天津大学无机化学课件第九章元素概论
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无机化学绪论ppt课件
❖对大学期间的后续课程有用。 ❖对毕业以后的工作有用。
❖化学与我们的生活息息相关。
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
药学（Pharmacy）：是研究药物的结构特 征、理化性质、同时又要了解药物进入体内后的 生理效应，毒副作用以及生物转化等内容的一门 学科。
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
5. 为什么药学专业的学生要学习“无机化学”？
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
6. 我们的“无机化学”与中学化学有什么联系和不同？
中学
•理论性更强，更抽象 •更注重定量处理 •对于元素性质的介绍更深入，更有针对性
大学
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
1.化学的分支
基础化学
化学
应用化学
无机 有机 分析 物化 工业 农业 环境 食品 药品 医用
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
2. 无机化学的定义
无机化学是以元素周期系和近代化学理 论为基础，研究元素的单质及其化合物（碳 氢化合物及其衍生物除外）的组成、结构、 性质和无机化学反应过程的科学。
❖化学与我们的生活息息相关。
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药学（Pharmacy）：是研究药物的结构特 征、理化性质、同时又要了解药物进入体内后的 生理效应，毒副作用以及生物转化等内容的一门 学科。
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
5. 为什么药学专业的学生要学习“无机化学”？
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
6. 我们的“无机化学”与中学化学有什么联系和不同？
中学
•理论性更强，更抽象 •更注重定量处理 •对于元素性质的介绍更深入，更有针对性
大学
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
1.化学的分支
基础化学
化学
应用化学
无机 有机 分析 物化 工业 农业 环境 食品 药品 医用
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2. 无机化学的定义
无机化学是以元素周期系和近代化学理 论为基础，研究元素的单质及其化合物（碳 氢化合物及其衍生物除外）的组成、结构、 性质和无机化学反应过程的科学。
无机化学课件
一家百货商店的窗子里陈列着一件很漂亮的旗袍，过往的人们全都有要看它一看。
同是一件旗袍，但是对观众所引起的感想却不一样。
一个经济学家会想到这件衣服的价值和利润；历史学家会联想到服装变迁的沿革。
一个化学家所注意的却是这件衣服的材料——丝、棉、人造丝，所用的是那一种染料，会不会变色等等。
从这个例子可以看出化学家有一点与众不同，他所注意的全是一些与物质有关系的问题。
化学是一种研究物质的科学。
化学是一门中心学科物质科学可以从许多方面来讨论。
设有一块玻璃，一个物理学家所注意的是此物对于紫外线是否透明，其介电常数有多大，能经得起多大的拉力等等问题。
一个化学家却注意这块玻璃中有多少铅、硅、钠、钙，这些东西是怎样联起来的，改变其成分对于玻璃的性质，如耐酸、耐热、透明等等有何影响。
物理学家和化学家虽然全研究物质，但是化学家特别注意物质的组成与其性质的关系。
化学是一门中心学科除了物质的组成之外，还有一类问题也是化学家所注意的。
有一种人造丝其中有碳、氢、氧、氮，但是将这些东西放在一起却得不到人造丝。
化学家要知道在何种情形下这些东西才会变成人造丝。
换言之，化学家要知道在何种情形下某种变化才会发生。
化学是一门中心学科有时化学家所注意的是另一类问题。
例如买了一吨煤，我们所注意的不但是燃烧之后产生什么东西，而更关心的是这一吨煤能产生多少热。
又如一个蓄电池放电之时，我们所注意的不但是电极和电池中的硫酸发生了什么作用，而更注意电池的电势和电流。
热和电能全是能。
因此，我们可以说，有时化学家所注意的是一种变化发生时能够产生或消耗多少能。
化学是一门中心学科总结起来，化学讨论：（1）物质的组成与其性质的关系（2）如何能使一种化学反应发生（3）一种反应发生时能够供给或需要多少能化学是一门中心学科化学是一门在原子-分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学。
化学是一门中心学科化学历史发展大致可以分为三个时期：◇古代和中古时期（17世纪中叶以前）：人类的化学知识来源于以实用为目的的具体工艺过程的体验，化学作为一门科学尚未诞生。
天津大学无机化学课件0绪论52页PPT文档
