第1章-无机及分析化学绪论
第1章 无机及分析化学绪论

常量成分、微量成分、痕量成分分析 常量成分分析 :ω > 1% 微量成分分析 :0.01% < ω <1%
痕量成分分析 :ω < 0.01%
1.4 定量分析的一般过程 ①取样:从待分析的对象中取出用于分 析测定的少量物质。 基本要求:代表性 ②样品预处理: 分解试样:溶解、熔融 消除干扰:掩蔽、分离 富集
19世纪末,还只能算是“分析技术”,没有 独 立的理论体系。 20世纪初,四大平衡理论的建立,使“分析 技术”发展成为一门科学。 20世纪40~60年代,由于物理学和电子学的发 展,促使从经典分析化学发展为现代分析化学。 20世纪70年代以来,计算机的应用和学科间 的交叉渗透促使分析化学变为分析科学。
以待测组分实际存在形式含量的表示 : 例:含氮量测定, NH3, NO3-, NO2 以氧化物形式的含量表示: 例:矿石分析中Fe2O3、P2O5等 以元素形式的含量表示: 例:有机物或矿样中的 Fe、Cu、C、O、P等 以离子或化合物形式表示: 例:海水中Cl-的含量或NaCl的含量
II. 待测组分含量的表示方法
③ 测 定
物质 物质的性质 准确度的要求 组分的含量 分析方法 准确度 灵敏度 成本 时间
人力
设备 消耗品
选择性
适用范围
干扰情况
分析方法
④ 计算分析结果及评价 根据试样的取用量、测量所得数据 和分析过程中有关反应的化学计量关
系,通过计算得待测组分的量。
I. 待测组分的化学表示形式:
分析化学与诺贝尔奖
1.3 分析方法的分类
无机分析和有机分析 无机分析: 分析对象为无机物,通常要 求鉴定物质的组成和测定各成分的含量。 有机分析:分析对象为有机物,分析的 重点是官能团分析和结构分析。
无机及分析化学第五版

反应平衡:反 应达到平衡状 态,反应速率 相等,反应物 和生成物浓度
不再变化
第五章:化学反应速率
化学反应速率的定义
影响化学反应速率的因素
化学反应速率的测定方法
化学反应速率的应用实例
第六章:酸碱反应
酸碱反应的定义和分类 酸碱反应的平衡常数和pH值 酸碱反应的速率和机理 酸碱反应的应用和实例
案
理论与实践相结合
理论与实践相结合:将理论知识与实验操作相结合,提高学生的实践能力 实验操作:提供详细的实验操作步骤和注意事项,帮助学生更好地理解和掌握实验操作 理论讲解:对理论知识进行深入浅出的讲解,帮助学生更好地理解和掌握理论知识 案例分析:通过案例分析,帮助学生更好地理解和掌握理论知识在实际中的应用
第二章:原子结构和元素周期表
原子结构:原子核、电子、质子、中子等 元素周期表:元素周期律、元素分类、元素性质等 原子结构与元素周期表的关系 元素周期表的应用:预测新元素、解释元素性质等
第三章:分子结构和晶体结构
原子结构:原子核、电子云、电子层、 原子轨道等
化学键:离子键、共价键、金属键等
晶体结构:晶格、晶胞、晶系、空间 群等
Part Two
无机及分析化学第 五版章节介绍
第一章:绪论
绪论概述:介绍无机及分析化学的 基本概念、研究对象和研究方法
化学分类:介绍无机化学、分析化 学、有机化学、物理化学等化学分 支
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
化学发展史:介绍化学学科的发展 历程和重要人物
化学应用:介绍化学在工业、农业、 医学、环境等领域的应用
作者:张祖德
出版社:高等教育出版社
出版时间:2013年
目的:为化学专业学生提 供全面、系统的无机及分 析化学知识
无机及分析化学课件(第四版)第一章

