半導體化學3化學基礎(chǔ)知識

1、化學基本概念和基本計算 第一節(jié) 物質(zhì)和物質(zhì)的變化第二節(jié) 分子、原子和原子量第三節(jié) 元素和元素符號第四節(jié) 分子式和分子量第五節(jié) 化學方程式第六節(jié) 摩爾第七節(jié) 氣態(tài)方程式第八節(jié) 原子結(jié)構(gòu)、原子核外電子的分層排布第九節(jié) 原子核外電子的分層排布和元素周期率第十節(jié) 化學鍵和分子的形成第十一節(jié) 電解質(zhì)溶液、酸、堿、鹽1學習目標：1能區(qū)分物理變化和化學變化。2能區(qū)分物理性質(zhì)和化學性質(zhì)。 第一節(jié) 物質(zhì)和物質(zhì)的變化2物理變化化學變化（化學反應(yīng)）概念沒有新物質(zhì)生成的變化有新物質(zhì)生成的變化現(xiàn)象物質(zhì)的形狀、狀態(tài)等發(fā)生變化發(fā)光、放熱、變色、放出氣體、生成 沉淀等質(zhì)區(qū)別是否有新本物質(zhì)生成實例木材做成桌椅、水變成冰木炭燃燒

2、、鐵生銹等物理變化和化學變化3 物理性質(zhì) 化學性質(zhì) 概念物質(zhì)不需要發(fā)生化學變化就表現(xiàn)出來的性質(zhì)物質(zhì)在化學變化中表現(xiàn)出來的性質(zhì)性質(zhì)確定由感覺器官直接感知或儀器測知通過化學變化可知性質(zhì)內(nèi)容顏色、狀態(tài)、氣味、熔沸點、硬度、溶解性、揮發(fā)性等可燃性、還原性、氧化性、穩(wěn)定性等實例通常情況下，O2是一種無色、無味的氣體碳能在空氣中燃燒 物理性質(zhì)和化學性質(zhì)4化學反應(yīng)類型、基本反應(yīng)類型化合反應(yīng)：（一對戀人結(jié)婚）分解反應(yīng)：（一對夫婦離婚）置換反應(yīng)：（第三者插足）復分解反應(yīng)：（兩對夫婦先離婚，再重新組成新家庭）56第二節(jié) 分子、原子和原子量 科學家研究發(fā)現(xiàn)，世界上的所有物質(zhì)都是由人們?nèi)庋劭床灰姷奈⒘?gòu)成，并把這些微

3、粒取了一個好聽的名字： 分子、原子。小結(jié)：物質(zhì)是由微小的粒子 -分子或原子構(gòu)成的7分子、原子的概念1、分子是保持物質(zhì)化學性質(zhì)的最小微粒。2、原子是化學變化中的最小微粒。8構(gòu)成物質(zhì)的微粒: 分子 原子 離子 所有氧化物： H2O MnO2 CO2 有機物： 酒精 蔗糖 甲烷 非金屬： O2 H2 N2 由原子構(gòu)成的物質(zhì)金屬： Cu Mg Fe 大部分非金屬： C Si P由分子構(gòu)成的物質(zhì)由離子構(gòu)成的物質(zhì) 酸 堿 鹽9分子有何特性？我們知道：1、花香能聞到，但卻看不到。2、能看到整塊糖，卻看不到溶解后的糖。分子的特性之一、分子的體積很小、質(zhì)量很輕。10分子的特性將紅墨水滴進水中，會發(fā)現(xiàn)水變色：為什

4、么水變紅了？分子的特性之二、分子在不斷運動。溫度越高分子的能量越大，運動速度越快。11分子的特性實驗：酒精與水的混合思考：為什么1+12分子的特性之三、分子間有間隔12課堂練習：用分子的觀點來分析1、為什么墻內(nèi)開花墻外香？2、為什么濕衣服在陽光下比在陰涼處易涼干？3、物質(zhì)為有何三態(tài)的變化？132. 原子的基本特征： a. 原子的體積很小。 b. 原子的質(zhì)量很輕。 c. 原子在不斷運動.3. 原子原子核質(zhì)子中子核外電子 1. 概念 原子是化學變化中的最小微粒。（+）（）核電荷數(shù) = 質(zhì)子數(shù) = 核外電子數(shù)原子的概念及特征14分子與原子的比較分子原子相同點都是構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子質(zhì)量體積小、彼此有間