(介观)
宏观
由宏观到微观，定性到定量，稳定态到亚稳定态，经验上升到理 论并用理论指导实践，进而开创新的研究。
哪些是关键性的问题呢？
化学反应的性能，化学催化，生命过程中的化学问题等。总之，
化学已成为中心科学，与21世纪科学）都有关。
8
1、化学研究的对象
原子 atom
5
1 化学的研究对象 绪论 2 化学的主要分支
3 怎样学习化学
6
什么是化学？它研究的对象是什么？如何才能学好化 学？这是开始学化学首先要解决的问题。下面就从回答这些 问题来开始我们的化学学习。
一．化学研 究的物质
物质是不依赖于人们的感觉而存在并且可以 被人们的感觉所认识的客观实在。简而言之，物 质是客观存在的东西。
化学研究的物质 一般是指实物
具体地 说物质 包括实 物和场
具有静止质量、体积、占有空间的
实物 物体。如书桌、铁、木材、水、空
气等。
场 没有静止质量、体积、不占有空间。
如电场、磁场、光、声音。
7
物质结构层次：
质子
夸克
原子核
中子 电子
原子 (离子)
纳米 材料
宇宙
(宇观)
分子
单质 化合物
星体
微观 当今化学发展的趋势大致是:
2）化学物质（chemical substance） 不包括物质的另 一基本形态---场。化学研究的是以间断形式存在的物质形 态，而场是以连续形式存在的物质形态，属物理学的研究 范畴。
3）组成（form）包括定性组成和定量组成。弄清物 质的定性组成应确证它含有哪些元素，物质的定量组成包 括各元素的质量百分比、原子个数比、化学式及分子式。
1学时 3学时
无机化学讲义PPT课件
度时对应各物质的量的变化（nB ）会 有区别。
2020/12/4
18
化学方程式
nN2 /mol
(若 1mol)
101325 Pa 22 . 414 10 3 m 3
8 . 3144
1 mol 273 . 151 K
J mol 1 K 1
Pa m 3 mol 1 K 1
2020/12/4
7
(二).道尔顿分压定律
气体混合物中其一组分气体（B）对器壁所施 加的压力，称为该气体的分压（PB），它等于相同 温度下，该气体单独占有与混合气体相同体积时所 产生的压力。
2020/12/4
3
三、参考书
1.《无机化学》第四版 （面向21世纪教材） 袁万钟主编， 高等教育出版社出版（工科国家级重点教材）
2.《现代基础化学》 （上海市“九五”重点教 材） 朱裕贞主编 化工出版社出版
2020/12/4
4
四、教学安排
总学时数：为110学时，上学期60学时，下学 期50学时，课堂讲授65～70学时，实验40～45学 时。
0 B
2020/12/4
15
n B () n B (0 ) v B (0 )
则
nB vB
nB
vB
的单位为mol。
对产物而言，若0 0 ，nB( 0 )＝0，则
nB= vB
2020/12/4
16
例如：
N2 + 3H2 = 2NH3
即反应开始 nB/mol 3.0 10.0 0
0
t时
nB/mo1 2.0 7.0 2.0
混合气体的总压力等于各组成气体分压力之和， 此经验规则称道尔顿分压定律。 数学表达式：
P=ΣPB
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化学方程式
nN2 /mol
(若 1mol)
101325 Pa 22 . 414 10 3 m 3
8 . 3144
1 mol 273 . 151 K
J mol 1 K 1
Pa m 3 mol 1 K 1
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(二).道尔顿分压定律
气体混合物中其一组分气体（B）对器壁所施 加的压力，称为该气体的分压（PB），它等于相同 温度下，该气体单独占有与混合气体相同体积时所 产生的压力。
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三、参考书
1.《无机化学》第四版 （面向21世纪教材） 袁万钟主编， 高等教育出版社出版（工科国家级重点教材）
2.《现代基础化学》 （上海市“九五”重点教 材） 朱裕贞主编 化工出版社出版
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四、教学安排
总学时数：为110学时，上学期60学时，下学 期50学时，课堂讲授65～70学时，实验40～45学 时。
0 B
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n B () n B (0 ) v B (0 )
则
nB vB
nB
vB
的单位为mol。
对产物而言，若0 0 ，nB( 0 )＝0，则
nB= vB
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例如：
N2 + 3H2 = 2NH3
即反应开始 nB/mol 3.0 10.0 0
0
t时
nB/mo1 2.0 7.0 2.0
混合气体的总压力等于各组成气体分压力之和， 此经验规则称道尔顿分压定律。 数学表达式：
P=ΣPB
（完整版）无机化学（天津大学版）