根据不同的分类标准,分析化学可以分为多种类型。按分析对象可以分为无机分析和有机分析,这是根据被测物质中是否含有碳元素来划分的。按分析方式可以分为化学分析和仪器分析,前者依赖于化学反应进行定量或定性分析,后者则利用各种精密仪器对物质进行测量。另外,根据待测组分的含量,分析化学可分为常量分析、微量分析和痕量分析。
分子结构
分子由原子通过化学键连接而成,分子的几何构型和成键方式决定了分子的性质。常见的分子结构有共价键、离子键和金属键。
晶体结构
晶体是由原子或分子在空间周期性排列形成的固体,晶体的性质与原子或分子的排列方式密切相关。晶体分为金属晶体、离子晶体、共价晶体和分子晶体等。
分子结构和晶体结构
酸和碱之间的反应称为酸碱反应,反应中质子转移是酸碱反应的本质。酸和碱的相对强弱可以通过电离常数来衡量。
实验数据处理和误差分析
实验安全
01
实验安全是实验过程中的首要问题,需要遵守实验室安全规定,正确使用实验器材和防护用品。
环境保护
02
环境保护是每个实验者应尽的责任,需要合理处理实验废弃物,减少对环境的污染。
实验安全和环境保护的实验实例
03
通过具体的实验实例,如实验室安全规定、废液处理等,来掌握实验安全和环境保护的方法。
04
无机及分析化学实验基础
1
2
3
掌握实验基本操作技术是进行无机及分析化学实验的基础,包括称量、加热、冷却、萃取、蒸发、结晶等操作。
实验基本操作技术
在进行实验基本操作时,需要注意安全、准确、快速、环保等原则,避免误差和事故的发生。
实验基本操作技术的注意事项
通过具体的实验实例,如硫酸铜晶体的制备、碘的萃取等,来掌握实验基本操作技术。
无机及分析化学1

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伴随其他科学技术和生产水平的提高, 伴随其他科学技术和生产水平的提高,新 的精密仪器、 的精密仪器、现代化的实验手段和电子计算机 的广泛应用,化学科学也在突飞猛进地发展, 的广泛应用,化学科学也在突飞猛进地发展, 正在从描述性的科学向推理性的科学过渡, 正在从描述性的科学向推理性的科学过渡,从定 性科学向定量科学发展, 性科学向定量科学发展,从宏观现象向微观结构 深入。 深入。
传统化学的分支(二级 学科 无机化学、有机化学、分析化学、 传统化学的分支 二级)学科:无机化学、有机化学、分析化学、 二级 学科: 物理化学等。 物理化学等。
无机及分析化学的性质、 二、无机及分析化学的性质、任务及学习方法
无机及分析化学是不化学学科发展的一门分支学科, 无机及分析化学是不化学学科发展的一门分支学科,而 主要介绍无机化学、分析化学等学科中的基础知识 基础知识、 主要介绍无机化学、分析化学等学科中的基础知识、基本 原理和基本操作技术。 原理和基本操作技术。 无机化学是研究所有元素的单质和化合物( 无机化学是研究所有元素的单质和化合物(碳氢化合物 是研究所有元素的单质和化合物 及其衍生物除外)的组成、结构、性质和反应的学科; 及其衍生物除外)的组成、结构、性质和反应的学科; 当前无机化学研究的内容: 当前无机化学研究的内容: 探索性的基础研究。合成各种几何结构新颖的、 ①探索性的基础研究。合成各种几何结构新颖的、或 电子结构特异的或性质异常的化合物。 电子结构特异的或性质异常的化合物。 寻找新的分离提纯方法,制备方法和研制的新材料。 ②寻找新的分离提纯方法,制备方法和研制的新材料。 与生命科学交叉渗透,进行生物无机化学的研究。 ③ 与生命科学交叉渗透,进行生物无机化学的研究。
8
