注册岩土基础考试之普通化学讲义

普通化学考考试内容一、物质的的结构和物物质状态二、溶液三、化学反反应速率及及化学平衡衡四、氧化还还原反应与与电化学五、有机化化学普通化学考考试大纲一、物质的的结构和物物质状态原子结构的的近代概念念；原子轨轨道和电子子云；原子子核外电子子分布；原原子和离子子的电子结结构；原子子结构和元元素周期律律；元素周周期表；周周期族：元元素性质及及氧化物及及其酸碱性性。离子键键的特征；；共价键的的特征和类类型；杂化化轨道与分分子空间构构型；分子子结构式；；键的极性性和分子的的极性；分分子间力与与氢键；晶晶体与非晶晶体；晶体体类型与物物质性质。。2第一一节节、、物物质质的的结结构构与与物物质质的的状状态态一.原子子结结构构的近近代代概概念念1.核外外电电子子的的运运动动特特性性核外外电电子子的的运运动动具具有有量子子化化和和波波粒粒二二象象性性。(1)能量量的的量量子子化化原子子的的能能量量只只能能处处于于一一些些不不连连续续的的能能量量状状态态中中,原子子吸吸收收和和辐辐射射的的能能量量是是一一份份一一份份的的,不连连续续的的.因此此原原子子光光谱谱是是不不连连续续的的线线状状光光谱谱.量子子:每一一小小份份不不连连续续的的能能量量的的基基本本单单位位叫叫量量子子.(2)波粒粒二二象象性性电子子具具有有粒粒子子性性，，因因为为电电子子具具有有质质量量,有动动量量..电子子的的衍衍射射试试验验，，证证明明微微观观粒粒子子的的波波动动性性，，电子子等等微微观观粒粒子子波波是是一一种种具具有有统统计计性性的的几几率率（（概概率率））波波。32.核外外电电子子的的运运动动规规律律的的描描述述(1)波函函数数：：用用空空间间坐坐标标来来描描写写波波的的数数学学函函数数式式。。以以Ψ(x,y,z)或Ψ(r,θ,φ)表示示。。一个个确确定定的的波波函函数数Ψ，称称为为一一个个原原子子轨轨道道。。(2)量子子数数:1）主主量量子子数数n：取值值：：n=1,2,3…………∞∞,意义义：：表示示电电子子离离核核的的远远近近和和电电子子能能量量的的高高低低。。n越大大,表示示电电子子能能量量越越高高。。n=1，2，3，4,…………∞∞，对应应于于电电子子层层：：K，L，M，N,······2)角量量子子数数ι:取值值：：ι=0,1,2…………n-1(n个),意义义：：①确定定原原子子轨轨道道的的形形状状；；ι=0,1,2,3…………s,p,d,f…………球形形纺纺锤锤形形梅梅花花形形复复杂杂②代代表表亚亚层层；；对于于多多电电子子原原子子，，ι与n共同同确确定定原原子子轨轨道道的的能能量量。。6s轨道角度分布图yxP轨道道角角度度分分布布图图d轨道道角角度度分分布布图图3）磁磁量量子子数数m:取值值：：m=0,±±1,±±2…………±±ιι，共(2ιι+1)个,意义义：：确定定原原子子轨轨道道的的空空间间取取向向；；同一一个个亚亚层层的的轨轨道道，，称称为为等等价价轨轨道道。。ι=0，m=0，S轨道道空空间间取取向向为为1；ι=1,m=0,±±1，P轨道道空空间间取取向向为为3，P轨道道有有3个等等价价轨轨道道；；ι=2m=0,±±1,±±2,d轨道道空空间间取取向向为为5，d轨道道有有5个等价轨道。。……一个原子轨道道：指n、ι、m三种量子数都都具有一定数数值时的一个个波函数。Ψ（n,ι,m）例如：Ψ(1,0,0)代表基态氢原原子的波函数数。n=1(1个),ι=0,m=0,ΨΨ(1,0,0)n=2（4个）,ι={n=3(9个),ι={n=4(16个)波函数Ψ数目＝n2n、ι、m的取值与波函函数关系：104)自旋量子数ms={可用↑↑表表示自旋平行行,↑↓表示自旋反平平行.Ψ（n,ι,m,ms）例：Ψ(1,0,0,+),Ψ(1,0,0,-)1、确定原子轨轨道函数ψ形状的量子数数是（）A、主量子数，，B、角量子数，，C、磁量子数，，D、自旋量子数数2、下列波函数数不合理的是是_______。A.Ψ(1,1,0)B.Ψ（2,1,0)C.Ψ(3,2,0,)D.ΨΨ(5,3,0)3.3d轨道的磁量子子数m的合理值是：：（A）1、2、3（B）0、1、2（C）3（D）0、±1、±25.某元素最外层层原子轨道4S上有一个电子子,其四个量子数数表达式正确确的是________.A.(4.0,1,+1/2)B.(4,1，0,-1/2)C.(4.0,0,+1/2)D.(4，1,1,-1/2)(2)几率密度与电电子云1)几率密度：表示电子在核核外空间某单单位体积内出出现的几率（（概率）大小小。│ψ│2代表几率密度度3)电子云：用黑点疏密的的程度描述原原子核外电子子的几率密度度(│ψ│2)分布规律的图图形。