化学基础知识

《化学基础知识》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学基础知识（340页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 第一章第一章 化学基础知识化学基础知识气体气体溶液，稀溶液的依数性溶液，稀溶液的依数性 酸碱理论酸碱理论1. 1 气体的状态方程气体的状态方程1. 1. 1 理想气体理想气体1. 描述气体状态的物理量描述气体状态的物理量 物理量物理量 单单 位位 压力压力 p 帕斯卡帕斯卡 Pa （N m2） 物理量物理量 单单 位位 压力压力 p 帕斯卡帕斯卡 Pa （N m2）温度温度 T 开尔文开尔文 K体积体积 V 立方米立方米 m3物质的量物质的量 n 摩尔摩尔 mol 2. 理想气体的基本假定理想气体的基本假定 符合下面两条假定的气体，符合下面两条假定的气体，叫做理想气体：叫做理想气体： 忽略气

2、体分子的自身体忽略气体分子的自身体积，将分子看成有质量的几何点积，将分子看成有质量的几何点 且分子与分子之间、分子与器壁且分子与分子之间、分子与器壁之间的碰撞，是完全弹性碰撞，之间的碰撞，是完全弹性碰撞，即碰撞过程中无动能损失。即碰撞过程中无动能损失。 忽略分子间的作用力，忽略分子间的作用力， 在高温和低压下，实际气体分在高温和低压下，实际气体分子间的距离相当大。子间的距离相当大。 且分子间的作用力极弱。且分子间的作用力极弱。 故气体分子自身的体积远远小故气体分子自身的体积远远小于气体占有的体积。于气体占有的体积。 高温和低压下的实际气体很高温和低压下的实际气体很接近理想气体。接近理想气体。

3、因此理想气体的这种假定是因此理想气体的这种假定是具有实际意义的。具有实际意义的。 3. 气体压力的产生气体压力的产生 气体压力是气体分子对器壁气体压力是气体分子对器壁碰撞的结果。碰撞的结果。 有一质量为有一质量为 m，速度为，速度为 ，垂直于器壁方向运动的气体分子垂直于器壁方向运动的气体分子碰撞器壁。碰撞器壁。 根据理想气体的基本假定，无根据理想气体的基本假定，无动能损失，它以速度动能损失，它以速度 弹回。弹回。 碰撞过程中碰撞过程中动量的改变量为动量的改变量为 （ m ） m = 2 m 动量的改变量等于器壁对动量的改变量等于器壁对分子分子的的作用力作用力 F的冲量的冲量 F t = 2 m

4、 F= t 2 m 设分子对器壁的作用力为设分子对器壁的作用力为 F，它是它是器壁对分子器壁对分子的的作用力作用力 F的的反作用力，反作用力，所以有所以有F = t 2 m 这个作用力和分子运动的方向这个作用力和分子运动的方向一致，在一定面积的器壁上形成气一致，在一定面积的器壁上形成气体的压力。体的压力。F = t 2 m 对于其运动方向与器壁不垂直对于其运动方向与器壁不垂直的分子，可以考虑其在垂直方向的的分子，可以考虑其在垂直方向的分运动。分运动。 尽管这种碰撞是不连续的，尽管这种碰撞是不连续的，但由于分子极多，碰撞的时间间但由于分子极多，碰撞的时间间隔极小，故形成的压力在宏观上隔极小，故形

5、成的压力在宏观上是连续的。是连续的。 这好比在大雨中，雨点对雨伞这好比在大雨中，雨点对雨伞的作用。的作用。 4. 理想气体的经验公式理想气体的经验公式 Boyle 定律定律 n，T 一定时一定时 V p1 读做读做 正比于正比于 Gay - Lussac 定律定律 n，p 一定时一定时 V T Avogadro 定律定律 p，T 一定时一定时 V n V T V nV p1 综合以上三式，得综合以上三式，得 pnTV 以以 R 做比例系数，则有做比例系数，则有 即即 pV = nRT 此式即为理想气体状态方程式。此式即为理想气体状态方程式。 V = p nRT 上式中上式中 nT pV R =

6、 则则 R = 8.314 J mol1K1 若压力若压力 p 的单位为的单位为 Pa nT pV R =体积体积 V 的单位为的单位为 m3物质的量物质的量 n 的单位为的单位为 mol 温度温度 T 的单位为的单位为 K 看出看出 pV 乘积的物理学单位乘积的物理学单位为为焦耳焦耳 （J） 从式从式 R = 和和 R = 8.314 J mol1K1 nT pV 从物理学单位上看从物理学单位上看 pV 是一种功。是一种功。 所以所以 pV 的单位为的单位为 N m2m3 p Pa Nm2 V m3= Nm= J 若压力用若压力用 Pa 体积用体积用 dm3 温度用温度用 K 物质的量用物质

7、的量用 mol 为单位，则为单位，则 R = Padm3mol1K1 8.314 103 nT pV R = 这个这个 R 用于处理压力与浓度用于处理压力与浓度的关系时，十分方便。的关系时，十分方便。 R = 8.314 103 Padm3mol1K1 如用在下面的公式中如用在下面的公式中 式中式中 c 是以是以 moldm3 为单位为单位的浓度。的浓度。 p = c RT p = RT V n 由由 pV = nRT 可得可得 pV = RT M m p RT 又可得又可得 M = V m 式中式中 m 是气体的质量；是气体的质量；M 是气体的摩尔质量。是气体的摩尔质量。 状态方程有许多拓展

8、状态方程有许多拓展 p RT 得得 M = 式中式中 是气体的密度。是气体的密度。 p RT 由由 M = V m p RT 故故 = M 说明气体的密度说明气体的密度 与其摩尔与其摩尔质量质量 M 成正比。成正比。 p RT 由式由式 = M 1. 1. 2 实际气体的状态方程实际气体的状态方程 理想气体去掉两条基本假理想气体去掉两条基本假定，则还原为实际气体。定，则还原为实际气体。 1. 实际气体的压力实际气体的压力 p实实 理想气体的压力理想气体的压力 p， 是忽略是忽略分子间的吸引力，由分子自由碰分子间的吸引力，由分子自由碰撞器壁产生的结果。撞器壁产生的结果。 实际气体的压力实际气体的

9、压力 p实实 是碰撞器壁的分是碰撞器壁的分子受到内层分子的引子受到内层分子的引力，不能自由碰撞器力，不能自由碰撞器壁的结果。壁的结果。 所以所以 p实实 p p = p实实 + p内内 用用 p内内 表示表示 p实实 与与 p 的差，的差， p内内 称为内压力，则有称为内压力，则有 它与这两部分分子在单位体它与这两部分分子在单位体积内的物质的量成正比。积内的物质的量成正比。 p内内 n碰撞碰撞V（ ） n内部内部V（ ） p内内 是两部分分子相互吸引是两部分分子相互吸引的结果的结果 碰壁的和内部的碰壁的和内部的 这两部分分子共处一体，这两部分分子共处一体，浓度一致，故有浓度一致，故有 p内内

10、n碰撞碰撞V（ ） n内部内部V（ ） p内内 nV（ ）2 p内内 nV（ ）2 故故 p = p实实 + a （1） nV（ ）2 令令 a 为比例系数为比例系数， 则有则有 p内内 = a nV（ ）2 2. 实际气体的体积实际气体的体积 V实实 理想气体的体积，是指可以任凭理想气体的体积，是指可以任凭气体分子在其中运动，且可以无限压气体分子在其中运动，且可以无限压缩的理想空间。缩的理想空间。 原因是理想气体分子自身无体积原因是理想气体分子自身无体积 但实际气体的分子体积不能忽略但实际气体的分子体积不能忽略 如图如图 m dm3 的的容器中，充满容器中，充满 n mol 实际气体。实际气

11、体。 实际气体的体积实际气体的体积 V实实 = m dm3 但是，由于分子自身体积的存但是，由于分子自身体积的存在，分子在这在，分子在这 m dm3 的体积内不的体积内不能随意运动。能随意运动。 且这且这 m dm3 体积也不可无限体积也不可无限压缩，压缩的最终结果是变成分子压缩，压缩的最终结果是变成分子的自身体积的自身体积 V分分。 V分分 故从故从 m dm3 的的 V实实 中去掉中去掉 V分分 后，则剩下理想空间。后，则剩下理想空间。 即即 V = V实实 V分分 则则 n mol 分子的体积分子的体积 V分分 = n b dm3 而理想气体的体积而理想气体的体积 V =（m n b）

12、dm3 若分子的摩尔体积为若分子的摩尔体积为 b dm3 mol1如图实际气体的体积如图实际气体的体积 V实实 = m dm3V分分 = n b dm3 一般关系式为一般关系式为 V = V实实 nb （2） V = （m n b）dm3 3. 实际气体的状态方程实际气体的状态方程 将（将（1）和（）和（2） 两式，代两式，代入理想气体状态方程式入理想气体状态方程式 pV = nRT V = V实实 nb （2） p = p实实 + a （1） nV（ ）2 这个方程式是荷兰科学家这个方程式是荷兰科学家 范德华范德华 （Van der Waals） 提提出的，称为范德华方程。出的，称为范德华方

13、程。 这是实际气体状态方程中这是实际气体状态方程中的一种形式。的一种形式。 得得 （V实实 nb ）= nRT p实实 + a nV（ ）2 式中式中 a，b 称为气体的范德华称为气体的范德华常数。常数。 不同气体的范德华常数不同。不同气体的范德华常数不同。（V实实 nb ）= nRT p实实 + a nV（ ）2 且且 a，b 的大小可以反映出实的大小可以反映出实际气体与理想气体的偏差程度。际气体与理想气体的偏差程度。 （V实实 nb ）= nRT p实实 + a nV（ ）2 He 比比 Ar 更更 接近接近 理想气体，理想气体， a m6 Pamol2 b m3mol1 He 3.46

