无机化学重点笔记

第一章 物质的状态

理想气体:就是设定气体分子本身不占空间、分子间也没有相互作用力的假想情况下的气体。 实际气体:处于高温(高于273 K)、低压(低于数百千帕)的条件下,由于气体分子间距离相当大,使得气体分子自身的体积与气体体积相比可以忽略不计,且分子间作用力非常小,可近似地将实际气体瞧成就是理想气体。

pV = nRT (理想气体状态方程式)

R 称为比例常数,也称为摩尔气体常数。

R = 8、314 Pa·m3·mol-1·K-1 = 8、314 kPa·L·mol-1·K-1

= 8、314J·mol-1·K-1(Pa·m3=N·m-2·m3=N·m = J)

道尔顿理想气体分压定律 式中 xi 为某组分气体的摩尔分数。理想气体混合物中某组分气体的分压等于该组分气体的摩尔分数与总压力的乘积。

分体积定律 当几种气体混合时,起初每一种气体在各处的密度就是不同的,气体总就是从密度大的地方向密度小的地方迁移,直至密度达到完全相同的状态,这种现象称为扩散。

相同温度、相同压力下,某种气体的扩散速度与其密度的平方根成反比,这就就是气体扩散定律。用u i 表示扩散速度,ρi 表示密度,则有:

或

u A 、u B 分别表示

,ρA 、

ρB 分别表示A 、B 两种气体的密度。

同温同压下,气体的密度(ρ)与其摩尔质量(M)成正比,据此可以表示为: 对理想气体状态方程进行修正 对n = 1 mol 实际气体,其状态方程为: 气体分子运动论的主要内容包括以下几个假设:

(1)气体由不停地作无规则运动的分子所组成;

(2)气体分子本身不占体积,视为数学上的一个质点;

(3)气体分子间相互作用力很小,可忽略;

(4)气体分子之间及分子对容器壁的碰撞视为弹性碰撞,气体的压力就是由于气体分子同容器壁产生碰撞的结果;

(5)气体分子的平均动能与气体的温度成正比。

通常把蒸气压大的物质称为易挥发的物质,蒸气压小的物质称为难挥发的物质。

对同一液体来说,若温度高,则液体中动能大的分子数多,从液体中逸出的分子数就相应的多些,蒸气压就高;若温度低,则液体中动能大的分子数少,从液体中逸出的分子数就相应的少些,蒸气压就低。

克劳修斯-克拉贝龙(Clansius-Clapeyron)方程 沸点就是指液体的饱与蒸气压等于外界大气压时的温度。在此温度下,气化在整个液体内部与表面同时进行(在低于该温度时气化仅在液体的表面上进行),称之为液体的沸腾。三氯甲烷、乙醇、水与醋酸的正常沸点依次分别为61、3℃, 78、4℃, 100℃与118、5℃。减压蒸馏i i RT RT p p n n V V

=∑=∑=i i i i i p n n p p x p p n n

=== 或1212= = +++ i i i i

n RT n RT n RT nRT V V V V p p p p =???=+???=∑∑

i u A B u u A B u u 2

2()()an p V nb nRT V +-=2()()m m a p V b RT V +-=211211lg ()2.303p H p R T T ?=-

的方法正就是利用减压时液体沸点会降低的这一特征去实现分离与提纯物质的目的。这种方法适用于分离提纯沸点较高的物质以及那些在正常沸点易分解或易被空气氧化的物质。 如果温度高于某一数值,则无论加多大的压力也不能使气体液化。这一温度称为临界温度,用符号T c 表示。在临界温度时,使气体液化所需的最低压力称为临界压力,用p c 表示;而在临界温度与临界压力下物质所占有的体积称为临界体积,用V c 表示。T c 、p c 与V c 统称为临界常数。

晶体与非晶体特性的异同点主要表现在以下几个方面:

(1)晶体与非晶体的可压缩性与扩散性均很差。

(2)完整晶体具有固定的几何外形,而非晶体则没有。

(3)晶体具有固定的熔点,非晶体则没有固定的熔点。非晶体被加热到一定温度后开始软化,流动性增加,直至最后变成液体。从软化到完全熔化,要经历一段较宽的温度范围。

(4)晶体具有各向异性,许多物理性质,如光学、导热性、导电性与溶解作用等在晶体的不同方向上测定时,就是各不相同的。如石墨晶体易沿着层状结构方向断裂,石墨的层向导电能力远远高于竖向导电能力。晶体的各向异性就是其内部粒子有规律排列的反映。非晶体则表现出各向同性。

