無機與分析化學

1、1,無機與分析化學Inorganic and Analytical Chemistry,緒論,2,緒論introduction,1、化學的研究對象,2、現(xiàn)代化學發(fā)展特點及趨勢,4、無機與分析化學的內(nèi)容、學習目的、 學習方法及考核要求,3、無機與分析化學的性質(zhì),3,1、化學的研究對象,物質(zhì)形態(tài),實物,場（電磁場、引力場）,化學的研究對象,物質(zhì)結構層次：,納米材料,單質(zhì) 化合物,微觀,宏觀,（原子atom 、分子molecules ）,4,化學是什么?,核心與特征：合成新物質(zhì)（區(qū)別于所有其他科學的特色） 美國化學文摘2007年4月16日登錄的化學物質(zhì)總數(shù)3200萬。http:/www.cas.or

2、g/cgi-bin/regreport.pl 物質(zhì)的組成與結構（分離、鑒定和表征） 物質(zhì)的性質(zhì)與變化,在分子層次上研究物質(zhì)的組成、 性質(zhì)、結構、變化和應用的科學。,5,1）分子層次（molecular scale）不是傳統(tǒng)的分子概念。,2）組成（form）包括物質(zhì)的定性組成和定量組成。,準確完整地把握化學的定義，應注意以下幾點：,離子晶體、原子晶體或金屬晶體,單原子分子,氣態(tài)原子或單核離子,以共價鍵結合的傳統(tǒng)意義的分子,聚合度不同的高分子,包括,定量組成：元素的質(zhì)量百分比、原子個數(shù)比、化學式及分子式。,定性組成：含有哪些元素。,區(qū)別？,NaCl SiO2,分子式,化學式,H2O CH4,6,3

3、）結構（structure）：包括原子結構、分子結構和晶體結構以及說明物質(zhì)結構的各種結構理論。,4) 性質(zhì)（property）：包括物理性質(zhì)和化學性質(zhì)。 物理性質(zhì)如溶解性、熱性質(zhì)和某些譜學性質(zhì)等在化學中應用相當廣泛，也是化學的研究內(nèi)容。,5) 變化（change）：化學變化及與之相關的物理變化。 熱化學、電化學和表面化學都是研究與化學過程相關的物理過程。,科學技術的迅速發(fā)展使化學研究的內(nèi)容、方法和手段發(fā)生著深刻的變化。,7, 分子組成發(fā)生改變而生成新物質(zhì)，同時伴有物理變化 （如光、熱、電、顏色、物態(tài)等）。, 決定因素,化學變化的特點：, 原子核組成不變。（化學變化前后質(zhì)量守恒）,內(nèi)因：物質(zhì)的組

4、成與結構,外因：溫度、壓力、濃度、介質(zhì)、催化劑等, 實質(zhì)：核外電子運動狀態(tài)的改變,8,2、現(xiàn)代化學發(fā)展特點及趨勢,19世紀末 物理學三大發(fā)現(xiàn),1895X射線,1896元素放射性,1897電子,之后20世紀起化學發(fā)展最快,Why？,9,60年代：借助計算機，使結構化學、分子設計向新方向發(fā)展， 更深揭示化學的本質(zhì)。,70年代起：新化合物的發(fā)現(xiàn)和合成極為迅速（1991年為1200萬種，2007年達3200萬種）,20世紀初：相對論（1916）、量子力學建立（1926）之后， 現(xiàn)代化學基本理論形成并建立（價鍵、分子軌道、配位場、能帶）。,50年代：DNA雙螺旋結構發(fā)現(xiàn)及其重組技術使用， 使生物化學、分

5、子生物學飛速發(fā)展，促使生命科學發(fā)展。,化學各分支學科與邊緣學科的建立,產(chǎn)生了眾多的分支學科。,無機化學(inorganic chemistry) 有機化學(organic chemistry) 分析化學(analytical chemistry) 物理化學(physical chemistry),經(jīng)典的四個 分支學科,10,化學9大類，77分支,無機化學8個,有機化學8個,無機合成化學 無機物分離化學 元素無機化學 配位化學 金屬簇化合物 物理無機化學 穩(wěn)定同位素化學 無機固體化學,分析化學16個,物理化學14個,定性分析 容量分析 重量分析 原子光譜法 分子光譜法 電分析化學 色譜法 質(zhì)譜分