14、103 2.38 105 Ar 1.36 101 3.20 105 偏离偏离 接近接近可以从其数据看出可以从其数据看出 偏离偏离 接近接近 a m6 Pamol2 b m3mol1 H2 2.45 102 2.65 105 N2 1.37 101 3.87 105 H2 比比 N2 更接近理想气体更接近理想气体 a m6 Pamol2 b m3mol1 CO 1.47 101 3.95 105 CO2 3.66 101 4.29 105 CO 比比 CO2 更接近理想气体更接近理想气体 式中式中 Vm 为摩尔体积。为摩尔体积。 当当 n = 1 时，范德华方程时，范德华方程（V实实 nb ）=

15、 nRT p实实 + a nV（ ）2变为变为（Vm，实，实 b ）= RT （ p实实 + ） aV m21. 2 混合气体的分压定律混合气体的分压定律 1. 2. 1 基本概念基本概念 1. 混合气体与组分气体混合气体与组分气体 由两种或两种以上的气体混合在由两种或两种以上的气体混合在一起，组成的体系，称为混合气体。一起，组成的体系，称为混合气体。 显然，空气是混合气体，其中显然，空气是混合气体，其中的的 O2，N2，CO2 等，均为空气这等，均为空气这种混合气体的组分气体。种混合气体的组分气体。 组成混合气体的每种气体，都组成混合气体的每种气体，都称为该混合气体的组分气体。称为该混合气体

16、的组分气体。 2. 组分气体的摩尔分数组分气体的摩尔分数 组分气体组分气体 i 的物质的量用的物质的量用 ni 表表示，混合气体的物质的量用示，混合气体的物质的量用 n 表示，表示，显然有显然有 n = nii 组分气体组分气体 i 的摩尔分数用的摩尔分数用 xi 表示，则表示，则 例如，由例如，由 3 mol H2 和和 1 mol N2 组成的混合气体，则其中组成的混合气体，则其中 xi =nin x = =H2nnH234 x = =N2nnN214显然有显然有 xi = 1i 3. 总体积与分压总体积与分压 当当 组分气体组分气体 i 单独存在，且占单独存在，且占有总体积时，其具有的压

17、有总体积时，其具有的压力力，称为，称为该组分气体的分压该组分气体的分压。 混合气体的体积称为总体积，混合气体的体积称为总体积，用用 V总总表示。表示。 应有如下关系式应有如下关系式 p V = n R T 组分气体组分气体 i 的分压，用的分压，用 pi 表示表示 i i 总总 4. 总压和分体积总压和分体积 当当 组分气体组分气体 i 单独存在，且具单独存在，且具有总压时，其所占有的体积，称为有总压时，其所占有的体积，称为该组分气体的分体积。该组分气体的分体积。 混合气体所具有的压力，称为混合气体所具有的压力，称为总压，用总压，用 p总总 表示。表示。 组分气体组分气体 i 的分体积，用的分

18、体积，用 Vi 表示。表示。 应有下面关系式应有下面关系式 p V = n R T i i 总总 5. 体积分数体积分数 组分气体组分气体 i 的分体积的分体积 Vi ，与，与混合气体的总体积混合气体的总体积 V总总 之比之比 ，称为组分气体称为组分气体 i 的体积分数。的体积分数。ViV总总 1. 2. 2 分压定律分压定律 分压与总压的关系分压与总压的关系 我们通过实验来研究分压与总我们通过实验来研究分压与总压的关系压的关系 2 dm3 2 105 PaO2N2 + O2+2 dm3N2 2 dm3 2 105 Pa p总总 将将 N2 和和 O2 按上图所示混合。按上图所示混合。 2 d

19、m3 2 105 PaO2N2+ O2+2 dm3N2 2 dm3 2 105 Pa p总总 测得混合气体的测得混合气体的 p总总 为为 4 105 Pa。 2 dm3 2 105 PaO2N2+ O2+2 dm3N2 2 dm3 2 105 Pa 4 105 Pa 按分压的定义按分压的定义 pO = 2 105 Pa pN = 2 105 Pa 可见可见 p总总 = pN + pO 测得混合气体的测得混合气体的 p总总 为为 4 105 Pa。 pO = 2 105 Pa pN = 2 105 Pa， 1 dm3 2 dm3 4 dm3 8 105 Pa 2 105 Pa p总总 再考察一个

20、实验再考察一个实验N2O2N2 + O2 + 测得混合气体的总压为测得混合气体的总压为 3 105 Pa 1 dm3 2 dm3 4 dm3 8 105 Pa 2 105 Pa p总总 N2O2N2 + O2 + pN = 2 105 Pa pO = 1 105 Pa 由分压的定义，得由分压的定义，得 亦有亦有 p总总 = pN + pO 混合气体的总压为混合气体的总压为 3 105 Pa pN = 2 105 Pa pO = 1 105 Pa 道尔顿（道尔顿（Dalton） 进行了大量进行了大量实验，提出了混合气体的分压定律实验，提出了混合气体的分压定律 混合气体的总压等于各组分混合气体的总

21、压等于各组分气体的分压之和气体的分压之和 此即道尔顿分压定律的数学表达式此即道尔顿分压定律的数学表达式 p总总 = pii 理想气体混合时，由于分子间无理想气体混合时，由于分子间无相互作用，故碰撞器壁产生的压力，相互作用，故碰撞器壁产生的压力，与独立存在时是相同的。亦即在混合与独立存在时是相同的。亦即在混合气体中，组分气体是各自独立的。气体中，组分气体是各自独立的。 这是分压定律的实质。这是分压定律的实质。p总总V总总 = n R T pi V总总 = ni R Tp总总 Vi = ni R T（1）（2） （3） 1. 2. 3 分压与组成之间的关系分压与组成之间的关系 我们已有下面关系式我

22、们已有下面关系式pi V总总 = ni R T p总总V总总 = n R T（2）（1） （2）/（1） 得得ninpip总总= 即组分气体的分压等于总压即组分气体的分压等于总压与该组分气体的摩尔分数之积。与该组分气体的摩尔分数之积。 故故 pi = p总总 xi= xininpip总总= 又又（3）/（1） 得得ViV总总nin= p总总 Vi = ni R T p总总V总总 = n R T（3）（1） 故故 pi = p总总ViV总总= xininViV总总= 又有又有 pi = p总总 xi 即组分气体的分压，等于总压即组分气体的分压，等于总压与该组分气体的体积分数之积。与该组分气体的体

23、积分数之积。 pi = p总总ViV总总 例例 1. 1 某温度下，将某温度下，将 2 105 Pa 的的 O2 3 dm3 和和 3 105 Pa 的的 N2 6 dm3 充入充入 6 dm3 的真空容器中。的真空容器中。 求各组分气体的分压及求各组分气体的分压及混合气体的总压。混合气体的总压。 O2 V1 = 3 dm3 ， p1 = 2 105 Pa ， V2 = 6 dm3 ， pO = p2 解解：根据分压的定义求组分气体的分压，根据分压的定义求组分气体的分压，= 1 105 （Pa） V2 p1V1 pO = =2 105 3 6 同理同理= 3 105 （Pa） pN =3 10

24、5 6 6 由道尔顿分压定律由道尔顿分压定律 p总总 = pii p总总 = pO + pN = 1 105 + 3 105 = 4 105 （ Pa ） 例例 1. 2 常压（常压（1.0 105 Pa）下下，将，将 4.4 g CO2，11.2 g N2 和和 16.0 g O2 相混合。相混合。 求各组分求各组分气体气体的分压。的分压。 解解： 混合气体的总压和组成已混合气体的总压和组成已知，可用总压和组成求分压。知，可用总压和组成求分压。N2 n = = 0.40（mol） 28 11.2CO2 n = = 0.10（mol） 44 4.4O2 n = = 0.50（mol） 32 1

25、6.0 n = ni = 1.0（mol）iCO2 x = = = 0.10 n nCO2 1.0 0.10 N2 x = = = 0.40 n n N2 1.0 0.40 O2 x = = = 0.50 n n O2 1.0 0.50CO2 p = p总总 xCO2= 0.10 105 （Pa）= 1.0 105 0.10N2 p = p总总 xN2= 0.40 105 （Pa）= 1.0 105 0.40O2 p = p总总 xO2= 0.50 105 （Pa）= 1.0 105 0.50 1. 3 气体扩散定律气体扩散定律 格拉罕姆格拉罕姆（Graham ）指出，指出， 这就是格拉罕姆气

26、体扩散定律。这就是格拉罕姆气体扩散定律。 同温同压下气体的扩散速度同温同压下气体的扩散速度 与其与其密度密度 的平方根成反比。的平方根成反比。 气体扩散定律气体扩散定律的数学表达式为的数学表达式为 1或或 = A A B B = A A B B变成变成 = A MA B MB 由于气体的密度由于气体的密度 与其摩尔质与其摩尔质量量 M 成正比成正比 p RT 由式由式 = M 即气体的扩散速度即气体的扩散速度 与其摩尔与其摩尔质量质量 M 的平方根成反比。的平方根成反比。 = A MA B MB 例例 1. 3 使使 NH3 和和 HCl 两种两种气体分别从一根长气体分别从一根长 100 cm

27、 的玻璃的玻璃管的两端自由扩散。管的两端自由扩散。 求发生反应求发生反应 NH3 + HCl NH4Cl在玻璃管中产生白烟的位置。在玻璃管中产生白烟的位置。 解：设解：设 t 时间后发生反应，玻璃时间后发生反应，玻璃管中产生白烟的位置距管中产生白烟的位置距 NH3 端端 x cm，则距则距 HCl 端（端（ 100 x ）cm。 NH3HClNH4Cl x100 x 由公式由公式 = A MA B MB 得得 =100 x t x t 36.5 17NH3HClNH4Cl x100 x解得解得 x = 59.5 由由 =100 x t x t 36.5 17NH3HClNH4Cl x100 x