以稀土元素为例,过去仅用于打火石、 以稀土元素为例,过去仅用于打火石、玻璃着 色等方面,用途十分有限。20世纪50年代以来 世纪50年代以来, 色等方面,用途十分有限。20世纪50年代以来, 由于人们采用离子交换和有机溶剂萃取技术, 由于人们采用离子交换和有机溶剂萃取技术,分 提纯稀土产品获得成功, 离、提纯稀土产品获得成功,同时通过研究又不 断发现了稀土元素及其化合物的许多优良性能, 断发现了稀土元素及其化合物的许多优良性能, 因而它的应用迅速扩展。 荧光材料、磁性材料、 因而它的应用迅速扩展。在荧光材料、磁性材料、 激光材料、超导材料、贮氢材料、 激光材料、超导材料、贮氢材料、新型半导体材 原子反应堆材料等方面 等方面, 料、原子反应堆材料等方面,都显示出稀土元素 的重要作用。 的重要作用。
无机及分析化学教案

无机及分析化学教案第一章:绪论1.1 课程介绍了解无机及分析化学的概念、范围和重要性。
了解无机及分析化学在科学、工业和日常生活中的应用。
1.2 无机化学的基本概念物质、元素、化合物、同素异形体的定义及分类。
化学方程式、化学反应、化学平衡的基本概念。
1.3 分析化学的基本概念分析化学的定义、目的和任务。
定性分析与定量分析的分类和比较。
第二章:原子结构与元素周期律2.1 原子结构原子核、电子、原子的电子排布。
元素的原子序数、原子量、同位素。
2.2 元素周期律周期表的构成、周期律的规律。
主族元素、过渡元素、镧系和锕系元素的特点。
2.3 元素性质的递变性同一周期、同一族元素性质的递变规律。
元素的位置与性质的关系。
第三章:化学键与化合物的结构3.1 化学键的类型离子键、共价键、金属键、氢键的定义和特点。
化学键的极性和键能。
3.2 化合物的结构离子化合物、共价化合物、金属化合物、氢化物的结构特点。
分子的立体构型、键角、键长。
3.3 晶体结构晶体的定义、分类和性质。
晶体的空间点阵、晶胞参数、晶体的物理性质。
第四章:化学反应速率与化学平衡4.1 化学反应速率反应速率的定义、表达式和影响因素。
零级反应、一级反应、二级反应的特点和计算。
4.2 化学平衡化学平衡的定义、条件和原理。
平衡常数、平衡移动、平衡的判断方法。
4.3 化学动力学化学动力学的定义和研究内容。
反应速率与浓度的关系、反应速率与温度的关系。
第五章:溶液与离子平衡5.1 溶液的性质与制备溶液的定义、分类和特点。
溶液的制备方法、溶液的浓度表示法。
5.2 离子平衡离子的定义、离子的溶解度。
离子平衡的原理、离子平衡的计算。
5.3 沉淀与溶解平衡沉淀与溶解的定义、沉淀的种类。
沉淀溶解平衡的判断、沉淀转化的条件。
第六章:氧化还原反应6.1 氧化还原反应的基本概念氧化还原反应的定义、特点和重要性。
氧化还原反应的基本术语:氧化剂、还原剂、氧化数、电子转移。
6.2 氧化还原反应的电子转移电子转移的类型、方向和数量。
《无机及分析化学》科学出版社-绪论

0.4.1分压定律1.摩尔气体常量:R=8.314J/mol/K、kPa·L/mol/K、Pa·m3/mol/K2.气体:(1)特性:①能均匀地充满它占有的全部空间②混合气体只要不发生化学反应(或反应已达到平衡),其中任一组分,分子之间的作用力可以忽略(2)分压:一定温度下,某组分气体占据与混合气体相同体积时所具有的压力p(总)=p(A)+p(B)+p(C)…(T,V一定混合气体的总压等于各组分气体分压之和)注:①②摩尔分数:x(B)为B组分气体的摩尔分数0.4.2有效数字1.定义:(1)有效数字是实际能测量的数字(2)通常包括由仪器直接读出的全部准确数字和最后一位估计的可疑数字(3)只保留一位可疑数字,一般认为在可疑数字的位数上有±1个单位的误差注:①0的双重意义:表测量值,是有效数字;表定位,即用0表示小数点位数时,是非有效数字(中间和后面的0是有效数字)②pH=4.30=-(lg5+lg10^-5)=5-0.72.修约:“四舍六入五留双”需要一次到位(1)尾数≤4,舍去(2)尾数=5,“5”前为偶数(含0),舍去,为奇数,则入(3)5后是不为0的任何数,则无论前面的数为奇数或偶数均进入3.运算:(1)加减法:①先修约,再相加②保留有效数字位数以绝对误差最大或小数点后位数最少的数为标准(2)乘除法:①先修约,再相加②保留有效数字以相对误差最大或通常以有效数字位数最少的那个数为标准注:①几个数相乘或相除,若位数最少的数首位是8,9,则有效数字多算一位。
