宋天佑《無機(jī)化學(xué)》

第一章化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)本章作為化學(xué)課程的基礎(chǔ)，包括5部分內(nèi)容。1精選ppt（1）氣體（2）稀溶液的性質(zhì)（3）晶體結(jié)構(gòu)基本概念

（4）酸堿理論（5）

化學(xué)反應(yīng)速率

2精選ppt1.1理想氣體1.1.1理想氣體的狀態(tài)方程符合下面兩條假定的氣體，叫做理想氣體：（1）氣體分子的自身體積可以忽略，分子可看成有質(zhì)量的幾何點(diǎn)。3精選ppt分子與分子之間、分子與器壁之間的碰撞，可認(rèn)為是完全彈性碰撞——無動(dòng)能損失。（2）分子間的作用力可以忽略，4精選ppt在高溫和低壓下，實(shí)際氣體分子間的距離相當(dāng)大，氣體分子自身的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于氣體占有的體積。這時(shí)分子間的作用力極弱。5精選ppt高溫和低壓下的實(shí)際氣體很接近理想氣體。故理想氣體的這種假定是有實(shí)際意義的。6精選ppt中學(xué)階段的物理課程和化學(xué)課程中，曾學(xué)習(xí)過理想氣體的經(jīng)驗(yàn)公式Boyle定律

n，T

一定時(shí)V

p1讀做“正比于”7精選pptGay-Lussac定律

n，p

一定時(shí)V

TAvogadro定律

p，T

一定時(shí)V

n8精選pptV

TV

nV

p1綜合以上三式，得pnTV

9精選ppt以R做比例系數(shù)，比例式pnTV

V=pnRT則變成等式10精選ppt得pV=nRT此式即為理想氣體狀態(tài)方程。

V=pnRT上式中nTpVR=由

11精選ppt則R=8.314J?mol－1?K－1若壓力

p的單位為Pa體積V

的單位為m3溫度T

的單位為K物質(zhì)的量n的單位為molR稱為摩爾氣體常數(shù)。12精選ppt看出pV

乘積的物理學(xué)單位為焦耳（J）從式R=和

R=8.314J?mol－1?K－1nTpV13精選ppt從物理學(xué)單位上看pV是一種功。

所以pV的單位為N?m－2?m3

=N?m=J

pPaN?m－2

Vm314精選pptR=

Pa?dm3?mol－1?K－1

8.314103nTpVR=若壓力

p的單位為Pa體積V

的單位為m3溫度T

的單位為K物質(zhì)的量n的單位為mold15精選ppt這個(gè)

R值用于處理壓力與濃度的關(guān)系時(shí)，十分方便。R=8.314103Pa?dm3?mol－1?K－1

16精選ppt如用在下面的公式中式中c是以mol?dm－3為單位的濃度。p=cRTp=RTVn17精選ppt1.1.2混合氣體的分壓定律由兩種或兩種以上的氣體混合在一起，組成的體系，稱為混合氣體。18精選ppt顯然，空氣是混合氣體，其中的O2，N2，CO2等，均為空氣這種混合氣體的組分氣體。組成混合氣體的每種氣體，都稱為該混合氣體的組分氣體。19精選ppt第i

種組分氣體的物質(zhì)的量用ni

表示，混合氣體的物質(zhì)的量用

n

表示，顯然有n=

nii20精選ppt第i種組分氣體的摩爾分?jǐn)?shù)用

xi表示，則例如，由4molN2

和1molO2

組成的混合氣體，則其中xi=nin21精選ppt顯然有

xi=1ix（N2）==45n（N2）nx（O2）==15n（O2）n22精選ppt

當(dāng)?shù)?/p>

i

種組分氣體單獨(dú)存在，且占有總體積時(shí)，其具有的壓力，稱為該組分氣體的分壓?；旌蠚怏w的體積稱為總體積，用V總表示。23精選ppt應(yīng)有關(guān)系式 p

V

=n

RT第i種組分氣體的分壓，用pi表示ii

總24精選ppt當(dāng)?shù)?/p>

i

種組分氣體單獨(dú)存在，且具有總壓時(shí)，其所占有的體積，稱為該組分氣體的分體積?；旌蠚怏w所具有的壓力，稱為總壓，用p總表示。25精選ppt第

i

種組分氣體的分體積，用Vi表示。應(yīng)有關(guān)系式

p

V

=nRTii

總26精選ppt我們通過實(shí)驗(yàn)來研究分壓與總壓的關(guān)系2dm3

2105PaO2N2+O2+2dm3N22dm3

2105Pa

p總27精選ppt將N2和O2按上圖所示混合。2dm3

2105PaO2N2+O2+2dm3N22dm3

2105Pa

p總測得混合氣體的p總為4105Pa。28精選ppt按分壓的定義p（O2）=2105Pap（N2）=2105Pa2dm3

2105PaO2N2+O2+2dm3N22dm3

2105Pa

p總29精選ppt可見p總=p（N2）

+p（O2）測得混合氣體的p總為4105Pa。p（O2）=2105Pap（N2）=2105Pa30精選ppt1dm32dm3 4dm3

8105Pa2105Pa p總

再考察一個(gè)實(shí)驗(yàn)N2O2N2

+O2

+測得混合氣體的總壓為3105Pa31精選ppt1dm32dm3 4dm3

8105Pa2105Pa p總

根據(jù)分壓的定義，由波義耳定律得N2O2N2

+O2

+p（O2）=1105Pap（N2）=2105Pa32精選ppt混合氣體的總壓為3105Pap（N2）=2105Pap（O2）=1105Pa亦有p總=p（N2）+p（O2）33精選ppt道爾頓（Dalton）

