无机化学第1章

主讲：邹小南制作：邹小南TEL： 49838077（ PH）mail： 13945798什么是大学？ 培养人才；服务社会；思想宝库；理想源泉。 做人；做学问。 大大的学，自由地学，自觉地学。 理想主义 :最高堡垒最后堡垒Your dream is coming true here！希望寄托在你们身上。 毛泽东， 1957今日之责任，不在他人，而全在我少年。少年智则国智，少年富则国富，少年强则国强，少年独立则国独立，少年自由则国自由，少年进步则国进步，少年胜于欧洲，则国胜于欧洲，少年雄于地球，则国雄于地球。 梁启超， 1900“无机化学的基本内容 ”学什么本课程分 三部分 ：平衡原理与基本理论元素化学实验用这些理论去分析、研究和解决无机化学问题 , 包括理论问题和实际应用问题。主要参考书目 1、华彤文等， 普通化学原理 ，北京大学出版社， 2001。 2、严宣申等， 普通无机化学 ，北京大学出版社， 1999。 3、武汉大学等，曹锡章等修订， 无机化学 （第 3版，上、下 册），高等教育出版社， 1994。 4、宋天佑，程鹏，王杏乔， 无机化学 （上册），高等教育 出版社， 2004。 5、宋天佑，徐家宁，程功臻， 无机化学 （下册），高等教育出版社， 2004。 6、 F.A.Cotton, G.Wilkinson , P.L.Gaus， Basic Inorganic Chemistry (3rd ed.), John Wiley 右图 : 2006.10.20, 臭氧空洞达 1060 万平方英里 ) 环境保护图 3. 美国 North Carolina州Triangle研究所的半导体研究室 许多化学研究并不仅仅在试管和烧瓶中进行。诺贝尔化学奖获奖名单及研究领域(1994 2006) 2006年 ： 美国斯坦福大学的罗杰 -考恩伯格因为在 真核转录分子基础 方面的研究获得诺贝尔化学奖 。 2005年 ：授予发现 有机物合成转换 (烯烃复分解反应 )领域 方面做出贡献的法国石油研究所化学家埃维斯 -沙文(Yves Chauvin, 74岁 ) 、美国加州理工学院的化学教授罗伯特 -格鲁布斯 (Robert H. Grubbs, 63岁 ) 和美国麻省理工学院教授理查德 -施罗克 (Richard R. Schrock, 60岁 )。 烯烃复分解反应 广泛应用在化学工业，尤其是制药业和塑料工业 。 2004年： 以色列科学家阿龙 -西查诺瓦、阿弗拉姆 -赫尔什科和美国科学家伊尔温 -罗斯，表彰他们在 蛋白质控制系统 方面做出重大发现 : 人类细胞如何控制某种蛋白质的过程，具体地说，就是人类细胞对无用蛋白质的 “废物处理 ”过程。诺贝尔化学奖获奖名单及研究领域(1994 2006) (续 ) 2003年 ：美国的彼得 阿格雷和罗德里克 麦金农，表彰他们在 细胞膜通道 方面做出的开创性贡献。彼德 .阿格雷 (54岁 ), 罗德里克 .麦金农 (47岁 ) : 细胞膜 : H2O通道金属离子 (K+, Na+, Ca2+) 通道从分子 原子水平研究生物 ! 治疗肾脏病 , 心脏病 ,肌肉病 , 神经系统病 2002年 ：美国的约翰 芬恩、日本的田中耕一、瑞士的库尔特 维特里希，表彰他们发明了 对生物大分子进行确认和分析 的方法。诺贝尔化学奖获奖名单及研究领域(1994 2006) (续 ) 2001年：美国的威廉 诺尔斯、巴里 夏普莱斯、日本的野 依良治，表彰他们在更好地 控制化学反应 方面所作出的贡献 。这为发明治疗心脏疾病和帕金森病的药物铺平了道路。 2000年：美国的阿兰 黑格和阿兰 麦克迪尔米德、日本的 白川秀树，表彰他们发现了 导电的塑料和研发具有传导性能 的聚合体 。 1999年：美国的阿米德 泽维尔，表彰他在基本化学反应领 域所作出的先驱性研究。他 将飞秒 (fs, 10-15 s)光谱学应用于化学反 应的转变状态研究 。 1998年：美国的沃尔特 科恩 ，表彰他在 60年代提出密度泛 函理论。英国的约翰 波普，表彰他发明了 测验化学结构和 物质特性的计算机技术 。诺贝尔化学奖获奖名单及研究领域 (续 )(1994 2006) (续 ) 1997年：美国的保罗 博耶、英国的约翰 沃克、丹麦的詹 斯 斯科，表彰他们在研究 身体细胞是如何储存和传递能量 方面所取得的成果。 