如0.9×1.26,将0.9看成两位有效数字,因为0.1与两位有效数字1.0的相对误差相近,0.9×1.26=1.2②定量分析一般保留四位有效数字③高含量组分(>10%),仪器测定结果一般有四位有效数字;中含量组分(1%~10%),三位有效数字;低含量组分(<1%),两位有效数字。
大学教材《无机及分析化学》之00-绪论

CH4:
22p2 C 2s 6
貌似只能形成CH2。
H
sp3杂化
c
H H H
4、元素化学
在元素周期律的基础上: 了解重要元素及其化合物的结构、性质的变化规律; 了解常见元素及其化合物在各有关领域中的应用。
5、 掌握物质组成的化学分析法及相关理论
利用平衡原理和物质的化学性质,确定物质 的化学成分、测定各组分的含量(即定性分析 与定量分析)。
三、教材及参考书 <<无机及分析化学>>
南京大学编写,高等教育出版社
<<医学基础化学实验,双语版>>
华中科技大学出版社
1、化学与社会 吴旦主编,科学出版社,2002
非化学专业;减少纯化学理论,增加化学的应用知识;
源与化学、水资源与化学、材料与化学、腐蚀与化学、生 活与化学。
绪论、化学反应的基本规律、物质结构及其性质、能
——实验性很强的科学
没有实验就没有发现: 居里夫妇发现铀矿石的放射性比提纯后铀化合物 强,估计有一种放射性更强的新元素存在,18991902 这4年内,经过上万次的重结晶,从8吨沥青铀 矿得到0.1g的RaCl2,测定了镭的原子量。 没有实验就没有理论的进步和发展: 1986年氧化物高温超导的发现,促进了超导理论。
如何定义? 如何计算?
化学热力学
化学热力学研究重点之一:计算反应热
Zn片放入HCl:
Zn + HCl = ZnCl2 + H2
Cu片放入HCl:
—— 不发生类似反应。
为什么?
化学热力学
化学热力学研究重点之二:判断反应发生的方向
AgNO3中逐渐加入KCl:
澄清-混浊-沉淀 A物标记物(8-羟基脱氧鸟苷)
无机及分析化学 第一章

2016/7/27
第一章物质的聚集状态
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1.3.2 质量摩尔浓度
nB bB mA
bB —溶质B的质量摩尔浓度,单位为mol· kg-1;
nB —溶质B的物质的量,单位为mol;
mA —溶剂的质量,单位为kg。
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第一章物质的聚集状态
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摩尔分数
xB= n
B
n
nB—B的物质的量,SI单位为mol; n —混合物总的物质的量,SI单位为mol ; χB— 量纲为1。
cB —溶质B的物质的量浓度; — 溶液的密度; wB—溶质B的质量分数; MB —溶质B的摩尔质量。
2016/7/27 第一章物质的聚集状态 19
2.物质的量浓度与质量摩尔浓度
nB nB nB cB V m/ m
cB — 溶质B的物质的量浓度; — 溶液的密度; m — 溶液的质量; nB — 溶质B的物质的量。
温度升高,蒸气压增大
2016/7/27 第一章物质的聚集状态 24
固体也有饱和蒸气压。如干冰、萘、碘等固体,蒸气 压很大,可直接由固体变成气体(升华)。