6、析,高分子化學6個,有機合成 金屬有機及元素有機化學 天然產(chǎn)物化學 物理有機化學 有機固體化學 有機光化學 有機分析化學 立體化學,核化學與放射化學9個,環(huán)境化學8個,生命化學5個,材料化學3個,11,當今化學發(fā)展動向：,化學的“功”與“過”,創(chuàng)造了世界,改變了世界,更要保護世界,更深層次揭示化學反應、物質(zhì)結構與性能關系的本質(zhì)。,進一步研究化學催化，生命過程中的化學問題。,環(huán)境、資源、能源向化學提出建立潔凈、節(jié)能、節(jié)源的 “綠色化學”的合成與工藝。,12,氧化鋁陶瓷制品,化學創(chuàng)造了世界,13,金剛石,14,金剛石鉆頭,15,光學纖維胃鏡,16,用光導纖維做手術，不用開刀,17,近年發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的

7、新物質(zhì)層出不窮，如球碳、管碳、團簇化合物、籠合物等。,富勒烯C60,C50 中國科學院院士、廈門大學教授鄭蘭蓀領導和組織完成 2004年月日出版的美國科學雜志發(fā)布了此項成果,18,納米碳管 carbon nano tube,19,化學改變了世界,20,21,海邊,22,23,長海,化學更要保護世界,24,3、無機與分析化學的性質(zhì),無機與分析化學不是化學學科發(fā)展的一門分支學科,無機化學：研究所有元素的單質(zhì)和化合物（碳氫化合物及其衍生 物除外）的組成、結構、性質(zhì)和反應規(guī)律的學科。,分析化學：研究物質(zhì)組成成分及其含量的測定原理、測定方法 和操作技術的學科。,分析化學部分以學習定量化學分析為主，后續(xù)開

8、設儀器分析課程。,25,優(yōu)點：加強無機與分析的內(nèi)在聯(lián)系； 避免內(nèi)容的重復性，節(jié)約課時； 理論與應用緊密聯(lián)系，易于理解。,無機與分析化學：將無機化學與分析化學有機結合的課程體系 （化學分析多以無機化學反應為基礎）。,缺點：課程內(nèi)容多，學習負擔較重。,26,4、無機及分析化學的內(nèi)容、學習目的、方法 及考核要求,27,無機與分析化學課程主要內(nèi)容,制備與性質(zhì)（元素化學）,物質(zhì)結構,配合物結構,酸堿平衡 沉淀平衡 氧化還原 配位平衡,元素通論 s區(qū)元素 p區(qū)元素 d ,ds區(qū)元素 f區(qū)元素,三大模塊內(nèi)容：宏觀 微觀 宏觀+微觀,化學反應規(guī)律及在化學分析中的應用,程度與方向化學平衡（S G K）,能量變化

9、化學熱力學（H U）,速率化學動力學,原子結構 氫原子 多電子原子 周期律,分子結構 化學鍵本質(zhì) 結構理論,晶體結構,各種反應 物質(zhì)分離 物質(zhì)鑒定 應用為主,無機反應主要類型,理論部分,理論: 80學時 5學分 實驗: 48學時 1.5學分,酸堿滴定 重量分析 沉淀滴定 氧化還原滴定 配位滴定,28,學習目的,化學類第一門基礎課,學會以化學的觀點聯(lián)系實際問題,培養(yǎng)分析、綜合考慮問題的能力,訓練實驗動手能力,為后續(xù)有機化學、物理化學、化工工藝等課程的基礎課,學習專業(yè)基礎課及專業(yè)課的“敲門磚”,29,與中學教與學方法的不同,授課內(nèi)容少，練習多， 保證聽懂，掌握。,授課內(nèi)容多，練習少， 部分學生不一

10、定完全聽懂， 需課后認真看書，做習題。,學習由老師安排， 家長督促。,老師大部分時間與學生 相處，有問題可及時問。,完全靠自覺,老師課后輔導時間較少，有問題要靠自己多思考，多與同學討論。,中學,大學,自主學習,被動學習,30,重視實驗技能的提高,課程學習方法,注意問題如何提出,解決的思路與方法,借助怎樣的理論與實驗,培養(yǎng)自學能力,主動學習,課外參考資料擴大知識面,利用網(wǎng)上教學平臺及網(wǎng)絡資源學習,善于提出問題及發(fā)現(xiàn)矛盾,抓住重點與難點,減少對教師的依賴心理,及時消化所學知識,31,考核要求,平時成績,出勤,作業(yè),筆試成績（滿分100）,總成績 (滿分100),平時成績 40%,筆試成績 60%,課堂回答問題,網(wǎng)絡課程學習情況,課外小論文及講解,32,上課及習題課安排,正課：上課16周。 課后習題課：每兩周一次(時間地點另通知)。 課后答疑：利用課間、習題課或電話、電子郵件、 預約等。,作業(yè)要求,準備A、B