无机化学绪论

1、2021/8/61无机化学无机化学 Inorganic ChemistryInorganic Chemistry2021/8/62 绪论绪论一、化学学科的地位一、化学学科的地位二、化学前沿二、化学前沿三、本课程的学习内容三、本课程的学习内容四、本课程的学习要求四、本课程的学习要求五、预备知识五、预备知识2021/8/63一一.化学学科的地位化学学科的地位化学是一门中心科学化学是一门中心科学2.2.化学又是一门社会迫切需要的中心科学化学又是一门社会迫切需要的中心科学2021/8/642021/8/65 “祥云祥云”火炬火炬 它的外壳采用的是炫亮的轻薄铝合金材料它的外壳采用的是炫亮的轻薄铝合金材料

2、 用橡胶漆喷涂火炬的下半部分，赋予用橡胶漆喷涂火炬的下半部分，赋予“祥云祥云” 更好的柔软度和温和感。当火炬手手持火炬更好的柔软度和温和感。当火炬手手持火炬 的时候，感觉宛如在与同伴握手。的时候，感觉宛如在与同伴握手。 “祥云祥云”使用燃料为丙烷使用燃料为丙烷,这种这种燃料除了价格低廉外燃料除了价格低廉外,燃烧后燃烧后只有二氧化碳和水，没有其他只有二氧化碳和水，没有其他物质，不会对环境造成污染。物质，不会对环境造成污染。2021/8/66 高科技的铝合金感光材料，让高科技的铝合金感光材料，让“地球地球”能屈能能屈能伸。先压缩在地下的，也就是说，球体结构必伸。先压缩在地下的，也就是说，球体结构必

3、须是柔性的。而用升降台升起球体之后，演员须是柔性的。而用升降台升起球体之后，演员需要在球体的立面上表演，因此升起后又要具需要在球体的立面上表演，因此升起后又要具有很强的稳定性，才能保障演出的安全和效果。有很强的稳定性，才能保障演出的安全和效果。“地球地球”2021/8/67聪明的聪明的“烟花烟花” KNO3、木炭粉和硫磺、木炭粉和硫磺 奥运开幕式上燃放的烟花与我们平常节日看到奥运开幕式上燃放的烟花与我们平常节日看到的有点不一样，都是装有电脑控制芯片的的有点不一样，都是装有电脑控制芯片的“聪聪明明”烟花烟花 。2021/8/68完美的完美的“画卷画卷”LED Lamp(led 灯灯)主要由主要由

4、支架、银胶、晶片、金线、支架、银胶、晶片、金线、环氧树脂五种物料所组成。环氧树脂五种物料所组成。 2021/8/69 对天气人工干预对天气人工干预 人工消雨，对于冷云，可通过飞机携带碘人工消雨，对于冷云，可通过飞机携带碘化银在云中进行催化作业；如果是暖云，化银在云中进行催化作业；如果是暖云，则使用吸湿性的暖云催化剂。针对容易产则使用吸湿性的暖云催化剂。针对容易产生雷电的对流云，则采用火箭人工消雨方生雷电的对流云，则采用火箭人工消雨方式。式。 2021/8/610目前人类关心的热点问题目前人类关心的热点问题： 人口问题（计划生育与人体保健）人口问题（计划生育与人体保健） 资源问题（资源保护与充分

5、利用）资源问题（资源保护与充分利用） 能源问题（能源开发与节约）能源问题（能源开发与节约） 粮食问题（开发新品种、增加产量）粮食问题（开发新品种、增加产量） 环境问题（净化、美化、优化环境）环境问题（净化、美化、优化环境）2021/8/6112021/8/612化学学化学学科分类科分类无机无机化学化学分析分析化学化学物理物理化学化学有机有机化学化学高分子化学高分子化学核化学核化学放射化学放射化学生物化学等生物化学等2021/8/613 无机化学的定义无机化学的定义 无机化学的地位无机化学的地位 是在原子和分子是在原子和分子层次上研究无机层次上研究无机物的组成、性质、物的组成、性质、结构和反应的

6、科结构和反应的科学学无机化学是化无机化学是化学科学的基础和学科学的基础和母体，其它许多化母体，其它许多化学分支大都是从其学分支大都是从其中分化、衍生、中分化、衍生、生长起来的。生长起来的。2021/8/614无机材无机材料化学料化学金属有金属有机化学机化学物理无物理无机化学机化学固体无固体无机化学机化学生物无生物无机化学机化学无机合无机合成化学成化学配位配位化学化学稀土元稀土元素化学素化学无机化学无机化学2021/8/61521世纪化学也面临四大难题世纪化学也面临四大难题第一第一合成化学难题合成化学难题第二第二材料化学难题材料化学难题(分子结构及其和性能的定量分子结构及其和性能的定量关系关系)

