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無機化學(xué)電子教案配習(xí)題和答案下載地址-展示頁

2024-08-11 11:27本頁面
  

【正文】 。 原子序數(shù)不僅代表元素在周期系中的位置,而且還有一定的物理意義,它代表著原子的某種特征。 式中 a 、 b 對同組譜線來說為常數(shù)。他把這個次序名為原子序數(shù)。 1913 年英國科學(xué)家莫斯萊 (Moseley , Henry . 1887—1915) 從 X 射線 ( 或稱倫琴射線 ) 的研究入手,發(fā)現(xiàn)以不同單質(zhì)作為產(chǎn)生 X 射線的靶子,所產(chǎn)生的特征 X 射線的波長不同。 但元素沒有這樣的涵義,它指的是同一種類的原子。在討論物質(zhì)的結(jié)構(gòu)時,原子這個概念又有量的涵義。 原子是微觀的概念,而元素是一定種類的原子的總稱。元素只能存在于具體的物質(zhì) ( 單質(zhì)或化合物 ) 中,脫離具體的物質(zhì),抽象的元素是不存在的。單質(zhì)是元素存在的一種形式 ( 自由態(tài)或稱游離態(tài) ) 。 最后,必須注意的是,我們不要把元素、單質(zhì)、原子三個概念彼此混淆。單質(zhì)相當于同一元素表現(xiàn)為實物時的存在狀態(tài)。宇宙萬物都是由這些元素的原子構(gòu)成的。 這樣,人們就進一步了解了元素的本質(zhì),元素就是以核電荷為標準,對原子進行分類的,也就是說,原子的核電荷是決定元素內(nèi)在聯(lián)系的關(guān)鍵。因為中于數(shù)不同,所以同一元素可以有原子質(zhì)量不同的幾種原子,但決定元素化學(xué)性質(zhì)的主要因素不是原于質(zhì)量而是核外電子數(shù),核外電子數(shù)又決定于核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)即核電荷數(shù),所以質(zhì)子數(shù)相同的一類原子,共化學(xué)性質(zhì)基本是相同的。如自然界中氧元素的原子有 % 是由 8 個質(zhì)子和 8 個中于組成的 168O) ,有 %是由 8 個質(zhì)子和 9 個中子組成的 (元素是在原子水平上表示物質(zhì)組分的化學(xué)分類名稱。 十九世紀原子分子論建立后,人們認識到一切物質(zhì)都是由原子通過不同的方式結(jié)合而構(gòu)成的。 發(fā)現(xiàn)氧的英國普列斯特里 (Priestley . J . 1733—1804) 和瑞典的舍勒 (K . W . Scheele , 1742 一 l786) 都還相信 “ 燃素 ” 是元素。當時無法分解的東西不一定是元素。但這個概念在很大程度上有主觀因素。他的元素概念是實在的基元物質(zhì)。而認識的方法是分析,即把物體分解為元素 ” 。 十七世紀下半葉英國波義耳 (Boyle. R. 1627—1691) 批判了上述元素的錯誤慨念,于 1661 年在其名著《懷疑派的化學(xué)家》一書中提出了新的元素慨念。以此為指導(dǎo)思想,自然會產(chǎn)生 “ 哲人石 ” 的思想。不是近代的科學(xué)概念僅是人類深入物質(zhì)層次的認識水平的暫時性界限。 古代元素的本來意義是物質(zhì)的基元單位,是世界萬物的組成部分,如我國的五行學(xué)說;古希臘的四元素說,但這些僅僅是一種天才的猜測。 化學(xué)中元素的概念經(jīng)過兩次重大發(fā)展,從古代元素概念到近代化學(xué)的元素概念。 12 相對原子質(zhì)量(原子量) 121 元素、原子序數(shù)和元素符號 1799 年,法國化學(xué)家普魯斯特( Joseph L. Proust 1754—1826 ):發(fā)現(xiàn)定比定律:來源不同的同一種物質(zhì)中元素的組成是不變的。 1797 年,里希特( J. B. Richter 1762—1807 ):發(fā)現(xiàn)了當量定律。 1785 年,法國化學(xué)家拉瓦錫( Antoine L. Lavoisier 1743—1794 ):提出了質(zhì)量守衡定律:化學(xué)反應(yīng)發(fā)生了物質(zhì)組成的變化,但反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量不變。 1732 年,尤拉( Leonhard Euler, 1707—1783 ):自然界存在多少種原子,就存在多少種元素。 波意耳:第一次給出了化學(xué)元素的操作性定義 化學(xué)元素是用物理方法不能再分解的最基本的物質(zhì)組分,化學(xué)相互作用是通過最小微粒進行的,一切元素都是由這樣的最小微粒組成的。 