大学化学——物质结构基础.
（完整版）大学无机化学知识点总结讲解
（完整版）⼤学⽆机化学知识点总结讲解⽆机化学，有机化学，物理化学，分析化学⽆机化学元素化学、⽆机合成化学、⽆机⾼分⼦化学、⽆机固体化学、配位化学（即络合物化学）、同位素化学、⽣物⽆机化学、⾦属有机化学、⾦属酶化学等。
有机化学普通有机化学、有机合成化学、⾦属和⾮⾦属有机化学、物理有机化学、⽣物有机化学、有机分析化学。
物理化学结构化学、热化学、化学热⼒学、化学动⼒学、电化学、溶液理论、界⾯化学、胶体化学、量⼦化学、催化作⽤及其理论等。
分析化学化学分析、仪器和新技术分析。
包括性能测定、监控、各种光谱和光化学分析、各种电化学分析⽅法、质谱分析法、各种电镜、成像和形貌分析⽅法，在线分析、活性分析、实时分析等，各种物理化学性能和⽣理活性的检测⽅法，萃取、离⼦交换、⾊谱、质谱等分离⽅法，分离分析联⽤、合成分离分析三联⽤等。
⽆机化学第⼀章：⽓体第⼀节：理想⽓态⽅程 1、⽓体具有两个基本特性：扩散性和可压缩性。
主要表现在：⑴⽓体没有固定的体积和形状。
⑵不同的⽓体能以任意⽐例相互均匀的混合。
⑶⽓体是最容易被压缩的⼀种聚集状态。
2、理想⽓体⽅程：nRT PV = R 为⽓体摩尔常数，数值为R =8.31411--??K mol J3、只有在⾼温低压条件下⽓体才能近似看成理想⽓体。
第⼆节：⽓体混合物1、对于理想⽓体来说，某组分⽓体的分压⼒等于相同温度下该组分⽓体单独占有与混合⽓体相同体积时所产⽣的压⼒。
2、Dlton 分压定律：混合⽓体的总压等于混合⽓体中各组分⽓体的分压之和。
3、(0℃=273.15K STP 下压强为101.325KPa = 760mmHg = 76cmHg)第⼆章：热化学第⼀节：热⼒学术语和基本概念1、系统与环境之间可能会有物质和能量的传递。
按传递情况不同，将系统分为：⑴封闭系统：系统与环境之间只有能量传递没有物质传递。
系统质量守恒。
⑵敞开系统：系统与环境之间既有能量传递〔以热或功的形式进⾏〕⼜有物质传递。
大学化学课件第二章--物质结构基础
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§2-2 原子的量子力学模型
一、微观粒子的波粒二象性 二、核外电子运动状态的描述 三、原子轨道和电子云的图像
一、微观粒子的波粒二象性
1、光的波粒二象性
惠更斯的波动学 光是发光体在周围空间里引起的弹性振动而形成
的一种波，不同波长的波产生不同颜色的光，白光 则是各种单色波混合形成的，波动性表现为：光的 干涉、衍射和偏振。
§2-1 氢原子光谱和波尔理论 §2-2 原子的量子力学模型 §2-3 原子核外电子结构 §2-4 元素基本性质的论
原子结构理论的发展简史 一、古代希腊的原子（元素）理论 二、道尔顿的原子理论 三、卢瑟福的行星式原子模型 四、氢原子光谱 五、玻尔理论
1808年，英国化学家道尔 顿（John Dalton）建立了原 子论。几乎统一解释了当时 所有的化学现象和经验定律 。
二、道尔顿的原子理论
基本要点： 物质的最小组成单位为原子，原子不能创造、不能 毁灭、不能分割； 同种元素的原子其形状、质量和性质均相同，不同 元素的原子则不同； 原子以简单的比例结合成化合物。 缺陷： 不能解释同位素的发现；没有说明原子和分子的区 别；未能阐释原子的具体组成和结构。
一、微观粒子的波粒二象性
如果微粒的运动位置测得愈准确，则相应的速 度愈不易测准，反之亦然。这就是测不准原理。
测不准原理其中的一种表达形式为：物质的坐 标位置的不确定度ΔX和动量的不确定度ΔP的乘 积，遵循下面的关系式：
三、卢瑟福的行星式原子模型