黑点密的地方方，电子出现现的几率密度度较大，单位位体积内电子子出现的机会会多。氢原子1s电子云（二维维投影）yxb电子云的角度度分布图原子轨道角度度分布图与电电子云角度分分布图的区别别(1)原子轨道角度度分布图比电电子云角度分分布图“胖”些’(1)原子轨道角度度分布图有“＋”“－”,电子云角度分分布图无“＋”“－”46、按近代量子力力学的观点，，核外电子的的运动特征为为（）A、具有波粒二二象性；B、由Ψ2表示电子在核核外出现的概概率；C、原子轨道的的能量呈连续续变化；D、电子运动的的轨迹可用Ψ图像来表示。。答：A3.原子核外电子子分布（1）多电子原子子轨道的能级级1）角量子数ι相同时，n越大，能量越越高E1s<E2s<E3s<E4s……2）主量子数n相同时，ι越大，能量越越高E3s<E3p<E3d……3)当主量子数n和角量子数ι都不同时，可能能发生能级交错的现象。E4s<E3d;E5s<E4d;;E6s<E4f<E5d;原子轨道近似似能级图:7s……6s4f5d6p5s4d5p4s3d4p3s3p2s2p1s能量逐渐升高能量逐渐升高高（2）核外电子分分布的规则1)泡利不相容原原理：一个原子中不不可能有四个个量子数完全全相同的两个个电子。一个原子轨道中只只能容纳自旋旋方向相反的的两个电子。表示为：↑↓↓20s轨道最多容纳纳2电子,表示为s2;p轨道最多容纳纳6电子,表示为p6;d轨道最多容纳纳10电子,表示为d10根据每层有n2个轨道，每个个轨道最多能能容纳两个电电子，由此可可得出每一层电子的的最大容量为为：2n2。2)最低能量原理理：电子总是尽先先占据能量最最低的轨道。。电子依据近似似能级图由低到高依次次排布。3)洪特规则：在n和ι值都相同的等等价轨道中，，电子总是尽尽可能分占各个轨道道且自旋平行行。如2p3:↑↑↑37.钴的价电子构构型是3d74s2，钴原子外层层轨道中未成成对电子数是是（）A．1;B.2;C.3;D.4洪特规则特例例：当电子的分布布处于全充满满、半充满或或全空时，比比较稳定。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，半充满比较较稳定。29Ｃu1S22S22P63S23P63d104S1,全充满比较稳稳定42Mo、47Ag、79Au(3)核外电子分布布式：原子的原原子子的离离子的的离离子子外层电子分布式外层电子分布布式电子分布式电子分布式（价电子构型型）11Na：1s22s22p63s13s1Na+:1s22s22p62s22p616S：1s22s22p63s23p43s23p4S2-:1s22s22p63s23p63s23p626Fe：1s22s22p63s23p63d64S23d64s2Fe3+:1s22s22p63s23p63d53s23p63d524Cr：1S22S22P63S23P63d54S13d54S1Cr3＋：1S22S22P3S23P63d33S23P63d329Ｃu：1S22S22P63S23P63d104S13d104S1Ｃu2＋：1S22S22P63S23P63d93S23P63d91、26号元素的价电电子构型为（（））A、3d54S2，B、3d64S2，C、3d6，D、4S22.某元素的+2价离子的外层层电子分布式式为:该元素是:(A)Mn(B)Cr(C)Fe(D)Co3、24号基态原子的的外层电子结结构式正确的的是（））A、2S2B、3S23P6C、3S23P4D、3d54s15、某第4周期元素，当当该元素原子子失去一个电电子成为正1价离子时，该该离子的价层层电子排布式式为3d10，则该元素的的原子序数为为：A、19B、24C、29D、365．问：在下列列电子构型中中，属于原子子激发态的是是：A，1s22s22p63s23p64s1B，1s22s22p63s23p34s1C，1s22s22p63s23p63d54s1D，1s22s22p63s23p63d54s21.元素周期表二、原子结构和元元素周期律2.元素在周期表表中的位置和和原子结构的的关系(1)周期数＝电子子层数n1s22s22p63s23p63d54s1,第4周期(2)族数：：①主族族族号＝＝最外层层电子数数=价电子子数IA:ns1ⅡA:ns2ⅢA－ⅦA:ns2nP1～5②IB，IIB的族号号＝最最外层层s电子数数IB:（n－1）d10ns1ⅡB:（n－1）d10ns2③IIIB－VIIB族的族族数＝＝（（n－1）d＋ns电子数数；；IIIB－VIIB:（n－1）d1～5ns2④VIII族（n－1）d＋ns电子数数＝8～10（n－1）d6ns2;（n－1）d7ns2;（n－1）d8ns2⑤零族的的最外外层电电子数数＝2或8周期表表与价价电子子结构构的关关系族数