7、第三第三生命化学难题生命化学难题(生命现象中的化学机理问题生命现象中的化学机理问题)第四第四纳米尺度难题纳米尺度难题2021/8/61620052005年诺贝尔化学奖获得者年诺贝尔化学奖获得者74岁的法国人伊夫岁的法国人伊夫肖万、肖万、63岁的美国人罗伯特岁的美国人罗伯特格拉格拉布和布和60岁的美国人理查德岁的美国人理查德施罗克，因在烯烃复分解施罗克，因在烯烃复分解反应研究方面的贡献而荣获反应研究方面的贡献而荣获2005年度诺贝尔化学奖。年度诺贝尔化学奖。2021/8/61720062006年诺贝尔化学奖获得者年诺贝尔化学奖获得者美国科学家罗杰美国科学家罗杰科恩伯格科恩伯格因在因在“真核转录的

8、分子基真核转录的分子基础础”研究领域所作出的贡献研究领域所作出的贡献而而独自获得年诺贝独自获得年诺贝尔化学奖尔化学奖 。2021/8/61820072007年诺贝尔化学奖获得者年诺贝尔化学奖获得者2007年度诺贝尔化学奖授予德国科学家格哈年度诺贝尔化学奖授予德国科学家格哈德德埃特尔，以表彰他在埃特尔，以表彰他在“固体表面化学过固体表面化学过程程”研究中作出的贡献。研究中作出的贡献。2021/8/619 美国美国Woods Hole海洋生物学实验室的海洋生物学实验室的Osamu Shimomura（下村修）、哥伦比亚大学的（下村修）、哥伦比亚大学的Martin Chalfie和加州大学圣地亚哥分

9、校的和加州大学圣地亚哥分校的Roger Y. Tsien（钱永健，钱学森的堂侄）因发现并发展（钱永健，钱学森的堂侄）因发现并发展了绿色荧光蛋白（了绿色荧光蛋白（GFP）而获得该奖项。）而获得该奖项。 2008年诺贝年诺贝尔化学奖尔化学奖2021/8/620我国无机化学在以下几个方面我国无机化学在以下几个方面取得了令人瞩目的成绩取得了令人瞩目的成绩 中国科技大学钱逸中国科技大学钱逸泰、谢毅研究小组泰、谢毅研究小组在水热合成工作基在水热合成工作基础上础上,在有机体系在有机体系中设计和实现了新中设计和实现了新的无机化学反应的无机化学反应,在相对低的温度制在相对低的温度制备了一系列非氧化备了一系列非氧

10、化物纳米材料物纳米材料 吉林大学冯守华、吉林大学冯守华、徐如人研究组应用徐如人研究组应用水热合成技术，从水热合成技术，从简单的反应原料出简单的反应原料出发成功地合成出具发成功地合成出具有螺旋结构的无机有螺旋结构的无机-有机纳米复合材有机纳米复合材料。料。2021/8/621 南京大学熊仁根、南京大学熊仁根、游效曾等在光学活游效曾等在光学活性类沸石的组装及性类沸石的组装及其手性拆分功能研其手性拆分功能研究方面，设计和合究方面，设计和合成了具有手性与催成了具有手性与催化功能的无机化功能的无机-有有机杂化的多维结构机杂化的多维结构中国科学院福建中国科学院福建物质结构研究所洪物质结构研究所洪茂椿、吴新

11、涛等在茂椿、吴新涛等在纳米材料和无机聚纳米材料和无机聚合物方面的工作合物方面的工作,引起了国内外同行引起了国内外同行的广泛重视的广泛重视 2021/8/622北京大学高松研究北京大学高松研究小组在磁分子材料小组在磁分子材料的研究方面取得了的研究方面取得了突出成果。突出成果。 清华大学李亚栋研清华大学李亚栋研究组在新型一维纳究组在新型一维纳米结构的制备、组米结构的制备、组装方面取得了突出装方面取得了突出的进展的进展 2021/8/623我国无机化学发展情况我国无机化学发展情况 无机化学在最近几年里所取得的突出进无机化学在最近几年里所取得的突出进展主要表现在固体材料化学、配位化学展主要表现在固体材

12、料化学、配位化学方面，在某种程度上与国际保持同步发方面，在某种程度上与国际保持同步发展。从传统的无机化学角度来看，生物展。从传统的无机化学角度来看，生物无机化学和放射化学的研究则相对滞后。无机化学和放射化学的研究则相对滞后。 2021/8/624三、本门课的学习内容三、本门课的学习内容2021/8/6252021/8/626四、本课程的学习要求四、本课程的学习要求1.课前要求预习，上课认真听讲并作好笔记。课前要求预习，上课认真听讲并作好笔记。2.考试成绩占考试成绩占70%；平时作业和测验占；平时作业和测验占20%；考勤占考勤占10%。3.在学习过程中注意前人的逻辑推理和思想方在学习过程中注意前

