2.1物质的化学组成和聚集状态2015

2019/10/5青岛理工大学1第一章物质的化学组成和聚集状态2019/10/5青岛理工大学2§1、1物质的化学组成§1、2固体§1、3液体§1、4气体回顾：1.物质的化学组成？2.物质的聚集状态？2019/10/5青岛理工大学3§1、1物质的化学组成一、具有复杂化学组成的物质：二、高分子化合物：三、配位化合物：四、生命大分子：分子是保持物质化学性质的最小微粒。分子是由原子组成。分子和原子是人们认识物质的结构和化学反应的基础。2019/10/5青岛理工大学4一、具有复杂化学组成的物质：整比分子：非整比分子：整数比的简单分子Eg.CO2、H2SO4、CuSO4、C6H6、C6H12O6组成简单，原子间成一定整数比；符合正常化合价规则的化合物。组成复杂，原子间不成整数比；不符合正常化合价规则的化合物。Eg.Nb3Sn、Cu5Zn、Fe3N、Mn7C3、Fe2N2019/10/5青岛理工大学5非整比分子在材料中具有十分重要的作用Eg.碳化物、氮化物：提高钢材的硬度。“黑漆”—Sn1-XCuxO2：古铜镜表层的耐磨物质。Y2O2S：Eu3+：彩色电视发光材料用的红粉Y2O2S：Tb3+：彩色电视发光材料用的绿粉(Ca，Sr)10(PO4)6Cl2：Eu3+：彩色电视发光材料用的蓝粉(Co0.90Fe0.06Ni0.02Nb0.02)78Si22-xBx：录音磁头的合金组成。(GdCo，GdFe)：计算机储存元件的非晶态材料。YnBa2CumO7-8：La1-nLim-3：高温超导体材料。2019/10/5青岛理工大学6—Si：H非晶态硅掺入和掺入的量不确定氢非晶氢化硅：信息、电子工业中经常用到的半导体材料。P20结论：物质的特性取决于它们的组成和结构。Eg.Ti50Ni：相转变温度为60℃；Ti51Ni：相转变温度为－30℃。钛镍形状记忆合金2019/10/5青岛理工大学7原子簇、分子簇：由几个至几百个原子或分子组成的物质，其大小属于纳米（10-9m）数量级。由化学成分和结构比较简单的单元重复结合而成，包括：金属簇：Lin、Cun非金属簇：Cn、Arn分子簇：(H2O)n、(NaCl)n碳Eg.金刚石：石墨：球碳：C60：“足球烯”1996年，NobelPrice2019/10/5青岛理工大学8二、高分子化合物：又称“高聚物”，简称“高分子”，有时也称“大分子化合物”。相对分子质量高达几千甚至几百万。1.分类天然：淀粉、蛋白质、纤维素、木质素合成：聚乙烯、聚酰胺A.来源不同C.按性能和用途分类B.按主链结构分类塑料、橡胶、纤维、胶粘材料、功能高分子等碳链聚合物杂链聚合物元素有机聚合物2019/10/5青岛理工大学9碳链聚合物主链完全由C原子组成的聚合物(CH2—CH)nCl(CH2—CH)nCN(CH2—CH)nCH3(CH2—CH)nPh杂链聚合物主链除C原子外，还含有O、N、S等杂原子。元素有机聚合物主链中无C原子，而是由Si、Al、O、N、S、P等原子组成，但侧链中有C原子(C—N—R—N—C—O—R—O)n‖O︱H︱H‖O(Si—O)nCH3CH32019/10/5青岛理工大学10～—CH2—CH—CH2—CH—CH2—CH—～ClClCl聚氯乙烯:(CH2—CH)nCl链节：高分子的特定结构单元可简写为：(CH2—CH)Cl聚合度：高分子链所含链节的数目n＞1000单体：能够提供结构单元的低分子化合物：CH2＝CH—Cl高聚物掌握2019/10/5青岛理工大学11单体3、CH2＝CH—Cl1、CH≡CH2、CH2＝CH—CH34、CH2＝CH5、CH2＝CH—Ac6、CH2＝CH—CH＝CH27、CH2＝CH—CNEg.Page:222019/10/5青岛理工大学122.高分子化合物的特征长链分子通常呈卷曲状，因而高分子通常有一定程度的弹性。几乎无挥发性，常温下主要以固态或液态存在。高分子化合物的分子链很长，且互相缠绕因此能表现出一定的韧性和耐磨性。