的求算：a通過表達(dá)式求得；b由求得l(1) 此式把動(dòng)力學(xué)與熱力學(xué)聯(lián)系起來，只要知道了某溫度下反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯函數(shù)變 ，就可以求出反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K。(2) 值愈?。?/p>

8、越負(fù)），則K值愈大，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)進(jìn)行得愈完全。l 非標(biāo)態(tài)下化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)為：當(dāng) QK rGm K rGm 0 反應(yīng)正向非自發(fā)l 多重平衡規(guī)則若干反應(yīng)方程式相加（減）所得到的反應(yīng)的平衡常數(shù)為這些反應(yīng)的平衡常數(shù)之積（商）。反應(yīng)1=反應(yīng)2+反應(yīng)3 ；反應(yīng)1=反應(yīng)2-反應(yīng)3 反應(yīng)1=m反應(yīng)2 l 化學(xué)平衡的移動(dòng)(呂.查德里原理)1.濃度(分壓) 、總壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響（此時(shí)溫度不變，因而K為定值）2.溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響(影響K)升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，降低溫度，平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)，l 有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算1.寫出反應(yīng)方程式；2.找出各物質(zhì)的初始濃度(分壓)；3.設(shè)定未知數(shù)表示出各

9、物質(zhì)的平衡濃度(分壓)4.表示出平衡常數(shù)(標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)或?qū)嶒?yàn)平衡常數(shù)) 得到方程5.求解方程解出未知數(shù)（p87例4-10，p91，18）第五章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)l 微觀粒子運(yùn)動(dòng)的特征是波粒二象性，具體體現(xiàn)為量子化(能量不連續(xù))和統(tǒng)計(jì)性l 微觀粒子質(zhì)量小，運(yùn)動(dòng)速度大，如電子在原子核為10-10m 的范圍內(nèi)以106108m/s的速度運(yùn)動(dòng)（沒有固定的軌跡，不服從牛頓定律）微觀粒子的位置與動(dòng)量不能同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)定l 微觀粒子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)性單個(gè)電子的位置和動(dòng)量不能同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)定，但是一個(gè)電子的多次運(yùn)動(dòng)，或大量電子的運(yùn)動(dòng)是有規(guī)律的。即電子在原子核外任何空間都能出現(xiàn)，只是在某些空間范圍出現(xiàn)的概率大，某些空間范圍出現(xiàn)的概

10、率小l 波函數(shù)（1）波函數(shù)y(r, q , f)和其對(duì)應(yīng)的能量E代表了核外電子的一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài),所以波函數(shù)又稱為原子軌道(函)， 原子軌道不再是經(jīng)典力學(xué)中描述的某種確定的幾何軌跡。(2)波函數(shù)y(r, q , f)沒有明確的物理意義，只是電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)滿足波函數(shù)的函數(shù)式。 |y|2表示空間某處體積內(nèi)電子出現(xiàn)的概率(即概率密度)l 原子軌道(波函數(shù))的角度分布圖將波函數(shù)角度部分U (q , f)隨，的變化作圖，即得波函數(shù)的角度分布圖,即原子軌道的角度分布圖。作圖方法是：從原點(diǎn)（原子核）引出不同(q , f )的直線，直線的長(zhǎng)度為|Y |，將所有直線的端點(diǎn)連接起來，在空間則形成一個(gè)封閉的曲面，并給曲

11、面標(biāo)上Y值的正、負(fù)號(hào)。則曲面上任意一點(diǎn)到原點(diǎn)的距離就是此時(shí)（q , f )對(duì)應(yīng)的U (q , f)函數(shù)值的絕對(duì)值（1）s原子軌道的角度分布圖球面形，即S軌道角度部分函數(shù)值在在r一定時(shí)，每個(gè)方向上取值相同（2）p原子軌道的角度分布圖雙球面形，d原子軌道的角度分布圖四橄欖形即p、d、f原子軌道角度部分函數(shù)值在r一定時(shí)，在各個(gè)方向上有大小、正負(fù)不同的分布l 電子云的角度分布圖電子云角度分布圖是波函數(shù)角度部分函數(shù)Y(q , f)的平方|Y|2隨q、f 角度變化的圖形 作圖方法與波函數(shù)角度分布圖一樣，只是線段的長(zhǎng)度為|Y|2與原子軌道角度分布圖的區(qū)別在于：(1)原子軌道角度分布圖中Y有正、負(fù)之分，而電子