等离子体实际就是部分电离状态的气体,物质的第四种状态。电离就是指中性气体的原子(或分子)电离成离子与自由电子。

水的三相点所对应的温度(0、01 ℃)与压力(0、611 kPa)下,固、液与气三态可以共存,即三态处于平衡状态。

第二章 溶液与胶体

分散系:一种或几种物质以细小的粒子分散在另一种物质里所形成的体系。分散系由分散质与分散剂两部分组成。溶液中,分散质一般称为溶质,分散剂一般称为溶剂。

表2-1 按分散质粒子直径的大小分类的液态分散系

溶液的浓度表示 1、质量分数 2、物质的量浓度 3、质量摩尔浓度 4、摩尔分数 溶液的性质有两类:第一类:如颜色、导电性、酸碱性等由溶质的本性决定。

第二类:如溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点下降、渗透压等则与溶质的本性无关,取决于溶液中溶质的自由粒子(可以就是分子、离子、原子等微粒)数目,即浓度。

后一类性质常称为溶液的依数性,也称为溶液的通性。在难挥发非电解质的稀溶液中,这

B B m w m =B B n c V =B B A n b m =B B n x n =

些性质就表现得更有规律。

拉乌尔( F 、 M 、 Raoult)定律(只适用于非电解质稀溶液): 溶液蒸气压下降:Δp = K p ·b B 溶液沸点升高:△T b = K b · b B

凝固点下降:△T f = K f · b B 溶液的渗透压:Π ＝ c B RT

一些常见溶剂的沸点与K b 值

渗透性就是指分子或离子透过半透膜的性质。具有这种性质的膜有猪的膀胱、肠衣、植物的细胞壁以及人工制造的无机陶瓷膜等。

如果半透膜两边溶液浓度相等,渗透压相等,这种溶液称为等渗溶液。

在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物称为电解质,不能导电的化合物称为非电解质。根据其水溶液中导电能力的强弱又可分为强电解质与弱电解质。解离度就是指溶液中已解离的电解质的物质的量占溶液中初始电解质物质的量的百分数,用α表示。

离子活度就是离子在反应中发挥作用的有效浓度:a = f ·c 离子强度(定量表征电解质浓度与离子电荷数对活度系数的影响): z B 就是离子B 的电荷,I 越大,f 就越小。对于稀溶液,弱电解质溶液、难溶强电解质溶液作近似计算时f 值非常接近1,可用浓度代替活度。

胶体分散系就是由颗粒大小在1~100 nm 的分散质组成的体系。它可分为两类:

① 胶体溶液,又称溶胶。它就是由小分子、原子或离子聚集成较大颗粒而形成的多相体

系。如Fe(OH)3溶胶与As2S3溶胶等。

② 高分子溶液,它就是由一些高分子化合物组成的溶液。如胶水。

分散体系的分散度常用比表面来衡量:Ｓ0＝ 比表面积越大,表面能就越高,系统就越不稳定,因此液体与固体都有自动减少表面能的能力。凝聚与表面吸附就是降低表面能的两种途径。

固体在溶液中的吸附分为两类:分子吸附(非极性的吸附剂较易吸附非极性的物质)与离子吸附(离子选择吸附与离子交换吸附)。交换能力与溶液中离子的浓度与价数有关,浓度越大,离

子价数越高,水化离子半径越小(水化离子半径:Li ＋＞Na ＋＞K ＋＞Rb ＋＞Cs ＋),交换能力越强。

溶胶制备常用方法就是分散法(研磨法、超声波法、电弧法、胶溶法)与物理、化学凝聚法。 溶胶的光学性质:丁达尔效应。动力学性质:布朗运动。

电学性质:电泳:溶胶粒子在外电场作用下发生定向移动的现象。

电渗:在外电场下,使溶胶粒子不动,分散剂定向移动的现象称为电渗。 A *A p p x =2B B 1=()2I c z ∑A V