溶解很慢，有时只发生溶胀，且溶液的粘度比一般的低分子化合物溶液的要大许多。常被用于材料2019/10/5青岛理工大学133.高分子化合物的命名（1）按原料单体或聚合物的结构特征命名（2）在单体名称后面加“树脂”、“橡胶”或“共聚物”（3）按商品名命名（4）有时还以高分子化合物的主要用途或最初用途命名（5）采用国际通用的英文缩写符号2019/10/5青岛理工大学14（1）按原料单体或聚合物的结构特征命名在单体名称前冠以“聚”字例:烯类单体形成的聚合物:聚乙烯、聚氯乙烯(HN(CH2)6NH—CO(CH2)4CO)n己二胺+己二酸聚己二酰己二胺例:以聚合物结构特征的名称结合单体名称命名:结构单元：—N—(CH2)6—N—C—(CH2)4—C—HHOO2019/10/5青岛理工大学15第一个“6”：二元胺的碳原子数第二个“6”：二元酸的碳原子数聚酰胺-610OnHNHCHCONHCHOCNHCHNnHCOOHCHnHOOCn262422622422))()(()()(己二酸己二胺聚己二酰己二胺OR聚酰胺-66或尼龙-66掌握2019/10/5青岛理工大学164.高分子化合物的合成原料低分子有机化合物聚合加成聚合缩合聚合高分子化合物2019/10/5青岛理工大学17三、配位化合物：又称“配合物”，也称“络合物”。它是一大类化合物，由金属正离子（或中性原子）作为中心，有若干个负离子或中性分子按一定的空间位置排列在中心离子的周围，形成的一种新型化合物。2.配合物的命名1.配合物的组成掌握2019/10/5青岛理工大学181.配合物的组成63)(CNFeK外界内界中心离子配位体配位原子配位数掌握2019/10/5青岛理工大学19名词配离子:形成体和配位体组成的稳定离子。即内界。配位体：有孤对电子的分子或离子，:NH3、H2O:、:F－。形成体：处于配合物中心位置的金属（中性）原子或金属离子。中心原子、中心离子例：[Ag(NH3)2]+、[CuCl4]2－、[Fe(SCN)6]3－……。配位原子(离子)：配位体中提供孤对电子的原子或离子。例：:NH3、H2O:、:F－:SCN:－2019/10/5青岛理工大学20配盐：[Ag(NH3)2]Cl、K3[Fe(OH)6]。配酸：H3[Fe(OH)6]、H2[CuCl4]。配碱：[Co(NH3)6](OH)3。[H3NAgNH3]。配位数：配位键的数目(并非配位体的数目)。单齿配位体：每个配位体仅提供一个配位原子。多齿配位体：每个配位体可提供两个以上的配位原子。配合物：由配离子组成的化合物。配位键：形成体与配位原子之间形成的化学键。例：乙二胺、EDTA。2019/10/5青岛理工大学21CuCH2——NH2CH2——NH2NH2——CH2NH2——CH2........乙二胺（en）：:N——CH2——CH2——N:HHHH配位原子：2个N原子2019/10/5青岛理工大学22乙二胺四乙酸（EDTA）：N—CH2—CH2—NCH2—C—O:－CH2—C—O:－OO－:O—C—CH2－:O—C—CH2OO....配位原子：2个N原子，4个O原子2019/10/5青岛理工大学23CaNNOOCCH2OOCH2COCH2—CH2CH2COOCH2CO[Ca(EDTA)]2-2019/10/5青岛理工大学24习题：K[Co(NO2)4(NH3)2][Co(SCN)(NH3)5]SO4指出内界、外界、中心原子或离子、配位体、配位原子、配位数2019/10/5青岛理工大学25螯合物：羰合物：多齿配体与中心离子形成配合物时，往往形成环状结构的螯合离子，这样的配合物叫作“螯合物”。Eg.[Cu(en)2]SO4CuH2NNH2CH2—CH2配位化合物的配位中心也可以是中性原子，许多过渡元素的原子，如：Fe、Co、Ni，可以与CO形成羰合物。Fe(CO)5、Co2(CO)8Eg.2019/10/5青岛理工大学262.