進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)，提出了混合氣體的分壓定律——混合氣體的總壓等于各組分氣體的分壓之和此即道爾頓分壓定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式p總=

pii34精選ppt理想氣體混合時(shí)，由于分子間無相互作用，故碰撞器壁產(chǎn)生的壓力，與獨(dú)立存在時(shí)是相同的。即在混合氣體中，組分氣體是各自獨(dú)立的。這是分壓定律的實(shí)質(zhì)。35精選ppt故有pi=p總?

xi同樣基于上述原因，各組分氣體的分壓

pi在混合氣體的總壓

p總

中所占有的比例，應(yīng)該與其摩爾分?jǐn)?shù)xi一致。36精選ppt即組分氣體的分壓等于總壓與該組分氣體的摩爾分?jǐn)?shù)之積。pi=p總?

xi37精選ppt

例1.1

某溫度下，將5

105Pa的H22dm3和4

105Pa的N25dm3充入10dm3的真空容器中。求各組分氣體的分壓及混合氣體的總壓。38精選pptH2

V1=2dm3，

p1=5105Pa， V2=10dm3，p（H2）=p2解：根據(jù)分壓的定義求組分氣體的分壓，=1

105（Pa）V2p1V1p（H2）==5

105

210=2

105（Pa）

同理p（N2）=4

105

51039精選ppt=1105+2105=3105（Pa）由道爾頓分壓定律p總=p（H2）

+p（N2）40精選ppt

例1.2

常壓（1.0105Pa）下，將2.0gH2，11.2gN2和19.2gO2

相混合。

求各組分氣體的分壓。41精選ppt解：混合氣體的總壓和組成已知，可用總壓和組成求分壓。n（N2）==0.4（mol）

28

11.2n（H2）==1.0（mol）

2

2.0n（O2）==0.6（mol）

32

19.242精選pptn=

ni=2.0molin（N2）

=0.4moln（H2）

=1.0moln（O2）

=0.6mol43精選pptx（H2）===0.5nn（H2）2.0

1.0x（N2）===0.2nn（N2）2.0

0.4x（O2）===0.3nn（O2）2.0

0.644精選pptp（H2）=p總·x（H2）=0.5105（Pa）=11050.545精選ppt=0.2105（Pa）=11050.2p（N2）=p總·

x（N2）46精選ppt=0.3105（Pa）=11050.3p（O2）=p總·

x（O2）47精選ppt1.2.1溶液的濃度1.2稀溶液的性質(zhì)物質(zhì)的量濃度

溶液中所含溶質(zhì)A的物質(zhì)的量與溶液的體積之比，稱為溶質(zhì)A的物質(zhì)的量濃度。48精選ppt溶質(zhì)

A

的物質(zhì)的量濃度用符號(hào)c（A）表示。物質(zhì)的量濃度經(jīng)常稱為體積摩爾濃度。49精選ppt當(dāng)物質(zhì)的量以mol為單位，體積以dm3為單位時(shí)，體積摩爾濃度的單位為mol·dm－3。體積摩爾濃度使用方便，唯一不足就是其數(shù)值要隨溫度變化。50精選ppt質(zhì)量摩爾濃度溶液中所含溶質(zhì)A

的物質(zhì)的量與溶劑的質(zhì)量之比，稱為溶質(zhì)

A的質(zhì)量摩爾濃度，用符號(hào)m（A）或b（A）表示。51精選ppt當(dāng)物質(zhì)的量以mol為單位，質(zhì)量以kg為單位時(shí)，質(zhì)量摩爾濃度的單位為mol·kg－1。

52精選ppt摩爾分?jǐn)?shù)顯然有x（質(zhì)）

+x（劑）

=1x（質(zhì)）=n（質(zhì)）

n（劑）+n（質(zhì)）x（劑）=n（劑）

n（劑）+n（質(zhì)）53精選ppt對(duì)于稀溶液，n（質(zhì)）<<n（劑），故有對(duì)于稀的水溶液，則有x（質(zhì)）

n（質(zhì)）

n（劑）x（質(zhì)）

n（質(zhì)）

n（水）54精選ppt對(duì)于1kg溶劑水，則有1kg0.018kg?mol－1x（質(zhì)）

n（質(zhì)）分子和分母同時(shí)除以1kgx（質(zhì)）

n（質(zhì)）

n（水）55精選ppt1kg0.018kg?mol－1x（質(zhì)）

n（質(zhì)）1x（質(zhì)）

n（質(zhì)）1kg0.018kg?mol－156精選ppt分子是1kg溶劑水所對(duì)應(yīng)的溶質(zhì)的物質(zhì)的量，即質(zhì)量摩爾濃度m。1x（質(zhì)）

n（質(zhì)）1kg0.018kg?mol－157精選ppt1x（質(zhì)）

n（質(zhì)）1kg0.018kg?mol－1故x（質(zhì)）

m（質(zhì)）55.5mol?kg－1這是稀的水溶液中，x（質(zhì)）與質(zhì)量摩爾濃度m（質(zhì)）之間的關(guān)系。58精選ppt對(duì)于其他溶劑，分母不是55.5，但仍是一個(gè)特定的數(shù)值。x（質(zhì)）

m（質(zhì)）55.5mol?kg－159精選ppt1.2.2飽和蒸氣壓1.溶劑的飽和蒸氣壓在密閉容器中，在純?nèi)軇┑膯挝槐砻嫔?，單位時(shí)間里，有N0

