化學(xué)基礎(chǔ)知識入門

演講人：日期：化學(xué)基礎(chǔ)知識入門目錄CONTENTS化學(xué)概述與基本概念原子結(jié)構(gòu)與元素周期表化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)化學(xué)反應(yīng)速率與平衡酸堿鹽及氧化還原反應(yīng)常見無機(jī)物及其性質(zhì)01化學(xué)概述與基本概念化學(xué)的定義化學(xué)是在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用的基礎(chǔ)自然科學(xué)。研究領(lǐng)域化學(xué)涉及原子、分子、離子（團(tuán)）的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵、分子間作用力等相互作用的研究，涵蓋無機(jī)物、有機(jī)物、生命物質(zhì)等各個領(lǐng)域?；瘜W(xué)的定義及研究領(lǐng)域組成物質(zhì)是由元素、化合物、混合物等基本單位組成的。分類物質(zhì)可以按照不同的分類方式進(jìn)行劃分，如按照組成、性質(zhì)、狀態(tài)等。物質(zhì)的組成與分類化學(xué)反應(yīng)是物質(zhì)變化的基礎(chǔ)，包括化合、分解、置換等類型?；瘜W(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)伴隨著能量的吸收和釋放，表現(xiàn)為熱量、光、電等形式的能量轉(zhuǎn)化。能量變化化學(xué)反應(yīng)與能量變化VS化學(xué)與我們的日常生活息息相關(guān)，如食品、藥品、化妝品等都與化學(xué)有關(guān)?；瘜W(xué)在工業(yè)中的應(yīng)用化學(xué)在工業(yè)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，如制造化肥、塑料、合成纖維等?；瘜W(xué)與日常生活化學(xué)在生活中的應(yīng)用02原子結(jié)構(gòu)與元素周期表原子核原子核位于原子的中心，由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子帶正電，中子不帶電。電子電子在原子核周圍運(yùn)動，帶負(fù)電，質(zhì)量極小，通常忽略不計(jì)。原子序數(shù)原子序數(shù)等于原子核中的質(zhì)子數(shù)，決定了元素的種類。原子量原子量是原子核中質(zhì)子和中子的總數(shù)，決定了元素的重量。原子的構(gòu)成及性質(zhì)元素的化學(xué)性質(zhì)隨著原子序數(shù)的增加呈周期性變化。化學(xué)性質(zhì)周期性變化位于同一族的元素具有相似的化學(xué)性質(zhì)。同族元素性質(zhì)相似01020304元素周期表按照原子序數(shù)遞增的順序排列元素。原子序數(shù)遞增原子半徑隨著原子序數(shù)的增加而呈現(xiàn)周期性變化。原子半徑周期性變化元素周期表的排列規(guī)律主族元素與副族元素特點(diǎn)主族元素主族元素包括s區(qū)和p區(qū)的元素，具有較穩(wěn)定的化合價，通常形成離子化合物。副族元素副族元素包括d區(qū)和f區(qū)的元素，具有多種化合價，通常形成共價化合物或絡(luò)合物。過渡元素過渡元素位于周期表的中間位置，具有部分金屬和非金屬的特性，是催化劑的重要成分。稀有氣體元素稀有氣體元素位于周期表的最后一列，具有穩(wěn)定的電子構(gòu)型，通常不與其他元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。放射性同位素放射性同位素是不穩(wěn)定的同位素，會自發(fā)地放出射線并衰變成其他元素，其半衰期可以用來測定地質(zhì)年代和生物年代。同位素同位素是指具有相同原子序數(shù)但質(zhì)子數(shù)不同的原子，它們具有相同的化學(xué)性質(zhì)但物理性質(zhì)不同。同位素的應(yīng)用同位素在醫(yī)學(xué)、工業(yè)、科研等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，如放射性同位素可用于醫(yī)療診斷和治療、地質(zhì)勘探等。同位素及其應(yīng)用03化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)由正負(fù)離子之間的靜電吸引力形成的化學(xué)鍵，通常形成于金屬和非金屬之間。