普通化学课程内容

1. 普通化学课程内容 第1章.原子结构与周期律 第2章.化学键与分子结构 第3章.化学热力学 第4章.化学平衡与动力学 第5章 分析化学概论 第6章 酸碱平衡与酸碱滴定法 第7章 沉淀溶解平衡与沉淀滴定法 第8章 配位化合物与配位滴定法 第9章 氧化还原反应和氧化还原滴定法 第10章 溶液和胶体

2. 第1章 原子结构与周期律基本要求 • 了解核外电子运动的特性:波粒二象性. • 理解波函数，电子云角度分布图。 • 四个量子数及其物理意义；掌握电子层、亚层、能级和轨道的含义。 • 掌握泡利不相容原理、能量最低原理和洪特规则，并能写出核外电子排布式。 • 理解原子结构与周期表的关系，原子结构与元素性质（原子半径、电离能、电负性）周期性的关系。

3. 第1章 原子结构与周期律内容提纲 • 1.1 核外电子排布：原子轨道，量子数，轨道角度分布图，轨道能级，三个原理。 • 1.2 原子结构与周期律:周期表的结构; 5个区元素;元素重要性质的周期性。

4. 1.1.1原子轨道 薛定谔方程描述原子核外电子的运动状态。方程的解是一系列函数(Ψ,波函数),每个函数就是一个轨道,函数的图形就是轨道图形,函数的特征由三个量子数确定.

5. 1.1.2 量子数 • 三个量子数(主量子数n、角量子数l和磁量子m数）是波函数即轨道的参数，自旋量子数电子自旋状态参数。 • 量子数取值 n=1,2,3,4….. 主层 l= 0,1,2,3….n-1 亚层 m= 0,1,-1,2,-2,3,-3,….轨道方向 ms= 1/2, -1/2 自旋

6. 1.1.3 轨道角度分布图 记住： S轨道是球形，p轨道是哑铃形。

7. 1.1.4 轨道能级 • n大，能量高。 • n相同,l大者能量高。 • n,l相同，m不同，能量相同。 • 能级交错：3d>4s ，4d>5s

8. 1.1.5 三个原理 • 泡利不相容原理：原子内不存在四个量子数都相同的两个电子。 • 能量最低原理 • 洪特规则：电子在填充等价轨道时，尽量占据不同轨道，且自旋方向相同。

9. 1.2.2周期表的结构 • 7个周期;7个主族,7个副族,1个0族。 • 主族与副族元素的区别：主族元素基态原子的内电子层轨道或全满、或全空，副族元素最外层有1至2个s电子，次外层d轨道未完全充满。 • 5个区：s区,p区,d区,ds区,f区。

10. 5个区元素说明 • S区：价电子构型为ns1-2.第1-2主族。 • P区：价电子构型为ns2np1-6.第3-7主族和0族。 • d区：包括3-7副族和第8族。价电子构型为（n-1）d1-9ns1-2.除第8族外，元素所在副族数等于（n-1）d和ns电子数和。 • Ds区：1-2副族，价电子构型为（n-1）d10ns1-2 . • f区：包括镧系和锕系元素。价电子构型为 (n-2)f1-14（n-1）d1-2ns2.

11. 1.2.3元素重要性质的周期性 大致规律如下: • 原子半径:同周期从左到右减小,致0族突然增大(范德华半径),同族从上到下增大. • 第一电离能(基态气态原子失去一个电子形成一价气态正离子所需能量):主族元素同周期从左到右增大,同族从上到下减小.副族负责. • 电负性(原子对成键电子吸引能力相对大小):主族元素同周期从左到右增大,副族变化不大;主组从上到下减小,副族增大.

12. 本章基本题型 • 量子数 • 核外电子排布 • 周期、族的判断

13. 例题 • 填空（1）当n=4，l 可能的值是（ ） （2）当n=3，l =2的轨道数目为（ ） （3）主量子数为5的电子层上轨道数目为（ ） • 下列电子排布违背什么原理？（1）B 1s22s3 (2)N 1s22s22px22py1 (3) Be 1s22p2 • 某元素原子序数24（1）写出核外电子排布（2）该原子有几个电子层，每层电子数有多少？（3）写出该元素所处的周期、族和区。

14. 第2章.化学键与分子结构内容提纲 • 离子键 • 共价键 • 杂化轨道理论 • 分子间力和氢键 • 晶体类型

15. 本章要求 • 掌握价键理论要点及共价键类型、特征。 • 用杂化轨道理论解释一般分子的构型。 • 掌握分子间力的概念及组成部分，氢键的形成条件及对化合物某些物理性质的影响。