（完整版）⽆机化学（天津⼤学版）第⼀章化学反应中的质量关系和能量关系[学习指导]1．“物质的量”（n）⽤于计量指定的微观基本单元或其特定组合的物理量，其单位名称为摩[尔]，单位符号为mol。
2.摩尔质量（M) M = m/n3.摩尔体积（V m）V m = V/n4.物质的量浓度（c B）c B = n B/V5.理想⽓体状态⽅程pV = nRT6.理想⽓体分压定律p= Σp B ；p B = (n B/n)p7.化学计量式和化学计量数O = ΣνB B ；νBB8.反应进度（ξ）表⽰化学反应进⾏程度的物理量，符号为ξ，单位为mol。
随着反应的进⾏，任⼀化学反应各反应物及产物的改变量：Δn B = νBξ9.状态函数状态函数的改变量只与体系的始、终态有关，⽽与状态变化的途径⽆关。
10.热和功体系和环境之间因温差⽽传递的热量称为热。
除热以外，其它各种形式被传递的能量称为功。
11.热⼒学能（U）体系内部所含的总能量。
12.能量守恒定律孤⽴体系中能量是不会⾃⽣⾃灭的，它可以变换形式，但总值不变。
13.热⼒学第⼀定律封闭体系热⼒学能的变化：ΔU = Q + WQ > 0, W > 0, ΔU > 0；Q < 0, W< 0, ΔU < 0。
14.恒压反应热（Q p）和反应焓变（Δr H m）H(焓) ≡ U + pV, Q p= Δr H m15.赫斯定律Q p= ∑Q B, Δr H m= ∑Δr H m(B)B B16.标准状况：p = 101.325kPa, T = 273.15 K标准(状)态：pθ= 100kPa下⽓体：纯⽓体物质液体、固体：最稳定的纯液体、纯固体物质。
溶液中的溶质：摩尔浓度为1mol·L-1标准态下17.标准摩尔⽣成焓（）最稳定的单质─────—→单位物质的量的某物质=18.标准摩尔反应焓变（）⼀般反应cC + dD = yY + zZ=[y(Y) + z(Z)] - [c(C)+ d(D)]=Σνi(⽣成物) + Σνi(反应物)第⼆章化学反应的⽅向、速率和限度[学习指导]1.反应速率：单位体积内反应进⾏程度随时间的变化率，即：2.活化分⼦：具有等于或超过E c能量（分⼦发⽣有效碰撞所必须具备的最低能量）的分⼦。
天津大学物理化学PPT学习教案
综合应用微观与宏观的研究方法，主要有：热力学 方法、统计力学方法和量子力学方法。
第27页/共107页
27
§0.2 学习物理化学的要求及方法
1) 领悟基本内容，注意逻辑推理: 注意学习前人提 出问题、解决问题的逻辑思维方法，反复体会感性 认识和理性认识的相互关系。
2）注意各章节间及各物理量间的联系，要理解各物 理量的物理意义及特征，灵活掌握一些主要公式的 使用条件,科学总结。
对于高等有机、高等无机、化工原理、分离工程、反 应工程、化学工艺学等课程而言，物理化学是必备基础。
第20页/共107页
20
化学热力学、化学动力学、量子力学、统计力学
——构成物理化学的四大基础
上册
下册
第一章 气体的pVT关系 第七章 电化学
第二章 热力学第一定 第八章 量子力学基础
律
第九章 统计热力学初
第13页/共107页
获取能量。
13
本课程包括 以下四个方面的内容：
化学热力学 量子化学和结构化学 统计热力学 化学反应动力学
第14页/共107页
14
(1) 化学热力学
解决能量衡算、过程
（pVT变化、相变化和化学
变化）的方向和限度的判据， 主要包括热力学第一、二、 三定律和相平衡、化学平衡 有关规律，第1它5页/共包107页括界面和电
人类对自然界的好奇与探索是永无止境的，人们从 未满足过在宏观上对化学反应规律的认识，一直在努力 探索和揭示化学变化在微观上的内在原因，探知分子、 原子的结构及运动与化学反应的关系，这促成了物理化 学的又一个分支结构化学与量子力学的发展。
10
第10页/共107页
10
量子力学的发展不仅使人们对微观世界的认识更加 深入，而且它彻底改变了世界的面貌，它比历史上任何 一种理论都引发了更多的技术革命。
第27页/共107页
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§0.2 学习物理化学的要求及方法
1) 领悟基本内容，注意逻辑推理: 注意学习前人提 出问题、解决问题的逻辑思维方法，反复体会感性 认识和理性认识的相互关系。
2）注意各章节间及各物理量间的联系，要理解各物 理量的物理意义及特征，灵活掌握一些主要公式的 使用条件,科学总结。
对于高等有机、高等无机、化工原理、分离工程、反 应工程、化学工艺学等课程而言，物理化学是必备基础。
第20页/共107页
20
化学热力学、化学动力学、量子力学、统计力学
——构成物理化学的四大基础
上册
下册
第一章 气体的pVT关系 第七章 电化学
第二章 热力学第一定 第八章 量子力学基础
律
第九章 统计热力学初
第13页/共107页
获取能量。
13
本课程包括 以下四个方面的内容：
化学热力学 量子化学和结构化学 统计热力学 化学反应动力学
第14页/共107页
14
(1) 化学热力学
解决能量衡算、过程
（pVT变化、相变化和化学
变化）的方向和限度的判据， 主要包括热力学第一、二、 三定律和相平衡、化学平衡 有关规律，第1它5页/共包107页括界面和电
