《无机化学 教学课件 ppt 作者 李瑞祥 曾红梅 周向葛 等编第一章 物质的状态》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无机化学 教学课件 ppt 作者 李瑞祥 曾红梅 周向葛 等编第一章 物质的状态（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、无 机 化 学,绪 论,Introduction,一、化学在社会发展及人们生活中的重要性,化学是在原子和分子水平研究物质组成、结构、性能以及物质间相互转化的科学。 化学研究的对象与内容 化学研究的目的：认识物质化学变化规律，随心 所欲地改造他们，使它们为人类造福。 化学研究的方法：试验。,古代化学：实用和自然哲学时期、炼金炼丹时期、医化学时期、燃素学时期。 近代化学的萌芽：天平的出现，使化学进入定量阶段。后来出现物质不灭定律、氧化理论、定比定律等。元素周期律。 化学的现状：,二、化学发展简史,三、无机化学的发展简介,1、无机化学的研究对象：所有元素的单质和化合物的组成、结构、性质和反应。 2、
2、无机化学的历史,古时金银铜的炼制以及炼丹术 各种元素的发现和1869年门捷列夫周期表 配位化学理论建立 Pauling 的结构理论的建立,化学键理论的建立 硼氢化合物的缺电子理论、夹心型化合物的合成、原子簇合物的合成 新的检测手段出现 交叉学科的出现生物无机化学、金属有机化学、物理无机化学、无机固体化学、无机材料化学等,3、复兴时期的无机化学,第一章 物质的状态,第一节 气体,一、理想气体(ideal gas),什么叫理想气体？,分子有位置而不占体积，分子间没有吸引力，分子间碰撞与器壁之间的碰撞不造成动能损失。,理想气体实际上是不存在的！研究证明，高温、低压，许多气体接近于理想气体。,描述气体
3、性质的物理量： 压强 (p) 体积 (V) 温度 (T) 物质的量 (n),波义耳： n，T一定，V1/P,查理-吕萨克： n，P一定，VT,阿佛加德罗： V(P)，T一定， P(V)n,理想气体状态方程,波义耳： n，T一定，V1/P 查理-吕萨克： n，P一定，VT 阿佛加德罗： P，T一定， Vn,P：帕(Pa)；V：m3；T：K； R = 8.314 J.mol-1.K-1,四、实际气体状态方程,根据理想气体方程 PV = nRT ，恒温下， PV = 常数。实际气体：, 高压时，气体分子自身体积不容忽视，如1mol气体分子的体积为b，则： P（V-n b）= nRT 高压时，气体分子
4、的相互引力不容忽视，造成气体碰撞器壁时产生的压力要比理想 气体小，则： (P + P内)(V-n b)= nRT,实际气体出现偏差主要是：,1mol的实际气体：,a是同分子间引力有关的常数，b是同分子自身体积有关的常数，统称为范德华常数，均可由实验确定。,五、气体分压定律,混合气体的总压等于组成混合气体的各气体的分压之和。,分压定律数学表达式：,六、气体扩散定律,英国物理学家格拉罕姆指出，同温同压下，气体的扩散速度与其密度的倒数的平方根呈正比。,气体扩散速度,密度,气体密度与相对分子质量Mr成正比,七、气体分子的速率分布和能量分布,1、气体分子的速率分布,2、气体分子的能量分布,八、气体液化,
5、什么叫液化？液化的条件？ 气体变成液体的过程叫液化，气体液化必须降温和加压才能实现。 气体液化是否一定要具备降温和加压？ 降温液化 加压不一定能液化（必须将温度降低到一定值）,临界温度（critical temperature):（TC）加压下使 气体液化所需的一定温度。 临界压力 (critical pressure):（PC）气体在临界温度 时液化时所需最低压力。 临界体积 (critical volume):（VC）在TC 、 PC下， 1mol气体物质所占体积。 极性强、分子大的分子，易液化。,第二节 液体(liquid),一、液体的蒸发(evaporation),1、蒸发过程,什么叫
