普化学培训教材

普通化学考试大纲3.1物质结构与物质状态3.1.1原子轨道波函数电子云四个量子数3.1.2核外电子分布三原则原子、离子核外电子分布式原子、离子外层电子分布式分子结构式3.1.3化学键金属键离子键共价键价键理论3.1.4电偶极矩极性分子非极性分子分子极性与键极性关系3.1.5杂化轨道理论杂化轨道类型分子空间构型与杂化轨道关系典型分子空间构型3.1.6分子间力氢键分子间力与物质性质的关系3.1.7离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体的组成、结构与性质的比较3.1.8理想气体状态方程气体分压定律与计算3.2溶液3.2.1质量分数物质量浓度质量摩尔浓度摩尔分数的表示与计算3.2.2蒸汽压蒸汽压下降沸点凝固点沸点上升凝固点下降渗透压溶液的依数性拉乌尔定律溶液蒸汽压、沸点、凝固点、渗透压大小的比较3.2.3水的离子积氢离子浓度氢氧根离子浓度溶液pH值表示3.2.4酸碱共轭酸碱对3.2.5一元弱酸碱的解离平衡解离常数解离度氢离子浓度氢氧根离子浓度及溶液pH值的计算3.2.6多元酸碱的解离平衡溶液pH值的计算3.2.7强碱弱酸盐的水解强酸弱碱盐的水解强酸强碱盐的水解盐类溶液pH值的计算3.2.8同离子效应缓冲溶液缓冲作用缓冲溶液的组成、类型、pH值计算及配制3.2.9难溶电解质的沉淀溶解平衡溶度积溶解度与溶度积的关系溶度积规则同离子效应3.3周期3.3.1周期表的组成元素的原子结构与元素在周期表中位置的关系元素在周期表中的分区3.3.2元素性质的周期性递变原子半径、金属性与非金属性、电离能、电子亲和能及电负性的周期性递变3.3.3氧化物及其水合物的酸碱性递变规律3.4化学反应方程式，化学反应速率与化学平衡3.4.1化学反应方程式的写法配平计算3.4.2反应热吸热放热热化学反应方程式的写法3.4.3反应方程式与反应热效应的关系及计算物质标准摩尔生成焓反应的焓变与计算3.4.4熵物质的标准摩尔熵热力学第三定律物质的熵值大小规律反应的标准摩尔熵变及计算3.4.5吉布斯函数吉布斯函数变反应方向(自发性)的判断3.4.6化学反应速率的表示质量作用定律速率方程式反应级数3.4.7阿仑尼乌斯公式温度对反应速率的影响活化能催化剂从活化分子、活化能的观点解释加快反应速率的方法3.4.8化学平衡的特征标准平衡常数kθ的表达式多重平衡规则转化率平衡中物质量关系及有关平衡的计算温度对平衡常数的影响3.4.9化学平衡的移动浓度对化学平衡的影响压力对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响3.5氧化还原与电化学3.5.1氧化反应还原反应氧化剂还原剂氧化还原反应方程式的配平3.5.2原电池的电极反应(半反应)、电池反应(总反应)原电池的图式3.5.3标准氢电极标准电极电势原电池电动势电动势的能斯特方程及电动势的计算电极电势的能斯特方程及电极电势的计算3.5.4电极电势的应用氧化剂、还原剂的相对强弱的比较氧化还原反应方向的判断氧化还原反应标准平衡常数kθ的计算3.5.5电解池阳极及阳极反应阴极及阴极反应3.5.6电解产物判断及其规律电解的应用3.5.7金属的腐蚀及防止化学腐蚀电化学腐蚀析氢腐蚀析氧腐蚀差异充气腐蚀3.5.8金属腐蚀的防止缓蚀剂法牺牲阳极保护法外加电流法3．6有机化学3.6.1有机物的特点、分类3.6.2烃的分类及结构特征烃的衍生物的分类及结构特征3.6.3有机化合物的命名链烃及其衍生物的命名原则芳烃及其衍生物的命名原则3.6.4氧化反应不饱和烃的氧化芳烃的氧化醇的氧化醛的氧化3.6.5取代反应烷烃的取代反应芳烃的取代反应几种重要的取代反应取代基的定位效应3.6.6消去反应醇的消去反应羧酸的脱水反应3.6.7加成反应不饱和烃的加成羰基的加成3.6.8高分子化合物及其合成加聚反应均聚反应共聚反应缩聚反应3.6.9聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS工程塑料、聚甲基丙烯酸甲酯等高分子材料的合成及性质2.6.10天