IA,IIA

IIIB－VIIB,VIII

IB,IIB

IIIA－VIIA

零族外层电子构型

分区

s区

d区

ds区

p区

族

主族

副族＋VIII=过渡元素

主族

3．元素素在周周期表表中的的分区区镧系、、锕系系元素素为f区1.47号元素素Ag的基态态价层层电子子结构构为4d105S1,它在周周期表表中的的位置置为:（A）ds区（B）s区（C）d区（（D）p区2.价电子子构型型为4d105s1的元素素在周周期表表中属属于：：A、第四四周期期第ⅦBB、第五五周期期第IBC、第六六周期期第ⅦBD、镧系系元素素4、元素素性质质的周周期性性递变变（1）原子子半径径:1）同一一周期期：从左→→右,原子半半径逐逐渐减减少，，非金金属性性增强强.2）同一一族：：从上→→下，，原子子半径径逐渐渐增大大，金金属性性增强强副族元元素略略有增增加，，但不明显显。同一副副族元元素，，自自上而而下原原子半半径变变化幅幅度小小，第五、、六周周期元元素原原子半半径非非常接接近，，原因因是镧镧系收收缩。。镧系收收缩：：镧系元元素(从57号的La到71号的Lu)电子的的增加加依次次填充充到(n-2)f上，，使作作用在在外层层电子子上的的有效效核电电荷变变化很很小,使原子子半径径减少少很缓缓慢,结果第六周周期镧镧系后后各族族过渡渡元素素原子子半径径同第第五周周期同同族元元素原原子半半径差差不多多相等等，性质很很相似似。1、下列各各组元元素中中，其其性质质的相相似是是由于于镧系系收缩缩引起起的是是（））A、Zr与Hf；B、Fe与Co、Ni；C、Li与Mg；D、锕系系。2、下列各各组元元素原原子半半径由由小到到大排排序错错误的的是（（））A、Li<Na<KB、Al<Mg<NaC、C<Si<AlD、P<As<Se3.某元素素的最最高氧氧化值值为+6,其氧化化物的的水化化物为为强酸酸,而原子子半径径是同同族中中最小小的,该元素素是:(A)Mn(B)Cr(C)Mo(D)S（2）电离离能（（I）元素的的第一一电离离能（I1）:基态的的气态态原子子失去去一个个电子子形成成＋1价气态态离子子时所所吸收收的能能量。。X(气)－e=X＋(气)。I1数值越越大,原子越越难失失去电电子，，非金金属性性越强强。规律：：同一周周期：：从左→→右,电离能能依次次增大大；同一族族：从上→→下，，电离离能依依次减减少。。45、下列各各系列列中，，按电电离能能增加加的顺顺序排排列的的是（（）A、Li、Na、K；B、B、Be、Li；C、O、F、Ne；D、C、P、As答：C分析：：元素素自左左向右右，自自下而而上电电离能能增加加(3)电子亲亲合能能（Y）:基态的的气态态原子子获得得一个个电子子形成成－1价气态态离子子时所所放出的的能量量。X(气)＋e=X－(气)。电子亲亲合能能越大大,原子越越容易易获得得电子子;元素非非金属属性越越强。。(4)元素电电负性性（X）：原子在在分子子中吸吸引电电子的的能力力。电负性性越大大，吸吸电子子能力力越强强，元元素的的非金金属性性越强强；电负性性越小小，元元素的的金属属性越越强。。规律：：同一周周期：：从左→→右,主族元元素电电负性性依次次增大大；同一族族：从上→→下，，主族族元素素电负负性依依次减减少。。副族元元素规规律性性较差差。金属元元素的的电负负性值值﹤2.0(除铂系系和金金),非金属属元素素的电电负性性值﹥﹥2.0(除Si外)。5．元素素氧化化物及及其水水合物物的酸酸碱性性递变变规律律（１））氧化化物及及其水水合物物的酸酸碱性性一般般规律律1）同周期期元素最最高价价态的的氧化化物及及其水水合物物，从左到到右酸酸性递递增，，碱性性递减减。