饱和蒸气压与物质的种类有关。有些物质的蒸气压很 大,如乙醚、汽油等,有些物质的蒸气压很小,如甘油、 硫酸等。 蒸气压的大小,与液体分子间的吸引力有关,吸引 力越大,蒸气压越小。
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第一章物质的聚集状态
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1.3
名称
溶液浓度的表示方法
数学表达式
n( B ) c( B) V
单位
mol﹒L-1
物质的量浓度
质量分数
mB w( B ) m
m( B) n( B ) m
n( B ) n
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纳米碳管 carbon nano tube
化学改变了世界
化学更要保护世界
长海
3、无机与分析化学的性质
无机与分析化学不是化学学科发展的一门分支学科
无机化学:研究所有元素的单质和化合物(碳氢化合物及其衍生 物除外)的组成、结构、性质和反应规律的学科。
• 化学平衡 • 原子、分子结构及晶体结构 • 无机化合物的性质、制备方法和应用
包括
• 单原子分子 • 气态原子或单核离子 • 以共价键结合的传统意义的分子 • 离子晶体、原子晶体或金属晶体 • 聚合度不同的高分子
2)组成(form)包括物质的定性组成和定量组成。 定性组成:含有哪些元素。
定量组成:元素的质量百分比、原子个数比、化学式
及分子式。 NaCl SiO2 化学式
H2O CH4 分子式
程度与方向→化学平衡(S G K)
酸碱滴定
影响因素
酸碱平衡 重量分析
温度T 压力P
沉淀平衡 沉淀滴定
浓度C 热量Q 反应介质 功W
氧化还原 配位平衡
氧化还原滴定 配位滴定
(体积功及电功)
无机反应主要类型
物质结构
原子结构
氢原子 多电子原子 周期律
分子结构
化学键本质 结构理论
晶体结构
配合物结构
制备与性质 (元素化学)
化学9大类,77分支
无机化学8个
有机化学8个
无机合成化学 无机物分离化学 元素无机化学 配位化学 金属簇化合物 物理无机化学 稳定同位素化学 无机固体化学
有机合成 金属有机及元 素有机化学 天然产物化学 物理有机化学 有机固体化学 有机光化学 有机分析化学 立体化学
分析化学16个
定性分析 容量分析 重量分析 原子光谱法 分子光谱法 电分析化学 色谱法 质谱分析…
理过程。
科学技术的迅速发展使化学研究的内容、 方法和手段发生着深刻的变化。
化学变化的特点:
● 原子核组成不变。(化学变化前后质量守恒)
● 分子组成发生改变而生成新物质,同时伴有物理变化 (如光、热、电、颜色、物态等)。
● 决定因素
内因:物质的组成与结构 外因:温度、压力、浓度、介质、催化剂等
● 实质:核外电子运动状态的改变
元素通论 s区元素 p区元素 d ,ds区元素 f区元素
各种反应 物质分离 物质鉴定 应用为主
课程基本内容
• 近代物质结构理论:研究原子结构、分子结构和晶体结 构,了解物质的性质、化学变化与物质结构之间的关系。
• 化学平衡理论:研究化学平衡原理以及平衡移动的一般 规律。
• 元素化学:在元素周期律的基础上,研究重要元素及其 化合物的结构、组成、性质的变化规律,了解常见元素 及其化合物的应用
2、现代化学发展特点及趋势 19世纪末物理学三大发现
1895—X射线 1896—元素放射性 1897—电子 之后20世纪起化学发展最快
Why?
20世纪初:相对论(1916)、量子力学建立(1926)之后,
现代化学基本理论形成并建立(价键、分子轨道、配位场、能带)。
50年代:DNA双螺旋结构发现及其重组技术使用,使生物化学、
区别?