卢瑟福(E．Rutherford)提出含核原子模型。他 认为原子的中心有一个带正电的原子核(atomic nucleus)，电子在它的周围旋转，由于原子核和 电子在整个原子中只占有很小的空间，因此原子 中绝大部分是空的。
大学化学期末考试复习资料
大学化学期末考试复习资料大学化学第一章热化学与反应重要概念1.系统：客观世界是有多种物质构成的，但我们可能只研究其中一种或若干物质。
人为地将一部分物质与其他物质分开，被划分的研究对象称为系统。
2.相：系统中具有相同物理性质和化学性质的均匀部分称为相。
3.状态：是指用来描述系统的诸如压力P、体积V、温度T、质量m 和组成等各种宏观性质的综合表现。
4.状态函数：用来描述系统状态的物理量称为状态函数。
5.广度性质：具有加和性，如体积，热容，质量，熵，焓和热力学能等。
6.强度性质：不具有加和性，仅决定于系统本身的性质。
如温度与压力，密度等。
系统的某种广度性质除以物质的量或者质量之后就成为强度性质。
强度性质不必指定物质的量就可以确定。
7.热力学可逆过程：系统经过某种过程由状态1到状态2之后，当系统沿着该过程的逆过程回到原来状态时，若原来的过程对环境产生的一切影响同时被消除（即环境也同时复原），这种理想化的过程称为热力学的可逆过程。
8.实际过程都是不可逆的，可逆过程是一种理想过程。
9.化学计量数：0=∑BVB Ｂ表示反应中物质的化学式，ＶＢ是B 的化学计量数，量纲为一；对反应物取负值，生成物取正值。
10.化学计量数只表示当安计量反应式反应时各物质转化的比例数，并不是各反应物质在反应过程中世界所转化的量。
11.反应进度ξ：b b v /n ?=?ξ 对于化学反应来讲，一般选未反应时，0=ξ 引入反应进度这个量最大的优点是在反应进行到任意时刻时，可用任一反应物或产物来表示反反应进行的程度，所得的值总是相等的。
12.反应热的测定：T C T m c T T m c q s s s 12s s ??-=-=-??-=）（所用到的仪器是弹式热量计又称氧弹弹式热量计中环境所吸收的热可划分为两部分：主要部分是加入的吸热介质水所吸收的，另一部分是金属容器等钢弹组件所吸收的。
前一部分的热用）（O H q 2表示，后一部分热用b q 表示，钢弹组件的总热容b C 告诉了则直接求得b q 。
大学化学都有啥知识点总结
大学化学都有啥知识点总结化学是一门探索物质结构、性质和变化的科学，是自然科学的一个重要组成部分。
在大学化学课程中，学生将学习关于化学的各种基本概念、原理和实验技能。
本文中，将总结大学化学课程中涉及到的一些重要知识点，包括化学基础、无机化学、有机化学、物理化学以及实验技能等方面。
一、化学基础1. 原子结构和周期表原子是构成物质的基本单位，由质子、中子和电子组成。
根据不同的元素，原子含有不同数量的质子和中子，而电子的数量决定了原子的化学性质。
周期表是化学元素根据其原子序数和化学性质排列的一张表格，它是化学知识的基础，可以用来预测元素的性质和反应。
2. 化学键和分子结构化学键是连接原子的力，主要包括共价键、离子键和金属键等。
共价键是两个原子通过共享电子而形成的，而离子键是由正负离子之间的静电吸引力形成的。
分子结构是指分子中原子的排列和相互之间的连接方式，如线性分子、角形分子和环状分子等。
3. 化学方程式和化学反应化学方程式描述了化学反应的过程，包括反应物、生成物和反应条件等。
在化学反应中，原子的数量不会改变，只是重新排列了位置。
常见的反应类型包括酸碱中和反应、氧化还原反应和沉淀反应等。
4. 化学热力学和化学动力学化学热力学研究了化学反应中的热能变化和热力学性质，如焓、熵和自由能等。
而化学动力学则研究了反应的速率和机理，包括反应速率方程、反应活化能和反应机制等。