以三周周期为为例：：Na2O，MgOAl2O3SiO2P2O5SO3Cl2O7NaOH，Mg（OH）2，Al（OH）3H2SiO3H3PO4H2SO4HClO4强碱，，中中强强碱，，两性，弱酸酸，，中中强酸酸，，强强酸，，最强强酸酸性增增强，，碱性性减弱弱2）同族元元素相相同价价态的的氧化化物及及其水水化物物,自上而而下酸酸性减减弱,碱性增增强.N2O3HNO2中强酸酸P2O3H3PO3中强酸酸As2O3H3AsO3两性偏偏酸Sb2O3Sb(0H)3两性偏偏碱Bi2O3Bi(0H)3碱性酸性增增强碱性增增强3)同一元元素,不同价价态的的氧化化物及及其水水合物物,高价态态的酸酸性比比低价价态的的酸性性强.如:CrOCr2O3CrO3Cr(OH)2Cr(OH)3H2CrO4碱性两两性酸酸性性酸性增强强2．下列氧化化物中既既可和稀稀H2SO4溶液作用用,又可和稀稀NaOH溶液作用用A.Al2O3B.Cu2OC.SiO2D.CO3.下列含氧氧酸中，，酸性最最强的是是_________。A.HClO2B.HClOC.HBrOD.HIO三.化学键和和分子结结构1.化学键：：分子或晶晶体中相相邻的原原子（离离子）之之间的强强烈的相相互作用用。化学键一一般分为为离子键键、共价价键和金金属键。。(1)离子键：：由正、负负离子的的静电引力力形成的化化学键。。活泼的金金属元素素和活泼泼的非金金属元素素通过离离子键结结合.(2)金属键立心面心体心金属离子子紧密堆堆积方式式金属键的的本质：：金属离子子与自由由电子之之间的库库仑引力力(3)共价键：：分子内原原子间通通过共用电子子对所形成的的化学键键。典型的共共价键是是在非金属单单质或电电负性相相差不大大的原子子之间形成。1)价键理论论要点：：①原子中一个未成对电电子只能和另一个个原子中自自旋相反反的一个个电子配配对成键键.---共价键饱饱和性②成键时原原子轨道道要对称性匹匹配,并实现最大程度度的重叠.---共价键方方向性48③σ键：原子轨道道沿两核核连线，，以“头碰头”方式重叠叠S-S:H2S-Px:HClPx-Px:Cl2④Л键：原子沿两两核连线线以“肩并肩”方式进行行重叠。。如单单键：：σCl-Cl双键：：σ+Л-C=C-三键：σ+Л+ЛN≡N键键1、下列各物物质的化化学键中中，只存存在σ键的是（（）A、C2H2；B、H2O；C、CO2；D、CH3COOH2.下列物质的的化学键中中，只存在在σ键的是：（A）PH3（B）H2C=CH2（C）CO2（D）C2H22.键的极性和和分子的极极性极性分子：：正负电荷中中心不重合合分子，非极性分子子：正负电荷中中心重合。。电偶极矩µ:µ=q.ιq：正负电荷荷中心带电电量；ι：正负电荷荷中心之间间的距离。。极性分子:µ>0;非极性分子子：µ=0双原子分子子:分子极性与键的极性性一致.键是极性键键,分子是极性性分子;键是非极性性键,分子是非极极性分子.如：N2,H2、O2非极性分子子；HF>HCl>HBr>HI极性分子多原子分子子:分子是否极极性不仅取取决于键的的极性,而且取决于于分子的空空间构型(结构对称的的为非极性性分子)如：CH4,CCl4,CO2,CS2非极性分子子3.杂化轨道理理论和分子子空间构型型杂化轨道理理论要点:(1）电子在成成键原子的的作用下，，进行激发发；(2)能级相近的的原子轨道道互相杂化化;(3)几个轨道参参加杂化,形成几个杂杂化轨道；；(4)杂化轨道成成键能力更更强。杂化轨道类型SPSP2SP3SP3（不等性）