12、云角度分布圖中|Y |2全為正(2)由于Y 1，|Y |2|Y|，電子云角度分布圖要比原子軌道角度分布圖稍“瘦”些。|y|2表示電子在核外空間某處出現(xiàn)的概率密度，則|Y|2表示r一定時(shí)電子在核外空間某方向上出現(xiàn)的概率(密度)(方向一定，體積為單位體積）s軌道上電子在離核的距離一定時(shí)，在每個(gè)方向上出現(xiàn)的概率相同p，d，f軌道上電子在離核的距離一定時(shí)，在不同方向上出現(xiàn)的概率有一定大小分布，某些方向上（對(duì)稱軸）出現(xiàn)的概率最大。l 電子云的徑向分布圖|R|2表示方向(q , f)一定時(shí)電子,電子離核遠(yuǎn)近不同時(shí)出現(xiàn)的概率密度，離核越遠(yuǎn)，電子出現(xiàn)的體積空間越大，則 概率=概率密度 體積；即概率=R2(r)

13、4pr2 R2(r) r2對(duì)r作圖即可得電子云徑向分布圖 ，電子云的徑向分布圖反映電子在核外空間出現(xiàn)的概率離核遠(yuǎn)近的變化(1)當(dāng)l相同時(shí),n越大,主峰(具有最大值的吸收峰)距核越遠(yuǎn),即電子出現(xiàn)的最大概率區(qū)域離核的距離越遠(yuǎn)(2) 當(dāng)n 相同時(shí),l不同時(shí),主峰離核的距離相近,即電子出現(xiàn)的最大概率區(qū)域離核的距離相近。電子（最大概率區(qū)域）分層分布l 四個(gè)量子數(shù)的取值及物理意義（1）主量子數(shù)n:取值:1,2,3,n等正整數(shù)。描述原子中電子(出現(xiàn)概率最大區(qū)域)離核的遠(yuǎn)近，n越大，電子(出現(xiàn)概率最大區(qū)域)離核的距離越遠(yuǎn)， 能量越高，同時(shí)n決定電子層 （2）角量子數(shù)l：0 1 2 3 n-1物理意義1：決定波

14、函數(shù)角度分布圖和電子云角度分布圖的形狀物理意義2：在多電子原子中與主量子數(shù)n一起決定電子的能量n相同，l越大能級(jí)越高 EnsEnpEnd（3）磁量子數(shù) m m=0,1,2, l物理意義：波函數(shù)和電子云角度分布圖在空間的伸展方向，即取向數(shù)目 n,l相同，m不同的軌道叫等價(jià)軌道(簡(jiǎn)并軌道)（4）自旋量子數(shù)ms，電子有兩種自旋方向；ms = +1/2或ms = -1/2；圖示用箭頭、符號(hào)表示 l n、l、m三個(gè)量子數(shù)決定一個(gè)原子軌道(波函數(shù))；n、l、m、 ms四個(gè)量子數(shù)決定一個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)l 能級(jí)組 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s