離子鍵原子間通過共享電子對形成的化學(xué)鍵，包括極性共價鍵和非極性共價鍵。共價鍵金屬內(nèi)部原子間的化學(xué)鍵，由金屬陽離子和自由電子構(gòu)成，無固定方向，具有金屬特性。金屬鍵離子鍵、共價鍵和金屬鍵概述010203分子極性判斷根據(jù)分子中正負(fù)電荷中心是否重合來判斷，若重合則為非極性分子，否則為極性分子。空間構(gòu)型判斷根據(jù)價層電子對互斥理論和雜化軌道理論，可以預(yù)測分子的空間構(gòu)型，如直線形、平面三角形、正四面體等。分子極性、空間構(gòu)型判斷方法氫原子與電負(fù)性大、半徑小的原子（如氟、氧、氮）之間形成的特殊分子間作用力。氫鍵的形成氫鍵的存在使得物質(zhì)的熔沸點(diǎn)升高，溶解度增大，同時影響分子的空間構(gòu)型和反應(yīng)活性。氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)影響雜化軌道理論與分子軌道理論簡介分子軌道理論從微觀角度解釋化學(xué)鍵的形成和性質(zhì)，認(rèn)為分子中的電子在分子軌道上運(yùn)動，而分子軌道是由原子軌道線性組合而成的。雜化軌道理論原子在形成化學(xué)鍵時，為了增強(qiáng)成鍵能力，會發(fā)生軌道雜化，形成新的雜化軌道。04化學(xué)反應(yīng)速率與平衡化學(xué)反應(yīng)速率定義表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢，通常以單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物濃度的變化值來表示。影響因素-內(nèi)因反應(yīng)物自身的化學(xué)性質(zhì)，是決定反應(yīng)速率的重要因素。影響因素-外因溫度、濃度、催化劑、光照、壓力等，這些因素可以改變反應(yīng)速率。速率方程表示反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度之間關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式?；瘜W(xué)反應(yīng)速率概念及影響因素可逆反應(yīng)定義在一定條件下，既可以向正反應(yīng)方向進(jìn)行，又可以向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)?；瘜W(xué)平衡狀態(tài)特征正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，各組分濃度保持不變。平衡狀態(tài)判斷方法通過觀察反應(yīng)速率的變化以及組分濃度的變化來判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)。平衡狀態(tài)與反應(yīng)速率的關(guān)系平衡狀態(tài)下，正、逆反應(yīng)速率相等，但不為零?？赡娣磻?yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài)判斷平衡常數(shù)計(jì)算方法及意義平衡常數(shù)定義01在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值。平衡常數(shù)計(jì)算公式02K=[c(生成物)]^[n(生成物)]/[c(反應(yīng)物)]^[n(反應(yīng)物)]，其中n為各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。平衡常數(shù)意義03反映了在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時的狀態(tài)，是反應(yīng)進(jìn)行程度的重要標(biāo)志。平衡常數(shù)與反應(yīng)速率的關(guān)系04平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)速率無關(guān)。影響化學(xué)平衡移動的因素改變反應(yīng)物或生成物的濃度，可以改變化學(xué)平衡狀態(tài)，使平衡向減弱這種改變的方向移動。01040302濃度變化改變反應(yīng)體系的溫度，可以影響化學(xué)平衡的移動，一般情況下，升高溫度使平衡向吸熱方向移動，降低溫度使平衡向放熱方向移動。