普通化学原理上课讲义.ppt

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1、普通化学原理普通化学原理元素化学一普通化学原理教学内容物质结构反应原理两部分热力学和动力学化学平衡四大平衡反应原理物质结构原子结构分子结构晶体结构配位化合物结构四大平衡酸碱解离平衡沉淀溶解平衡氧化还原平衡络合解离平衡二普通化学原理的教学目的1.为后续课程的教学打基础物理化学结构化学分析化学有机化学2.为无机元素化学教学打基础讲授元素化学的反应事实时，要用理论贯穿。便于讲授，也便于学生理解。热力学动力学反应进行的可能性现实性需要在二氧化硅进行氯化的体系中加入焦炭，与之共热。SiO2+2Cl2+C——SiCl4+CO2这是反应的耦合。从二氧化硅制备四氯化硅SiO2+4HF——SiF4+2H

2、2O从二氧化硅制取四氟化硅不需要反应的热力学耦合SiO2SiCl4（g）SiF4（g）/（kJ∙mol－1）－911－657－1615/（kJ∙mol－1）－856－617－1573fG⊖mfH⊖m分析下面的热力学数据，即可以理解上述两个制备反应条件不同的原因锂和钠反应活性的比较电对Na+/NaK+/KRb+/RbCs+/CsE⊖/V－2.71－2.931－2.98－3.026IA族元素（M+/M）的电极电势E⊖，从Na的－2.71V到Cs的－3.026V依次减小，呈现很强的规律性。电对Li+/LiNa+/NaK+/KRb+/RbCs+/CsE⊖/V－3.0401－2.71－2.9

3、31－2.98－3.026但是锂严重地打破了这一规律MM+（aq）即过程的热效应越有利，吸热越少，或者说放热越多。金属的E⊖（M+/M）越小，说明金属在热力学上越活泼。整个过程MM+（aq）的热效应rHm，等于金属的原子化热A，第一电离能I1，离子的水合热H之和。M（g）AH于是整个过程是可以分解为M（s）M+（aq）rHmI1M+（g）M（g）I1AHM（s）M+（aq）rHmM+（g）Li的原子化热A大，第一电离能I1也大，吸热比Na多。关键是Li+的水合热H<<0，水合过程远比Na+放热多。

4、M（g）I1AHM（s）M+（aq）rHmM+（g）Li+的水合热的有利克服了原子化热和第一电离能对Li的不利，导致总的热效应rHm对Li比Na有利。故E⊖（Li+/Li）=－3.0401VE⊖（Na+/Na）=－2.71V尽管在热力学上E⊖（Li+/Li）小于E⊖（Na+/Na），但实际反应中由于锂的原子化热大，引起反应的活化能大，致使反应速率慢。例如锂与水的反应不如钠剧烈。另外产物LiOH的溶解度较小，覆盖在锂的表面，也导致反应速率变慢。热力学一章讨论标态下、恒温恒压下、无非体积功的过程或化学反应进行的可能性化学平衡一章恒温恒压、无非体积功氧化还原反应一章

5、恒温恒压、有非体积功酸碱平衡沉淀溶解平衡络合解离平衡氧化还原平衡主要讨论与溶液相关的反应常见离子的分离Zn2+，Cu2+，Ag+，Cr3+，Al3+几种离子存在于同一溶液中离子的分离将用到四大平衡Zn2+，Cu2+，Ag+，Cr3+，Al3+Zn2+，Cu2+，Cr3+，Al3+HCl（aq）AgClCuSZn2+，Cr3+，Al3+0.3mol·dm－3盐酸，H2SNH3·H2O，H2O2Ba2+BaCrO4ZnNH342+（）ZnNH342+，CrO42－（）AlOH3（）Zn2+，Cu2+，Ag+，Cr3+，Al3+Zn2+，Cu2+，Cr3+，Al3+HCl（aq）AgCl涉及

6、沉淀溶解平衡Zn2+，Cu2+，Cr3+，Al3+CuSZn2+，Cr3+，Al3+0.3mol·dm－3盐酸，H2S涉及酸碱平衡和沉淀溶解平衡Zn2+，Cr3+，Al3+NH3·H2O，H2O2ZnNH342+，CrO42－（）AlOH3（）涉及沉淀溶解平衡、络合解离平衡和氧化还原平衡。Ba2+BaCrO4ZnNH342+（）ZnNH342+，CrO42－（）涉及沉淀溶解平衡研究无机物结构的理论基础原子结构分子结构晶体结构配位化合物结构可以从结构上分析SiCl4水解反应进行的机理。关键是Si有3d空轨道，当H2O分子以其具有孤电子对的负电性的O端与中心Si接近时Si可以接受H2O以形

7、成sp3d杂化的五配位中间体sp3杂化sp3d杂化ClClClClSi+H2O氯化氢分子离去，再由sp3d杂化变成sp3杂化sp3杂化sp3d杂化－HClOHClClClSiOHOHOHOHSi继续取代+3H2O－3HCl继续取代生成硅酸OHClClClSisp3杂化ClClClClSi+H2O－HClOHOHOHOHSi继续取代+3H2O－3HClsp3d杂化sp3杂化OHClClClSi而NCl3水解的关键是N有孤电子对当H2O分子以其具有