28、 即生成即生成 NH4Cl 产生白烟的产生白烟的位置距位置距 NH3 端端 59.5 cm。 NH3HClNH4Cl x100 x x = 59.5 1. 4 气体分子的速率分布和能量分布气体分子的速率分布和能量分布t1 t2 t 1 2 t 考察匀加速直线运动的考察匀加速直线运动的 t t 图，图，该图象为一直线。该图象为一直线。 而而 t2 t1 是时间间隔。是时间间隔。t1 t2 t 1 2 t （ 2 + 1）是平均速度，）是平均速度，12 故质点在故质点在 t1 t2 时间内的路程时间内的路程 S 为为t1 t2 t 1 2 tS = （ 2 + 1 ） （t2 t1 ）12图象直线

29、下覆盖的梯形面积图象直线下覆盖的梯形面积 t2 t1 是梯形的高。是梯形的高。t1 t2 t 1 2 t （ 2 + 1）是梯形中位线长，）是梯形中位线长，12正是路程正是路程 S。S = （ 2 + 1 ） （t2 t1 ）12 进一步认识一下其中的数学关系。进一步认识一下其中的数学关系。 t1 t2 t 1 2 t 纵坐标纵坐标 t 可以认为是可以认为是 。 t S 其分子路程其分子路程 S 是图象是图象下覆盖面积下覆盖面积。t1 t2 t 1 2 t 纵坐标纵坐标 的分母时间的分母时间 t 是横坐标。是横坐标。 t S t1 t2 t 1 2 t 纵坐标（这里的纵坐标（这里的 t 即即

30、）对于）对于横坐标即自身的分母（横坐标即自身的分母（t）做图）做图 t S 图象下覆盖的面积是其分子（图象下覆盖的面积是其分子（S） 一般性结论是，图象下覆盖的一般性结论是，图象下覆盖的面积所代表的物理量，是纵坐标所面积所代表的物理量，是纵坐标所代表的物理量与横坐标所代表的物代表的物理量与横坐标所代表的物理量之积。理量之积。 t = S t S 1. 4. 1 气体分子的速率分布气体分子的速率分布 处于同一体系的为数众多处于同一体系的为数众多的气体分子，相互碰撞，运动的气体分子，相互碰撞，运动速率不一样，且不断改变。速率不一样，且不断改变。 但其速率分布却有一定规但其速率分布却有一定规律。律。

31、 学习中学物理，我们知道速学习中学物理，我们知道速率极大和极小的分子都较少，而率极大和极小的分子都较少，而速率居中的分子较多。速率居中的分子较多。 麦克斯韦（麦克斯韦（Maxwell ） 研究了气研究了气体分子速率分布的计算公式，讨论了体分子速率分布的计算公式，讨论了分子运动速率的分布规律。图示如下分子运动速率的分布规律。图示如下 u1 u2 u N u 横坐标横坐标 u，为气体分子的运动速率为气体分子的运动速率 纵坐标为纵坐标为 N u u1 u2 u N u N 为气体分子的数目，为气体分子的数目， 故纵坐标故纵坐标 可以理解为单可以理解为单位速率间隔中气体分子的数目。位速率间隔中气体分子

32、的数目。 N u u1 u2 u N ut1 t2 t 1 2 t 纵坐标纵坐标 相当于前面讲相当于前面讲述的单位时间内的路程述的单位时间内的路程 N u t S u1 u2 u N u 曲线下覆盖的面积为分子的数目曲线下覆盖的面积为分子的数目 N 阴影部分的面积为速率在阴影部分的面积为速率在 u1 和和 u2 之间的气体分子的数目。之间的气体分子的数目。 u1 u2 u N u 从图中可以看出，速率大的从图中可以看出，速率大的分子少；速率小的分子也少；速分子少；速率小的分子也少；速率居中的分子较多。率居中的分子较多。 u1 u2 u N u 这种图有一个明显的不足之处。这种图有一个明显的不足

33、之处。 u1 u2 u N u 因为面积代表的是一个绝对因为面积代表的是一个绝对的数量的数量 N，所以当气体分子的总，所以当气体分子的总数不同时，图形会不同。数不同时，图形会不同。 u1 u2 u N u u1 u2 u N u u1 u2 u N u气体分子的气体分子的 总数较少总数较少气体分子的气体分子的 总数较多总数较多 若将纵坐标若将纵坐标 ，除以气体分子，除以气体分子总数总数 N，再对横坐标，再对横坐标 u 作图，则会作图，则会解决上述不足。解决上述不足。 N u 新的纵坐标有新的纵坐标有 3 种表示方法种表示方法 三者在数学上是相等的。三者在数学上是相等的。 纵坐标表示单位速率间隔

34、中纵坐标表示单位速率间隔中分子的数目占分子总数的分数分子的数目占分子总数的分数 图中纵坐标写法，简明图中纵坐标写法，简明 u1 u2u N uN1 纵坐标纵坐标 对其分母对其分母 u 做图做图 曲线下覆盖的面积，是其分子曲线下覆盖的面积，是其分子 。 N N 曲线下所覆盖的面积，将是某曲线下所覆盖的面积，将是某速率区间内，如速率区间内，如 u1 u2 之间，分之间，分子数占分子总数的分数子数占分子总数的分数 。 N N u1 u2u N uN1 这种图象的形状不再因体系中这种图象的形状不再因体系中气体分子总数的不同而改变。气体分子总数的不同而改变。 u1 u2u N uN1 只要温度相同，不论

35、气体分子的只要温度相同，不论气体分子的总数是多少，一定速率区间内的分子总数是多少，一定速率区间内的分子数占分子总数的分数是一定的。数占分子总数的分数是一定的。 即速率分布一定，故曲线形状一即速率分布一定，故曲线形状一致。致。 显然，这种曲线下覆盖的总面显然，这种曲线下覆盖的总面积为积为单位单位 1。 u1 u2u N uN1 因为覆盖的总面积表示速率因为覆盖的总面积表示速率从从 0 到到 的分子（即所有分子）的分子（即所有分子）占分子总数的分数，当然是占分子总数的分数，当然是 1。 u1 u2u N uN1 在速率在速率 up 附近的小区间里，分附近的小区间里，分子数目最多，即具有子数目最多，

36、即具有 up 速率的分子速率的分子数目最多，分数值最大。数目最多，分数值最大。 up u1 u2 u N uN1 这里的这里的 up 称为最概然速率，称为最概然速率，意思是概率最大。意思是概率最大。 up 小于平均速率小于平均速率 u 。 up u1 u2 u N uN1 不同温度下，曲线的形状不同。不同温度下，曲线的形状不同。 高温时的图象更平坦些。高温时的图象更平坦些。 up373K up273K u N uN1 温度增高，气体分子运动速率温度增高，气体分子运动速率普遍增大，最概然速率普遍增大，最概然速率 up373K up273K u N uN1也增大。也增大。 但是温度高时具有最概然速

37、率但是温度高时具有最概然速率的分子分数的分子分数少了。少了。 up373K up273K u N uN1 不同温度下的两条曲线，不同温度下的两条曲线，覆盖的面积是相等的。覆盖的面积是相等的。 up373K up273K u N uN1 1. 4. 2 气体分子的能量分布气体分子的能量分布 故能量分布与速率分布有着类故能量分布与速率分布有着类似的规律。似的规律。 气体分子的能量分布受其速率气体分子的能量分布受其速率分布的影响。分布的影响。 所不同的是能量分布图开始所不同的是能量分布图开始阶段较陡，而后趋于平缓。阶段较陡，而后趋于平缓。 E N EN1 此能量分布图，是在三维此能量分布图，是在三维

38、空间讨论的结果。空间讨论的结果。 E N EN1 在无机化学中，甚至在物理在无机化学中，甚至在物理化学中，常用能量分布的近似公化学中，常用能量分布的近似公式来进行讨论。式来进行讨论。 f E = = e ERT NE N 式中，式中，E 是能量；是能量； NE 表示能量超过表示能量超过 E 的的分子的个数；分子的个数； N 表示分子的总数。表示分子的总数。 f E = = e ERT NE N 用用 f E 表示这个分数。表示这个分数。 从式子中可以看出，从式子中可以看出，E 越大时，越大时， f E越小。越小。 f E = = e ERT NE N 是能量超过是能量超过 E 的分子的分数。的

39、分子的分数。 NE N 这说明这说明 E 越大时，可以越大时，可以满足能量要求的气体分子的分满足能量要求的气体分子的分数数 f E 越小。越小。 f E = = e ERT NE N 此能量分布公式，即此能量分布公式，即 f E 与与 E 的关系，讨论化学反应速率时的关系，讨论化学反应速率时是十分重要的。是十分重要的。 f E = = e ERT NE N 1. 5 溶液的饱和蒸气压降低溶液的饱和蒸气压降低 在实验中发现新现象，是在实验中发现新现象，是研究工作的开始。研究工作的开始。 如图，将水和蔗糖水溶如图，将水和蔗糖水溶液封在密闭的容器中。液封在密闭的容器中。蔗蔗糖糖水水 溶溶液液水水 为

40、什么会发生这种现象为什么会发生这种现象 ？ 放置一段时间后，水自动转移放置一段时间后，水自动转移到蔗糖水溶液中去。到蔗糖水溶液中去。蔗蔗糖糖水水 溶溶液液水水蔗蔗糖糖水水 溶溶液液水水 因此，要研究蒸气的行为，才能弄因此，要研究蒸气的行为，才能弄清楚问题的实质。清楚问题的实质。 这种转移，只能通过蒸气来进行。这种转移，只能通过蒸气来进行。蔗蔗糖糖水水 溶溶液液水水蔗蔗糖糖水水 溶溶液液水水 1. 5. 1 饱和蒸气压饱和蒸气压 1. 纯溶剂的饱和蒸气压纯溶剂的饱和蒸气压 在密闭容器中，在纯溶剂的单在密闭容器中，在纯溶剂的单位表面上，单位时间里，有位表面上，单位时间里，有 N0 个个分子蒸发到上