人类对自然界的好奇与探索是永无止境的，人们从 未满足过在宏观上对化学反应规律的认识，一直在努力 探索和揭示化学变化在微观上的内在原因，探知分子、 原子的结构及运动与化学反应的关系，这促成了物理化 学的又一个分支结构化学与量子力学的发展。
10
第10页/共107页
10
量子力学的发展不仅使人们对微观世界的认识更加 深入，而且它彻底改变了世界的面貌，它比历史上任何 一种理论都引发了更多的技术革命。
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无机化学
Inorganic Chemistry
绪论 1学时 第一章 化学反应中 的质量关系和能量 关系（3学时）
目 录
第二章 化学反应的 方向、速率和限度 （8学时）
第三章 酸碱反应和 沉淀反应（7学时）
§1 化学中的计量 §2 化学反应中的质量关系 §3 化学反应中的能量关系
1学时 1学时 1学时
光 学 纤 维 胃 镜
用光导纤维 做手术，不 用开刀
20/51
F-117是一种单座战斗轰炸机。设计目的是凭隐身性能，突破敌 火力网，压制敌方防空系统，摧毁严密防守的指挥所、战略要地 、重要工业目标，还可执行侦察任务，具有一定空战能力。21/51
近年发现和发明的新物质层出不穷，如球碳、管碳、俄 罗斯套娃、团簇化合物、笼合物等。
§1 镧系元素和锕系元素该素 §2 稀土元素
6/51
1 化学的研究对象 绪论 2 化学的主要分支
3பைடு நூலகம்怎样学习化学
7/51
什么是化学？它研究的对象是什么？如何才能学好化 学？这是开始学化学首先要解决的问题。下面就从回答这些 问题来开始我们的化学学习。
一．化学研 究的物质
物质是不依赖于人们的感觉而存在并且可以 被人们的感觉所认识的客观实在。简而言之，物 质是客观存在的东西。
36/51
（2）炼金术、炼丹时期（公元前后—公元 1500年）
➢ 中国炼丹术的产生有两个原因：一是五行说（五 行无常胜），此为理论基础；二是封建主的贪得 无厌，梦想长生。战国末期有了炼丹术，汉代有 较大发展，唐代达到高潮。当时所谓的丹主要是 三仙丹HgO，丹砂HgS，铅丹Pb3O4等。这些丹 实际上都是剧毒的，许多皇帝因服丹而亡。
1学时 3学时 4学时
Inorganic Chemistry
绪论 1学时 第一章 化学反应中 的质量关系和能量 关系（3学时）
目 录
第二章 化学反应的 方向、速率和限度 （8学时）
第三章 酸碱反应和 沉淀反应（7学时）
§1 化学中的计量 §2 化学反应中的质量关系 §3 化学反应中的能量关系
1学时 1学时 1学时
光 学 纤 维 胃 镜
用光导纤维 做手术，不 用开刀
20/51
F-117是一种单座战斗轰炸机。设计目的是凭隐身性能，突破敌 火力网，压制敌方防空系统，摧毁严密防守的指挥所、战略要地 、重要工业目标，还可执行侦察任务，具有一定空战能力。21/51
近年发现和发明的新物质层出不穷，如球碳、管碳、俄 罗斯套娃、团簇化合物、笼合物等。
§1 镧系元素和锕系元素该素 §2 稀土元素
6/51
1 化学的研究对象 绪论 2 化学的主要分支
3பைடு நூலகம்怎样学习化学
7/51
什么是化学？它研究的对象是什么？如何才能学好化 学？这是开始学化学首先要解决的问题。下面就从回答这些 问题来开始我们的化学学习。
一．化学研 究的物质
物质是不依赖于人们的感觉而存在并且可以 被人们的感觉所认识的客观实在。简而言之，物 质是客观存在的东西。
36/51
（2）炼金术、炼丹时期（公元前后—公元 1500年）
➢ 中国炼丹术的产生有两个原因：一是五行说（五 行无常胜），此为理论基础；二是封建主的贪得 无厌，梦想长生。战国末期有了炼丹术，汉代有 较大发展，唐代达到高潮。当时所谓的丹主要是 三仙丹HgO，丹砂HgS，铅丹Pb3O4等。这些丹 实际上都是剧毒的，许多皇帝因服丹而亡。
1学时 3学时 4学时
无机化学(本科)全套教学课件pptx-2024鲜版
9
酸碱平衡常数计算与应用
2024/3/28
酸碱平衡常数定义
01
表示酸碱反应平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积
的比值。
酸碱平衡常数计算
02
通过测定平衡时各物质的浓度，利用平衡常数表达式进行计算。
酸碱平衡常数应用
03
用于预测酸碱反应的方向、程度和速率，以及判断酸碱的强度。
10
沉淀溶解平衡原理及影响因素
氧化剂与还原剂
氧化剂接受电子，还原剂失去电 子。 2024/3/28
氧化还原反应类型
根据反应物和生成物的性质分类， 如金属与非金属、酸与碱等。
氧化数概念
表示元素在化合物中的氧化状态， 通过计算化合价确定。
14
原电池与电解池工作原理
原电池工作原理
将化学能转化为电能的装置，由正负极和电 解质组成。
电极反应与电池反应
无机化学(本科)全套教 学课件pptx
2024/3/28
1
contents
目录
• 无机化学概述与基础知识 • 酸碱反应与沉淀溶解平衡 • 氧化还原反应与电化学基础 • 配位化合物与金属有机化学 • 无机固体化学与纳米材料 • 无机合成与绿色合成技术
2024/3/28
2
01