個(gè)溶劑分子蒸發(fā)到上方空間中。60精選ppt上方空間里溶劑分子個(gè)數(shù)逐漸增加，密度增加，壓力也增加。61精選ppt隨著上方空間里溶劑分子個(gè)數(shù)的增加，分子凝聚回到液態(tài)的機(jī)會(huì)增加。62精選ppt凝聚回到液態(tài)的分子個(gè)數(shù)也在增加。63精選ppt當(dāng)密度達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，凝聚回來的分子的個(gè)數(shù)也達(dá)到N0個(gè)。64精選ppt這時(shí)起，上方空間里溶劑分子的個(gè)數(shù)不再改變，蒸氣的密度也不再改變，保持恒定。65精選ppt這個(gè)壓力稱為該溫度下溶劑的飽和蒸氣壓，用p0表示。此時(shí)，蒸氣的壓力也不再改變。66精選ppt2.溶液的飽和蒸氣壓當(dāng)溶液中溶有難揮發(fā)的溶質(zhì)時(shí)，則有部分液體表面被這種溶質(zhì)分子所占據(jù)。67精選ppt溶劑的表面溶液的表面難揮發(fā)溶質(zhì)的分子溶劑分子68精選ppt于是，溶液中，在單位表面上單位時(shí)間內(nèi)蒸發(fā)的溶劑分子的數(shù)目N要小于純?nèi)軇┑腘0。當(dāng)凝聚的分子數(shù)目達(dá)到N（N<N0）時(shí)，實(shí)現(xiàn)平衡，蒸氣的密度及壓力不會(huì)改變。69精選ppt這種平衡狀態(tài)下的飽和蒸氣壓為p，則有p<p0。一般性的結(jié)論是，在相同的溫度下，溶液的飽和蒸氣壓低于純?nèi)軇┑娘柡驼魵鈮骸?0精選ppt當(dāng)溶劑或溶液與氣態(tài)實(shí)現(xiàn)平衡時(shí)，若使蒸氣壓小于其飽和蒸氣壓，則平衡右移，液體氣化。

蒸發(fā)液體氣體

凝聚

71精選ppt若使蒸氣壓大于其飽和蒸氣壓時(shí)，平衡左移，氣體液化。

蒸發(fā)液體氣體

凝聚

72精選ppt在一定溫度下，稀溶液的飽和蒸氣壓等于純?nèi)軇┑娘柡驼魵鈮号c溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)之積。3.拉烏爾定律73精選ppt其數(shù)學(xué)表達(dá)式為

p=p0

?

x（劑）這就是拉烏爾（Raoult）定律。74精選ppt用p表示稀溶液飽和蒸氣壓下降值，則有p=p0－p=p0－p0?

x（劑）

=p0[1－x（劑）]故有p=p0

?

x（質(zhì)）75精選ppt對(duì)于稀的水溶液，有結(jié)合

x（質(zhì)）

m（質(zhì)）55.5mol?kg－1

p=p0

?

x（質(zhì)）p=p0?55.5mol?kg－1m（質(zhì)）76精選ppt一定溫度下，p0為常數(shù)。故上式可以寫成p=k?mp=p0?55.5mol?kg－1m（質(zhì)）77精選ppt稀溶液飽和蒸氣壓下降值，與稀溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比。p=k?m這是Raoult

定律的又一種表述形式。式中k為常數(shù)，但不同溶劑k

值不同。78精選ppt但稀溶液的某些共性，與溶質(zhì)的種類無關(guān)，只與溶液濃度相關(guān)。各種不同物質(zhì)的稀溶液，其化學(xué)性質(zhì)各不相同，這是顯然的。79精選ppt我們把這類性質(zhì)稱為稀溶液的依數(shù)性。溶液的飽和蒸氣壓降低，就是一種依數(shù)性。它與溶質(zhì)的種類無關(guān)，只與溶液濃度相關(guān)。80精選ppt1.飽和蒸氣壓圖

下面是水，水溶液體系的飽和蒸氣壓圖。物質(zhì)的飽和蒸氣壓p，對(duì)溫度T

做圖，即得到物質(zhì)的飽和蒸氣壓圖。1.2.3溶液沸點(diǎn)升高81精選ppt

水，水溶液體系的飽和蒸氣壓圖縱坐標(biāo)：蒸氣壓p

橫坐標(biāo)：溫度Tl1

1.013105l1

水線l2

水溶液線p/Pa

T/KAA′373T1l282精選pptl1p

Tl1

水線l2l2

水溶液線83精選ppt從圖中可以看出（1）隨著溫度的升高，水和水溶液的飽和蒸氣壓都升高。p

T

l1

水線l2

水溶液線l1l284精選pptp

T

l1

水線l2

水溶液線l1l2（2）同一溫度，水溶液的飽和蒸氣壓低于水的飽和蒸氣壓。85精選ppt1.013105A373/Pa/Kl1p

Tl1

水線l2

水溶液線l2（3）擬使水的飽和蒸氣壓等于外界大氣壓力

1.013

105Pa，需要373K，見圖中A點(diǎn)。86精選ppt

故水的沸點(diǎn)是373K。1.013105A373/Pa/Kl1p

Tl1

水線l2

水溶液線l287精選ppt（4）在373K時(shí)，溶液的飽和蒸氣壓小于外界大氣壓力1.013105Pa，溶液未達(dá)到沸點(diǎn)。1.013105A373/Pa/Kl1p

Tl1

水線l2

水溶液線l288精選pptA′T1只有當(dāng)溫度升到T1時(shí)>373K

，溶液的飽和蒸氣壓才達(dá)到1.013105Pa，溶液才沸騰。見圖中A′點(diǎn)。（

）1.013105A373/Pa/Kl1p

Tl1

水線l2

水溶液線l289精選ppt即T1是溶液的沸點(diǎn)，比純水的沸點(diǎn)373K高。A′T11.013105A373/Pa/Kl1p

Tl1

水線l2

水溶液線l290精選ppt可見，由于溶液的飽和蒸氣壓的降低，導(dǎo)致溶液沸點(diǎn)升高。即水溶液的沸點(diǎn)高于純水。91精選ppt2.沸點(diǎn)升高計(jì)算公式用Tb