空间构型直线型平面正三形角形正四面体三角锥型V字型实例BeCl2,HgCl2，CO2，CS2，C2H2

BCl3,BF3（B，Al，Ga等IIIA元素的卤化物）,C2H4CH4,SiH4,CCl4,SiCl4

（IVA元素）NH3PH3AsH3SbH3

PCl3（VA元素）

H2OH2S（VIA元素）分子极性：非极性

非极性

非极性

极性

极性

1、下列分子属属于极性分分子的是()A、O2；B、CO2；C、BF3；D、C2H3F。2.下列分子中中,键角最大的的是:（A）NH3（B）H2S（C）BeCl2（D）CCl43、用杂化轨道道理论推测测下列分子子空间构型型，其中为为平面三角角形的是（（））A、NF3B、AsH3C、BF3D、SbH3四.分子间力与与氢键1.分子间力（1）色散力：：瞬时偶极和和瞬时偶极极之间产生生的吸引力力。瞬时偶极：：由于分子子在某瞬间间正负电荷荷中心不重重合所产生生的一种偶偶极。色散力普遍遍存在于一一切分子之之间。（2）诱导力：：由固有偶极极和诱导偶偶极之间所所产生的吸吸引力。诱导偶极：：由于分子子受外界电电场包括极极性分子固固有偶极场场的影响所所产生的一一种偶极。。诱导力存在在于极性分分子与非极极性分子之之间；极性分子与与极性分子子之间。（3）取向力：：由固有偶极极之间所产产生的吸引引力。取向力只存在于极极性分子与与极性分子子之间非极性分子子与非极性性分子间之之间：只有色散力力；非极性分子子与极性分分子之间：：具有色散力力和诱导力力；极性分子与与极性分子子之间：具有色散力力、诱导力力和取向力力。分子间力(范德华力):色散力、诱诱导力和取取向力的总总称。分子间力比比一般化学学键弱得多多，没有方方向性和饱饱和性。同类型分子子中，色散散力与摩尔尔质量成正正比，故可近似认认为分子间间力与摩尔尔质量成正正比。例题:1.下列各物质质分子间只只存在色散散力的是：Ａ.H20Ｂ.NH3Ｃ.SiH4Ｄ.HCl612.氢键：氢原子除能能和电负性性较大的X原子（如：：F、O、N）形成强的的极性共价价键外，还还能吸引另另一个电负负性较大的的Y原子（如：：F、O、N）中的孤电电子云对形形成氢键。。X—H……YX、Y:电负性较大大的原子如如(F、O、N)分子中含有有F－H键、O－H键或N－H键的分子能能形成氢键键。如:HF、H2O、NH3、无机含氧氧酸(HNO3、H2SO4、H3BO3等)、有机羧酸酸（－COOH）、醇(－OH)、胺(NH2)、蛋白质等等分子之间间都存在氢氢键。而乙醛（CH3CHO）和丙酮（（CH3－CO－CH3）等醛、酮酮、醚分子子之间则不不能形成氢氢键。但与与水分子之之间能形成成氢键。1.在下列各种种化合物中中，分子间间有氢键的的是（））A、CH3BrB、NH3C、CH4D、CH3Cl2.下类物质存存在氢键的的是:(A)HBr(B)H2SO4(C)C2H8(D)CHCl33.