无机化学概述与基础知识
2024/3/28
2024/3/28
沉淀的溶解
利用某些试剂使已生成的 沉淀溶解，如胃药中的氢 氧化铝治疗胃酸过多。
分步沉淀
当溶液中存在多种难溶电 解质时，通过控制条件可 实现分步沉淀，从而分离 出各种难溶电解质。
12
03
氧化还原反应与电化学基础
2024/3/28
13
氧化还原反应原理及类型
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2013-8-7
ⅠAⅡAⅢA ⅣA 主族元素单质 H
2
ⅤA
ⅥA
ⅦA 0
He 分子 晶体
一 分子 典型金属晶体→原子晶体、层状或链状晶体→分子晶体
晶体
分 二 子 晶 体Na 或 三 金属 晶体 原 子K 四 金属 晶 晶体 体Rb 五 金属 金 晶体 属 晶 Cs 六 金属 2013-8-7 晶体 体 ↓
金属单质: 如Hg、Au及Ag等 氧化物、硫化物、卤化物、 气态非金属单质:如N2、O2等
存 在 形 态
化合物 碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐、 (化合态) 硅酸盐、硼酸盐
2013-8-7 无机化学
无机化学多媒体电子教案 结束
第九章 元素概论
第一节
结束
2013-8-7 无机化学
无机化学多媒体电子教案
第九章 元素概论
2013-8-7
电解 2Na + Cl2↑ CaCl2,580~590℃
无机化学
4. 还原法 用还原剂还原化合物制取金属单质 一般常用焦炭、CO、H2、活泼金 属等作还原剂。
如 MgO + C MnO2 + 2CO
Fe2O3 + 2Al WO3 + 3H2
2013-8-7
△ △ △ △
Mg + CO↑ Mn + 2CO2↑
1 2 3 4 5 6
7
1 ⅡA H 3 4 Li Be 11 12 ⅢB Na Mg 19 20 21 K Ca Sc 37 38 39 Rb Sr Y 55 56 5771 Cs Ba Ln 8987 88 103 Fr Ra An
元素周期表
ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB
0 ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
第二节
元素的自 第二节 然资源
无机化学
元素的自然资源
2013-8-7
9-2 元素的自然资源
1. 在地壳中分布最广的10种元素为 O H Si Al Na
Fe Ca
Mg K Ti
在组成地壳的原子总数中约占99%
2013-8-7 无机化学
9-2 元素的自然资源
1. 在地壳中分布最广的10种元素为： O、H、Si、Al、Na、Fe、Ca、Mg、K、Ti
第九章 元素概论
2.主要存在于矿物和天然水系中
我国的矿物资源非常丰富,已探明的达148种
W、Li、Sb、Zn及稀土居世界之首 稀土矿总储量占世界的80%
2013-8-7 无机化学
9-2 元素的自然资源
1. 在地壳中分布最广的10种元素为： O、H、Si、Al、Na、Fe、Ca、Mg、K、Ti
2. 主要存在于矿物和天然水系中
2013-8-7 无机化学
2. 热分解法
常用于制备一些高纯物质
如 Zr(粗) + 2I2
600℃
ZrI4
1800℃
Zr(纯) + 2I2
2013-8-7 无机化学
3. 电解法
用于制备活泼金属和非金属
如 H2和Cl2的制取
2NaCl + 2H2O
电解
2NaOH + H2↑+ Cl2↑
Na的制取
2NaCl(熔体)
2013-8-7
H 3 Li 11 Na 19 K 37 Rb
2 ⅢA Ⅳ ⅤA ⅥA ⅦA A He 8 O 16 S 34 Se 52 Te 9 F 17 Cl 35 Br 53 I 10 Ne 18 Ar 36 Kr 54 Xe
84 85 86 Po At Rn
Sb、Te为准金属。 无机化学
IA
第三节
结束
2013-8-7 无机化学
无机化学多媒体电子教案
第九章 元素概论
第四节单质的制取方法
第四节
单质的制取方法
2013-8-7 无机化学
9-4 单质的制取方法
大致有五种方法： 物理分离法 热分解法 电解法 还原法 氧化法
2013-8-7 无机化学
1. 物理分离法
适用于分离、提取以单质存 在，与其杂质在某些物理性 质有显著差异的元素 如 氧气与氮气的分离： 利用液氧和液氮的沸点不同
Sn、Mo、Bi、Pb、Hg、Nb、Ta、Be
等矿物储量均居世界前列 钛铁矿居世界第一 Al、Cu、Ni的储量也很大
2013-8-7 无机化学
9-2 元素的自然资源
1. 在地壳中分布最广的10种元素为： O、H、Si、Al、Na、Fe、Ca、Mg、K、Ti
2. 主要存在于矿物和天然水系中 但我国铁矿、铜矿、磷矿多为贫矿
104 105 106 107 108 109 110 111 112 Rf Db Sg Bh Hs Mt Uun Uuu Uub
轻稀有元素 稀有气体
2013-8-7
铂系元素
稀土元素
分散稀有元素
高熔点稀有元素 红色字 放射性稀有元素
无机化学
9-1-3 元素在自然界中的存在形态
单质 (游离态) 固态非金属单质：如C、S等