表示沸點(diǎn)升高值，Tb=Tb－T0，b92精選pptTb

直接受p

影響，Tb

pTb=Tb－T0，b式中T0，純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)，

Tb

溶液的沸點(diǎn)。b93精選ppt比例系數(shù)用kb表示，則有Tb=kb?m

而p

=k?m，

故Tbm

Tb

p94精選pptTb=kb?m最常見的溶劑是H2O，其kb=0.513

kb稱為沸點(diǎn)升高常數(shù)。不同的溶劑kb值不同。95精選ppt結(jié)論是溶液的沸點(diǎn)升高值與其質(zhì)量摩爾濃度成正比。

kb的單位？？Tb=kb?m96精選ppt

kb

=——Tb

mTb=kb?mkb的單位為

K?kg?mol－1—————K

mol?kg－197精選ppt

例1.3

100g

水中溶有5.0g葡萄糖（C6H12O6），試求所得水溶液的沸點(diǎn)比純水的升高多少？已知水的kb=0.513K?kg?mol－1。98精選ppt解：由葡萄糖的化學(xué)式C6H12O6

可得，其摩爾質(zhì)量為180g?mol－1。用m表示葡萄糖溶液的質(zhì)量摩爾濃度，則有5.0g葡萄糖溶于100g水中，99精選ppt5.0g葡萄糖溶于100g水中m=

1000g?kg－1100g180g?mol－15.0g100精選ppt將質(zhì)量摩爾濃度m代入沸點(diǎn)升高公式Tb=kb?m

中，得Tb=0.513K?kg?mol－1

1000g?kg－1100g180g?mol－15.0g求得Tb=0.14K

101精選ppt計(jì)算公式成立的條件是：不揮發(fā)的非電解質(zhì)的稀溶液。102精選ppt（1）溶質(zhì)有揮發(fā)性的溶液由后續(xù)課程講授103精選ppt（2）濃溶液

公式的推出，曾用到稀溶液的條件，即n（質(zhì)）<<n（劑）。

因此濃溶液雖然有沸點(diǎn)升高現(xiàn)象，但定量關(guān)系不準(zhǔn)確，不能用公式計(jì)算。104精選ppt（3）電解質(zhì)溶液定量關(guān)系不確切，不能用公式計(jì)算。105精選ppt

溶質(zhì)不發(fā)生解離，是質(zhì)量摩爾濃度m

與溶液表面不揮發(fā)的質(zhì)點(diǎn)數(shù)之間存在準(zhǔn)確定量關(guān)系的重要前提。106精選ppt

例如

NaCl，解離成為Na+

和Cl－。m=1mol?kg－1時(shí)，質(zhì)點(diǎn)濃度似乎是2mol?kg－1。107精選ppt而由于Na+

和

Cl－之間的相互吸引，又使得發(fā)揮作用的質(zhì)點(diǎn)濃度不足2mol?kg－1。故對(duì)于電解質(zhì)溶液，定量關(guān)系不確切，不能用公式計(jì)算。108精選pptAl2

SO4

3體系就更加復(fù)雜。（）但是0.1mol?kg－1的Al2SO4

3

總比

0.1mol?kg－1

的NaCl產(chǎn)生的粒子多。（）109精選ppt所以對(duì)于電解質(zhì)溶液，仍有蒸氣壓降低、沸點(diǎn)升高等性質(zhì)。但是只可以定性地討論和推理，而一般不用公式進(jìn)行定量計(jì)算。110精選ppt

1.3晶體結(jié)構(gòu)基本概念生活中常見的金屬器材，實(shí)驗(yàn)室中的固體試劑，自然界的砂子、巖石等，絕大多數(shù)是由晶體構(gòu)成的。111精選ppt構(gòu)成晶體的粒子，包括原子、離子或分子在晶體內(nèi)部呈周期性有規(guī)律排列。112精選ppt討論晶體結(jié)構(gòu)，研究晶體內(nèi)部粒子的規(guī)律性排列，勢必要接觸晶體的對(duì)稱性。因此簡單認(rèn)識(shí)和了解有關(guān)對(duì)稱性的基礎(chǔ)知識(shí)是完全必要的。1.3.1對(duì)稱性113精選ppt下面將有限幾何圖形中常見的對(duì)稱性作一簡單介紹，盡管這種對(duì)稱性與無限的晶體的對(duì)稱性還有很多不同。114精選ppt1.旋轉(zhuǎn)和對(duì)稱軸正方形繞著經(jīng)過其對(duì)角線交點(diǎn)且垂直于正方形所在平面的直線旋轉(zhuǎn)115精選ppt每旋轉(zhuǎn)90°圖形復(fù)原一次。116精選ppt繞軸旋轉(zhuǎn)是一種對(duì)稱操作，稱為旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)操作所憑借的直線是一種對(duì)稱元素，稱為對(duì)稱軸。117精選ppt我們說這條直線是正方形的