古代自然哲學(xué)家對物質(zhì)之源的臆測:本原論(元素論)和微粒論(原子論) 古希臘哲學(xué)家德謨克利特( Democritus, 約 460—370 B C ):宇宙由虛空和原子構(gòu)成,每一種物質(zhì)由一種原子構(gòu)成。 原子結(jié)構(gòu)與元素周期性的關(guān)系(元素性質(zhì)呈周期性的原因,電子層結(jié)構(gòu)和周期的劃分,電子層結(jié)構(gòu)和族的劃分,電子層結(jié)構(gòu)和元素的分區(qū))。 3 .核外電子排布和元素周期表;多電子原子的能級(屏蔽效應(yīng),鉆穿效應(yīng),近似能級圖,原子能級與原子序數(shù)關(guān)系圖)。波函數(shù)、原子軌道和電子云的區(qū)別與聯(lián)系。核外電子運動的波粒二象性(德布羅衣的預(yù)言,電子的衍射試驗,測不準關(guān)系)。 2 .元素原子的價電子構(gòu)型。 3 .元素的位置、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)之間的關(guān)系。 [ 教學(xué)重點 ] 1 .量子力學(xué)對核外電子運動狀態(tài)的描述。 2 .了解屏蔽效應(yīng)和鉆穿效應(yīng)對多電子原子能級的影響,熟練掌握核外電子的排布。 2 從 ,pl 查截止目前化學(xué)物質(zhì)的總數(shù)目。在學(xué)習(xí)的過程中,應(yīng)努力把握學(xué)科發(fā)展的最新進展,努力將所學(xué)的知識、概念、原理和理論理解新的事實,思索其中可能存在的矛盾和問題,設(shè)計并參與新的探索。 ( 3 )要講究方法:要選找出最適合自己的學(xué)習(xí)方法。 3 .怎樣學(xué)好化學(xué) ( 1 )要有動力:做任何事情都需要有動力,學(xué)習(xí)化學(xué)同樣要有動力,只有明確了為什么要學(xué)化學(xué),自己想學(xué)化學(xué),才有可能學(xué)好化學(xué)。 物理化學(xué)的研究對象:化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律、化學(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)的測定方法,化學(xué)物質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)與電、聲、光、磁、熱的相互關(guān)系等等,是用物理的方法研究化學(xué)。 有機化學(xué)的研究對象:碳氫化合物及其衍生物。 2 .化學(xué)的主要分支 經(jīng)典化學(xué)的四大分支: 無機化學(xué)、有機化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)。 ● 化學(xué)是一門研究分子和超分子層次的化學(xué)物種的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化的自然科學(xué)。 ● 化學(xué)研究分子的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與變化。 第二十五章 核化學(xué)(2學(xué)時)1 .化學(xué)的研究對象 什么是化學(xué)? ● 化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與變化的一門自然科學(xué)?! 稛o機化學(xué)例題與習(xí)題》徐家寧等編,高等教育出版社,2000年7月第1版。 《無機化學(xué)》邵學(xué)俊等編,武漢大學(xué)出版社,2003年4月第2版。教材《無機化學(xué)》北京師范大學(xué)、華中師范大學(xué)、南京師范大學(xué)無機化學(xué)教研室編,高等教育出版社,2002年8月第4版。參考書 《無機化學(xué)》北京師范大學(xué)、華中師范大學(xué)、南京師范大學(xué)無機化學(xué)教研室編,高等教育出版社,1992年5月第3版?! 稛o機化學(xué)》武漢大學(xué)、吉林大學(xué)等校編,高等教育出版社,1994年4月第3版?! 