吉林大学公开课无机化学原理-2024鲜版

吉林大学公开课无机化学原理2024/3/271目录contents课程介绍与教学目标原子结构与元素周期律化学键与分子结构溶液与胶体化学基础酸碱反应与沉淀溶解平衡氧化还原反应与电化学基础配位化合物及其性质研究2024/3/27201课程介绍与教学目标2024/3/273无机化学原理是化学学科的重要分支，研究无机物质的组成、结构、性质及其变化规律。课程内容包括无机化学基本概念、原子结构、化学键与分子结构、化学反应基本原理、溶液化学、氧化还原反应与电化学等。通过本课程的学习，学生将掌握无机化学的基本知识和实验技能，为后续的化学学习和研究打下坚实基础。无机化学原理课程概述2024/3/274掌握无机化学的基本概念、原理和实验技能，了解无机化学领域的前沿动态。知识目标培养学生分析问题、解决问题的能力，提高学生的实验技能和创新能力。能力目标培养学生的科学素养、创新意识和团队协作精神。素质目标教学目标与要求2024/3/275本课程共分为若干章节，每个章节包含多个知识点，通过课堂讲授、实验操作和课后作业等方式进行学习。课程安排课程考核采用平时成绩和期末考试成绩相结合的方式，其中平时成绩占一定比例。平时成绩包括课堂表现、作业完成情况、实验报告等；期末考试成绩采用闭卷考试形式，主要考察学生对课程内容的掌握程度和应用能力。考核方式课程安排与考核方式2024/3/27602原子结构与元素周期律2024/3/277玻尔分层模型引入量子化条件，提出电子在一定轨道上运动的原子模型，成功解释了氢原子光谱。道尔顿实心球模型认为原子是一个不可再分的实心球体，同种元素的原子性质和质量都相同。汤姆生枣糕模型发现电子并提出类似“枣糕”的原子模型，即原子内部带正电的部分均匀分布，电子像枣子一样镶嵌在其中。卢瑟福核式结构模型通过α粒子散射实验提出原子的核式结构模型，认为原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。原子结构模型及发展历程2024/3/278门捷列夫根据元素性质随原子量的增加而呈现周期性变化的现象，发现了元素周期律并编制出第一张元素周期表。元素周期表的发现元素按照原子序数递增的顺序从左到右排列，将电子层数相同的元素放在同一横行，将最外层电子数相同的元素放在同一纵列。元素周期表的排列规律元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性的变化，包括原子半径、元素化合价、金属性和非金属性的周期性变化。元素周期律的内容元素周期表与周期律2024/3/279原子半径的变化规律01同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大。元素化合价的变化规律02同周期主族元素从左到右最高正化合价逐渐升高，最低负化合价逐渐降低；同主族元素最高正化合价相同，最低负化合价逐渐降低。金属性和非金属性的变化规律03同周期主族元素从左到右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强；同主族元素从上到下金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。原子性质及变化规律2024/3/271003化学键与分子结构2024/3/271103离子键的强度与离子的电荷、半径及电子构型有关，电荷越高、半径越小，离子键越强。01离子键的形成通过原子间电子转移形成正负离子，正负离子间静电引力形成离子键。02离子键的特性高熔点、高沸点、硬度大、易溶于水、导电性强。离子键及其特性2024/3/2712共价键的形成原子间通过共用电子对形成共价键。共价键的类型根据电子对的偏移程度分为极性共价键和非极性共价键。共价键的参数键能、键长、键角等，反映共价键的强度和性质。共价键理论与类型2024/3/2713分子间作用力包括范德华力和氢键，是分子间相互作用的重要力量。