41、方空间中。分子蒸发到上方空间中。 上方空间里溶剂分子个数逐渐上方空间里溶剂分子个数逐渐增加，密度增加，压力也增加。增加，密度增加，压力也增加。 随着上方空间里溶剂分子个数随着上方空间里溶剂分子个数的增加，分子凝聚回到液相的机会的增加，分子凝聚回到液相的机会增加。增加。 当密度达到一定数值时，凝聚当密度达到一定数值时，凝聚的分子的个数也达到的分子的个数也达到 N0 个。个。 这时起，上方空间里溶剂分这时起，上方空间里溶剂分子的个数不再改变，蒸气的密度子的个数不再改变，蒸气的密度也不再改变，保持恒定。也不再改变，保持恒定。 这个压力称为该温度下溶剂这个压力称为该温度下溶剂的饱和蒸气压，用的饱和蒸气

42、压，用 p0 表示。表示。 此时，蒸气的压力也不再改此时，蒸气的压力也不再改变。变。 蒸发蒸发 液体液体 气体气体 凝聚凝聚 这时液体和气体之间实现平衡这时液体和气体之间实现平衡 溶剂与压力为饱和蒸气压溶剂与压力为饱和蒸气压 p0 的气体之间平衡。的气体之间平衡。 达到平衡后，若使蒸气压小于达到平衡后，若使蒸气压小于 p0，则平衡右移，液体汽化；则平衡右移，液体汽化； 若使蒸气压大于若使蒸气压大于 p0，则平衡左移，则平衡左移，气体液化。气体液化。 蒸发蒸发 液体液体 气体气体 凝聚凝聚 向上移动向上移动活活塞塞，由于体积增大，气，由于体积增大，气体压力小于体压力小于 p0，液体汽化，平衡右移

43、。，液体汽化，平衡右移。 p0 蒸发蒸发 液体液体 气体气体 凝聚凝聚 若向下移动活塞，由于体积减小，气若向下移动活塞，由于体积减小，气体压力大于体压力大于 p0，气体液化，平衡左移。，气体液化，平衡左移。 p0 蒸发蒸发 液体液体 气体气体 凝聚凝聚 2. 溶液的饱和蒸气压溶液的饱和蒸气压 当溶液中溶有难挥发的溶质当溶液中溶有难挥发的溶质时，则有部分溶液表面被这种溶时，则有部分溶液表面被这种溶质分子所占据。质分子所占据。 溶剂的表面溶剂的表面 溶液的表面溶液的表面 难挥发溶质的分子难挥发溶质的分子溶剂分子溶剂分子 于是，溶液中，在单位表面于是，溶液中，在单位表面上单位时间内蒸发的溶剂分子的上

44、单位时间内蒸发的溶剂分子的数目数目 N 要小于纯溶剂的要小于纯溶剂的 N0 。 当凝聚的分子数目达到当凝聚的分子数目达到 N（N N0）时，实现平衡，蒸气）时，实现平衡，蒸气的密度及压力不会改变。的密度及压力不会改变。 这种平衡状态下的饱和蒸气这种平衡状态下的饱和蒸气压为压为 p，则有，则有 p p0。 一般性的结论是，在相同的一般性的结论是，在相同的温度下，溶液的饱和蒸气压低于温度下，溶液的饱和蒸气压低于纯溶剂的饱和蒸气压。纯溶剂的饱和蒸气压。 当溶液与气体实现平衡时，若当溶液与气体实现平衡时，若使蒸气压小于其饱和蒸气压使蒸气压小于其饱和蒸气压 p，平，平衡右移，液体气化；衡右移，液体气化；

45、 若使蒸气压大于若使蒸气压大于 p 时，平衡左时，平衡左移，气体液化。移，气体液化。 蒸发蒸发 液体液体 气体气体 凝聚凝聚 3. 解释实验现象解释实验现象 过程开始时，水和蔗糖水溶液过程开始时，水和蔗糖水溶液均以蒸发气化为主。均以蒸发气化为主。蔗蔗糖糖水水 溶溶液液水水蔗蔗糖糖水水 溶溶液液水水 当蒸气压等于当蒸气压等于 p 时，蔗糖水溶液时，蔗糖水溶液与上方蒸气达到平衡。与上方蒸气达到平衡。蔗蔗糖糖水水 溶溶液液水水蔗蔗糖糖水水 溶溶液液水水 由于由于 p p0，此时水并未与蒸，此时水并未与蒸气达到平衡，水将继续蒸发，致使气达到平衡，水将继续蒸发，致使蒸气压大于蒸气压大于 p。蔗蔗糖糖水水

46、 溶溶液液水水蔗蔗糖糖水水 溶溶液液水水 于是水蒸气分子开始凝聚到蔗糖水溶于是水蒸气分子开始凝聚到蔗糖水溶液中。液中。 这又使得蒸气压不能达到这又使得蒸气压不能达到 p0 于是，于是，H2O 分子从水中蒸出而凝聚入糖水分子从水中蒸出而凝聚入糖水 这就解释了本节开始提出的实验现象这就解释了本节开始提出的实验现象 蔗蔗糖糖水水 溶溶液液水水蔗蔗糖糖水水 溶溶液液水水 溶液的饱和蒸气压与溶液的溶液的饱和蒸气压与溶液的浓度之间的数量关系是我们下一浓度之间的数量关系是我们下一步要解决的问题。步要解决的问题。 1. 5. 2 拉乌尔定律拉乌尔定律 1. 溶液的浓度溶液的浓度 物质的量浓度物质的量浓度 其单

47、位为其单位为 mol dm3 经常称之为体积摩尔浓度。经常称之为体积摩尔浓度。 溶液中所含溶质溶液中所含溶质 B 的物质的量与的物质的量与溶液的体积之比，称为溶质溶液的体积之比，称为溶质 B 的物质的物质的量浓度。的量浓度。 体积摩尔体积摩尔浓度使用方便，浓度使用方便， 唯一不足就是其数值要随唯一不足就是其数值要随温度变化。温度变化。 质量摩尔浓度质量摩尔浓度 质量摩尔浓度经常用质量摩尔浓度经常用 m 或或 b 表示。表示。 其单位为其单位为 mol kg1 溶液中所含溶质溶液中所含溶质 B 的物质的量与溶的物质的量与溶剂的质量之比，称为溶质剂的质量之比，称为溶质 B 的质量摩尔的质量摩尔浓度

48、。浓度。 摩尔分数也是一种溶液组成标度摩尔分数也是一种溶液组成标度 显然有显然有 x质质 + x剂剂 = 1x质质 =n质质 n剂剂 + n质质x剂剂 =n剂剂 n剂剂 + n质质 对于稀溶液，由于对于稀溶液，由于 n质质 p液液， 则平衡右移，则平衡右移，固体熔解，固体熔解， p固固 373 K），），溶液的饱和蒸气压才达到溶液的饱和蒸气压才达到 1.013 105 Pa，溶液才沸腾。见图中溶液才沸腾。见图中 A点。点。AT1l1 l2l3p/Pa T/Kl1 水水l2 水水溶液溶液l3 冰冰1.013 10 5A373 即即 T1 是溶液的沸点，比纯水是溶液的沸点，比纯水的沸点的沸点 37

49、3 K 高高 。 AT1 冰线和水线的交点冰线和水线的交点 B 处，冰处，冰和水的饱和蒸气压相等。和水的饱和蒸气压相等。l1 l2l3p/Pa T/Kl1 水水l2 水水溶液溶液l3 冰冰1.013 10 5A373AT1B611273 此点此点 T = 273 K， p 611 Pa 273 K 是水的凝固点，亦称为冰点。是水的凝固点，亦称为冰点。l1 l2l3p/Pa T/Kl1 水水l2 水水溶液溶液l3 冰冰1.013 10 5A373AT1611B273 在在 273 K 时，溶液饱和蒸气时，溶液饱和蒸气压低于冰的饱和蒸气压，即压低于冰的饱和蒸气压，即 p冰冰 p溶溶 。l1 l2l

50、3p/Pa T/Kl1 水水l2 水水溶液溶液l3 冰冰1.013 10 5A373AT1611B273 此时若此时若溶液和冰共存，冰要熔溶液和冰共存，冰要熔化化，或者说溶液此时尚未达到凝固点或者说溶液此时尚未达到凝固点 l1 l2l3p/Pa T/Kl1 水水l2 水水溶液溶液l3 冰冰1.013 10 5A373AT1611B273l1 l2l3p/Pa T/Kl1 水水l2 水水溶液溶液l3 冰冰1.013 10 5A373AT1611B273 降温到降温到 T2 273 K 时，时，冰线和溶液线相交于冰线和溶液线相交于 B点点。T2Bl1 l2l3p/Pa T/Kl1 水水l2 水水溶

51、液溶液l3 冰冰1.013 10 5A373AT1611B273 在在 B点，即点，即 p冰冰 = p溶溶 时，溶液时，溶液才开始结冰，达到凝固点。才开始结冰，达到凝固点。T2B 溶液的凝固点降低，比纯溶剂低。溶液的凝固点降低，比纯溶剂低。l1 l2l3p/Pa T/Kl1 水水l2 水水溶液溶液l3 冰冰1.013 10 5A373AT1611B273T2B 可见，由于溶液的饱和蒸气压可见，由于溶液的饱和蒸气压的降低，导致溶液沸点升高、凝固的降低，导致溶液沸点升高、凝固点降低。点降低。 即水溶液的沸点高于纯水而其即水溶液的沸点高于纯水而其凝固点低于纯水。凝固点低于纯水。 1. 6. 2 计算