配合物的命名负离子为复杂离子（配离子、SO42－、Ac－）：某酸某负离子为简单离子（Cl－、S2－、OH－）：某化某负离子正离子配离子的命名：配位数合中心原子（罗马数字）配位体2019/10/5青岛理工大学27配体都是负离子:简单离子、复杂离子。命名顺序配体都是中性分子:H2O、NH3、有机分子。两者混合:负离子、中性分子。例:[Cu(H2O)(NH3)(en)]SO4硫酸一水·一氨·乙二氨合铜(Ⅱ)例：[CoCl(NH3)5]Cl2二氯化一氯·五氨合钴(Ⅲ)例:K[FeCl2(SCN)]二氯·硫氰酸合铁(Ⅱ)酸钾配位数合中心原子（罗马数字）配位体2019/10/5青岛理工大学28实例:（1）含负配离子的配合物:某酸某K3[Fe(CN)6]六氰合铁(Ⅲ)酸钾K4[Fe(CN)6]六氰合铁(Ⅱ)酸钾H2[PtCl6]六氯合铂(Ⅳ)酸H[AuCl4]四氯合金(Ⅲ)酸Na3[Ag(S2O3)2]二(硫代硫酸根)合银(Ⅰ)酸钠K[Co(NO2)4(NH3)2]四硝基·二氨合钴(Ⅲ)酸钾K[PtCl3(C2H4)]三氯·乙烯合铂(Ⅱ)酸钾铁氰化钾或赤血盐亚铁氰化钾或黄血盐2019/10/5青岛理工大学29[Cu(NH3)4]SO4硫酸四氨合铜(Ⅱ)[Co(NO2)(NH3)5]SO4硫酸一硝基﹒五氨合钴(Ⅲ)[CoCl(SCN)(en)2]NO2亚硝酸一氯﹒硫氰酸根﹒二乙二胺合钴(Ⅲ)[Co(NCS)(NH3)5]Cl2二氯化异硫氰酸根﹒五氨合钴(Ⅲ)（2）含正配离子的配合物（类似无机化合物的盐类命名）（3）非电解质配合物[Ni(CO)4]四羰基合镍（0）[Co(NO2)3(NH3)3]三硝基.三氨合钴(Ⅲ)[PtCl4(NH3)2]四氯.二氨合铂(Ⅳ)2019/10/5青岛理工大学30练习：填空：配合物[Co(en)2(NO2)Cl]＋的中心离子是_____，命名为，配位数是_____，配体是___________________。一氯﹒一硝基﹒二（乙二胺）合钴(Ⅲ)配离子钴(Ⅲ)6en、NO2－、Cl－2019/10/5青岛理工大学31本节重点：★高分子化合物的分类、组成与命名★配位化合物的组成与命名2019/10/5青岛理工大学32四、生命大分子：五、金属有机化合物：自学2019/10/5青岛理工大学33§1、2固体一、晶体二、非晶体三、固体吸附剂四、固体废弃物聚集状态中的固体物质叫做“固体”。定义晶体非晶体2019/10/5青岛理工大学34一、晶体固体内部微粒(分子、原子、离子)有规则排列，有固定的熔点。大多数固体是晶体。内部微粒无规则排列。无固定的熔点，只有软化的温度范围。象玻璃、石蜡。晶体非晶体晶体单晶体多晶体凡是晶体由一颗晶粒组成，或者说能用一个空间点阵图形贯穿整个晶体，就是单晶体。晶胞的位向互不一致的晶体，就是多晶体。各向异性各向同性2019/10/5青岛理工大学35名词：晶格：晶体中的微粒按一定方式有规则周期性地排列构成的几何图形。象六面体晶格、八面体晶格。格点：在晶格中排有微粒的那些点。........晶胞：能够完全代表晶格特征的最小单元。点阵●●●●●●●●●●●●●●●●●●●2019/10/5青岛理工大学36晶体的基本类型晶体离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体微粒作用力正负离子离子键原子共价键分子分子间力和氢键原子和离子金属键根据：晶格结点上微粒的种类组成不同粒子间相互作用力的不同2019/10/5青岛理工大学371.离子晶体特点:格点上的微粒是正负离子，作用力是离子键。熔点高、硬度大、延展性差。电荷愈高、半径愈小其熔沸点愈高，硬度愈大。例：NaFCaOMgO离子电荷+1－1+2－2+2－2离子半径2.3Å2.3Å1.98Å硬度2.34.56.0离子晶体溶于极性溶剂。熔融态或水溶液可导电。固体不导电。一般S区元素与氧和ⅦA族元素形成离子晶体。NaCl、MgO、MgSO42019/10/5青岛理工大学38例：MgO晶体，晶格结点上排列微粒为__