半导体化学3化学基础知识

1、化学基本概念和基本计算 第一节 物质和物质的变化第二节 分子、原子和原子量第三节 元素和元素符号第四节 分子式和分子量第五节 化学方程式第六节 摩尔第七节 气态方程式第八节 原子结构、原子核外电子的分层排布第九节 原子核外电子的分层排布和元素周期率第十节 化学键和分子的形成第十一节 电解质溶液、酸、碱、盐1学习目标：1能区分物理变化和化学变化。2能区分物理性质和化学性质。 第一节 物质和物质的变化2物理变化化学变化（化学反应）概念没有新物质生成的变化有新物质生成的变化现象物质的形状、状态等发生变化发光、放热、变色、放出气体、生成 沉淀等质区别是否有新本物质生成实例木材做成桌椅、水变成冰木炭燃烧

2、、铁生锈等物理变化和化学变化3 物理性质 化学性质 概念物质不需要发生化学变化就表现出来的性质物质在化学变化中表现出来的性质性质确定由感觉器官直接感知或仪器测知通过化学变化可知性质内容颜色、状态、气味、熔沸点、硬度、溶解性、挥发性等可燃性、还原性、氧化性、稳定性等实例通常情况下，O2是一种无色、无味的气体碳能在空气中燃烧 物理性质和化学性质4化学反应类型、基本反应类型化合反应：（一对恋人结婚）分解反应：（一对夫妇离婚）置换反应：（第三者插足）复分解反应：（两对夫妇先离婚，再重新组成新家庭）56第二节 分子、原子和原子量 科学家研究发现，世界上的所有物质都是由人们肉眼看不见的微粒构成，并把这些微

3、粒取了一个好听的名字： 分子、原子。小结：物质是由微小的粒子 -分子或原子构成的7分子、原子的概念1、分子是保持物质化学性质的最小微粒。2、原子是化学变化中的最小微粒。8构成物质的微粒: 分子 原子 离子 所有氧化物： H2O MnO2 CO2 有机物： 酒精 蔗糖 甲烷 非金属： O2 H2 N2 由原子构成的物质金属： Cu Mg Fe 大部分非金属： C Si P由分子构成的物质由离子构成的物质 酸 碱 盐9分子有何特性？我们知道：1、花香能闻到，但却看不到。2、能看到整块糖，却看不到溶解后的糖。分子的特性之一、分子的体积很小、质量很轻。10分子的特性将红墨水滴进水中，会发现水变色：为什

4、么水变红了？分子的特性之二、分子在不断运动。温度越高分子的能量越大，运动速度越快。11分子的特性实验：酒精与水的混合思考：为什么1+12分子的特性之三、分子间有间隔12课堂练习：用分子的观点来分析1、为什么墙内开花墙外香？2、为什么湿衣服在阳光下比在阴凉处易凉干？3、物质为有何三态的变化？132. 原子的基本特征： a. 原子的体积很小。 b. 原子的质量很轻。 c. 原子在不断运动.3. 原子原子核质子中子核外电子 1. 概念 原子是化学变化中的最小微粒。（+）（）核电荷数 = 质子数 = 核外电子数原子的概念及特征14分子与原子的比较分子原子相同点都是构成物质的基本粒子质量体积小、彼此有间

5、隔、不断运动中不同点在化学变化中可以再分在化学反应前后不可再分相互关系分子可以分裂为原子，原子可以相互结合形成分子15从分子、原子层面看物质的构成与变化物理变化与化学变化：物理变化 - 分子的状态发生变化化学变化 - 分子化分为原子，原子重新组合。纯净物与混合物：由相同分子构成的物质称之为纯净物由不同分子构成的物质称之为混合物16水的电解： 水 氧气 + 氢气 H2O O2 + H2电解电解水分子氢微粒氧微粒氢气分子氧气分子氢原子氧原子水分子17原子量原子的质量极小，难以测量，表示也不方便以一个碳原子的质量来说，大约只有0.000,000,000,000,000,000,000,01993 g

6、 ，18原子量标准为了表示原子的质量，通常将各元素的原子质量相互比较，国际上以质量数12 的碳原子质量作为比较标准，规定其原子量为12，取数目相同的其他原子与碳原子质量比较，就可以推算出其他原子的原子量191. 原子量的概念原子量就是相对原子质量的简称。2. 原子质量的单位是千克原子量是一个比值，它的单位是“一”3. 原子的质量主要集中在原子核上质子数 + 中子数 = 质量数原子量20原子量的概念：原子量就是相对原子质量的简称。 原子量是一个比值，它没有单位。 原子的质量主要集中在原子核上质子数 + 中子数 = 质量数原子量21第三节 元素和元素符号 1. 元素的概念具有相同核电荷数（即核内质