稛o機化學(xué)習(xí)題精解》竺際舜主編,科學(xué)出版社,2001年9月第1版《無機化學(xué)》電子教案  緒論(2學(xué)時)    第一章   原子結(jié)構(gòu)和元素周期系(8學(xué)時)    第二章   分子結(jié)構(gòu)(8學(xué)時)    第三章   晶體結(jié)構(gòu)(4學(xué)時)    第四章   配合物(4學(xué)時)    第五章   化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)(8學(xué)時)    第六章   化學(xué)平衡常數(shù)(4學(xué)時)    第七章   化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)(6學(xué)時)    第八章   水溶液(4學(xué)時)    第九章   酸堿平衡(6學(xué)時)    第十章   沉淀溶解平衡(4學(xué)時)    第十一章  電化學(xué)基礎(chǔ)(8學(xué)時)    第十二章  配位平衡(4學(xué)時)    第十三章  氫和稀有氣體(2學(xué)時)    第十四章  鹵 素(6學(xué)時)    第十五章  氧族元素(5學(xué)時)    第十六章  氮、磷、砷(5學(xué)時)    第十七章  碳、硅、硼(6學(xué)時)    第十八章  非金屬元素小結(jié)(4學(xué)時)    第十九章  金屬通論(2學(xué)時)    第二十章  s區(qū)元素(4學(xué)時)    第二十一章 p區(qū)金屬 (4學(xué)時)    第二十二章 ds區(qū)元素(6學(xué)時)    第二十三章 d區(qū)元素(一)第四周期d區(qū)元素(6學(xué)時)    第二十四章 d區(qū)元素(二)第五、六周期d區(qū)金屬(4學(xué)時)(太寬泛) ● 化學(xué)研究的是化學(xué)物質(zhì) (chemicals) 。 ● 化學(xué)是研究分子層次以及以超分子為代表的分子以上層次的化學(xué)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化的科學(xué)。 ● 化學(xué)研究包括對化學(xué)物質(zhì)的①分類;②合成;③反應(yīng);④分離;⑤表征;⑥設(shè)計;⑦性質(zhì);⑧結(jié)構(gòu);⑨應(yīng)用以及⑩它們的相互關(guān)系。 無機化學(xué)的研究對象:除碳以外的其它所有元素及其化合物。 分析化學(xué)的研究對象:化學(xué)物質(zhì)的分離和表征。 新型學(xué)科分支或交叉學(xué)科: 元素化學(xué)、配位化學(xué)、合成化學(xué)、儀器分析、電化學(xué)、光化學(xué)、磁化學(xué)、化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)、膠體化學(xué)、界面化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)、結(jié)晶化學(xué)、高分子化學(xué)、化學(xué)工程學(xué)、地球化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、生物化學(xué)(生命化學(xué))、農(nóng)業(yè)化學(xué)、工業(yè)化學(xué)、天體化學(xué)、宇宙化學(xué)、固體化學(xué)、藥物化學(xué)、核化學(xué)(放射化學(xué)、輻射化學(xué))、化學(xué)信息學(xué)、化學(xué)商品學(xué)、化學(xué)教育學(xué) 。 ( 2 )要重視實踐的指導(dǎo)作用:要做好實驗,要認真完成作業(yè),要善于思考,要做研究,要學(xué)會自學(xué)。在學(xué)習(xí)的過程中,應(yīng)努力學(xué)習(xí)前人是如何進行觀察和實驗的,是如何形成分類法、歸納成概念、原理、理論的,并不斷體會、理解創(chuàng)造的過程,形成創(chuàng)新的意識,努力去嘗試創(chuàng)新。 [ 課后任務(wù) ] 1 .詳細閱讀本書 p11 以前的所有內(nèi)容。[ 教學(xué)要求 ] 1 .掌握近代理論在解決核外電子運動狀態(tài)問題上的重要結(jié)論:電子云概念,四個量子數(shù)的意義, s 、 p 、 d 原子軌道和電子云分布的圖象。 3 .從原子結(jié)構(gòu)與元素周期系的關(guān)系,了解元素某些性質(zhì)的周期性。 2 .基態(tài)原子電子組態(tài)的構(gòu)造原理。 [ 教學(xué)難點 ] 1 .核外電子的運動狀態(tài)。 [ 教學(xué)時數(shù) ] 8 學(xué)時 [ 教學(xué)內(nèi)容 ] 1 .核外電子運動的特殊性:核外電子運動的量子化特征(氫原子光譜和玻爾理論)。 2 .核外電子運動狀態(tài)的描述:波函數(shù)、電子云及其圖象表示(徑向與角度分布圖)。四個量子數(shù)(主量子數(shù) n ,角量子數(shù) l ,磁量子數(shù) m ,自旋量子數(shù) ms )。核外電子排布原理和電子排布(能量最低原理,保里原理,洪特規(guī)則)。 4 .元素某些性質(zhì)的周期性,原子半徑,電離勢,電子親和勢,電負性。 