4重對(duì)稱軸，或4重軸。

每旋轉(zhuǎn)圖形復(fù)原一次，或旋轉(zhuǎn)360°圖形將復(fù)原4次。360°4118精選ppt我們說該對(duì)稱軸是圖形的n

重對(duì)稱軸，或n重軸。

若圖形繞對(duì)稱軸旋轉(zhuǎn)，每旋轉(zhuǎn)圖形復(fù)原一次，或旋轉(zhuǎn)360°圖形將復(fù)原n次360°n119精選ppt思考題正方形的4重軸有幾條？有沒有2重軸？有幾種2重軸？每種各有幾條？120精選ppt2.反映和對(duì)稱面正六面體中通過一組（4條）互相平行的棱的中點(diǎn)的平面121精選ppt正六面體的所有點(diǎn)憑借這個(gè)平面進(jìn)行平面鏡成像操作后，圖形復(fù)原。122精選ppt平面鏡成像這種對(duì)稱操作稱為反映。反映操作所憑借的平面是一種對(duì)稱元素，稱為對(duì)稱面。123精選ppt思考題正六面體中有幾個(gè)這樣的對(duì)稱面？有幾個(gè)？其他種類的對(duì)稱面還有嗎？124精選ppt3.反演和對(duì)稱中心

矩形的對(duì)角線交點(diǎn)為O

o125精選ppt矩形的所有點(diǎn)沿著其與O點(diǎn)的連線及其延長線按等距離移到O點(diǎn)的另一方后，圖形復(fù)原。o126精選ppt上述對(duì)稱操作稱為反演，反演操作所憑借的

O

點(diǎn)是一種對(duì)稱元素，稱為對(duì)稱中心。o127精選ppt思考題下列幾何圖形哪些有對(duì)稱中心？平行四邊形正三角形五角星形正三棱柱正八面體正四面體128精選ppt找出正六面體的所有對(duì)稱元素，并與正八面體相比較。一個(gè)幾何圖形只能有一個(gè)對(duì)稱中心嗎？思考題129精選ppt晶體是由原子、分子或離子在空間按一定規(guī)律周期性重復(fù)排列構(gòu)成的固體物質(zhì)。

1.3.2晶體和點(diǎn)陣130精選ppt我們先研究二維晶體

幾種簡單的周期性重復(fù)排列方式131精選ppt“重復(fù)出現(xiàn)”的最小單位為一一兩個(gè)粒子132精選ppt“重復(fù)出現(xiàn)”是指，若任意一個(gè)最小單位沿著某一方向平移一定距離出現(xiàn)另一個(gè)最小單位，則沿著此方向每平移該距離必須出現(xiàn)一個(gè)最小單位。133精選ppt晶體中這種重復(fù)出現(xiàn)的最小單位，稱為晶體的結(jié)構(gòu)基元。不同種類的粒子必須全部包含在結(jié)構(gòu)基元中。134精選ppt每個(gè)結(jié)構(gòu)基元用一個(gè)幾何點(diǎn)表示則得到空間中有序排列的一組點(diǎn)例如用位置上的幾何點(diǎn)表示135精選ppt也得到空間有序排列的一組點(diǎn)也可以用位置上的幾何點(diǎn)表示136精選ppt不論選取哪個(gè)點(diǎn)作為基元的代表，得到的一組點(diǎn)都是相同的。137精選ppt關(guān)鍵是選取的那些點(diǎn)在基元中的位置必須一致。138精選ppt將結(jié)構(gòu)基元抽象成一個(gè)幾何點(diǎn)，所得到的空間的一組點(diǎn)，可以很好地體現(xiàn)晶體的排列規(guī)律。將這一組點(diǎn)，稱為晶體的點(diǎn)陣。將點(diǎn)陣的每一個(gè)點(diǎn)稱為點(diǎn)陣點(diǎn)。139精選ppt左圖是晶體右圖是晶體的點(diǎn)陣140精選ppt在晶體點(diǎn)陣的每個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)上按同一種方式安置結(jié)構(gòu)基元，則得到晶體。晶體＝點(diǎn)陣+結(jié)構(gòu)基元141精選ppt結(jié)構(gòu)基元為一一

兩個(gè)粒子晶體的點(diǎn)陣142精選ppt粒子的種類相同，且每個(gè)粒子均處于由3個(gè)粒子構(gòu)成的正三角形的中心。143精選ppt但是一類粒子處于一個(gè)頂角向上的三角形的中心這種粒子相當(dāng)于右圖中的紅色粒子144精選ppt還有一類粒子處于一個(gè)頂角向下的三角形的中心這種粒子相當(dāng)于右圖中的黑色粒子145精選ppt我們稱這兩種粒子的化學(xué)環(huán)境不一致。146精選ppt結(jié)構(gòu)基元為晶體的點(diǎn)陣兩個(gè)粒子種類相同、但化學(xué)環(huán)境不同的粒子必須全部包含在結(jié)構(gòu)基元中。147精選ppt兩種不同的晶體可能具有同一點(diǎn)陣點(diǎn)陣更具有代表性148精選ppt結(jié)構(gòu)基元為一一兩個(gè)粒子149精選ppt晶體點(diǎn)陣150精選ppt結(jié)構(gòu)基元為一一兩個(gè)粒子151精選ppt晶體點(diǎn)陣152精選ppt結(jié)構(gòu)基元為一一兩個(gè)粒子晶體點(diǎn)陣153精選ppt這是完全不同的兩種晶體它們具有完全相同的點(diǎn)陣

154精選ppt可見用點(diǎn)陣去研究晶體粒子的排列規(guī)律和晶體的對(duì)稱性更具有代表性。

155精選ppt在點(diǎn)陣中可以找到8個(gè)頂點(diǎn)均為點(diǎn)陣點(diǎn)的平行六面體。下面的討論圍繞如何認(rèn)清點(diǎn)陣中點(diǎn)陣點(diǎn)的排列規(guī)律展開。156精選ppt這種平行六面體稱為空間點(diǎn)陣的點(diǎn)陣單位