7 N 15 P 33 As 51 Sb
8 O 16 S 34 Se 52 Te
9 F 17 Cl 35 Br 53 I
2 He 10 Ne 18 Ar 36 Kr 54 Xe
72 73 74 75 76 77 Hf Ta W Re Os Ir
78 79 80 81 82 83 84 85 86 Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
1. 在地壳中分布最广的10种元素为： O、H、Si、Al、Na、Fe、Ca、Mg、K、Ti
2. 主要存在于矿物和天然水系中 海水中含有O、H、Cl、Na、Mg等 约50余种元素 大多数元素以离子形式存在， 也有些沉积于海底 如太平洋海底的锰结核矿
2013-8-7 无机化学
9-2 元素的自然资源
1. 在地壳中分布最广的10种元素为： O、H、Si、Al、Na、Fe、Ca、Mg、K、Ti
2013-8-7 无机化学
元素周期表
0
9-1-2 元素的分类
ⅠA 0 ⅡA
1 1 2
4 5 6 7 Be B C N 12 13 14 15 3 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB Mg Al Si P 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 4 Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 5 Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb 57- 72 73 74 75 76 77 78 79 80 6 55 56按元素性质: 分为金属和非金属81 82 83 71 Cs Ba Ln Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi 通过B-Si-As-Te-At和Al-Ge-Sb-Po之间的 897 对角线来划分, 106 107 108 109 110 111 112 右上 87 88 103 104 105 左下方为金属(90种), Uuu Uub Fr Ra An Rf Db Sg Bh Hs Mt Uun 方为非金属(22种), 对角线附近的Ge、As、 * *
C Li Be B 金刚石 原子晶体 金属 金属 原子 石墨 片状结构晶体 晶体 晶体 晶体 富勒烯碳原子簇 分子晶体 Mg Al 金属 金属 晶体 晶体 Ca Ga 金属 金属 晶体 晶体 Sr In 金属 金属 晶体 晶体 Ba Ti 金属 金属 晶体 晶体 Si 原子晶体
熔点、沸点：
密度、硬度：
在化学上元素分为
22 Ti 40 Zr 23 V 41 Nb
Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn 42 43 44 45 46 47 48 Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd
普通元素和稀有元素两类 24 25 26 27 28 29 30
5 B 13 Al 31 Ga 49 In
6 C 14 Si 32 Ge 50 Sn
N2 分子晶体
低→高→低
O2 分子晶体
S 小→大→小
F2 Ne 分子 分子 晶体 晶体
导电性：导体→半导体、非导体
斜方硫、单斜硫 分子晶体 弹性硫 链状结构晶体 As Se Ge 黑砷 分子晶体 红硒 分子晶体 原子晶体 灰砷 层状结构晶体 灰硒 链状结构晶体 Te Sn Sb 灰锑链状结构晶体 灰锡原子晶体 黑锑砷 分子晶体 白锡 金属结构晶体 灰锑 层状结构晶体 Pb 金属晶体 Bi C层状结构晶体 无机化学 (近于金属晶体) Po 金属晶体
无机化学
副族元素单质均为金属晶体
1.一般具有较高的熔点和沸点 2.具有较大的密度和硬度 (ⅢB和ⅡB除外)
密度最大的是 Os Ir Pt 硬度最大的是 Cr (仅次于金刚石)
2013-8-7 无机化学
副族元素单质均为金属晶体
1.一般具有较高的熔点和沸点 2.具有较大的密度和硬度 (ⅢB和ⅡB除外) 3.易导电
2. 主要存在于矿物和天然水系中 3. 也存在大气中
大气中主要含有N2、O2和稀有气体
2013-8-7 无机化学
无机化学多媒体电子教案 结束
第九章 元素概论
第二节
结束
2013-8-7 无机化学
无机化学多媒体电子教案
第九章 元素概论
第三节单质的晶体结构和物
第三节 理性质
无机化学
单质的晶体结构 和物理性质
2013-8-7
无机化学
具有超导性的有：
Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Cr、
Mo、W、Tc、Re、Ru、Os、
Rh、Ir、Zn、Cd、Hg、Al、 Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、
ⅠAⅡAⅢA ⅣA 主族元素单质 H
2
ⅤA
ⅥA
ⅦA 0
He 分子 晶体
一 分子 典型金属晶体→原子晶体、层状或链状晶体→分子晶体