7、子数）的一类原子的总称。书写： Ca 大写 小写2. 元素符号C H O N Cl S PK Ca Na Mg Al Fe Zn Mn Ba Cu Ag Hg 3. 地壳中含量最多的四种元素：非金属金属O SiAl Fe22元素符号表示的意义：CO3C -碳元素氧元素1个碳原子碳单质氧单质3个碳原子 O2氧气1个氧原子1个氧分子1个氧分子是由两个氧原子构成3O -3O2 -3个氧原子3个氧分子23元素与原子的区分元素原子概念范畴宏观微观属性讲种类、不讲个数既讲种类、又讲个数在化学变化中元素种类不变，存在形态可能发生改变原子不能再分，但外层电子可能发生变化联系元素是同类原子的集合24分子式：为了

8、便于认识和研究物质，化学上常用元素符号来表示物质的分子组成，这种式子叫做分子式分子式和分子量25分子量分子中所含原子的原子量总和称为分子量，可作分子间质量的比较。26例题H2、H2O 的分子量各为多少？(2) H2O分子量(1) H2分子量27例题已知酒精的分子式C2H5OH，则酒精的分子量为多少？（碳的原子量12；氢的原子量1；氧的原子量16）(A) 60(B) 46(C) 36(D) 29。28第五节 化学方程式质量守恒定律指：参加化学反应的各物质的质量总和与生成物质的质量总和相等的规律。2. 化学方程式指的是什么？用化学式来表示化学反应的式子叫做化学方程式。1. 什么是质量守恒定律？29

9、碳和氧气反应的微观过程C + O2 = CO2点燃每12份质量的碳跟32份质量的氧气恰好完全反应生成44份质量的二氧化碳 一个碳原子和一个氧分子生成一个二氧化碳分子质量比1232443g8g11g3g10g11g30 化学方程式提供的信息表示化学反应的条件表示反应物和生成物表示参加反应的各粒子的相对数量表示各物质之间的质量比31以 4P + 5O2 2P2O5 点燃1.宏观读法:磷和氧气在点燃条件下生成五氧化二磷2.微观读法:每4个磷原子和5个氧气分子在点燃条件下生成2个五氧化二磷分子3.质量读法:每124份质量的磷和160份质量的氧气在点燃条件下生成284份质量的五氧化二磷124 160 2

10、84化学方程式的读法:32氢气与氧气反应生成水：？如何配平？33第六节 摩尔买水果时可以论个买买米时就无法以粒来买，而是以斤或包做为购买单位至于原子的体积则更小，无法一一数清，所以必须制定一个较方便表示的计量单位。34物 理 量单 位 名 称单 位 符 号长 度质 量时 间电 流 强 度热力学温度发 光 强 度物 质 的 量 米 千克 秒 安培开尔文坎德拉 摩尔mkgsAKcdmol 国际单位制（SI）的七个基本物理量物 质 的 量35摩尔碳的原子量为12，当取（61023）个碳原子称重时，其质量为12g 。因此科学家规定6 10 23 个粒子数目为1摩尔36摩尔、质量、粒子数关系物质的量 (

11、n)= 物质所含微粒数目阿伏加德罗常数 = 物质 质量分子量或原子量 37摩尔数物质分子量质量分子数原子种类及数目1氧3232 g6 1023 个O21.2 1024 个O2二氧化碳4488g1.2 1024 个CO21.2 1024个C2.4 1024个O0.5水189g3 1023 个H2O6 1023个H3 1023个O摩尔、质量、粒子数关系38实验证明，当压力不变时，一定量的气体体积V与绝对温度T成正比，即 V T当温度不变时，一定量的气体体积V与压力P成反比，即 V P由此可得： V T/P第七节 气态方程式39摩尔气体常数设1摩尔气体的比例常数R，则有 V RT/P如果是n摩尔气体

12、，则有 V nRT/Pn是气体摩尔数，等于气体的质量M除以气体的摩尔质量，所以有 V WRT/MP40科学上形象地把能量不同的电子运动的区域称为电子层。离核最近的称为第1电子层，也叫K层；能量稍高，离核较远的电子层称为第2电子层，也叫L层；由里往外依次为第3，4，5，6层，也叫M，N，O，P层等等。这样不同能量的核外电子就排布在不同的电子层中。奖。 原子核外的电子在特定的原子轨道 上运动，轨道有固定的能量。第八节 原子核外电子的分层排布41原子核外电子的分层排布1电子总是从能量最低的电子层排起，然后再由里往外，依次排在能量逐渐升高的电子层里。如：H和He的原子核外分别有1和2个电子，这1和2个