52、公式计算公式 1. 沸点升高公式沸点升高公式 用用 Tb 表示沸点升高值，表示沸点升高值， Tb = Tb T0，b Tb 直接受直接受 p 影响，影响， 事实上事实上 Tb p Tb = Tb T0，b 式中式中 T0，b 纯溶剂的沸点，纯溶剂的沸点， Tb 溶液的沸点。溶液的沸点。 比例系数用比例系数用 kb 表示，则有表示，则有 Tb = kbm 而而 p = k m， 故故 Tb m Tb p Tb = kbm 最常见的溶剂是最常见的溶剂是 H2O， 其其 kb = 0.513 kb 称为沸点升高常数。称为沸点升高常数。 不同的溶剂不同的溶剂 kb 值不同。值不同。 结论是溶液的沸点升

53、高值结论是溶液的沸点升高值与其质量摩尔浓度成正比。与其质量摩尔浓度成正比。 kb 的单位的单位 ？ Tb = kbm kb = Tb m Tb = kbmkb 的单位为的单位为 K kgmol1 K molkg1 2. 凝固点降低公式凝固点降低公式 总之，总之， T 为正值。为正值。 式中式中 T0，f 溶剂的凝固点，溶剂的凝固点， Tf 溶液的凝固点溶液的凝固点。 用用 Tf 表示凝固点降低值，表示凝固点降低值， 即即 Tf = T0，f Tf 与沸点升高公式相类似，与沸点升高公式相类似， 有有 Tf = kf m H2O 的的 kf = 1.86 Kkgmol1 其中其中 kf 称为凝固点

54、降低常数。称为凝固点降低常数。 实验室中，经常用稀溶液实验室中，经常用稀溶液的依数性质测定难挥发性的非的依数性质测定难挥发性的非电解质的相对分子质量。电解质的相对分子质量。 例例 1. 4 将将 3.35 g 葡萄糖溶葡萄糖溶于于 50 g 水中，所得溶液沸点水中，所得溶液沸点比比水水高高 0.192 K。 求葡萄糖的相对分子质量。求葡萄糖的相对分子质量。 解：用解：用 m 表示该表示该葡萄糖溶液葡萄糖溶液的质量摩尔浓度的质量摩尔浓度 3.35 g 葡萄糖溶于葡萄糖溶于 50 g 水水中中 设设 M 为葡萄糖的摩尔质量为葡萄糖的摩尔质量 m = 1000 g k kg150 gM3.35 gm

55、 = 1000 g k kg150 gM3.35 g 得得m = 3.35 g 1000 g k kg150 g M由由 将质量摩尔浓度将质量摩尔浓度 m 代入沸点代入沸点升高公式升高公式 得得 Tb = kbm Tb = kb3.35 g 1000 g k kg150 g MM =3.35 g 1000 g k kg1 kb50 g Tb 题设题设所得溶液沸点所得溶液沸点比水比水高高0.192 K H2O 的的 kb = 0.513 Kkgmol1 M =3.35 g 1000 g k kg1 kb50 g Tb 将已知数据代入，得将已知数据代入，得 解得解得 M = 179 g mol1

56、所以葡萄糖的相对分子质量为所以葡萄糖的相对分子质量为 179。 和葡萄糖的实际数据和葡萄糖的实际数据 180 很相近。很相近。M =3.35 g 1000 g k kg1 0.513 K kgmol150 g 0.192 K 若利用凝固点法测分子量，结若利用凝固点法测分子量，结果将更准确。果将更准确。 因为因为 kf 比比 kb 要大，温度差会要大，温度差会更明显一些。更明显一些。 就测定方法本身来讲，凝固点就测定方法本身来讲，凝固点的测定比沸点的测定精确度要高。的测定比沸点的测定精确度要高。 1. 6. 3 水和溶液的步冷曲线水和溶液的步冷曲线 溶液的凝固点降低，即水溶液溶液的凝固点降低，即

57、水溶液的凝固点低于纯水。的凝固点低于纯水。 有了这一知识基础就可以解释有了这一知识基础就可以解释水和溶液的步冷曲线。水和溶液的步冷曲线。 在冷却过程中，物质的温度随在冷却过程中，物质的温度随时间而变化的曲线，叫做步冷曲线。时间而变化的曲线，叫做步冷曲线。 在步冷曲线中，纵坐标为温度，在步冷曲线中，纵坐标为温度， 横坐标为时间。横坐标为时间。273ABt / minT/K H2O 的步冷曲线的步冷曲线CD273ABt / minT/K AB H2O，液态，温度不断下降；，液态，温度不断下降； B 点点 开始结冰；开始结冰； BC 冰与水共存，温度不变，冰与水共存，温度不变， 273 K 冰点；冰

58、点；273ABt / minT/KC C 点点 全部结冰；全部结冰；273ABt / minT/KC CD 冰，温度不断下降。冰，温度不断下降。Dt/minT/K273ABCD（1）ABCD E（2）（3）C DEAB 曲线曲线 （1） H2O 的步冷曲线的步冷曲线 曲线曲线 （2） 水溶液水溶液的步冷曲线的步冷曲线 曲线曲线 （3） 水溶液水溶液的步冷曲线的步冷曲线t/minT/K273ABCDABCD EC DEAB（2） （2） AB段是段是溶液，溶液， 温度不断下降；温度不断下降； B点低于点低于 273 K，是溶液的冰点。是溶液的冰点。有冰析出，溶液浓度增加，冰点更低，有冰析出，溶液

59、浓度增加，冰点更低，温度继续下降温度继续下降 t/minT/K273ABCDABCD EC DEAB（2） 故故 BC段上，尽管冰与溶液段上，尽管冰与溶液共存，但温度并不恒定。共存，但温度并不恒定。 t/minT/K273ABCDABCD EC DEAB（2） C点始，溶质和冰一同析点始，溶质和冰一同析出，且二者具有固定比例出，且二者具有固定比例 t/minT/K273ABCDABCD EC DEAB（2）与与此时溶液中二者的比例相同。此时溶液中二者的比例相同。 于是析出冰和溶质时，溶液的组于是析出冰和溶质时，溶液的组成不再改变，冰点也不再改变成不再改变，冰点也不再改变。t/minT/K273

60、ABCDABCD EC DEAB（2） 故故 CD段呈现平台。段呈现平台。t/minT/K273ABCDABCD EC DEAB（2）（3） DE 段固体继续降温段固体继续降温。 D点，以点，以固定比例固定比例析出固体的析出固体的过程结束。液体全部耗尽。过程结束。液体全部耗尽。 曲线曲线 （3） 虽然也是水溶液虽然也是水溶液的的步冷曲线，但是这种溶液的浓度步冷曲线，但是这种溶液的浓度比比（2）的浓度）的浓度大大。t/minT/K273ABCDABCD EC DEAB（2）（3）t/minT/K273ABCDABCD EC DEAB（2）（3） 这个结论可以从这个结论可以从 B 的温度比的温度比

61、 B的温度低得出。的温度低得出。t/minT/K273ABCDABCD EC DEAB（2）（3） 析出析出具有固定比例的固体的具有固定比例的固体的温度温度 C D 和和 C D 一致，一致， 说明说明这种固定比例这种固定比例是相同的。是相同的。t/minT/K273ABCDABCD EC DEAB（2）（3） C点和点和 C 点的温度称为低共熔点。点的温度称为低共熔点。 析出的析出的具有固定比例的固体具有固定比例的固体称为称为 低共熔混合物。低共熔混合物。 溶质相同而浓度不同的溶溶质相同而浓度不同的溶液，析出的低共熔混合物的组液，析出的低共熔混合物的组成相同，低共熔点也相同。成相同，低共熔点

62、也相同。 思考题思考题 T2 温度下的温度下的固体固体呢？呢？T2 T1 温度下的温度下的固体固体，是否为纯的，是否为纯的低共熔混合物？低共熔混合物？T1 若溶液的组成与低共熔若溶液的组成与低共熔混合物的组成相同，该溶液混合物的组成相同，该溶液的步冷曲线是什么形状的步冷曲线是什么形状 ? 思考题思考题 1. 6. 4 制冷剂制冷剂 将固体将固体 NaCl 和冰混合，可和冰混合，可制成制成制制冷剂，获得反应所需的零冷剂，获得反应所需的零下低温。下低温。 冰盐混合物在实验室中可用冰盐混合物在实验室中可用于局部制冷。于局部制冷。反应物反应物 冰盐冰盐制冷剂制冷剂 冰盐混合物冰盐混合物从环境吸热，冰从

63、环境吸热，冰部分融化成水。部分融化成水。 冰水共存，应为零度，但水将冰水共存，应为零度，但水将 NaCl 溶解，形成溶液，其冰点低溶解，形成溶液，其冰点低于零度。于零度。 NaCl 和冰的混合物形成和冰的混合物形成的制冷剂，理论上可达到低共的制冷剂，理论上可达到低共熔点的温度熔点的温度 22 。 故冰将继续从环境吸热融故冰将继续从环境吸热融化成水。化成水。 用用 CaCl2 和冰的混合物，可和冰的混合物，可以获得以获得 55 的低温。的低温。 用用 CaCl2，冰和丙酮的混合，冰和丙酮的混合物，可以制冷到物，可以制冷到 70 以下。以下。 1. 7 渗透压渗透压 1. 7. 1 渗透现象渗透现

64、象 在在 U 形管中，用半透膜将两侧形管中，用半透膜将两侧等高度的等高度的水柱水柱和蔗糖水溶液柱分开和蔗糖水溶液柱分开 放置一段时间后：放置一段时间后： 蔗糖水溶液柱升高，而水柱降低。蔗糖水溶液柱升高，而水柱降低。水水半透膜半透膜蔗蔗糖糖水水溶溶液液 这种溶剂透过半透膜，进这种溶剂透过半透膜，进入溶液的现象，称为渗透现象入溶液的现象，称为渗透现象 半透膜的特点是，只允许半透膜的特点是，只允许 溶剂溶剂 H2O 分子透过，而不允分子透过，而不允许溶质蔗糖分子透过。许溶质蔗糖分子透过。 如图，半透膜两侧分布的可透过如图，半透膜两侧分布的可透过半透膜的半透膜的 H2O 分子的数目不相等。分子的数目不