晶体
分 二 子 晶 体Na 或 三 金属 晶体 原 子K 四 金属 晶 晶体 体Rb 五 金属 金 晶体 属 晶 Cs 六 金属 2013-8-7 晶体 体 ↓
金属单质: 如Hg、Au及Ag等 氧化物、硫化物、卤化物、 气态非金属单质:如N2、O2等
存 在 形 态
化合物 碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐、 (化合态) 硅酸盐、硼酸盐
2013-8-7 无机化学
无机化学多媒体电子教案 结束
第九章 元素概论
第一节
结束
2013-8-7 无机化学
无机化学多媒体电子教案
第九章 元素概论
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电解 2Na + Cl2↑ CaCl2,580~590℃
无机化学
4. 还原法 用还原剂还原化合物制取金属单质 一般常用焦炭、CO、H2、活泼金 属等作还原剂。
如 MgO + C MnO2 + 2CO
Fe2O3 + 2Al WO3 + 3H2
2013-8-7
△ △ △ △
Mg + CO↑ Mn + 2CO2↑
1 2 3 4 5 6
7
1 ⅡA H 3 4 Li Be 11 12 ⅢB Na Mg 19 20 21 K Ca Sc 37 38 39 Rb Sr Y 55 56 5771 Cs Ba Ln 8987 88 103 Fr Ra An
元素周期表
ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB
0 ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
第二节
元素的自 第二节 然资源
无机化学
元素的自然资源
2013-8-7
9-2 元素的自然资源
1. 在地壳中分布最广的10种元素为 O H Si Al Na
Fe Ca
Mg K Ti
在组成地壳的原子总数中约占99%
2013-8-7 无机化学
9-2 元素的自然资源
1. 在地壳中分布最广的10种元素为： O、H、Si、Al、Na、Fe、Ca、Mg、K、Ti
第九章 元素概论
2.主要存在于矿物和天然水系中
我国的矿物资源非常丰富,已探明的达148种
W、Li、Sb、Zn及稀土居世界之首 稀土矿总储量占世界的80%
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9-2 元素的自然资源
1. 在地壳中分布最广的10种元素为： O、H、Si、Al、Na、Fe、Ca、Mg、K、Ti
2. 主要存在于矿物和天然水系中
2013-8-7 无机化学
2. 热分解法
常用于制备一些高纯物质
如 Zr(粗) + 2I2
600℃
ZrI4
1800℃
Zr(纯) + 2I2
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3. 电解法
用于制备活泼金属和非金属
如 H2和Cl2的制取
2NaCl + 2H2O
电解
2NaOH + H2↑+ Cl2↑
Na的制取
2NaCl(熔体)
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H 3 Li 11 Na 19 K 37 Rb
2 ⅢA Ⅳ ⅤA ⅥA ⅦA A He 8 O 16 S 34 Se 52 Te 9 F 17 Cl 35 Br 53 I 10 Ne 18 Ar 36 Kr 54 Xe
84 85 86 Po At Rn
Sb、Te为准金属。 无机化学
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第三节
结束
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第九章 元素概论
第四节单质的制取方法
第四节
单质的制取方法
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9-4 单质的制取方法
大致有五种方法： 物理分离法 热分解法 电解法 还原法 氧化法
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1. 物理分离法
适用于分离、提取以单质存 在，与其杂质在某些物理性 质有显著差异的元素 如 氧气与氮气的分离： 利用液氧和液氮的沸点不同
Sn、Mo、Bi、Pb、Hg、Nb、Ta、Be
等矿物储量均居世界前列 钛铁矿居世界第一 Al、Cu、Ni的储量也很大
2013-8-7 无机化学
9-2 元素的自然资源
1. 在地壳中分布最广的10种元素为： O、H、Si、Al、Na、Fe、Ca、Mg、K、Ti
2. 主要存在于矿物和天然水系中 但我国铁矿、铜矿、磷矿多为贫矿
104 105 106 107 108 109 110 111 112 Rf Db Sg Bh Hs Mt Uun Uuu Uub
轻稀有元素 稀有气体
2013-8-7
铂系元素
稀土元素
分散稀有元素
高熔点稀有元素 红色字 放射性稀有元素
无机化学
9-1-3 元素在自然界中的存在形态