5. 化学平衡和溶液化学化学平衡是指反应物和生成物之间的比例关系，包括平衡常数、平衡常数表达式和平衡常数的影响因素等。
溶液化学涉及到溶解度、溶解度积和酸碱平衡等内容。
二、无机化学无机化学是研究无机物质的结构、性质和反应的科学，包括金属、非金属和过渡金属等。
在大学化学课程中，学生将学习有关化合物的合成、性质和应用等内容。
1. 金属和非金属元素金属元素通常表现出电子的失去和形成阳离子的倾向，具有良好的导电性和导热性。
而非金属性元素则倾向于接受电子，形成阴离子，并且通常表现出高的电负性和化合价。
大学基础化学知识点
大学基础化学知识点化学是一门研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学。
在大学基础化学的学习中，我们会接触到许多重要的知识点，这些知识点不仅是进一步学习化学相关专业课程的基础，也对我们理解日常生活中的化学现象和解决实际问题有着重要的意义。
一、原子结构与元素周期表原子是化学变化中的最小粒子，了解原子的结构对于理解化学性质至关重要。
原子由原子核和核外电子组成，原子核包含质子和中子。
质子数决定了元素的种类，而质子数和中子数共同决定了原子的质量数。
电子在原子核外分层排布，遵循一定的规律。
根据能量的不同，电子层分别用 K、L、M、N 等表示。
每个电子层所能容纳的电子数有一定的上限。
元素周期表是化学中非常重要的工具，它按照原子序数递增的顺序排列元素，并呈现出周期性的规律。
同一周期的元素，电子层数相同，从左到右原子半径逐渐减小，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。
同一主族的元素，最外层电子数相同，从上到下原子半径逐渐增大，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
二、化学键与物质的结构化学键是原子之间相互结合的作用力。
常见的化学键有离子键、共价键和金属键。
离子键是由阴阳离子之间的静电作用形成的，通常在活泼金属与活泼非金属之间形成。
例如，氯化钠（NaCl）就是通过离子键结合而成的。
共价键是原子之间通过共用电子对形成的。
共价键又分为极性共价键和非极性共价键。
极性共价键中，电子对偏向电负性较大的原子；非极性共价键中，电子对在两原子间均匀分布。
例如，氢气（H₂）中的共价键是非极性的，而氯化氢（HCl）中的共价键是极性的。
金属键存在于金属单质中，是由金属阳离子和自由电子之间的相互作用形成的。
物质的结构包括晶体结构和分子结构。
晶体分为离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体，它们具有不同的物理性质。
分子结构则影响着物质的化学性质和物理性质。
三、化学热力学化学热力学主要研究化学反应过程中的能量变化。
热力学第一定律指出，能量是守恒的，在化学反应中，能量可以在不同形式之间转化，但总能量不变。
大学化学普通化学习课后题答案
普通化学 马家举 第一章 物质结构基础习题4 假定有下列电子的各套量子数，指出哪几套不可能存在，并说明原因。
（1）3，2，2，1/2；（2）3，0，-1，1/2；（3）2，2，2，2；（2）当角量子数l 取0时，磁量子数m 不能取-1。
（3）当主量字数取2时，角量子数不能取2；自旋量子数不能取2，只能取+1/2或-1/2。
5写出原子序数为47的银原子的电子分布式，并用四个量子数表示最外层电子的运动状态。
Ag ：1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 64d 105s 1 5,0,0,+1/2。