溫度變化對于涉及氣體的反應(yīng)，改變壓力可以影響化學(xué)平衡的移動，但影響較小。一般情況下，增大壓力使平衡向氣體體積減小的方向移動，減小壓力使平衡向氣體體積增大的方向移動。壓力變化催化劑能同等程度地改變正、逆反應(yīng)的速率，因此對化學(xué)平衡無影響。催化劑05酸堿鹽及氧化還原反應(yīng)鹽：由金屬陽離子（或銨根離子）和酸根離子構(gòu)成的化合物。堿：電離出的陰離子全部是氫氧根離子的化合物。酸：電離出的陽離子全部是氫離子的化合物。酸堿鹽性質(zhì)：具有各自獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)，如酸具有酸性、堿具有堿性、鹽則根據(jù)其組成離子的性質(zhì)而具有不同的性質(zhì)。相互轉(zhuǎn)化關(guān)系：通過復(fù)分解反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)酸堿鹽之間的轉(zhuǎn)化，如酸和堿反應(yīng)生成鹽和水。0102030405酸堿鹽定義、性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化關(guān)系pH值意義表示溶液的酸堿性強(qiáng)弱，對于化學(xué)反應(yīng)、生物活性以及環(huán)境保護(hù)等方面都有重要意義。pH值定義溶液中氫離子濃度的負(fù)對數(shù)。pH值計(jì)算方法使用pH計(jì)或指示劑來確定溶液的pH值。對于酸性溶液，pH值小于7；對于堿性溶液，pH值大于7；中性溶液的pH值等于7。溶液pH值計(jì)算方法和意義氧化還原反應(yīng)定義元素氧化數(shù)發(fā)生變化的反應(yīng)。氧化還原反應(yīng)基本概念和類型氧化劑與還原劑在氧化還原反應(yīng)中，失去電子的物質(zhì)稱為還原劑，得到電子的物質(zhì)稱為氧化劑。氧化還原反應(yīng)類型根據(jù)反應(yīng)物和生成物的氧化數(shù)變化，可分為完全氧化還原反應(yīng)和部分氧化還原反應(yīng)；根據(jù)反應(yīng)機(jī)理不同，還可分為分子間氧化還原反應(yīng)和分子內(nèi)氧化還原反應(yīng)等。在原電池中，正極和負(fù)極之間的電勢差。電極電勢定義可以用來判斷氧化還原反應(yīng)的方向和強(qiáng)度，即判斷哪種物質(zhì)更容易被氧化或還原。電極電勢的應(yīng)用氧化劑的電極電勢大于還原劑的電極電勢，因此氧化劑更容易接受電子而被還原，還原劑更容易失去電子而被氧化。氧化還原反應(yīng)與電極電勢的關(guān)系電極電勢在氧化還原反應(yīng)中應(yīng)用06常見無機(jī)物及其性質(zhì)金屬通常具有光澤、延展性、導(dǎo)電性和熱導(dǎo)性。金屬容易失去電子形成正離子，發(fā)生氧化反應(yīng)；金屬能與許多非金屬元素形成化合物，通常具有離子性。氧化物、硫化物、鹵化物等。根據(jù)金屬在化學(xué)反應(yīng)中的活潑程度，可將其分為活潑金屬和惰性金屬。金屬單質(zhì)及其化合物性質(zhì)總結(jié)金屬的物理性質(zhì)金屬的化學(xué)性質(zhì)常見金屬化合物金屬的活性非金屬單質(zhì)及其化合物性質(zhì)總結(jié)非金屬的物理性質(zhì)非金屬通常沒有光澤，是電和熱的絕緣體。非金屬的化學(xué)性質(zhì)非金屬原子傾向于獲得電子形成負(fù)離子，發(fā)生還原反應(yīng)；非金屬能與氫、鹵素等元素形成共價化合物。常見非金屬化合物氧化物、酸、鹽等。非金屬元素的多樣性非金屬元素在自然界中種類繁多，其性質(zhì)各異，構(gòu)成了豐富的化合物。配位化合物簡介和性質(zhì)分析配位化合物的基本概念01配位化合物是由中心原子（或離子）和圍繞它的配體分子或離子通過配位鍵結(jié)合形成的復(fù)雜化合物。配位化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)02配位化合物中的中心原子與配體之間通過配位鍵結(jié)合，形成特定的空間構(gòu)型；配體可以是原子、分子或離子。配位化合物的性質(zhì)03配位化合物具有獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)，如顏色、溶解度、穩(wěn)定性等；許多配位化合物具有催化、光學(xué)、磁學(xué)等特性，在工業(yè)和科學(xué)研究中具有重要應(yīng)用價值。配位化合物的應(yīng)用04配位化合物在化學(xué)分析、催化劑、染料、醫(yī)藥