157精選ppt點(diǎn)陣單位并不是唯一的，圖中的B，C

和D均屬于這樣的平行六面體

158精選ppt

A只在頂點(diǎn)處有點(diǎn)陣點(diǎn)，因而A只含有1個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)。

159精選ppt只含有1個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)的平行六面體點(diǎn)陣單位稱為點(diǎn)陣的素單位。

160精選pptB含有個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)。

C含有個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)。

兩

兩

D含有個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)。

4161精選ppt含有1個(gè)以上點(diǎn)陣點(diǎn)的平行六面體點(diǎn)陣單位稱為點(diǎn)陣的復(fù)單位。

162精選ppt晶體點(diǎn)陣163精選ppt晶體點(diǎn)陣的復(fù)單位164精選ppt晶體點(diǎn)陣的復(fù)單位165精選ppt將一種素單位上下、左右、前后無限多地并置起來形成空間格子或晶格。

素單位不止一種，所以晶格的形式也有多種。

但一種晶體的點(diǎn)陣是唯一的。166精選ppt晶格和點(diǎn)陣都可以很好地表示晶體的空間結(jié)構(gòu)規(guī)律：點(diǎn)陣以點(diǎn)表示這種規(guī)律，而晶格是以直線網(wǎng)格表示這種規(guī)律。

167精選ppt根據(jù)晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，即晶體所具有的特征對(duì)稱元素，晶體可以分成7種不同的晶系。1.3.3晶系和點(diǎn)陣型式1.七個(gè)晶系168精選ppt例如將具有4條3重對(duì)稱軸的歸為一類，稱為立方晶系。這4條3重軸就是立方晶系的特征對(duì)稱元素。

169精選ppt1立方晶系

4

條3重對(duì)稱軸晶系名稱特征對(duì)稱元素

3四方晶系1條4重對(duì)稱軸或2個(gè)互相垂直對(duì)稱面2六方晶系1條6重對(duì)稱軸170精選ppt4三方晶系1條3重對(duì)稱軸

晶系名稱特征對(duì)稱元素

6單斜晶系

1條2重軸或1個(gè)對(duì)稱面

7三斜晶系無5正交晶系3條互相垂直2重軸171精選ppt整個(gè)空間點(diǎn)陣可以看成是由平行六面體點(diǎn)陣單位并置而成的。

空間點(diǎn)陣的結(jié)構(gòu)可以由點(diǎn)陣單位表示出來。

2.14種空間點(diǎn)陣型式172精選ppt但是同一個(gè)空間點(diǎn)陣可以有多種點(diǎn)陣單位。

晶體學(xué)理論證明能夠全面且直觀地表示出整個(gè)空間點(diǎn)陣特性的最小平行六面體點(diǎn)陣單位只有14種類型。173精選ppt體心立方面心立方簡單立方這就是14種點(diǎn)陣型式174精選ppt簡單四方體心四方175精選ppt簡單正交體心正交面心正交底心正交176精選ppt簡單三斜簡單單斜底心單斜177精選ppt簡單六方菱面體178精選ppt有時(shí)也將這14

種平行六面體的每一種，稱為相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣型式的一個(gè)晶格。

實(shí)際晶體是形形色色的，但就其點(diǎn)陣型式而言，只有14種。

179精選ppt這就是從空間點(diǎn)陣以及點(diǎn)陣型式入手研究晶體的意義之所在。

這14種晶格與7種晶系之間的關(guān)系，還有些復(fù)雜細(xì)節(jié)，有待后續(xù)的結(jié)構(gòu)化學(xué)課程進(jìn)一步探討。

180精選ppt描述晶格的特征要用平行六面體的

3

個(gè)棱長a，b，c及其之間的夾角，，。

a，b，c；，，

稱為晶格常數(shù)。181精選ppt其中a和b的夾角為，a和c的夾角為，b和c的夾角為。c

b

a182精選ppt各晶系晶格常數(shù)的特征、獨(dú)立的晶格常數(shù)見下表所示。

這6個(gè)晶格常數(shù)并非都是獨(dú)立的。183精選ppt2四方晶系a=b≠c

a，c

==

=90°3正交晶系a≠b

≠c

a，b，c

==

=90°

晶系名稱晶格常數(shù)特征獨(dú)立晶格常數(shù)1立方晶系a=b=c

a

===90°184精選ppt4六方晶系a=b≠ca，c

==90°=120°5三方晶系a=b=ca，

==

≠90°晶系名稱晶格常數(shù)特征獨(dú)立晶格常數(shù)6單斜晶系a≠b≠ca，b，c，==90°

≠90°7三斜晶系a≠b≠ca，b，c

≠

≠

≠90°，，185精選ppt上面討論的點(diǎn)陣單位是晶體所屬點(diǎn)陣的代表。

在點(diǎn)陣單位的每個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)上以相同的方式安置晶體的結(jié)構(gòu)基元，即可得到實(shí)際晶體的代表——晶胞。

6.1.3晶胞186精選ppt晶胞平行六面體的

3

個(gè)棱長a，b，c及其之間的夾角，，稱為晶胞常數(shù)。

晶胞常數(shù)與前面講的晶格常數(shù)基本一致。187精選ppt一個(gè)晶格NaCl晶胞安置NaCl結(jié)構(gòu)基元188精選ppt一個(gè)晶格CsCl晶胞安置CsCl結(jié)構(gòu)基元189精選ppt一個(gè)晶格ZnS晶胞安置ZnS結(jié)構(gòu)基元190精選ppt數(shù)量巨大的點(diǎn)陣單位無隙并置起來，得到點(diǎn)陣。