试用杂化轨道理论解释：（1） H 2S 分子的键角为920，而PCl 3的键角为1020。
（2） NF 3分子为三角锥形构型，而BF 3分子为平面三角形构型。
（1） H 2S 分子与H 2O 分子一样，中心原子采取sp 3不等性杂化，在两个孤电子对的作用下，两个H-S键键角减小。
之所以键角小于H 2O 分子中两个H-O 键的键角104045’，是因为H-S 键的成键电子对更靠近H 原子，两个H-S 键之间的斥力小，被压缩的程度更大。
PCl 3分子与NH 3分子一样，也是中心原子采取sp 3不等性杂化，同理Cl-P 键的成键电子对更靠近Cl 原子，所以两个P-Cl 键的键角小于NH 3分子中两个N-H 键的键角。
（2） NF3分子与NH 3分子一样中心原子采取sp 3不等性杂化，使分子产生三角锥形构型；BF 3分子中心原子B 采用sp 2等性杂化，使分子产生平面三角形构型。
7 为什么（1）室温下CH 4为气体，CCl 4为液体，而CI 4为其固体？（2）水的沸点高于H 2S ，而CH 4的沸点低于SiH 4？（1） 从CH 4→CCl 4→CI 4分子量增加，分子间色散力增大，而色散力在范德华力中占较大比例，即分子间力是增大的，而分子间力越大，熔沸点越高。
（2） H 2O 分子与H 2S 分子相比，水中H 2O 分子之间存在氢键，虽然H 2O 分子间的色散力较小，氢键的存在却使沸点更高一些。
大学化学-第1章-物质结构基础
Y22p y
第 章 物质结构基础
1
1.1 原子结构
第 章 物质结构基础
1
1.2 化学键与分子结构
1.1.2 多电子原子结构
Linus Carl Pauling USA California Institute of Technology (Caltech) Pasadena, CA, USA b.1901.2.18 d.1994.
该电子在 s 亚层(l = 0)上，
运动区域为球形；
基态氢原子 该电子处于1s 轨道上，
空间有一种取向(m=0) ；
该 1s 电子能量最低，
运动区域离核很近。
第 章 物质结构基础
1
1.1 原子结构
(4) 自旋量子数 ms 取值： ，常用“ ”和“ ”表示。
意义： 描述电子绕轴自由旋转的状态。
电子自旋状态
第 章 物质结构基础
1
1.1 原子结构
(2) 角量子数 l
取值
球 哑复复 形 铃 杂 杂 …… 形形形
, 共 n 个值。 符号: s p d f g h 等 (电子亚层)。
意义：
①表示原子轨道的形状。 ②决定电子绕核运动的轨道角动量。
③表示电子层中分为若干个电子亚层(也称能级)。
④多电子原子中，电子的能量取决于 n 、l。
1
1.1 原子结构
SchrÖdinger方程
——量子力学中描述电子运动规律的基本方程
m：电子的质量 V: 电子的势能 E: 电子的能量 x,y,z: 空间坐标
: 波函数(原子轨道)，描述原子 核外电子运动状态的函数。
Erwin Schrö dinger (1887-1961) 奥地利物理学家 诺贝尔物理学奖(1933年)
大学基础化学课后习题解答(1)
大学基础化学课后习题解答第一章 溶液和胶体溶液 第二章 化学热力学基础2-1 什么是状态函数？它有什么重要特点？2-2 什么叫热力学能、焓、熵和自由能？符号H 、S 、G 、∆H 、∆S 、∆G 、θf m H ∆、θc m H ∆、θf m G ∆、θr mH ∆、θm S 、θr m S ∆、θr m G ∆各代表什么意义？ 2-3 什么是自由能判据？其应用条件是什么？ 2-4 判断以下说法是否正确，并说明理由。
〔1〕指定单质的θf m G ∆、θf m H ∆、θm S 皆为零。