范德华力产生于分子间的瞬时偶极矩，随分子极性和变形性增大而增强。氢键一种特殊的分子间作用力，产生于氢原子与电负性大、半径小的原子（如F、O、N）之间。氢键具有方向性和饱和性，对物质的物理和化学性质产生重要影响。分子间作用力和氢键2024/3/271404溶液与胶体化学基础2024/3/2715组成溶质和溶剂表示方法物质的量浓度、质量摩尔浓度、摩尔分数、质量分数溶液组成及表示方法2024/3/2716在一定温度下，某固态物质在100g溶剂中达到饱和状态时所溶解的质量表达式与沉淀溶解平衡常数相似，但各离子浓度的次方数等于其在化学式中的系数溶解度与溶度积常数溶度积常数（Ksp）溶解度2024/3/2717胶体性质丁达尔效应、电泳现象、聚沉作用制备技术分散法、凝聚法、溶胶-凝胶法胶体性质及制备技术2024/3/271805酸碱反应与沉淀溶解平衡2024/3/2719阐述酸碱反应的本质是质子的转移，酸是质子给予体，碱是质子接受体。酸碱质子理论包括中和反应、水解反应、配位反应等，各类反应的特点和条件。酸碱反应类型介绍常见酸碱指示剂的变色原理及选择方法，如酚酞、甲基橙等。酸碱指示剂酸碱质子理论及酸碱反应2024/3/2720123探讨难溶电解质在溶液中的沉淀溶解平衡及其影响因素，如温度、浓度、pH值等。沉淀溶解平衡阐述溶度积常数的概念、表达式及影响因素，以及与溶解度之间的关系。溶度积常数分析沉淀的生成条件、溶解方法及在定量分析中的应用，如重量分析法和沉淀滴定法。沉淀的生成与溶解沉淀溶解平衡原理及应用2024/3/2721介绍缓冲溶液的组成、类型及缓冲作用原理，如共轭酸碱对、弱酸及其盐等。缓冲溶液缓冲容量与缓冲范围缓冲溶液的应用阐述缓冲容量与缓冲范围的概念、影响因素及计算方法。探讨缓冲溶液在化学实验、生物医学、环境保护等领域的应用，如控制溶液pH值、稳定酶活性等。缓冲溶液及其作用机制2024/3/272206氧化还原反应与电化学基础2024/3/2723氧化还原反应定义电子转移引起的化学反应，其中物质失去电子被氧化，物质得到电子被还原。氧化数概念表示元素在化合物中的氧化状态，通过计算元素化合价与原子个数的乘积得到。氧化还原反应规律包括氧化数升降规律、电子转移规律、优先氧化还原规律等。氧化还原反应基本概念和规律2024/3/2724原电池工作原理及应用原电池定义将化学能转化为电能的装置，由正极、负极和电解质组成。原电池工作原理负极发生氧化反应，正极发生还原反应，电子通过外电路从负极流向正极，形成电流。原电池应用包括干电池、蓄电池、燃料电池等，广泛应用于日常生活、工业生产等领域。2024/3/2725电极电势概念电极电势计算方法电动势概念电动势计算方法电极电势和电动势计算方法通过能斯特方程计算电极电势，需要考虑温度、浓度、压力等因素对电极电势的影响。表示电池将化学能转化为电能的本领，等于正负极电极电势之差。通过测量电池的开路电压得到电动势的近似值，也可以通过计算正负极电极电势之差得到精确值。表示电极上氧化还原反应进行的程度，是电极反应平衡常数的函数。2024/3/272607配位化合物及其性质研究2024/3/2727配位化合物由中心原子（或离子）和配体组成。中心原子通常是金属元素，而配体则可以是无机或有机分子，具有孤对电子，能够与中心原子形成配位键。组成配位化合物的结构多样，可以是线性、平面或立体构型。配位数（配体数目）和配位几何构型是描述配位化合物结构的重要参数。常见的配位几何构型包括四面体、八面体等。结构特点配位化合物组成和结构特点2024/3/2728配位平衡常数和稳定性比较配位平衡常数描述配位化合物在溶液中的稳定性，用于量化配体与中心原子之间的结合强度。平衡常数越大，配位化合物越稳定。稳定性比较不同配位化合物的稳定性可以通过比较其配位平衡常数来判断。稳定性受多种因素影响，如中心原子的电荷、半径、电子构型，配体的性质以及溶剂效应等。2024/3/2729VS配位化合物在生活中有广泛应用，如用于染色、水处理、医药等。例如，EDTA（乙二胺四乙酸）是一种重