5、隔、不斷運動中不同點在化學變化中可以再分在化學反應(yīng)前后不可再分相互關(guān)系分子可以分裂為原子，原子可以相互結(jié)合形成分子15從分子、原子層面看物質(zhì)的構(gòu)成與變化物理變化與化學變化：物理變化 - 分子的狀態(tài)發(fā)生變化化學變化 - 分子化分為原子，原子重新組合。純凈物與混合物：由相同分子構(gòu)成的物質(zhì)稱之為純凈物由不同分子構(gòu)成的物質(zhì)稱之為混合物16水的電解： 水 氧氣 + 氫氣 H2O O2 + H2電解電解水分子氫微粒氧微粒氫氣分子氧氣分子氫原子氧原子水分子17原子量原子的質(zhì)量極小，難以測量，表示也不方便以一個碳原子的質(zhì)量來說，大約只有0.000,000,000,000,000,000,000,01993 g

6、 ，18原子量標準為了表示原子的質(zhì)量，通常將各元素的原子質(zhì)量相互比較，國際上以質(zhì)量數(shù)12 的碳原子質(zhì)量作為比較標準，規(guī)定其原子量為12，取數(shù)目相同的其他原子與碳原子質(zhì)量比較，就可以推算出其他原子的原子量191. 原子量的概念原子量就是相對原子質(zhì)量的簡稱。2. 原子質(zhì)量的單位是千克原子量是一個比值，它的單位是“一”3. 原子的質(zhì)量主要集中在原子核上質(zhì)子數(shù) + 中子數(shù) = 質(zhì)量數(shù)原子量20原子量的概念：原子量就是相對原子質(zhì)量的簡稱。 原子量是一個比值，它沒有單位。 原子的質(zhì)量主要集中在原子核上質(zhì)子數(shù) + 中子數(shù) = 質(zhì)量數(shù)原子量21第三節(jié) 元素和元素符號 1. 元素的概念具有相同核電荷數(shù)（即核內(nèi)質(zhì)

7、子數(shù)）的一類原子的總稱。書寫： Ca 大寫 小寫2. 元素符號C H O N Cl S PK Ca Na Mg Al Fe Zn Mn Ba Cu Ag Hg 3. 地殼中含量最多的四種元素：非金屬金屬O SiAl Fe22元素符號表示的意義：CO3C -碳元素氧元素1個碳原子碳單質(zhì)氧單質(zhì)3個碳原子 O2氧氣1個氧原子1個氧分子1個氧分子是由兩個氧原子構(gòu)成3O -3O2 -3個氧原子3個氧分子23元素與原子的區(qū)分元素原子概念范疇宏觀微觀屬性講種類、不講個數(shù)既講種類、又講個數(shù)在化學變化中元素種類不變，存在形態(tài)可能發(fā)生改變原子不能再分，但外層電子可能發(fā)生變化聯(lián)系元素是同類原子的集合24分子式：為了

8、便于認識和研究物質(zhì)，化學上常用元素符號來表示物質(zhì)的分子組成，這種式子叫做分子式分子式和分子量25分子量分子中所含原子的原子量總和稱為分子量，可作分子間質(zhì)量的比較。26例題H2、H2O 的分子量各為多少？(2) H2O分子量(1) H2分子量27例題已知酒精的分子式C2H5OH，則酒精的分子量為多少？（碳的原子量12；氫的原子量1；氧的原子量16）(A) 60(B) 46(C) 36(D) 29。28第五節(jié) 化學方程式質(zhì)量守恒定律指：參加化學反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和與生成物質(zhì)的質(zhì)量總和相等的規(guī)律。2. 化學方程式指的是什么？用化學式來表示化學反應(yīng)的式子叫做化學方程式。1. 什么是質(zhì)量守恒定律？29

9、碳和氧氣反應(yīng)的微觀過程C + O2 = CO2點燃每12份質(zhì)量的碳跟32份質(zhì)量的氧氣恰好完全反應(yīng)生成44份質(zhì)量的二氧化碳 一個碳原子和一個氧分子生成一個二氧化碳分子質(zhì)量比1232443g8g11g3g10g11g30 化學方程式提供的信息表示化學反應(yīng)的條件表示反應(yīng)物和生成物表示參加反應(yīng)的各粒子的相對數(shù)量表示各物質(zhì)之間的質(zhì)量比31以 4P + 5O2 2P2O5 點燃1.宏觀讀法:磷和氧氣在點燃條件下生成五氧化二磷2.微觀讀法:每4個磷原子和5個氧氣分子在點燃條件下生成2個五氧化二磷分子3.質(zhì)量讀法:每124份質(zhì)量的磷和160份質(zhì)量的氧氣在點燃條件下生成284份質(zhì)量的五氧化二磷124 160 2