〔2〕，反应 O 2(g) +S(g) = SO 2(g) 的θr m G ∆、θr m H ∆、θr m S ∆分别等于SO 2(g)的θf m G ∆、θf m H ∆、θm S 。
〔3〕θr m G ∆＜0的反应必能自发进行。
2-5 298.15K 和标准状态下，HgO 在开口容器中加热分解，假设吸热22.7kJ 可形成Hg 〔l 〕50.10g ，求该反应的θr m H ∆。
假设在密闭的容器中反应，生成同样量的Hg 〔l 〕需吸热多少？解：HgO= Hg(l)+1/2O 2(g)θr mH ∆=22.7× kJ·mol -1 kJ·mol -1 2-6 随温度升高，反应〔1〕：2M(s)+O 2(g) =2MO(s)和反应〔2〕：2C(s) +O 2(g) =2CO(g)的摩尔吉布斯自由能升高的为 (1) ，降低的为 (2) ，因此，金属氧化物MO 被硫复原反应2MO(s)+ C(s) ＝M(s)+ CO(g)在高温条件下 正 向自发。
2-7 热力学第一定律说明热力学能变化与热和功的关系。
此关系只适用于：A.理想气体；2-8 纯液体在其正常沸点时气化，该过程中增大的量是：A.蒸气压；B.汽化热；2-9 在298K 时，反应N 2(g)+3H 2(g) = 2NH 3(g)，θr m H ∆＜0则标准状态下该反应A.任何温度下均自发进行；B.任何温度下均不能自发进行；C.高温自发；2-10 298K ，标准状态下，1.00g 金属镁在定压条件下完全燃烧生成MgO(s),放热24.7kJ 。
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注 意
（1）同一能级组n不一定相同。
（2）能级交错现象并不发生在所有元素中。
2. 核外电子分布
（1）原则
符合“两原理一规则”: a. 泡利不相容原理 b. 能量最低原理 c. 洪特规则
a. 泡利不相容原理
解决问题: 每一电子层最多所容纳的电 子数。 ① 同一个原子中没有四个量子数完全 相同的两个电子存在。 内 容 ② 同一个原子轨道中最多只能容纳两 个电子，且自旋方向相反。 结 论：每一电子层最多所容纳的电子数为 2n2 例如： n=2 轨道总数：n2 = 4 填充电子数：2n2 = 8
ψ (n，l，m)表示一个原子轨道
r / a0 (1,0,0) 1 / a 3 e 0
氢原子轨道与三个量子数的关系
n
1 K 2 L 3 M
l
0 s 0 s 1 p 0 s 1 p 2 d 0 s 1 p 2 d 3 f
4 N 5 O 6 P 7 Q
名称 轨道数 总数 Ψ 1 1 ψ(1.0.0) 1s 0 0 ψ(2.0.0) 2s 1 22 0,±1 3 （ 4） 2p 1 3s 0 2 3 3 3p 0,±1 5 （ 9） 3d 0,±1, ±2 0 4s 1 2 4 0,±1 3 4p （16） 0,±1,±2 4d 5 4f 0,±1, ±2,±3 7 2 l +1 n2
m
量子数的物理意义
代表电子离核的平均距离。 电子层 主量子数(n)：
反映原子轨道的形状。 角量子数 (l ) ：
电子亚层
0
s 磁量子数 (m)： 反映原子轨道的空间取向。
自旋量子数
1 表征电子的自旋状态，取值： 2 (ms)：
1 p
2 d
3 f
通常用：“ ”或“ ”表示。
( n , l , m , ms )可全面描述核外电子的运动状态
第五章 物质结构基础
物质(原子)结构与周期性
量子力学的诞生 微观粒子的波粒二象性 波函数与原子轨道 量子数 电子云
经典力学 量子力学
17世纪末和20世纪初。以牛顿 《自然哲学之数学原理》的出 版为标志，宣告了现代经典物 理学的正式创立
最彻底地推翻和重建了整个物 理学体系 量子论的奠基人之一玻尔 (Niels Bohr)说：“如果谁不为 量子论而感到困惑，那他就是 没有理解量子论。”