分子间力对对物质性质质的影响①物质的熔点点和沸点：：同类型的单单质和化合合物，其熔熔点和沸点点一般随摩摩尔质量的的增加而增增大。但含有氢键的的物质比不不含氢键的的物质熔点点和沸点要要高。例如，HF、HCl、HBr、HI沸点（。Ｃ）：２０、－85、－57、－36HF分子间存在在氢键，其其熔点和沸沸点比同类类型的氢化化物要高，，出现反常现象。38.在HF、HCl、HBr、HI中，按熔、、沸点由高高到底顺序序排列正确确的是（）A.HF、HCl、HBr、HI;B.HI、HBr、HCl、HF;C.HCl、HBr、HI、HF;D.HF、HI、HBr、HCl66②物质的溶解解性：“（极性）相相似者相溶溶”即极性溶质质易溶于极极性溶剂；；非极性（（或弱极性性）溶质易易溶于非极极性（或弱弱极性）溶溶剂。溶质质和溶剂的的极性越相相近，越易易互溶。例例如，碘易易溶于苯或或四氯化碳碳，而难溶溶于水.五、晶体结结构和性质质(一)晶体结构与性性质1.离子晶体（1）晶格结点上的的微粒—正、负离子。。（2）微粒间作用力力—离子键。离子键键能随离子电电荷的增多和和半径的减少少而增强。（3）晶体中不存在在独立的简单单分子。例如如NaCl晶体,表示Na+:Cl－=1:1。（4）晶体的特性—熔点高、硬度度大；延展性性差；一般易易溶于极性溶溶剂；熔融态态或水溶液均均易导电。在相同类型的的典型离子晶晶体中，离子的电荷越越多，半径越越小，晶体的的熔点越高，，硬度越大。。例1：例2：离子晶体正、负离子半径和正、负离子电荷数熔点硬度NaF2.30Å＋1,－1993℃2.3CaO2.31Å＋2,－22614℃4.5离子晶体正离子半径正、负离子电荷数熔点硬度CaO0.99Å＋2,-22614℃4.5MgO0.66Å＋2,-22852℃5.5～6.5离子半径的规规律如下：①在同一周期:自左而右随着着正离子电荷荷数的增多，，离子半径逐逐渐减少,如，Na＋﹥Mg2＋;K＋﹥Ca2＋﹥Sc3＋②在同一族:自上而下离子子半经逐渐增增大。如，I－﹥Br－﹥Cl－﹥F－③同一元素:随着正离子电电荷数的增多多，离子半经经减少。如Fe2＋﹥Fe3＋2.原子晶体.(1)晶格结点上的的微粒—原子。（2）微粒间作用用力—共价键。（3）晶体中不存存在独立的简简单分子。例例如方石英（（SiO2）晶体,表示Si:O=1:2。（4）晶体的特性性—熔点高、硬度度大；延展性差；；一般溶剂中中不溶；是电电的绝缘体或或半导体。常见的原子晶晶体:金刚石（C）、单晶硅（（Si）、碳化硅(SiC)、方石英(SiO2)、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)、氮化铝（AlN）。3.分子晶体(1)晶格结点上的的微粒—极性分子或非非极性分子。。（2）微粒间作用用力—分子间力（还还有氢键）。。在同类型的分分子中，分子间力随分分子量的增大大而增大,熔点和硬度也也随之增大.（3）晶体中存在在独立的简单单分