15、5f 6d 7p(一定記住能級(jí)組)l 核外電子分布的一般原則能量最低原理、泡利不相容原理、洪特（Hund）規(guī)則注意洪特規(guī)則（不容易理解）：當(dāng)電子在n, l 相同的數(shù)個(gè)等價(jià)軌道上分布時(shí)，每個(gè)電子盡可能占據(jù)磁量子數(shù)不同的軌道且自旋平行。洪德規(guī)則的補(bǔ)充：簡(jiǎn)并軌道全充滿、半充滿或全空的狀態(tài)比較穩(wěn)定，全充滿： p6, d10,f14 半充滿： p3, d5, f7 全空： p0, d0, f0能級(jí)交錯(cuò)時(shí)(4s3d，5s4d， 6s4f5d，7s5f6d)，可以s軌道未填滿，而讓簡(jiǎn)并軌道半滿，全滿，這時(shí)能量更低更穩(wěn)定，如24Cr ，29Cu l 電子層結(jié)構(gòu)與元素周期律（通過電子排布式能知道元素在周期表中的

16、位置，反之亦然）1.能級(jí)組與元素周期(行)(1)各周期元素?cái)?shù)目=對(duì)應(yīng)能級(jí)組中原子軌道的電子最大容量(2)原子的電子層數(shù)=原子所在的周期數(shù)(鈀Pd除外)2.價(jià)電子構(gòu)型與元素周期表中族的劃分(列)價(jià)電子：原子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)參與形成化學(xué)鍵的電子價(jià)電子構(gòu)型：價(jià)電子層的電子排布主族元素(A): 最后一個(gè)電子填入ns或np軌道的元素主族元素的價(jià)電子：最外層電子 (nsnp) IAVIIIA(VIIIA也稱零族) 副族元素(B): 最后一個(gè)電子填入(n-1)d或(n-2)f 軌道的元素副族元素的價(jià)電子：最外層s電子,及(n-1)d電子(甚至(n-2)f電子)IIIB VIIIB, B ,IIB ，其中VII

17、IB元素有3列 族號(hào)數(shù)價(jià)電子總數(shù)(VIIIA為8或2,B,B d10不計(jì)入, 810） 3. 價(jià)電子構(gòu)型與元素的分區(qū)s 區(qū) ：最后一個(gè)電子填入s軌道的元素p 區(qū)：最后一個(gè)電子填入p軌道的元素d 區(qū)：最后一個(gè)電子填入d軌道且d軌道未滿的元素ds 區(qū)：最后一個(gè)電子填入d軌道且d軌道填滿的元素f 區(qū)：最后一個(gè)電子填入f軌道的元素l 元素基本性質(zhì)的周期性 掌握主族元素原子半徑、電離勢(shì)、電負(fù)性的遞變規(guī)律l 離子鍵離子鍵當(dāng)活潑金屬原子和活潑非金屬元素原子互相接近時(shí)，前者失去電子形成正離子，后者得到電子形成負(fù)離子。正、負(fù)離子通過靜電相互作用結(jié)合成離子型化合物離子鍵的本質(zhì)是靜電作用力 生成離子鍵的條件: 原子

18、間電負(fù)性相差足夠大，一般要大于1.8左右離子鍵的特征：沒有方向性、沒有飽和性離子化合物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)：離子的電荷越高、半徑越小，靜電作用力就越強(qiáng)，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)就越高l 價(jià)鍵理論共價(jià)鍵的本質(zhì)：原子軌道發(fā)生重疊，兩核間電子出現(xiàn)概率增大，降低了兩核間的正電排斥，又增強(qiáng)了兩核對(duì)電子云密度大的區(qū)域的吸引，系統(tǒng)能量降低， 形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵價(jià)鍵理論要點(diǎn)： 成鍵原子的未成對(duì)電子自旋相反； 最大重疊原理：成鍵原子的原子軌道重疊程度(面積)越大，鍵越牢。 對(duì)稱性匹配原理：原子軌道的重疊必須發(fā)生在角度分布圖中正負(fù)號(hào)相同的軌道之間l 共價(jià)鍵的特征飽和性電子配對(duì)后不再與第三個(gè)電子成鍵方向性共價(jià)鍵具有方向性的原因是因?yàn)樵榆壍?p, d, f)有一定的方向性，所以必須沿著特定的方向重疊，它和相鄰原子的軌道重疊才能達(dá)到最大重疊。 l 共價(jià)鍵的類型鍵:原