10、84化學方程式的讀法:32氫氣與氧氣反應(yīng)生成水：？如何配平？33第六節(jié) 摩爾買水果時可以論個買買米時就無法以粒來買，而是以斤或包做為購買單位至于原子的體積則更小，無法一一數(shù)清，所以必須制定一個較方便表示的計量單位。34物 理 量單 位 名 稱單 位 符 號長 度質(zhì) 量時 間電 流 強 度熱力學溫度發(fā) 光 強 度物 質(zhì) 的 量 米 千克 秒 安培開爾文坎德拉 摩爾mkgsAKcdmol 國際單位制（SI）的七個基本物理量物 質(zhì) 的 量35摩爾碳的原子量為12，當取（61023）個碳原子稱重時，其質(zhì)量為12g 。因此科學家規(guī)定6 10 23 個粒子數(shù)目為1摩爾36摩爾、質(zhì)量、粒子數(shù)關(guān)系物質(zhì)的量 (

11、n)= 物質(zhì)所含微粒數(shù)目阿伏加德羅常數(shù) = 物質(zhì) 質(zhì)量分子量或原子量 37摩爾數(shù)物質(zhì)分子量質(zhì)量分子數(shù)原子種類及數(shù)目1氧3232 g6 1023 個O21.2 1024 個O2二氧化碳4488g1.2 1024 個CO21.2 1024個C2.4 1024個O0.5水189g3 1023 個H2O6 1023個H3 1023個O摩爾、質(zhì)量、粒子數(shù)關(guān)系38實驗證明，當壓力不變時，一定量的氣體體積V與絕對溫度T成正比，即 V T當溫度不變時，一定量的氣體體積V與壓力P成反比，即 V P由此可得： V T/P第七節(jié) 氣態(tài)方程式39摩爾氣體常數(shù)設(shè)1摩爾氣體的比例常數(shù)R，則有 V RT/P如果是n摩爾氣體

12、，則有 V nRT/Pn是氣體摩爾數(shù)，等于氣體的質(zhì)量M除以氣體的摩爾質(zhì)量，所以有 V WRT/MP40科學上形象地把能量不同的電子運動的區(qū)域稱為電子層。離核最近的稱為第1電子層，也叫K層；能量稍高，離核較遠的電子層稱為第2電子層，也叫L層；由里往外依次為第3，4，5，6層，也叫M，N，O，P層等等。這樣不同能量的核外電子就排布在不同的電子層中。獎。 原子核外的電子在特定的原子軌道 上運動，軌道有固定的能量。第八節(jié) 原子核外電子的分層排布41原子核外電子的分層排布1電子總是從能量最低的電子層排起，然后再由里往外，依次排在能量逐漸升高的電子層里。如：H和He的原子核外分別有1和2個電子，這1和2個

13、電子就排在第一個電子層里。42原子核外電子的分層排布2每個電子層只能容納一定數(shù)目的電子，所容納的電子數(shù)最多只能容納2n2個（n為電子層數(shù)）。即K層最多只能容納2個電子：L層最多只能容納8個電子；而第3層最多只能容納18個電子。 43原子核外電子的分層排布3最外層最多只能容納8個電子（K層為最外層時，最多只能容納2個電子）。次外層電子數(shù)目不超過18個，倒數(shù)第三層電子數(shù)目不超過32個。 44第九節(jié) 原子核外電子排布與元素周期表元素原子核外電子排布的規(guī)律是元素周期表劃分的主要依據(jù)，是元素性質(zhì)周期性變化的根本所在。對于同族元素而言，從上至下，隨著電子層數(shù) 增加，原子半徑越來越大，原子核對最外層電子的吸

14、引力越來越小，最外層電子越來越容易失去，即金屬性越來越強；對于同周期元素而言，隨著核電荷數(shù)的增加， 原子核對外層電子的吸引力越來越強，使原子半徑逐漸減小，金屬性越來越差，非金屬性越來越強。451、定義：相鄰的兩個或多個原子之間強烈的相互作用叫做化學鍵。說明：直接相鄰的原子間強烈的相互作用， 破壞這種作用需較大能量?；瘜W鍵離子鍵共價鍵極性共價鍵非極性共價鍵第十節(jié) 化學鍵和分子的形成46化學鍵47成鍵原因：活潑金屬原子容易失去電子而形成陽離子，活潑非金屬原子容易得到電子形成陰離子。當活潑金屬遇到活潑非金屬時，電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，分別形成陽、陰離子，再通過靜電作用形成離子鍵。 離子鍵構(gòu)成離子化合物。成鍵元