65、相等。 分析产生渗透现象的原因：分析产生渗透现象的原因：蔗蔗糖糖水水溶溶液液柱柱水水柱柱 这就是渗透现象产生的原因。这就是渗透现象产生的原因。 故两侧静压相等时，单故两侧静压相等时，单位时间里，进入蔗糖水溶液位时间里，进入蔗糖水溶液的的 H2O 分子（右行水分子）分子（右行水分子）比从蔗糖水溶液进入水中的比从蔗糖水溶液进入水中的H2O 分子（左行水分子）要分子（左行水分子）要多些多些 1. 7. 2 渗透压渗透压 渗透现象发生以后，将引起下列变化：渗透现象发生以后，将引起下列变化： 水柱的高度水柱的高度降低，静压减小，使降低，静压减小，使右行水分子数目减少右行水分子数目减少 蔗糖水溶液柱蔗糖水

66、溶液柱升高，静压增大，使左升高，静压增大，使左行水分子数目增加行水分子数目增加 蔗糖水溶蔗糖水溶液变稀，半透膜右液变稀，半透膜右侧侧 H2O 分子的比分子的比例增加，亦使左行例增加，亦使左行水分子数目增加。水分子数目增加。 于是水柱不再降低，同时于是水柱不再降低，同时蔗糖水溶液柱亦不再升高，达蔗糖水溶液柱亦不再升高，达到平衡。到平衡。 当过程进行到一定程度时，当过程进行到一定程度时，右行和左行的水分子数目相等。右行和左行的水分子数目相等。 这时液面高度差造成的这时液面高度差造成的静压，称为溶液的渗透压，静压，称为溶液的渗透压，用用 表示，单位为表示，单位为 Pa 1. 7. 3 渗透压公式渗透

67、压公式 具有渗透压，是溶液的依数具有渗透压，是溶液的依数性质。性质。 它产生的根本原因也是界面它产生的根本原因也是界面上可发生转移的分子个数不同引上可发生转移的分子个数不同引起的。起的。 经过长期研究，人们发现，经过长期研究，人们发现， 温度温度 T 一定时，渗透压一定时，渗透压 和溶液的体积摩尔浓度和溶液的体积摩尔浓度 c 成正比成正比 浓度浓度 c 一定时，渗透压一定时，渗透压 和温度和温度 T 成正比。成正比。即即 T c 测得比例系数和气体常数测得比例系数和气体常数R 相同。相同。 T c 所以所以 T Vn 由于由于 c = Vn 即即 V = nRT 或或 = cRT 故有故有 =

68、 VnRT 使用公式使用公式 = cRT 时，一时，一定要注意各物理量的单位。定要注意各物理量的单位。 若若 用用 Pa 为单位为单位 c 用用 moldm3 为单位，则为单位，则 R = 8.314 103 Padm3 mol1K1 例例 1. 5 37时人体血液的渗透压时人体血液的渗透压为为 775 kPa。 试计算供静脉注射用的葡萄糖溶液试计算供静脉注射用的葡萄糖溶液的浓度应是多少，才能保证其渗透压与的浓度应是多少，才能保证其渗透压与人体血液的渗透压一致？人体血液的渗透压一致？ 该浓度相当于多少该浓度相当于多少 gdm3 ？ 解：由公式解：由公式 = cRT得得 c = RT求得求得葡萄

69、糖溶液的葡萄糖溶液的 c = 0.301 moldm3775 kPac = 8.314 103 Padm3mol1K1 273+37 K （ ） 葡萄糖葡萄糖 C6H12O6 的摩尔质量为的摩尔质量为 （12 6 + 1 12 + 16 6）gmol1 = 180 gmol1 0.301 moldm3 180 gmol1= 54.2 gdm3 这种葡萄糖溶液与血液的渗透压这种葡萄糖溶液与血液的渗透压相等，称为血液的等渗溶液。相等，称为血液的等渗溶液。 溶质有挥发性的溶液溶质有挥发性的溶液由由后续后续课程讲授。课程讲授。 不挥发的非电解质的稀溶液不挥发的非电解质的稀溶液 渗透压的计算公式，连同其

70、他依渗透压的计算公式，连同其他依数性的计算公式，均有其成立的条件数性的计算公式，均有其成立的条件 浓溶液浓溶液 公式由公式由 p = km 推出，曾用到推出，曾用到 n质质 n剂剂 条件，即稀溶液的条件条件，即稀溶液的条件。 因此因此浓溶液虽然也有浓溶液虽然也有沸点沸点升高和升高和凝固点凝固点降低等现象，但定量关系不准降低等现象，但定量关系不准确，不能用公式计算。确，不能用公式计算。 溶质不发生溶质不发生解解离，是质量摩尔浓离，是质量摩尔浓度度 m 与溶液表面不挥发的质点数之与溶液表面不挥发的质点数之间存在准确定量关系的重要前提。间存在准确定量关系的重要前提。 电解质溶液电解质溶液 定量关系不

71、确切，不能用公式计定量关系不确切，不能用公式计算。算。 而而 NaCl，解离成为，解离成为 Na+ 和和Cl。 m = 1 mol kg1 时，质点浓时，质点浓度似乎是度似乎是 2 molkg1 而由于而由于 Na+ 和和 Cl 之间的之间的相互吸引，又使得相互吸引，又使得发挥作用的质发挥作用的质点浓度点浓度不足不足 2 molkg1。 故对于故对于电解质溶液定量关系电解质溶液定量关系不确切，不能用公式计算。不确切，不能用公式计算。 Al2 SO4 3 体系就更加复杂。体系就更加复杂。（ ） 但是但是 0.1 mol kg1 的的 Al2 SO4 3 总比总比 0.1 mol kg1 的的 N

72、aCl 产生的产生的粒子多。粒子多。（ ） 所以对于所以对于电解质溶液电解质溶液，仍有，仍有蒸气压降低、沸点升高、凝固点蒸气压降低、沸点升高、凝固点降低和具有渗透压等性质。但是降低和具有渗透压等性质。但是只可以定性的推理，而一般不用只可以定性的推理，而一般不用公式进行定量计算。公式进行定量计算。 自然界的许多现象，例如冬季里自然界的许多现象，例如冬季里高纬度海面上结的冰，其中的含盐量高纬度海面上结的冰，其中的含盐量远小于海水远小于海水 更多的时候河水已经结冰，而海更多的时候河水已经结冰，而海水却没有冻结。水却没有冻结。 海水中的鱼类放在淡水中很难海水中的鱼类放在淡水中很难生存。生存。 这些问题

73、都可以用稀溶液的依这些问题都可以用稀溶液的依数性加以解释。数性加以解释。 一般的植物在盐碱性土壤中很一般的植物在盐碱性土壤中很难正常生长。难正常生长。 1. 8 酸碱理论的发展酸碱理论的发展 酸酸 使石蕊变红，有酸味使石蕊变红，有酸味 碱碱 使石蕊变蓝，有涩味使石蕊变蓝，有涩味 最初阶段，人们从一些简单性质最初阶段，人们从一些简单性质上认识酸碱上认识酸碱 当酸碱相混合时，性质消失当酸碱相混合时，性质消失 后来人们从组成上认识酸碱后来人们从组成上认识酸碱 当氧元素发现后，人们认为酸当氧元素发现后，人们认为酸中一定含有氧元素；中一定含有氧元素； 盐酸等无氧酸的发现，又认识盐酸等无氧酸的发现，又认识

74、到酸中一定含有氢元素。到酸中一定含有氢元素。 稀溶液依数性实验的结果表稀溶液依数性实验的结果表明，在明，在 1 dm3 0.1 moldm3 的蔗的蔗糖溶液中，能独立发挥作用的溶糖溶液中，能独立发挥作用的溶质的粒子是质的粒子是 0.1 mol 。 1. 8. 1 阿仑尼乌斯理论阿仑尼乌斯理论 但是对于电解质溶液，情况则有但是对于电解质溶液，情况则有所不同。所不同。 以以 KCl 溶液为例，在溶液为例，在 1 dm3 浓浓度为度为 0.1 moldm3 的溶液中，发挥的溶液中，发挥作用的粒子并不是作用的粒子并不是 0.1 mol ，也不是也不是 0.2 mol，而是而是 0.192 mol。 随

75、随 KCl 浓度的不同，这种倍数浓度的不同，这种倍数关系呈现出规律性的变化关系呈现出规律性的变化 即发挥作用的粒子数是即发挥作用的粒子数是 0.1 mol 的的 1.92 倍。倍。 0.10 0.05 0.01 0.005 0.001 倍数倍数 1.92 1.94 1.97 1.98 1.99 KCl mol dm3 数据既说明数据既说明 KCl 在水溶液中发生在水溶液中发生解离解离，又说明这种解离是不完全的。又说明这种解离是不完全的。 理由是倍数小于理由是倍数小于 2。 0.10 0.05 0.01 0.005 0.001 倍数倍数 1.92 1.94 1.97 1.98 1.99 KCl