6、蒸发？,液体分子的无秩序运动和气体相似。当一个分子运动到接近表面并且具有适当的方向和足够大的动能，它可以挣脱邻近分子的引力逃逸到液面上方的空间变为蒸气分子。这就是蒸发。,若E0是能逃出液面的分子必须具备的最低能量，则从能量角度具备条件的分子数为：,液体中分子的运动方向也不一定指向液面，但蒸发速度正比于Ni， E0的大小和液体自身的性质有关。,蒸气分子与液面撞击时，会被俘获进入液体，这个过程叫凝聚 (condensation)。凝聚过程和蒸发过程是互不相干的，独立进行的，两者之间没有直接的定量关系。,什么叫饱和蒸气？,当蒸发出的分子数和进入液体的分子数相等时，我们称这时的蒸气为饱和蒸气。饱和蒸气
7、所产生的压强叫做饱和蒸气压(saturated vapor pressure)。,2、饱和蒸气压,液体的饱和蒸气压是液体的重要性质，它仅与液体的本质和温度有关，与液体的量和液面上方空间体积无关。,液体分子间的引力强，饱和蒸气压就低； 液体分子间的引力弱，饱和蒸气压就高； 同一液体，温度高，蒸气压高； 同一液体，温度低，蒸气压低。,3、蒸发热,液体不能在外部吸热时，随液体蒸发过 程的进行，由于失去了高能量的分子，而使余下的分子的平均动能降低，所以随液体的蒸发，其温度随之降低。 要使液体在恒温恒压下蒸发，必须从环境吸热，这种在恒温恒压下蒸发必须的热量，称液体的蒸发热。,什么叫蒸发热？,蒸发热反映了
8、液体分子间作用力的大小。 同一液体，温度不同，蒸发热也不同。因此常取一定温度压力下，取1mol液体的蒸发热进行比较，这种蒸发热叫摩尔蒸发热，以vHm表示。,二、液体的沸点(boiling point),液体的沸点系指液体的饱和蒸气压与外界压力相等时的温度。在此温度下，汽化在整个液体中进行，称之为液体的沸腾。而低于此温度，则仅限于液体表面上进行，即蒸发。 沸点与外界压力有关：压力增加，沸点增加，反之亦然。利用此特点可进行减压蒸馏(vacuum distillation)。,第三节 固体(solid),当温度降低，分子运动速度减慢。一旦降温到分子的平均动能不足以克服分子间的引力，将有一些速度小的分
9、子聚集在一起并相对固定在一定位置上，这时液体变成固体。这个过程叫凝固，相反的过程叫熔化。 凝固是放热，熔化是吸热。,一、晶体与非晶体,固体内部质点呈有规则的空间排列，这类固体叫晶体，反之是非晶体。 自然界绝大多数固体物质是晶体，少数是非晶体。,、晶体和非晶体的可压缩性、扩散性均差； 、完整晶体有固定的几何外形，非晶体没有； 、晶体有固定的熔点，非晶体则没有； 、晶体具有各向异性，非晶体各向同性。,晶体与非晶体的特性,分子晶体：晶体中有序排列的质点为分子。 离子晶体：晶体中有序排列的质点是正离子和负离子。 原子晶体：晶体中有序排列的质点是原子 金属晶体：晶体中有序排列的质点是金属原子或离子。,二
10、、晶体种类,三、晶体的外形七大晶系,晶系 晶轴长度 晶轴夹角 实例 立方 a b c 90 NaCl 四方 a b c 90 SnO2 正交 a b c 90 I2 单斜 a b c 90 90 S 三斜 a b c 90 CuSO4.5H2O 六方 a b c 90 120 Mg 三方 a b c 90 Al2O3,三、晶体的外形七大晶系,自然界晶体和人工晶体，外形上很难和七大晶系完全相同，但是晶轴夹角总是不变的，我们只要测出晶轴夹角和晶轴长短，就能准确地确定晶体所属晶系。,四、晶体的内部结构,1、十四种晶格 晶体的外形是晶体内部结构的反映，是构成晶体的质点（离子、分子或原子）在空间有一定规律的点上排列的结果。这些有规律的点称为空间点阵，空间点阵中的每一个点叫结点。物质的质点排布在结点上则构成晶体。,1、十四种晶格,在任何晶体中都可以找到代表晶体结构的小的平行六面体，这就是晶胞，晶胞在三维空间无限地重复就产生宏观的晶体。晶格是实际晶体所属点阵结构的代表，只有十四种。,三斜 P 单斜P、单斜C 正交P、正交C、正交F、正交I 立方P、立方I、立方F 四方P 、四方I 六方H 三方R,十四种晶格,