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶等橡胶的合成、性质及用途2.6.11尼龙—6、尼龙—66、聚氯乙烯纤维、聚丙烯纤维等纤维的合成、性质及用途2.6.12典型有机物的分子式性质及用途如甲烷乙炔苯甲苯乙醇酚乙醛乙酸乙酯乙胺苯胺3.4化学反应方程式，化学反应速率与化学平衡3.4.1化学反应方程式的写法配平计算3.4.2反应热吸热放热热化学反应方程式的写法3.4.3反应方程式与反应热效应的关系及计算物质标准摩尔生成焓反应的焓变与计算3.4.4熵物质的标准摩尔熵热力学第三定律物质的熵值大小规律反应的标准摩尔熵变及计算3.4.5吉布斯函数吉布斯函数变反应方向(自发性)的判断3.4.6化学反应速率的表示质量作用定律速率方程式反应级数3.4.7阿仑尼乌斯公式温度对反应速率的影响活化能催化剂从活化分子、活化能的观点解释加快反应速率的方法3.4.8化学平衡的特征标准平衡常数kθ的表达式多重平衡规则转化率平衡中物质量关系及有关平衡的计算温度对平衡常数的影响3.4.9化学平衡的移动浓度对化学平衡的影响压力对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响3.5氧化还原与电化学3.5.1氧化反应还原反应氧化剂还原剂氧化还原反应方程式的配平3.5.2原电池的电极反应(半反应)、电池反应(总反应)原电池的图式3.5.3标准氢电极标准电极电势原电池电动势电动势的能斯特方程及电动势的计算电极电势的能斯特方程及电极电势的计算3.5.4电极电势的应用氧化剂、还原剂的相对强弱的比较氧化还原反应方向的判断氧化还原反应标准平衡常数kθ的计算3.5.5电解池阳极及阳极反应阴极及阴极反应3.5.6电解产物判断及其规律电解的应用3.5.7金属的腐蚀及防止化学腐蚀电化学腐蚀析氢腐蚀析氧腐蚀差异充气腐蚀3.5.8金属腐蚀的防止缓蚀剂法牺牲阳极保护法外加电流法3．6有机化学3.6.1有机物的特点、分类3.6.2烃的分类及结构特征烃的衍生物的分类及结构特征3.6.3有机化合物的命名链烃及其衍生物的命名原则芳烃及其衍生物的命名原则3.6.4氧化反应不饱和烃的氧化芳烃的氧化醇的氧化醛的氧化3.6.5取代反应烷烃的取代反应芳烃的取代反应几种重要的取代反应取代基的定位效应3.6.6消去反应醇的消去反应羧酸的脱水反应3.6.7加成反应不饱和烃的加成羰基的加成3.6.8高分子化合物及其合成加聚反应均聚反应共聚反应缩聚反应3.6.9聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS工程塑料、聚甲基丙烯酸甲酯等高分子材料的合成及性质2.6.10天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶等橡胶的合成、性质及用途2.6.11尼龙—6、尼龙—66、聚氯乙烯纤维、聚丙烯纤维等纤维的合成、性质及用途2.6.12典型有机物的分子式性质及用途如甲烷乙炔苯甲苯乙醇酚乙醛乙酸乙酯乙胺苯胺3.1物质的结构与物质的状态3.1.1原子结构1．核外电子的运动特性核外电子运动具有能量量子化、波粒二象性和统计性的特征，不能用经典的牛顿力学来描述核外电子的运动状态。2．核外电子的运动规律的描述由于微观粒子具有波的特性，所以在量子力学中用波函数Ψ来描述核外电子的运动状态，以代替经典力学中的原子轨道概念。(1)波函数Ψ(原子轨道)：用空间坐标来描写波的数学函数式,以表征原子中电子的运动状态。一个确定的波函数Ψ，称为一个原子轨道。(2)概率密度（几率密度）：Ψ2表示微观粒子在空间某位置单位体积内出现的概率即概率密度。(3)电子云：用黑点疏密的程度描述原子核外电子出现的概率密度(Ψ2)分布规律的图形。黑点较密的地方,表示电子出现的概率密度较大,单位体积内电子出现的机会较多。(4)四个量子数:波函数Ψ由n.l.m三个量子数决定，三个量子数取值相互制约：1)主量子数n的物理意义：n的取值：n=1,2,3，4……∞,意义：表示核外的电子层数并确定电子到核的平均距离；确定单电子原子的电子运动的能量。