15、素：活潑金屬（如：K、Na、Ca、Ba等，主要是A和A族元素）和活潑非金屬（如：F、Cl、Br、O等，主要是A族和A族元素）相互結(jié)合時形成離子鍵。(2)說明：陰、陽離子間通過靜電作用所形成的化學鍵叫做離子鍵。(1)定義：離子鍵48 （2）說明：成鍵元素：通常為非金屬元素的原子之間。成鍵原因：同種或不同種元素的原子之間結(jié)合成分子時并不發(fā)生電子的完全得失，而是通過共用電子對而結(jié)合的。 同種元素的原子之間形成的共價鍵稱非極性共價鍵，簡稱非極性鍵； 不同元素的原子之間形成的共價鍵稱性共價鍵，簡稱極性共價鍵。原子間通過共用電子對所形成的化學鍵叫共價鍵共價鍵可以形成單質(zhì)也可化合物。（1）定義：共價鍵49離

16、子鍵與共價鍵鍵型概念特點形成條件存在離子鍵陰、陽離子間通過靜電作用形成的化學鍵陰、陽離子間的相互作用活潑金屬和活潑非金屬通過得失電子形成離子鍵離子化合物共價鍵非極性鍵原子間通過共用電子對而形成的化學鍵共用電子對不發(fā)生偏移相同非金屬元素原子的電子配對成鍵非金屬單質(zhì)、某些化合物極性鍵共用電子對偏向一方原子不同的非金屬元素原子的電子配對成鍵共價化合物、某些離子化合物50項 目 概 念 對分子的影響 鍵 能 鍵 長 鍵 角拆開1摩共價鍵所吸收的能量或生成1摩共價鍵所放出的能量 鍵能大、鍵牢固、分子穩(wěn)定 成鍵的兩個原子的核間的平均距離 鍵越短、鍵能越大，鍵越牢固，分子越穩(wěn)定分子中相鄰鍵之間的夾角 決定分

17、子空間構(gòu)型和分子的極性 5152第十一節(jié) 電解質(zhì)溶液酸、堿、鹽53電解質(zhì)：在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導電 （電離）的化合物。如：酸、堿、鹽都是電解質(zhì)，它們的水溶液都能導電，但導電能力不同。非電解質(zhì)：在水溶液中或熔融狀態(tài)下不導 電（不能電離）的化合物?；靖拍?4電解質(zhì)的分類據(jù)電解質(zhì)在水中的導電能力不同，可將電解質(zhì)分為：(1)強電解質(zhì)：在水溶液中完全電離為離子的，如NaCl、HCl等。它主要以正、負離子的形式存在于溶液中。HCl H+ + Cl強酸(HClO4、HCl、H2SO4)強堿(KOH、NaOH)大多數(shù)鹽類 55(1)弱電解質(zhì)：在水溶液中僅能部分離的如HAc、NH3等 它主要以分子狀態(tài)存在

18、于溶液中，只有少部分電離成正、負離子。由于離子濃度小，導電性差，其電離過程是可逆的。HAc H+ + Ac無機弱酸(H2S、HCN、H2CO3)、弱堿(NH3H2O)大多數(shù)有機酸、大多數(shù)有機堿少數(shù)金屬的鹵化物和氰化物電解質(zhì)的分類56 弱電解質(zhì)的電離平衡 弱電解質(zhì)在水中存在著電離平衡，他們的電離平衡常數(shù)通常叫做電離常數(shù)。弱堿：NH3H2O NH4+ + OH- 電離平衡常數(shù)也是化學平衡常數(shù)，具有平衡常數(shù)的特征，只隨溫度而變不隨濃度變化。弱酸：HAc H+ + Ac-57一元弱電解質(zhì)的電離平衡一元弱電解質(zhì): 在溶液中能給出一個H+的弱酸或能給出一 個OH的弱堿叫做一元弱電解質(zhì)。多元弱電解質(zhì)：在溶液中能給出兩個或兩個以上H+的弱酸或 給出兩個或兩個以上OH的弱堿。58酸堿平衡一、酸堿質(zhì)子理論 (一)酸堿定義酸堿質(zhì)子理論認為：凡能給出質(zhì)子(H+)的物質(zhì)都是酸，凡能接受質(zhì)子(H+)的物質(zhì)都是堿。59例如：HCl、HAc、NH4等能給出結(jié)構(gòu)中的質(zhì)