16. 离子键 • 理论要点:(1)活泼金属与非金属,电负性相差足够大,发生电子得失.(2)阴阳离子除静电引力外,还有电子与电子、核与核的相互排斥。 • 离子键特征：（1）无方向性质。（2）无饱和性。

17. 共价键 • 理论要点 • 特点 • 类型 • 键参数

18. 共价键理论要点 • 两个相成键原子要有成单电子，且自旋相反。 • 两原子轨道最大程度重叠，重叠越多，键能越强。

19. 共价键类型 • σ键：头碰头重叠 • π键：肩并肩重叠

20. 共价键参数 • 键能 • 键长 • 键角 • 键的极性：与两个原子的电负性差成正比。

21. 杂化轨道理论 • 理论要点 • 类型

22. 杂化轨道理论要点 是1931年由美国科学家Pauling提出的. 要点: 1.同一原子内,形状不同、能量接近的轨道在形成分子时，改变了原来的原子轨道形状，轨道混合，形成新的轨道，能量和方向重新分布。 2.新的杂化轨道数目与参与组合的原子轨道总数相等。

23. 杂化类型 按参与杂化的轨道组成分为： 1.SP3：正四面体 2.SP2：平面型 3.SP： 直线型 按杂化后的轨道成分分为： 1.等性杂化：含成单电子的轨道杂化 2.不等性杂化：含成单电子的轨道与不含成单电子的轨道（如孤对电子或无电子）杂化。

24. 分子间力和氢键 分子间力又称范德华力。 • 三个部分： 1.取向力:偶极-偶极作用 2.诱导力:偶极-非偶极作用 3.色散力:瞬时偶极作用,与分子量有关. • 分子的极性:键的极性向量和.

25. 氢键 • 严格来说,不是化学键,可看成是强的范德华力. • H与F、O、N成键时,由于三原子电负性大,原主半径小,使H的点子强烈偏向F、O、N,分子中如果含有H-F、H-O、H-N，则此分子能形成分子间氢键。

26. 晶体类型 • 离子晶体 • 原子晶体：硬度、沸点高，不溶解，不导电，性质稳定。如Si，SiO2，SiC，BN • 分子晶体：硬度、沸点低。如CO2，NH3，H2O等 • 金属晶体 • 石墨是过渡型晶体，可导电，层与层之间是犯德华力。

27. 本章基本题型 • 判断杂化方式、分子形状、极性 • 有无氢键 • 比较沸点高低

28. 例题 • 指出下列个分子中C原子杂化方式：CH4，C2H2，C2H4，CH3OH，HCHO • 判断下列分子是否极性：BCl3,NH3,NO,,Ne,HF,H2S,SiH4,NF3,PCl3. • 判断下列化合物是否存在分子间氢键：NH3, CH3CHO，CH3F，H3BO3，C2H5OH • 判断下列分子间存在什么分子间力：I2和HCCl3,CH3OH与H2O，CO2气体。

29. 第3章.化学热力学 • 热力学三个定律。 • Gibbs方程△G = △ H-T △ S

30. 本章基本要求 • 了理解焓、熵、吉布斯自由能等状态函数的概念，掌握有关计算。 • 掌握热力学第一定律，了解第二定律、第三定律。 • 掌握吉布斯自由能公式，会用△G 判断化学反应的方向。

31. 热力学第一定律 能量转化及守恒定律。 • 孤立体系（与外界无能量和物质交流） △U= 0。 • 封闭体系（与外界有能量交流，但无物质交流） 。 △U= Q + W Q和W的符号？ • △H= Qp = Qv + P △ V= Qv + △nRT

32. 热力学第二定律 多种说法. • 克劳修斯：热不能自动从低温流向高温。 • 开尔文: 不可能从单一热源吸热全转化为功而不留下其它变化。

33. 热力学第三定律 在0K时，任何纯物质完全晶体的熵S = 0。

34. 例题 • 计算下列体系的内能变化（1）：体系放出2.5KJ热量，并对环境做功500J（2）体系放出650J热量，环境对体系做功350J • （1）从某一封闭体系的知道指定始态到指定终态，Q，W，Q+W， △U哪个确定？（2）绝热过程如何？

35. 例题 • 某气缸有气体1.2L,从环境吸收热量8008J,在恒压下(97.3KPa)体积膨胀到1.5L,求△U • 答案:0.771KJ.