13、电子就排在第一个电子层里。42原子核外电子的分层排布2每个电子层只能容纳一定数目的电子，所容纳的电子数最多只能容纳2n2个（n为电子层数）。即K层最多只能容纳2个电子：L层最多只能容纳8个电子；而第3层最多只能容纳18个电子。 43原子核外电子的分层排布3最外层最多只能容纳8个电子（K层为最外层时，最多只能容纳2个电子）。次外层电子数目不超过18个，倒数第三层电子数目不超过32个。 44第九节 原子核外电子排布与元素周期表元素原子核外电子排布的规律是元素周期表划分的主要依据，是元素性质周期性变化的根本所在。对于同族元素而言，从上至下，随着电子层数 增加，原子半径越来越大，原子核对最外层电子的吸

14、引力越来越小，最外层电子越来越容易失去，即金属性越来越强；对于同周期元素而言，随着核电荷数的增加， 原子核对外层电子的吸引力越来越强，使原子半径逐渐减小，金属性越来越差，非金属性越来越强。451、定义：相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作用叫做化学键。说明：直接相邻的原子间强烈的相互作用， 破坏这种作用需较大能量。化学键离子键共价键极性共价键非极性共价键第十节 化学键和分子的形成46化学键47成键原因：活泼金属原子容易失去电子而形成阳离子，活泼非金属原子容易得到电子形成阴离子。当活泼金属遇到活泼非金属时，电子发生转移，分别形成阳、阴离子，再通过静电作用形成离子键。 离子键构成离子化合物。成键元

15、素：活泼金属（如：K、Na、Ca、Ba等，主要是A和A族元素）和活泼非金属（如：F、Cl、Br、O等，主要是A族和A族元素）相互结合时形成离子键。(2)说明：阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键叫做离子键。(1)定义：离子键48 （2）说明：成键元素：通常为非金属元素的原子之间。成键原因：同种或不同种元素的原子之间结合成分子时并不发生电子的完全得失，而是通过共用电子对而结合的。 同种元素的原子之间形成的共价键称非极性共价键，简称非极性键； 不同元素的原子之间形成的共价键称性共价键，简称极性共价键。原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键共价键可以形成单质也可化合物。（1）定义：共价键49离

16、子键与共价键键型概念特点形成条件存在离子键阴、阳离子间通过静电作用形成的化学键阴、阳离子间的相互作用活泼金属和活泼非金属通过得失电子形成离子键离子化合物共价键非极性键原子间通过共用电子对而形成的化学键共用电子对不发生偏移相同非金属元素原子的电子配对成键非金属单质、某些化合物极性键共用电子对偏向一方原子不同的非金属元素原子的电子配对成键共价化合物、某些离子化合物50项 目 概 念 对分子的影响 键 能 键 长 键 角拆开1摩共价键所吸收的能量或生成1摩共价键所放出的能量 键能大、键牢固、分子稳定 成键的两个原子的核间的平均距离 键越短、键能越大，键越牢固，分子越稳定分子中相邻键之间的夹角 决定分

17、子空间构型和分子的极性 5152第十一节 电解质溶液酸、碱、盐53电解质：在水溶液中或熔融状态下能导电 （电离）的化合物。如：酸、碱、盐都是电解质，它们的水溶液都能导电，但导电能力不同。非电解质：在水溶液中或熔融状态下不导 电（不能电离）的化合物。基本概念54电解质的分类据电解质在水中的导电能力不同，可将电解质分为：(1)强电解质：在水溶液中完全电离为离子的，如NaCl、HCl等。它主要以正、负离子的形式存在于溶液中。HCl H+ + Cl强酸(HClO4、HCl、H2SO4)强碱(KOH、NaOH)大多数盐类 55(1)弱电解质：在水溶液中仅能部分离的如HAc、NH3等 它主要以分子状态存在

18、于溶液中，只有少部分电离成正、负离子。由于离子浓度小，导电性差，其电离过程是可逆的。HAc H+ + Ac无机弱酸(H2S、HCN、H2CO3)、弱碱(NH3H2O)大多数有机酸、大多数有机碱少数金属的卤化物和氰化物电解质的分类56 弱电解质的电离平衡 弱电解质在水中存在着电离平衡，他们的电离平衡常数通常叫做电离常数。弱碱：NH3H2O NH4+ + OH- 电离平衡常数也是化学平衡常数，具有平衡常数的特征，只随温度而变不随浓度变化。弱酸：HAc H+ + Ac-57一元弱电解质的电离平衡一元弱电解质: 在溶液中能给出一个H+的弱酸或能给出一 个OH的弱碱叫做一元弱电解质。多元弱电解质：在溶液中能给出两个或两个以上H+的弱酸或 给出两个或两个以上OH的弱碱。58酸碱平衡一、酸碱质子理论 (一)酸碱定义酸碱质子理论认为：凡能给出质子(H+)的物质都是酸，凡能接受质子(H+)的物质都是碱。59例如：HCl、HAc、NH4等能给出结构中的质