而數(shù)量巨大的晶胞無隙并置起來，則得到晶體。

191精選ppt面心立方NaCl的點(diǎn)陣類型為192精選ppt如圖是CsCl的一個(gè)晶胞193精選pptCsCl的點(diǎn)陣類型為簡單立方。簡單立方也稱為立方素格。194精選ppt如圖是ZnS的一個(gè)晶胞195精選pptZnS的點(diǎn)陣類型為面心立方196精選ppt晶胞或晶體的空間結(jié)構(gòu)特點(diǎn)要通過其空間點(diǎn)陣加以討論。197精選ppt判斷晶胞類型要觀察點(diǎn)陣中點(diǎn)陣點(diǎn)的分布情況。如果面對(duì)一晶體進(jìn)行判斷，則要找到結(jié)構(gòu)基元，將晶體抽象成點(diǎn)陣，再選出合理的點(diǎn)陣單位，進(jìn)行判斷。198精選ppt確定結(jié)構(gòu)基元，很重要，很難。不難。很難。199精選ppt200精選ppt確定結(jié)構(gòu)基元，確定晶胞是實(shí)際工作中極其復(fù)雜的一步。201精選ppt使用單晶衍射儀測定結(jié)構(gòu)，要合成出大單晶——40m左右?，F(xiàn)在可以使用高級(jí)的Ｘ射線單晶衍射儀測定并繪制出結(jié)構(gòu)基元和晶胞。202精選ppt1.4酸堿理論酸使石蕊變紅，有酸味堿使石蕊變藍(lán)，有澀味最初階段，人們從一些簡單性質(zhì)上認(rèn)識(shí)酸堿當(dāng)酸堿相混合時(shí)，性質(zhì)消失203精選ppt后來人們從組成上認(rèn)識(shí)酸堿當(dāng)氧元素發(fā)現(xiàn)后認(rèn)為酸中一定含有氧元素；鹽酸等無氧酸的發(fā)現(xiàn)，又使人們認(rèn)識(shí)到酸中一定含有氫元素。204精選ppt稀溶液依數(shù)性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，在1dm30.1mol?dm－3的蔗糖溶液中，能獨(dú)立發(fā)揮作用的溶質(zhì)的粒子是0.1mol。1.4.1阿侖尼烏斯理論205精選ppt但是對(duì)于電解質(zhì)溶液，情況則有所不同。以KCl溶液為例，在

1dm3濃度為

0.1mol?dm－3的溶液中，發(fā)揮作用的粒子并不是

0.1mol

，也不是0.2mol，而是0.192mol。206精選ppt

隨KCl濃度的不同，這種倍數(shù)關(guān)系呈現(xiàn)出規(guī)律性的變化即發(fā)揮作用的粒子數(shù)是0.1mol的1.92倍。0.100.050.010.0050.001

倍數(shù)1.921.941.971.98

1.99

[KCl]mol?dm－3207精選ppt數(shù)據(jù)既說明

KCl在水溶液中發(fā)生解離，又說明這種解離是不完全的。理由是倍數(shù)小于2。0.100.050.010.0050.001

倍數(shù)1.921.941.971.98

1.99

[KCl]mol?dm－3208精選pptKCl

水溶液的導(dǎo)電性，說明解離的產(chǎn)物是離子。解離的方式是以上是1887年阿侖尼烏斯提出電離學(xué)說時(shí)的觀點(diǎn)。KClK++Cl－

209精選ppt阿侖尼烏斯的電離學(xué)說，使人們對(duì)酸堿的認(rèn)識(shí)發(fā)生了一個(gè)質(zhì)的飛躍。電離學(xué)說明確地給出了酸堿的定義：酸解離產(chǎn)生的正離子全部是H+

堿解離產(chǎn)生的負(fù)離子全部是OH－

210精選ppt電離學(xué)說進(jìn)一步從平衡角度找到了比較酸堿強(qiáng)弱的標(biāo)準(zhǔn)，即解離平衡常數(shù)。

HAcH++Ac－

K

a=1.810－5HF

H++F－K

a=6.310－4數(shù)據(jù)表明HF的酸性比HAc的強(qiáng)些。211精選ppt阿侖尼烏斯理論在水溶液中是成功的。但其在非水體系中的適用性，卻受到了挑戰(zhàn)。212精選ppt試比較下列反應(yīng)NaNH2+NH4Cl=NaCl+2NH3

（4）NaOH+H3OCl=NaCl+2H2O

（3）（）2H2O

OH－

+H3O+

（1）2NH3NH2－+NH4+（2）213精選ppt反應(yīng)（1）是水為溶劑時(shí)，溶劑自身的解離反應(yīng)。H3O+是酸的特征離子，OH－是堿的特征離子。2H2O

OH－

+H3O+

（1）2NH3NH2－+NH4+（2）214精選ppt反應(yīng)（2）是液氨為溶劑時(shí)，溶劑自身的解離反應(yīng)。NH4+

相當(dāng)于酸的特征離子NH2－相當(dāng)于堿的特征離子2H2O

OH－

+H3O+

（1）2NH3NH2－+NH4+（2）215精選ppt反應(yīng)（3）是水為溶劑時(shí)的中和反應(yīng)；NaNH2+NH4Cl=NaCl+2NH3（4）NaOH+H3OCl=NaCl+2H2O（3）（）反應(yīng)（4）是液氨為溶劑時(shí)的中和反應(yīng)。216精選ppt液氨中進(jìn)行的上述兩種反應(yīng)，與水溶液中的同類反應(yīng)完全一致。但阿侖尼烏斯理論無法討論之，因?yàn)楦菊也坏椒隙x的酸和堿。NaNH2+NH4Cl=NaCl+2NH3（4）2NH3NH2－+NH4+（2）217精選ppt在