单质 (游离态) 固态非金属单质：如C、S等
7 N 15 P 33 As 51 Sb
8 O 16 S 34 Se 52 Te
9 F 17 Cl 35 Br 53 I
2 He 10 Ne 18 Ar 36 Kr 54 Xe
72 73 74 75 76 77 Hf Ta W Re Os Ir
78 79 80 81 82 83 84 85 86 Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
1. 在地壳中分布最广的10种元素为： O、H、Si、Al、Na、Fe、Ca、Mg、K、Ti
2. 主要存在于矿物和天然水系中 海水中含有O、H、Cl、Na、Mg等 约50余种元素 大多数元素以离子形式存在， 也有些沉积于海底 如太平洋海底的锰结核矿
2013-8-7 无机化学
9-2 元素的自然资源
1. 在地壳中分布最广的10种元素为： O、H、Si、Al、Na、Fe、Ca、Mg、K、Ti
2013-8-7 无机化学
元素周期表
0
9-1-2 元素的分类
ⅠA 0 ⅡA
1 1 2
4 5 6 7 Be B C N 12 13 14 15 3 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB Mg Al Si P 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 4 Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 5 Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb 57- 72 73 74 75 76 77 78 79 80 6 55 56按元素性质: 分为金属和非金属81 82 83 71 Cs Ba Ln Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi 通过B-Si-As-Te-At和Al-Ge-Sb-Po之间的 897 对角线来划分, 106 107 108 109 110 111 112 右上 87 88 103 104 105 左下方为金属(90种), Uuu Uub Fr Ra An Rf Db Sg Bh Hs Mt Uun 方为非金属(22种), 对角线附近的Ge、As、 * *
C Li Be B 金刚石 原子晶体 金属 金属 原子 石墨 片状结构晶体 晶体 晶体 晶体 富勒烯碳原子簇 分子晶体 Mg Al 金属 金属 晶体 晶体 Ca Ga 金属 金属 晶体 晶体 Sr In 金属 金属 晶体 晶体 Ba Ti 金属 金属 晶体 晶体 Si 原子晶体
熔点、沸点：
密度、硬度：
在化学上元素分为
22 Ti 40 Zr 23 V 41 Nb
Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn 42 43 44 45 46 47 48 Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd
普通元素和稀有元素两类 24 25 26 27 28 29 30
5 B 13 Al 31 Ga 49 In
6 C 14 Si 32 Ge 50 Sn
N2 分子晶体
低→高→低
O2 分子晶体
S 小→大→小
F2 Ne 分子 分子 晶体 晶体
导电性：导体→半导体、非导体
斜方硫、单斜硫 分子晶体 弹性硫 链状结构晶体 As Se Ge 黑砷 分子晶体 红硒 分子晶体 原子晶体 灰砷 层状结构晶体 灰硒 链状结构晶体 Te Sn Sb 灰锑链状结构晶体 灰锡原子晶体 黑锑砷 分子晶体 白锡 金属结构晶体 灰锑 层状结构晶体 Pb 金属晶体 Bi C层状结构晶体 无机化学 (近于金属晶体) Po 金属晶体
无机化学
副族元素单质均为金属晶体
1.一般具有较高的熔点和沸点 2.具有较大的密度和硬度 (ⅢB和ⅡB除外)
密度最大的是 Os Ir Pt 硬度最大的是 Cr (仅次于金刚石)
2013-8-7 无机化学
副族元素单质均为金属晶体
1.一般具有较高的熔点和沸点 2.具有较大的密度和硬度 (ⅢB和ⅡB除外) 3.易导电
2. 主要存在于矿物和天然水系中 3. 也存在大气中
大气中主要含有N2、O2和稀有气体
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第九章 元素概论
第二节
结束
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第九章 元素概论
第三节单质的晶体结构和物
第三节 理性质
无机化学
单质的晶体结构 和物理性质
2013-8-7
无机化学
具有超导性的有：
Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Cr、
Mo、W、Tc、Re、Ru、Os、
Rh、Ir、Zn、Cd、Hg、Al、 Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、