n=1，2，3，4,……∞，对应于电子层K，L，M，N,···具有相同n值的原子轨道称为处于同一电子层。2)角量子数ι:ι的取值：受n的限制，ι=0,1,2……n-1(n个)。意义：表示亚层，确定原子轨道的形状；对于多电子原子，与n共同确定原子轨道的能量。…ι的取值：1，2，3，4电子亚层：s,p,d,f……轨道形状：球形纺锤形梅花形复杂图3－13)磁量子数m:m的取值：受ι的限制，m=0,±1,±2……±ι(2ι+1个)。意义：确定原子轨道的空间取向。ι=0，m=0，s轨道空间取向为1；ι=1,m=0,±1，p轨道空间取向为3；ι=2,m=0,±1,±2,d轨道空间取向为5；……n，ι相同的轨道称为等价轨道。s轨道有1个等价轨道，表示为：p轨道有3个等价轨道，表示为：d轨道有5个等价轨道，表示为：……一个原子轨道是指n、ι、m三种量子数都具有一定数值时的一个波函数Ψ（n,ι,m），例如Ψ(1,0,0)代表基态氢原子的波函数。n、ι、m取值合理才能确定一个存在的波函数，亦即确定电子运动的一个轨道。n、ι、m的取值与波函数：n=1(1个),ι=0,m=0,Ψ(1,0,0)n=2（4个）,ι={(2,1,-1)(2,1,1),(2,1,0),(2,0,0),,1,00,,10mmn=3(9个),ι={)2,2,3(),2,2,3()1,2,3()1,2,3()0,2,3()1,1,3(),1,1,3(),0,1,3()0,0,3(2,1,01,00,,,210mmmn=4(16个)……波函数Ψ数目＝n2在一个确定的原子轨道下，电子自身还有两种不同的运动状态，这由mS确定.4)自旋量子数ms：ms的取值：ms={2121意义：代表电子自身两种不同的运动状态(习惯以顺、逆自旋两个方向形容这两种不同的运动状态,可用↑↑表示自旋平行,↑↓表示自旋反平行。这样n、ι、m、mS四个量子数确定电子的一个完整的运动状态,以Ψ（n,ι,m,mS）表示。例：Ψ(1,0,0,+21),Ψ(1,0,0,-21)，Ψ(2,1,1,+21)，Ψ(2,1,1,-21)等等。3.原子核外电子分布三原则（1）泡利不相容原理：一个原子中不可能有四个量子数完全相同的两个电子.因为同一个轨道的电子，n、ι、m三个量子数已相同，第四个量子数ms={2121必不相同由此可得出:一个原子轨道中最多能容纳自旋方向相反的两个电子。表示为：↑↓根据每层有n2个轨道，每个轨道最多能容纳两个电子，由此可得出每一层电子的最大容量为2n2。（2）最低能量原理：电子总是尽先占据能量最低的轨道。电子依据轨道近似能级图由低到高依次排布。轨道近似能级图为:7s……6s4f5d6p5s4d5p4s3d4p3s3p2s2p1s（3）洪特规则：在n和ι值都相同的等价轨道中，电子总是尽可能分占各个轨道且自旋平行。如2p3:洪特规则特例：当电子的分布处于全充满、半充满或全空时，比较稳定。全充满:p6或d10或f14半充满:p3或d5或f7全空:p0或d0或f0例如,24Cr1S22S22P63S23P63d54S1,半充满比较稳定。29Ｃu1S22S22P63S23P63d104S1,全充满比较稳定。(4)核外电子分布式：原子的核外原子的离子的核外离子的电子分布式外层电子分布式电子分布式外层电子分布式（价电子构型）Na111s22s22p63s13s1Na+:1s22s22p62s22p6S161s22s22p63s23p43s23p4S2-:1s22s22p63s23p63s23p6Fe261s22s22p63s23p63d64S23d64s2Fe3+:1s22s22p63s23p63d53s23p63d524Cr1S22S22P63S23P63d54S13d54S124Cr3＋:1S22S22P63S23P63d33S23P63d329Ｃu1S22S22P63S23P63d104S13d104S129Ｃu2＋:1S22S22P63S23P63d93S23P63d9根据电子的排布，还可判断出轨道中未成对电子的数目。例：根据Fe原子的价电子构型3d64s2，判断其轨道图中，未配对的电子数。↑↑↑↑↑↑↑↑↑↓↑