20

世紀(jì)的初期，出現(xiàn)了一些新的酸堿理論。1.4.2布朗斯特酸堿理論brnsted酸堿理論即酸堿質(zhì)子理論。218精選ppt1.酸堿定義在反應(yīng)中給出質(zhì)子的物質(zhì)叫做酸在反應(yīng)中接受質(zhì)子的物質(zhì)叫做堿在酸堿質(zhì)子理論中，酸和減均可以是分子、正離子和負(fù)離子。219精選ppt負(fù)離子HCO3－

SO42－

H2PO4－HCO3－質(zhì)子酸質(zhì)子堿分子HCl，H2SO4 NH3正離子[

AlH2O

6]3+[

AlH2O

5OH

]2+

NH4+（）（）220精選ppt酸給出質(zhì)子后，變成堿HClH++Cl－

酸堿H2SO4H++HSO4－

酸

堿221精選ppt同理，堿接受質(zhì)子后，變成酸。處于上述關(guān)系中的一對(duì)酸堿，互為共軛酸堿。故有酸堿+

質(zhì)子222精選pptCl－是HCl的共軛堿，而HCl是Cl－的共軛酸。HClH++Cl－223精選pptH2O

作為一種酸時(shí)，其共軛堿是而

H2O

作為一種堿時(shí)，其共軛酸是H3O+

OH－

224精選pptH2O既可以給出質(zhì)子作為酸，如H2OH++OH－又可以接受質(zhì)子作為堿，如H2O+H+H3O+225精選ppt判斷一種物質(zhì)是酸還是堿，一定要在具體的反應(yīng)中根據(jù)質(zhì)子得失關(guān)系來判斷。這種既能給出質(zhì)子，又能接受質(zhì)子的物質(zhì)叫做兩性物質(zhì)。226精選ppt2.酸堿反應(yīng)在酸堿質(zhì)子理論中，酸和堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是質(zhì)子的轉(zhuǎn)移。阿侖尼烏斯理論中的許多反應(yīng)，可以理解為質(zhì)子轉(zhuǎn)移的酸堿反應(yīng)。227精選ppt例如強(qiáng)酸的解離HCl+H2OH3O++Cl－可以理解成質(zhì)子從酸HCl轉(zhuǎn)移給堿H2O的過程。228精選ppt弱酸的解離平衡HAc+H2OH3O++Ac－可以理解成質(zhì)子從酸HAc

轉(zhuǎn)移給堿H2O的過程。229精選ppt酸堿中和反應(yīng)H3O++OH－H2O+H2O可以理解成質(zhì)子從酸H3O+轉(zhuǎn)移給堿OH－的過程。230精選pptH2O+Ac－HAc+OH－弱酸鹽的水解可以理解成質(zhì)子從酸H2O轉(zhuǎn)移給堿Ac－的過程。231精選ppt阿侖尼烏斯理論中許多不同類型的反應(yīng)，在酸堿質(zhì)子理論中呈現(xiàn)出其共性——質(zhì)子轉(zhuǎn)移。232精選ppt2NH3NH2－+NH4+

以液氨為溶劑的上述反應(yīng)，在酸堿質(zhì)子理論中也屬于酸堿反應(yīng)。NaNH2+NH4Cl

NaCl+2NH3

233精選ppt阿侖尼烏斯理論在水溶液中是成功的。酸堿質(zhì)子理論在非水體系，嚴(yán)格地講在非水質(zhì)子溶劑中是成功的。但對(duì)非水非質(zhì)子體系的適用性，卻受到了挑戰(zhàn)。234精選ppt因?yàn)樗釅A質(zhì)子理論的局限性，在于對(duì)不含有質(zhì)子的物質(zhì)，如Cu2+，Ag+等不好歸類。235精選ppt對(duì)于無質(zhì)子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)，如極為常見的反應(yīng)Ag+

+Cl－AgCl也難以討論。236精選ppt1.4.3路易斯酸堿理論Lewis

酸堿理論即酸堿電子理論。237精選ppt凡是在反應(yīng)中提供電子對(duì)的物質(zhì)都是堿，堿是電子對(duì)的給予體。如OH－，CN－，NH3，F(xiàn)－，Cl－等均屬于路易斯堿。1.理論要點(diǎn)238精選ppt凡是在反應(yīng)中接受電子對(duì)的物質(zhì)都是酸，酸是電子對(duì)的接受體。如H+，BF3，Na+，Ag+，Al3+等均屬于路易斯酸。239精選ppt酸和堿進(jìn)行反應(yīng)，生成物稱為酸堿配位化合物。BF3+F－[

BF4

]－酸堿酸堿配位化合物240精選ppt（）Cu2++4NH3[CuNH3

4]2+

酸堿酸堿配位化合物H++OH－H2O酸堿酸堿配位化合物241精選ppt對(duì)于酸堿的識(shí)別，要在具體的反應(yīng)中進(jìn)行。幾乎所有的金屬離子都是路易斯酸，陰離子幾乎都是路易斯堿，而酸和堿反應(yīng)的生成物都是酸堿配位化合物。242精選ppt

酸可以與酸堿配位化合物反應(yīng)，生成另一種酸和另一種酸堿配位化合物。這類反應(yīng)稱為酸取代反應(yīng)，如

[

CuNH3

4]2++4H+4NH4++Cu2+

酸酸（）酸堿配位化合物酸堿配位化合物243精選ppt酸H+取代出酸堿配位化合物

[

CuNH3

4]2+中的酸Cu2+，同時(shí)生成酸堿配位化合物NH4+

（）

[

CuNH3

4]2++4H+4NH4++Cu2+

酸酸（）酸堿配