1996年：英国的哈诺德 克奥托、美国的小罗伯特 荷尔、 理查德 斯莫利，表彰他们发现了 布基球(C60, C70, C140 ) ，这是一种球型的 碳分子 。 1995年：荷兰的保罗 克鲁特恩、美国的马里奥 莫利纳、 F罗兰，表彰他们在研究 臭氧层形成和破坏 方面所取得的 成果。 1994年：美国的乔治 A欧拉，表彰他在碳氢化合物即 烃 类研究 领域所作出的杰出贡献。二、什么是 “化学 ”1 .化学的定义2 .化学变化的特点 3 .化学的分支学科（二级学科） 1 .化学的定义：从 原子、分子 及其 凝聚态 层次上研究物质的 组成、结构、性质、变化规律及其应用 科学的科学。物质的 凝聚态 : s solid （固体）l liquid（液体） g gas（气体）等离子体 (plasma)2 .化学变化的 特点 ： 2. 1 化学变化是 质变 H2O (l) = H2O (s) 2H2O (l) = 2H2 (g) + O2 (g) 2. 2 化学变化是 定量 的2H2O (l) = 2H2 (g) + O2 (g) 36 4 32 吸热 ( H 0) 2 . 3 化学变化伴随 能量变化 ：放热、吸热2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (l) 放热 ( H 0)3 .化学的分支学科（二级学科） 无机化学 分析化学 有机化学 物理化学 高分子化学 3.1 无机化学 无机化学是化学科学发展中最古老的一个分支科学。它承担着研究所有 元素及其化合物 （ 除了碳氢化合物及其衍生物）的 组成、结构、性质和反应变化规律的重要任务。 1871年，俄国门捷列夫发表 “元素周期表”，含 68个元素。3.1 无机化学 40年代 ：铀矿中 U含量约十万分之几 制原子弹、氢弹。 有机磷萃取剂 TBP或 P204 40% - 60% U 50年代半导体 ： Si、 Ge、 In、 U高纯度。 60年代 ：航天无机化学热点 ：材料、 生命 、能源、环境 无机材料化学 ：光、电、磁、热等功能材料和机械材料 生物无机化学 ：人体中 25种金属元素 有机金属化学 ：含 M-C键化合物。超真空，无水，无 O2。催化剂、半导体、药物、能源。3 . 化学的分支学科（二级学科）（续） 3.2 分析化学 化学分析、仪器分析 定性、定量 成分分析、结构分析 无机分析、有机分析 3.3 有机化学 10， 000， 000多种有机化合物。 人工成牛胰岛素晶体（ 1965，中国科学院） 3 .化学的分支学科（二级学科）3.4 物理化学化学热力学、化学动力学、结构化学3.5 高分子化学全世界高分子聚合物年产量 1亿吨 三、化学常用符号的单位和含义1、标准计量单位kg g L ml m cm mm nm pa kpa2、常用符号Kw , K , Ka , E, EMF3、浓度符号C（ H+）， Ceq（ H+）， mol/L第一部分 平衡原理与基本理论第一章第一章 化学基础知识化学基础知识一、化学基本概念化学是研究 物质及其变化规律 的科学，物质分为 有机物 和 无机物 ， 有机物 是早期化学对来源于生物体的一些物质的总称； 除了有机物 的其他物质，都称为 无机物 ， 无机化学 研究的对象是 无机物 ，分为 单质和化合物 。单质 Fe ， O2, H2化合物 H 2O， CO2第一章第一章 化学基础知识化学基础知识物质在变化的过程中遵循以下规律，总能量不变，称为 能量守恒定律 ；总的原子数不变，称为 质量守恒定律 。H2 + O2 H 2O2H2 + O2 2H2O（ 质量守恒 ）二、物质的量在一定量的粒子集体中含有的 粒子数 与12g12C中含有的 碳原子数目相同 ，就说它为 1摩尔。简称摩，符号为 mol。第一章第一章 化学基础知识化学基础知识2、表示含有 一定数目粒子的集体1、是一个物理量，专用名词， 不能增减3、 1mol的任何粒子 的数量叫做阿伏伽德罗常数，均为 6.0210 23三、摩尔质量1mol物质所具有的质量 叫做摩尔质量，摩尔质量的符号为 M。单位： g/mol。12g12C物质的量是 1mol1mol12C的摩尔质量是 12gC:H=12:1,那么 1molH的摩尔质量就是 1g。同理，我们可以知道 1molO的摩尔质量是16g.第一章第