13、人的逻辑推理和思想方法，注重不断提高自己的自学能力和独立思法，注重不断提高自己的自学能力和独立思考问题的能力。考问题的能力。2021/8/627主要参考书主要参考书: :无机化学无机化学第五版，大连理工大学无机第五版，大连理工大学无机化学教研室编化学教研室编（主要）（主要）无机化学无机化学第三版，天津大学无机化学第三版，天津大学无机化学教研室编教研室编1. 无机化学与化学分析无机化学与化学分析,史启祯史启祯 ,高等教高等教育出版社育出版社2021/8/628五、预备知识五、预备知识1.计算中的有效数字计算中的有效数字（1）有效数字：从仪器上能直接读出（包括最）有效数字：从仪器上能直接读出（包括

14、最后一位估计读数在内）的几位。后一位估计读数在内）的几位。数值数值23.0023.023 0.2030 0.0203 0.0023有效数字有效数字 的位数的位数4324322021/8/629注意注意 如果如果“0”在数字的前面，它只表示数值中小在数字的前面，它只表示数值中小数点的位置，而不是有效数字。数点的位置，而不是有效数字。 如果如果“0”在数字的中间，则表示一定的数量在数字的中间，则表示一定的数量，是有效数字。，是有效数字。如果如果“0”在数字的后面，一般也是有效数字在数字的后面，一般也是有效数字。（一般采用科学表示法表示）。（一般采用科学表示法表示）2021/8/630计算结果的有效

15、数字的位数应与各加减数值中计算结果的有效数字的位数应与各加减数值中小数点后位数最少的相同。小数点后位数最少的相同。例例: 0.0121 1.0568 +)25.64 26.7089 (应写成应写成26.71)2021/8/631计算结果的有效数字的位数应与各数值中有效计算结果的有效数字的位数应与各数值中有效数字的位数最少的相同，而与小数点的位置无数字的位数最少的相同，而与小数点的位置无关。关。例例 0.01211.056825.64 =0.327865=0.3282021/8/632对数中的有效数字的位数应与真数的有效数字对数中的有效数字的位数应与真数的有效数字的位数相同。的位数相同。例：例：

16、 c(H+)=6.8 10-3mol L -1 pH=-lg c(H+)/c =-lg(6.8 10-3) =3-0.83=2.172021/8/6332.量纲量纲(1)量量 （quantity ）现象、物体或物质可定性区别和定量确定的属现象、物体或物质可定性区别和定量确定的属性。分为一般意义的量和特定量。性。分为一般意义的量和特定量。一般意义的量一般意义的量如长度、时间、质量、温度、电如长度、时间、质量、温度、电阻、物质的量浓度阻、物质的量浓度 ；特定量特定量如某根棒的长度，如某根棒的长度，某根导线的电阻，某份酒样中乙醇的浓度。某根导线的电阻，某份酒样中乙醇的浓度。2021/8/634（2）

17、基本量（）基本量（base quantity）在给定量制中约定地认为在函数关系上彼此独在给定量制中约定地认为在函数关系上彼此独立的量。立的量。例：例：在国际单位制所考虑的量制中，在国际单位制所考虑的量制中，长度长度、质量质量、时间时间、热力学温度热力学温度、电流电流、物质的量物质的量和和发光强发光强度度七个为基本量。七个为基本量。 2021/8/635（3）导出量（）导出量（derived quantity）在给定量制中由基本量的函数所定义的量。在给定量制中由基本量的函数所定义的量。例：例：在国际单位制所考虑的量制中，速度是导出量在国际单位制所考虑的量制中，速度是导出量，定义为长度除以时间，定

18、义为长度除以时间。2021/8/636（4）量纲（）量纲（dimension of quantity）以给定量制中基本量的幂的乘积表示某量的表以给定量制中基本量的幂的乘积表示某量的表达式。达式。例：例：若国际单位制中若国际单位制中7个基本量的量纲分别用个基本量的量纲分别用L、M、T、 Q 、 I 、N和和J表示，则某量表示，则某量A的量纲的表的量纲的表达式为达式为dimA=LMTIQNJ。如如力的量纲力的量纲dimF=LMT-2；电阻的量纲电阻的量纲dimR=L2MT-3I-2。 2021/8/637（5 5）量纲一的量）量纲一的量 quantity of dimension one 无量纲量无量纲量dimensionless quantity在量纲表达式中，其基本量量纲的全部指数均在量纲表达式中，其基本量量纲的全部指数均为零的量。在国际单位制中，任何量纲一的量为零的量。在国际单位制中，任何量纲一的量其单位都是一，符号是其单位都是一，符号是1 1。例：例：摩尔分数（物质的量分数）摩尔分数（物质的量分数）2021/8/638（6）量纲和单位）量纲和单位量纲用来表示物理量的性质和种类，单位是