76、mol dm3 KCl 水溶液的导电性，说明解水溶液的导电性，说明解离的产物是离子。解离的方式是离的产物是离子。解离的方式是 以上是以上是 1887 年阿仑尼乌斯提出年阿仑尼乌斯提出电离学说时的观点。电离学说时的观点。 KCl K+ + Cl 阿仑尼乌斯的电离学说，使人们对阿仑尼乌斯的电离学说，使人们对酸碱的认识产生了一个质的飞跃。酸碱的认识产生了一个质的飞跃。 电离学说明确地给出酸碱的定义：电离学说明确地给出酸碱的定义： 酸酸 解离产生解离产生的的阳阳离子全部是离子全部是 H+ 碱碱 解离产生解离产生的的阴阴离子全部是离子全部是 OH 电离学说进一步从平衡角度电离学说进一步从平衡角度找到了比

77、较酸碱强弱的标准，即找到了比较酸碱强弱的标准，即平衡常数平衡常数 Ka，Kb。 阿仑尼乌斯理论在水溶液中阿仑尼乌斯理论在水溶液中是成功的。但其在非水体系中的是成功的。但其在非水体系中的适用性，却受到了挑战。适用性，却受到了挑战。 试比较下列水中和液氨中的反应试比较下列水中和液氨中的反应 2 H2O = OH + H3O+ （1）2 NH3 = NH2 + NH4+ （2） NaNH2 + NH4Cl = NaCl + 2 NH3 （4） NaOH + H3O Cl = NaCl + 2 H2O （3）（ ） 反应（反应（1）是水为溶剂时，）是水为溶剂时，溶剂自身的解离反应。溶剂自身的解离反应。

78、 H3O+ 是酸的特征离子，是酸的特征离子， OH 是碱的特征离子。是碱的特征离子。 2 H2O = OH + H3O+ （1） 2 NH3 = NH2 + NH4+ （2） 反应（反应（2）是液氨为溶剂时，）是液氨为溶剂时，溶剂自身的解离反应。溶剂自身的解离反应。 NH4+ 相当于酸的特征离子相当于酸的特征离子 NH2 相当于碱的特征离子相当于碱的特征离子 2 H2O = OH + H3O+ （1） 2 NH3 = NH2 + NH4+ （2） 反应（反应（3）是水为溶剂时的）是水为溶剂时的中和反应；中和反应；NaNH2 + NH4Cl = NaCl + 2 NH3 （4） NaOH + H

79、3O Cl = NaCl + 2 H2O （3）（ ） 反应（反应（4）相当于液氨为溶）相当于液氨为溶剂时的中和反应。剂时的中和反应。 液氨中进行的上述两种反应，与液氨中进行的上述两种反应，与水溶液中的同类反应完全一致。水溶液中的同类反应完全一致。 但阿仑尼乌斯理论无法讨论之，但阿仑尼乌斯理论无法讨论之，因为根本找不到符合定义的酸和碱。因为根本找不到符合定义的酸和碱。NaNH2 + NH4Cl = NaCl + 2 NH3 （4） 2 NH3 = NH2 + NH4+ （2） 在在 20 世纪初，出现了一些新的世纪初，出现了一些新的酸碱理论。酸碱理论。 在这里我们简单介绍在这里我们简单介绍 酸

80、碱质子理论酸碱质子理论酸碱电子理论酸碱电子理论 酸碱溶剂体系理论酸碱溶剂体系理论 1. 8. 2 酸碱质子理论酸碱质子理论 1. 酸碱的定义酸碱的定义 在反应中给出质子的物质叫做酸在反应中给出质子的物质叫做酸在反应中接受质子的物质叫做碱在反应中接受质子的物质叫做碱 酸碱质子理论即酸碱质子理论即 br nsted 酸碱酸碱理论理论 负离子负离子 HCO3 SO42 H2PO4 HCO3 质子酸质子酸 质子碱质子碱 分子分子 HCl，H2SO4 NH3 正离子正离子 Al H2O 6 3+ Al H2O 5 OH 2+ NH4+（ ）（ ） 2. 酸碱的共轭关系酸碱的共轭关系 酸给出质子后，变成碱

81、酸给出质子后，变成碱 H2SO4 = H+ + HSO4 酸酸 碱碱HCl = H+ + Cl 酸酸 碱碱 同理，碱接受质子后，变成酸同理，碱接受质子后，变成酸 故有故有 酸酸 = 碱碱 + 质子质子 处于上述关系中的一对酸碱，互处于上述关系中的一对酸碱，互为共轭酸碱。为共轭酸碱。 Cl 是是 HCl 的共轭碱，的共轭碱，而而 HCl 是是 Cl 的共轭酸。的共轭酸。 HCl = H+ + Cl H2O 作为一种酸时，其共作为一种酸时，其共轭碱是轭碱是 而而 H2O 作为作为 一种碱时，其一种碱时，其共轭酸是共轭酸是H3O+ OH 3. 两性物质两性物质 H2O 既可以给出质子作为酸，如既可以

82、给出质子作为酸，如 H2O = H+ + OH 又可以接受质子作为碱，如又可以接受质子作为碱，如 H2O + H+ = H3O+ 判断一种物质是酸还是碱，一判断一种物质是酸还是碱，一定要在具体的反应中根据质子得失定要在具体的反应中根据质子得失关系来判断。关系来判断。 这种既能给出质子，又能接受这种既能给出质子，又能接受质子的物质叫做两性物质。质子的物质叫做两性物质。 HSO4 = H+ + SO42 HSO4 是酸是酸 HSO4 + H+ = H2SO4 HSO4 是碱是碱 故故 HSO4 是两性物质是两性物质 HAc = H+ + Ac HAc 是酸是酸 其共轭酸为其共轭酸为 H2Ac+ H

83、Ac 在上述反应中也可以在上述反应中也可以认为是两性物质。认为是两性物质。 HAc + H+ = H2Ac+ HAc 是碱是碱 酸酸 碱碱 酸酸 碱碱 强酸的解离强酸的解离 4. 酸碱反应酸碱反应 HCl + H2O H3O+ + Cl 弱酸的解离平衡弱酸的解离平衡 HAc + H2O H3O+ + Ac 酸酸 碱碱 酸酸 碱碱 H2O + NH3 NH4+ + OH 酸酸 碱碱 酸酸 碱碱 弱碱的解离平衡弱碱的解离平衡H3O+ + OH H2O + H2O 酸酸 碱碱 酸酸 碱碱酸碱中和反应酸碱中和反应H2O + Ac HAc + OH 酸酸 碱碱 酸酸 碱碱弱酸盐的水解弱酸盐的水解 NH4

84、+ + H2O H3O+ + NH3 酸酸 碱碱 酸酸 碱碱弱碱盐的水解弱碱盐的水解 酸和碱反应的实质是质子的转移酸和碱反应的实质是质子的转移 质子从酸质子从酸转移给碱转移给碱，从而生，从而生成酸成酸和碱和碱。 H3O+ + Cl HCl + H2O HAc + H2O H3O+ + Ac H2O + NH3 NH4+ + OH酸酸 碱碱 酸酸 碱碱 酸酸和碱和碱是一对共轭酸碱，是一对共轭酸碱， 酸酸和碱和碱是一对共轭酸碱。是一对共轭酸碱。 阿仑尼乌斯理论中许多不同类阿仑尼乌斯理论中许多不同类型的反应，在酸碱质子理论中呈现型的反应，在酸碱质子理论中呈现出其共性。出其共性。弱碱盐的水解弱碱盐的水

85、解强酸的解离强酸的解离 弱酸的解离平衡弱酸的解离平衡 弱碱的解离平衡弱碱的解离平衡酸碱中和反应酸碱中和反应弱酸盐的水解弱酸盐的水解 阿仑尼乌斯理论在水溶液中是成阿仑尼乌斯理论在水溶液中是成功的。功的。 酸碱质子理论在非水体系，严格酸碱质子理论在非水体系，严格地讲在非水质子溶剂中是成功的。地讲在非水质子溶剂中是成功的。 但对非质子体系的适用性，却受但对非质子体系的适用性，却受到了挑战。到了挑战。 因为因为酸碱质子理论酸碱质子理论于对不含有于对不含有质子的物质，质子的物质， 如如 Cu2+，Ag+ 等不好归类。等不好归类。 对于无质子转移的反应，如极为对于无质子转移的反应，如极为常见的反应常见的反

86、应 Ag+ + Cl AgCl 也难以讨论。也难以讨论。1. 8. 3 酸碱溶剂体系理论酸碱溶剂体系理论 阿仑尼乌斯酸碱理论建立在水溶阿仑尼乌斯酸碱理论建立在水溶液的基础上。液的基础上。 溶剂溶剂 H2O 的自耦解离产生的自耦解离产生 H+ 和和 OH。 酸碱定义从酸碱定义从 H+ 和和 OH 出发。出发。 酸碱质子理论对于非质子溶酸碱质子理论对于非质子溶剂显得无能为力。剂显得无能为力。 在在 20 世纪世纪 20 年代，产生了年代，产生了酸碱溶剂体系理论。酸碱溶剂体系理论。 H2O 与最常见的非水质子溶剂与最常见的非水质子溶剂液液 NH3，自耦解离均产生一对特征，自耦解离均产生一对特征阳离子

87、和特征阴离子。阳离子和特征阴离子。 在酸碱溶剂体系理论中，最重在酸碱溶剂体系理论中，最重要的问题就是溶剂的自耦解离。要的问题就是溶剂的自耦解离。2 H2O H3O+ + OH 2 NH3 NH4+ + NH2 特征阳离子特征阳离子 特征阴离子特征阴离子 特征阳离子特征阳离子 特征阴离子特征阴离子 一些非质子溶剂也有自耦解离，如一些非质子溶剂也有自耦解离，如溶剂溶剂 N2O4 和和 SO2 N2O4 NO+ + NO3 2 SO2 SO2+ + SO32 特征阳离子特征阳离子 特征阴离子特征阴离子 特征阳离子特征阳离子 特征阴离子特征阴离子 酸碱溶剂体系理论认为，酸碱溶剂体系理论认为， 在溶剂中