11 道爾頓原子論 1805 年,英國科學(xué)家道爾頓( John Dalton 1766—1844 ):把元素和原子兩個概念真正聯(lián)系在一起,創(chuàng)立了化學(xué)原子論:每一種化學(xué)元素有一種原子;同種原子質(zhì)量相同,不同種原子質(zhì)量不同;原子不可再分;一種不會轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N原子;化學(xué)反應(yīng)只是改變了原子的結(jié)合方式,使反應(yīng)前的物質(zhì)變成反應(yīng)后的物質(zhì)。 倍比定律:若兩種元素化合得到不止一種化合物,這些化合物中的元素的質(zhì)量比存在整數(shù)倍的比例關(guān)系。 瑞典化學(xué)家貝采里烏斯( J. J. Berzelius 1779—1848 ):確定了當時已知元素的原子量,發(fā)明了元素符號。再到現(xiàn)代化學(xué)的包括同位素的元素概念,這些進展對化學(xué)這門重要基礎(chǔ)科學(xué)確有革命性意義。正如恩格斯指出的那樣“古代人的天才的自然哲學(xué)的直覺 ” 。如四元素說認為物質(zhì)本原是幾種抽象的性質(zhì),由這些原始性質(zhì)組合成元素,再由元素產(chǎn)生萬物,這種把本來不存在的脫離物質(zhì)的抽象性質(zhì)當做第一性東西,是錯誤的,唯心的。 “ 元素是組成復(fù)雜物體和分解復(fù)雜物體時最后所得的那種最簡單的物體 ” ,是用一般化學(xué)方法不能再分解為更簡單的某些實物 ”“ 化學(xué)的目的是認識物體的結(jié)構(gòu)。波義耳第一次把物質(zhì)的最終組成歸結(jié)為化學(xué)元素。波義耳確實為人們研究萬物的組成指明了方向,因此,這是化學(xué)發(fā)展中的一個轉(zhuǎn)折點,對此恩格斯給予了高度的評價,認為 “ 波義耳把化學(xué)確立為科學(xué) ” 。確認什么是元素往往有個人經(jīng)驗和當時化學(xué)方法的局限性問題。如波義耳本人就認為火是元素。正是 “ 這種本來可以推翻全部燃素說觀點,并使化學(xué)發(fā)生革命的元素在他們手中沒能結(jié)出果實來。在氧氣、氧化鎂、水、二氧化硫、碳酸鈣等性質(zhì)各不相同的物質(zhì)中都合有相同的氧原子,于是元素的概念被定義為: “ 同種的原于叫元素 ” 。 原子核組成的奧秘被揭開以后,人們通過科學(xué)實驗發(fā)現(xiàn):同種元素的原子核里所含的質(zhì)子數(shù)目是一樣的,但中子數(shù)卻可以不同。 178O) , % 是由 8 個質(zhì)子和 10 個中子組成的 ( 188O) 。 根據(jù)現(xiàn)代化學(xué)的觀念, 元素是原子核里質(zhì)子數(shù)(即核電荷數(shù))相同的一類原子的總稱。 迄今為止,人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的化學(xué)元素有 109 種 ( 但第 108 號元素尚待最后認定 ) ,它們組成了目前已知的大約五百萬種不同物質(zhì)。 由同種元素組成的物質(zhì)稱單質(zhì),如氧氣、鐵、金剛石等。 由不同種元素組成的物質(zhì)稱化合物,如氧化鎂、硫酸、氫氧化鈉、食鹽、水等。元素和單質(zhì)是宏觀的概念。某些元素可以形成幾種單質(zhì),譬如碳的同素異性體有金剛石、石墨兩種;硫的同素異性體有正交硫、單斜硫、無定形硫和彈性硫等。從這個角度看,元素和單質(zhì)既有聯(lián)系又有區(qū)別。元素符號既表示一種元素也表示該元素的一個原子。如氧原子可以論個數(shù),也可以論質(zhì)量。譬如:水是由氫氧兩種元素組成的,水分子中含有兩個氫原子和一個氧原子,而絕不能說成水分子中含有兩個氫元素和一個氧元素。他將各元素按所產(chǎn)生的特征 X 射線的波長排列后 ( 圖 1—1) ,就發(fā)現(xiàn)排列次序與其在周期表中的次序是一致的。莫斯萊總結(jié)的公式為: 即特征 x 射線波長 (λ) 的倒數(shù)的平方根與原子序數(shù) (z) 呈直線關(guān)系 ( 圖 1—2) 。這就是莫斯萊定律。盧瑟福在完成他的利用 α 質(zhì)點散射測定核電荷的實驗工作后,便結(jié)合莫斯萊的結(jié)果做出普遍的結(jié)論:原子核的電荷在數(shù)值上等于元素的原子序數(shù)。其實驗結(jié)果見表 1—1 。 122 核素、同位素和同位素豐度 具有一定數(shù)目的質(zhì)子和一定數(shù)目的中子的一種原子稱為核素。原于核里有 6 個質(zhì)子和 7 個中子的碳原子質(zhì)量數(shù)為 13 ,稱 13C 核素。 具有多種核素的元素稱多核素元素。 同位素的發(fā)現(xiàn)和核化學(xué)的發(fā)展是二十
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