3)结构(structure):包括原子结构、分子结构和晶体结构 以及说明物质结构的各种结构理论。
4) 性质(property):包括物理性质和化学性质。 物理性质如溶解性、热性质和某些谱学性质等在化学中应
用相当广泛,也是化学的研究内容。
5) 变化(change):化学变化及与之相关的物理变化。 热化学、电化学和表面化学都是研究与化学过程相关的物
• 准备A、B两个作业本。 • 每次作业均有成绩及记录。 • 按时交作业。
参考文献
《无机化学》第三或第四版,大连理工学院编 《无机化学解题指导》第三版,大连理工学院编 《工科无机化学习指导》,臧祥生主编,华东理工大学出版社 《无机及分析化学》浙江大学编,高等教育出版社 《无机化学与化学分析》第二版,史启祯编,高等教育出版社,
分子生物学飞速发展,促使生命科学发展。
60年代:借助计算机,使结构化学、分子设计向新方向发展,
更深揭示化学的本质。
70年代起:新化合物的发现和合成极为迅速(1991年为1200万种,
2007年达3200万种)
化学各分支学科与边缘学科的建立,产生了众多的分支学科。
经典的四个 分支学科
无机化学(inorganic chemistry) 有机化学(organic chemistry) 分析化学(analytical chemistry) 物理化学(physical chemistry)
善于提出问题及发现矛盾
培养自学能力 减少对教师的依赖心理
抓住重点与难点
及时消化所学知识
重视实验技能的提高
课外参考资料——扩大知识面
利用网上教学平台及网络资源学习
考核要求
出勤
平时成绩 课堂表现
作业 期中考试
笔试成绩(满分100)
总成绩 (满分100)
平时成绩 40~50% 笔试成绩 60~50%
作业要求
无机及分析化学
1、化学的研究对象
宇宙中的万物,无论是宏观世界还是微观世界都是不 依赖于我们的意识而存在的客观的实实在在的东西,即 物质;
物质处于永恒的运动中;
一切自然科学(包括化学)都是以客观存在的物质世 界作为它考察和研究的对象
化 学 是 一 门 在 原 子 、 分 子 或 离 子 层 次 上 研 究 物 质 的 组 成、结构、性质、变化及其内在联系和外界变化条件的 科学。
缺点:课程内容多,学习负担较重。
学习目的
• 化学类第一门基础课 • 学会以化学的观点联系实际问题 • 培养分析、综合考虑问题的能力
• 是物理学科的化学基础课,是培养相关专业工程技术 人才整体知识结构及能力结构的重要组成部分。
课程学习方法
主动学习 注意问题如何提出
解决的思路与方法 借助怎样的理论与实验
创造了世界
化学的“功”与“过”改变了世界
更要保护世界
化学创造了世界 氧化铝陶瓷制品
金刚石
金刚石钻头
光 学 纤 维 胃 镜
用光导纤维 做手术,不 用开刀
近年发现和发明的新物质层出不穷,如球碳、管碳、团簇化合物、笼合物等。
富勒烯C60
C50
中国科学院院士、厦门大学教授 郑兰荪领导和组织完成
2004年4月30日出版的美国《 科学》杂志发布了此项成果
简而言之,化学是研究物质变化的科学。
物质形态
实物
化学的研究对象
(原子atom 、分子molecules )
场(电磁场、引力场)
物质结构层次:
质子
夸离子)
微观
纳米 材料
分子
宇宙
单质 化合物
星体
宏观
准确完整地把握化学的定义,应注意以下几点:
1)分子层次(molecular scale)不是传统的分子概念。
分析化学:研究物质组成成分及其含量的测定原理、测定方法 和操作技术的学科。
定性分析
按任务 定量分析
结构分析
化学分析方法
按方法 仪器分析方法
4.《无机与分析化学》课程主要内容 理论: 72学时
三大模块内容:宏观 → 微观 → 宏观+微观
化学反应规律及在化学分析中的应用
能量变化→化学热力学(H U)
速率→化学动力学
物理 化学 14个
高分子 化学6个
核化学与 放射化学 9个
生命 化学 5个
材料 化学 3个
环境 化学 8个
当今化学发展动向:
• 更深层次揭示化学反应、物质结构与性能关系的本质。
• 进一步研究化学催化,生命过程中的化学问题。
• 环境、资源、能源向化学提出建立洁净、节能、节源的 “绿色化学”的合成与工艺。
• 物质组成的化学分析方法及相关理论:应用平衡原理和 物质的化学性质、确定物质的化学成分、测定各组成的 含量。
• 紫外可见分光光度法:掌握分光光度法的基本概念和基
无机与分析化学:将无机化学与分析化学有机结合的课程体系
(化学分析多以无机化学反应为基础)。
优点:加强无机与分析的内在联系;
避免内容的重复性,节约课时; 理论与应用紧密联系,易于理解。