88、能解离出该溶剂的特在溶剂中能解离出该溶剂的特征阳离子或者能增大特征阳离子浓征阳离子或者能增大特征阳离子浓度的物质称为酸。度的物质称为酸。 N2O4 NO+ + NO3 特征阳离子特征阳离子 特征阴离子特征阴离子 同样理解在溶剂中能解离出该同样理解在溶剂中能解离出该溶剂的特征阴离子或者能增大特征溶剂的特征阴离子或者能增大特征阴离子浓度的物质称为碱。阴离子浓度的物质称为碱。 特征阳离子特征阳离子 特征阴离子特征阴离子 2 SO2 SO2+ + SO32 液液 NH3 为溶剂，銨盐，如为溶剂，銨盐，如 NH4Cl 等为酸，因为它能提供等为酸，因为它能提供 NH4+。 而氨基化合物，如而氨基化合物，如

89、 NaNH2 等则为等则为碱，因为它能提供碱，因为它能提供 NH2。 2 NH3 NH4+ + NH2 特征阳离子特征阳离子 特征阴离子特征阴离子 为酸碱中和反应。为酸碱中和反应。 NH4Cl 与与 NaNH2 之间的反应之间的反应NH4Cl + NaNH2 NaCl + 2 NH3 液态液态 SO2 为溶剂时，亚硫酰基为溶剂时，亚硫酰基化合物，如化合物，如 SOCl2 等为酸，因为它等为酸，因为它能提供该溶剂的特征阳离子能提供该溶剂的特征阳离子 SO2+ SOCl2 SO2+ + 2 Cl 而亚硫酸盐，如而亚硫酸盐，如 Cs2SO3 等则为碱，等则为碱，因为它能提供特征阴离子因为它能提供特征

90、阴离子 SO32。 SOCl2 与与 Cs2SO3 之间的反应之间的反应 SOCl2 + Cs2SO3 2 CsCl + 2 SO2 是酸碱中和反应。是酸碱中和反应。 酸碱溶剂体系理论在解释非水体酸碱溶剂体系理论在解释非水体系的酸碱反应方面是成功的。系的酸碱反应方面是成功的。 若溶剂是水，该理论则还原成阿若溶剂是水，该理论则还原成阿仑尼乌斯的酸碱理论，体系的特征阳仑尼乌斯的酸碱理论，体系的特征阳离子是离子是 H+，而特征阴离子是，而特征阴离子是 OH。 酸碱溶剂体系理论的局限性，酸碱溶剂体系理论的局限性，在于它只适用于能发生自耦解离的在于它只适用于能发生自耦解离的溶剂体系。溶剂体系。 对于烃类

91、，醚类以及酯类等难对于烃类，醚类以及酯类等难于自耦解离的溶剂不适用。于自耦解离的溶剂不适用。 介绍酸碱溶剂体系理论，其目的介绍酸碱溶剂体系理论，其目的并不在于这种理论自身有多么重要。并不在于这种理论自身有多么重要。 其重要性在于，学习科学工作者其重要性在于，学习科学工作者如何从复杂的形形色色的事务中，抽如何从复杂的形形色色的事务中，抽象出其共性的思维方法。象出其共性的思维方法。 1. 8. 4 酸碱电子理论酸碱电子理论 酸碱电子理论即酸碱电子理论即 Lewis 酸碱理论。酸碱理论。1. 酸碱定义及酸碱反应酸碱定义及酸碱反应 凡是在反应中提供电子对的物质都凡是在反应中提供电子对的物质都是碱，碱是

92、电子对的给予体。是碱，碱是电子对的给予体。 凡是在反应中提供电子对的物质都凡是在反应中提供电子对的物质都是碱，碱是电子对的给予体。是碱，碱是电子对的给予体。 如如 OH，CN，NH3，F，Cl 等均属于等均属于 Lewis 碱碱。 凡是在反应中接受电子对的物质凡是在反应中接受电子对的物质都是酸，酸是电子对的接受体。都是酸，酸是电子对的接受体。 如如 H+，BF3，Na+，Ag+ ，Al3+ 等等均属于均属于 Lewis 酸酸。 BF3 + F = BF4 酸酸 碱碱 酸碱配位酸碱配位化化合物合物 酸和碱进行反应，生成物酸和碱进行反应，生成物称为酸碱配位化合物称为酸碱配位化合物。 H+ + OH

93、 = H2O 酸酸 碱碱 酸碱配位化合物酸碱配位化合物 Cu2+ + 4 NH3 = Cu NH3 4 2+ 酸酸 碱碱 酸碱配位化合物酸碱配位化合物（ ） 对于酸碱的识别，要在具体的反应对于酸碱的识别，要在具体的反应中进行。中进行。 几乎所有的金属阳离子都是几乎所有的金属阳离子都是 Lewis酸，酸，阴阴离子几乎都是离子几乎都是 Lewis 碱，而酸和碱，而酸和碱反应的生成物都是酸碱配碱反应的生成物都是酸碱配位化位化合物。合物。 酸酸可以与可以与酸碱配酸碱配位化位化合物反应合物反应，生成生成另一种另一种酸酸和另一种和另一种酸碱配酸碱配位化位化合合物物。这类反应称为酸取代反应。这类反应称为酸取

94、代反应 ，如，如 Cu NH3 4 2+ + 4 H+ = 4 NH4+ + Cu2+ 酸酸 酸酸 （ ） 酸碱酸碱配位化合物配位化合物 酸碱酸碱配位化合物配位化合物 酸酸 H+ 取代出酸碱配位化合物取代出酸碱配位化合物 Cu NH3 4 2+ 中的酸中的酸 Cu2+，同时，同时生成酸碱配位化合物生成酸碱配位化合物 NH4+ 。（ ） Cu NH3 4 2+ + 4 H+ = 4 NH4+ + Cu2+ 酸酸 酸酸 （ ） 酸碱酸碱配位化合物配位化合物 酸碱酸碱配位化合物配位化合物 Al OH 3 + 3 H+ = Al3+ + 3 H2O（ ） 酸酸 H+ 取代了酸碱配位化合物取代了酸碱配位

95、化合物 Al OH 3 中的中的 Al3+ 。（ ） 碱碱可以与可以与酸碱配酸碱配位化位化合物反应合物反应，生成生成另一种另一种碱碱和另一种和另一种酸碱配酸碱配位化位化合合物物。这类反应称为碱取代反应。这类反应称为碱取代反应 ，如，如 Cu NH3 4 2+ + 2 OH = Cu OH 2 + 4 NH3（ ）（ ） 碱碱 OH 取代取代了酸碱配位化合物了酸碱配位化合物 Cu NH3 4 2+ 中的中的 NH3 （ ） Cu NH3 4 2+ + 2 OH = Cu OH 2 + 4 NH3（ ）（ ） NaOH + HCl = NaCl + H2O BaCl2 + Na2SO4 = BaS

96、O4 + 2 NaCl 该类反应可以看成两种酸碱配位该类反应可以看成两种酸碱配位化合物交换成分，称为双取代反应。化合物交换成分，称为双取代反应。 酸碱配位化合物稳定与否，与酸碱配位化合物稳定与否，与酸碱的软硬性质有关。酸碱的软硬性质有关。 2. 酸碱的软硬分类酸碱的软硬分类 路易斯酸是电子对接受体，而路易斯酸是电子对接受体，而路易斯碱是电子对给予体，二者以路易斯碱是电子对给予体，二者以配位键结合成酸碱配位化合物。配位键结合成酸碱配位化合物。 下面介绍路易斯酸碱的软硬下面介绍路易斯酸碱的软硬分类。分类。 硬酸硬酸是一些半径小，电荷高，是一些半径小，电荷高，电子云变形性小的电子云变形性小的阳阳离子

97、离子。 B3+，Al3+，Si4+ 等等 III A，IV A 族族阳阳离子；离子； I A，II A 族族阳阳离子；离子； La3+，Ce4+，Ti4 + 等高电荷小半等高电荷小半径的径的阳阳离子；离子； 还有还有 Cr3+，Mn2+，Fe3+，Co3+ 等等阳阳离子。离子。 软酸软酸是一些半径大，电荷低，电是一些半径大，电荷低，电子云易变形的子云易变形的阳阳离子离子，例如例如 Cu+，Ag+，Au+，Cd2+，Hg2+，Hg22+，Tl+，Pt2+ 等。等。 Cr2+，Fe2+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Zn2+，Sn2+，Pb2+，Sb3+，Bi3+ 等。等。 交界酸电子云的交界酸电

98、子云的变形性介于硬变形性介于硬酸和软酸之间酸和软酸之间，例如，例如 H2O，OH，O2，F，Cl， SO42， NO3， ClO4， CO32， Ac， NH3， RNH2， N2H4 等。等。 硬碱的给电原子电负性大，不易硬碱的给电原子电负性大，不易给出电子，电子云不易变形，例如给出电子，电子云不易变形，例如 I，S2，CN，SCN，CO，C6H6，S2O32 等。等。 软碱的给电原子电负性小，易软碱的给电原子电负性小，易给出电子，电子云易变形，例如给出电子，电子云易变形，例如 交界碱有交界碱有 ，Br，SO32，N2，NO2 等。等。 这一规律通常称之为这一规律通常称之为“软亲软亲软、硬亲硬软、硬亲硬”原则。原则。 经验表明，软硬程度相似的经验表明，软硬程度相似的酸与碱相结合形成的物质稳定。酸与碱相结合形成的物质稳定。 酸碱电子理论适应性强，大多数酸碱电子理论适应性强，大多数物质都可以包括在酸、碱及其配位化物质都可以包括在酸、碱及其配位化合物中，大多数化学反应都可以归为合物中，大多数化学反应都可以归为酸、碱及其配位化合物之间的反应。酸、碱及其配位化合物之间的反应。 酸碱电子理论的不足之处在于酸碱电子理论的不足之处在于酸碱的特征不明确。酸碱的特征不明确。