36. 吉布斯自由能判断反应方向 1876年，美国J。W。Gibbs提出 等温、等压、不做非体积功： △G = △ H-T △ S △G > 0 不能进行 △G < 0 自发进行 △G = 0 反应平衡 △G其他意义：最大非体积功。

37. 焓H的理解 • H= U + PV • 同一种物质焓值高低比较： 高温>地温，气态>液态>固态。 • 热量从高焓值物质转向低焓值物质时，放热， △ H < 0 。 • H表示放热的潜力。

38. 盖斯(Hess)定律（1840年） 一个反应若在定压(或定容)下分多步进行,则总定压(或定容)热等于各分步定压(或定容)热的代数合.

39. 例题 求 C + 1/2O2 = CO △rHmӨ = ? 已知 C + O2 = CO2△rHmӨ(1) = -393.5KJ/mol CO + 1/2O2 = CO2△rHmӨ(2)= -283.0KJ/mol

40. 熵S的理解 • 波尔兹曼公式： S= LnΩ，Ω是状态数 • 熵增是一种对反应自发的促进因素。 • 如果无△ H ，熵增则自发，自发则熵增。——熵增原理。

41. G、H、S数据特点 • G、H绝对数据无法确定，只能测定相对值。规定标准状况（100kPa)下稳定单质的G、H值为0。 • S有确定的正值. • 符号意义：△fHmӨ 、△fGmӨ、SmӨ ，△rHmӨ 、△rGmӨ、△rSmӨ ， f是生成意思，m摩尔，Ө标准，r反应；熵值无△。

42. 本章基本题型 • 已知各反应物、产物的△fHmӨ 、△fGmӨ、SmӨ ，求△rHmӨ 、△rGmӨ、△rSmӨ ， • 已知各反应物、产物的△fHmӨ 、SmӨ ，求T转(从自发到非自发或从非自发到自发的温度)

43. 例题 辛烷C8H18是汽油的主要成分，完全燃烧时放出热量5512KJ/mol，计算辛烷的△fHmӨ，已知： C8H18 + 25/2 O2 = CO2 + 9H2O △fHmӨ0 -391.1 -258.8

44. 例题 • BN是一种绝缘耐高温材料,制备方法如下,求最低反应温度T转: • B2O3 + NH3 = BN + H2O • △fHmӨ -1278.8 -46.1 -232.8 -241.8 KJ/mol • SmӨ 53.97 192.34 14.8 188.7 J/k/mol

45. 是非、判断题 • 下列纯态单质中，哪些的SmӨ不等于0？ 1。金刚石 2。臭氧 3。 溴（液体）4。Fe(S) 5.Hg(g) 6.石墨 • 判断下列说法哪个正确？ 1。热的物体比冷的物体含有更多热量， 2。物体的温度越高，所含热量越多 3。热是一种传递着的能量。 4。最稳定单质的焓（H）为0 5。最稳定的纯态单质的标准摩尔生成焓为0 6。根据氢和氧反应的△ H < 0 ，可判断该反应为放热反应。 7。由于碳酸钙分解是吸热反应，可判断它的标准摩尔生成焓为是负值。 8。由于反应焓变的单位是Kj/mol,所以热化学反应式系数不影响反应的焓变值。

46. 第4章.化学平衡与动力学 • 化学平衡:平衡常数;平衡移动. • 反应速率:浓度或压力对它的影响.

47. 本章基本要求 • 了解实验平衡常数和标准平衡常数的区别，掌握不同类型的标准平衡常数表达式。 • 掌握标准平衡常数和标准摩尔吉布斯自由能的关系式。 • 掌握化合平衡的移动，掌握有关计算。

48. 平衡常数 • 平衡常数表达式：实验平衡常数K和标准平衡常数K Ө。 • 平衡常数与吉布斯自由能的关系 △rGmӨ= -RTLnK Ө = -2.303RTlgK Ө

49. 平衡移动 三个因素的影响. • 温度:升高温度,向吸热方向移动(有利于吸热反应). • 浓度:提高反应物浓度,平衡向右移动. • 压强:加压向气体分子数减少的方向移动.

50. 反应速率 浓度或压力的影响: 1.质量作用定律 2.注意:该定律只适合于基元反应. 温度的影响: 阿能尼乌斯公式 lnk = -Ea/RT + lnA k:反应速度常数;Ea:活化能;R气体常数;A指前因子.