4 电子云
概率密度
反映电子在空间某位置上单位体积内出现 的概率大小。用波函数的平方(ψ2)来描述。
电子云
电子云是电子在空间概率 密度分布的形象化图示。
波函数和电子云的角度分布图
ψ(x, y, z) ψ(r, ,φ ) z
o x
P
x = r sin cosφ y = r sin sinφ z = r cos ψ(r, , φ )= R( r ) ·Y(, φ)
Ψ — 波函数 （原子轨道）
E为电子总能量,V为电子势能 物理意义：描述原子中电子运动状态的数学函数式， 又称为原子轨道。通常用ψ(x , y , z)表示。 说明：本节不讨论薛定谔方程的求解过程，只是对 解薛定谔方程中引入的三个量子数（ n, l , m） 的意义作必要的探讨。
3. 量子数
主量子数 角量子数 磁量子数 n = 1 ， 2， 3 ， . . . . . l = 0 ，1 ，2 ， n-1 m = 0，±1，±2， ± l
b. 能量最低原理
解决问题: 电子在不同电子层上的填充顺序。
内 结
6C 26Fe
容: 填充时尽先占领能量最低的轨道。 论: 电子在不同电子层上的填充顺序 依能量顺序由低到高填充。
1900年12月14日
• 普朗克在柏林宣读了 他关于黑体辐射的论 文，宣告了量子 quantum的诞生。那 一年他42岁。
1927年第五届索尔维会议参加者合照
1. 微观粒子的波粒二象性
（1）氢光谱
1913年，丹麦物理学家 N•Bohr提出氢原子结构 模型:
4
定态
基
态 能量最低 最稳定
普朗克 1 2 3
3s 3p 4s 3d 4p 5s
4d 5p
6p 6s 5p
5s 4p 4s 3s 3p 2p
5d
4f
6 (6s，4f，5d，6p) 5 (5s，4d，5p)
4d
3d
4 (4s，3d，4p)
3 (3s，3p) 2 (2s，2p)
2s
1s
1 (1s)
能 级 组
鲍林近似能级图
规 律
E(s) < E(p) < E(d) < E(f) （1）n 相同： （2） l 相同：E(2p) < E(3p) < E(4p) E(4s) <E(3d) （3）能级相错：
4.2 多电子原子结构和元素周期表
原子轨道的能级
核外电子分布
核外电子分布的周期系
1. 原子轨道的能级
核外电子分布
氢原子的轨道能级由 主量子数 n 决定。 多电子原子轨道的能级由 主量子数 n 和角量子数 l 共同决定。
原子轨道的能级由低到高的顺序：
1s 2s 2p 6s 4f 5d
激发态 能量较高 不太稳定
E2 - E1 = E = h
•
h —普朗克常数（6.626×10 -34 J ·S）
E = 2.18×10-18 / n2 n — 主量子数
（2）微观粒子的波粒二象性
1924年，法国物理学家德布罗依受光的波粒二象 性的启发，提出微观粒子(电子)也具有波粒二象 性。
德布罗依关系式： = h／mv (波长与速度的关系)和电子云的图像可分解为两部分: 径向分布图和角度分布图
将Y( , φ)或 Y2( , φ)随 、φ 的变化关系
作图即得波函数或电子云的角度分布图。
电子云与原子轨道的角度分布图区别:
电子云 原子轨道
正负
形状
无
有
略“瘦 ” 略“胖”
注意： s电子云除外
注 意
（1）原子轨道或电子云的角度分布图不表示 原子轨道或电子云的图像。 （2）l , m 相同 n 不同，表示 R( r )不同, 但 Y(, φ)相同。
粒子性: 波动性:
实物粒子 1927年, 电子衍射实验
戴维逊和汤姆逊 照相底片
电子发射器
晶体镍
波粒二象性是微观粒子运动的基本属性
2. 波函数与原子轨道
1926年，奥地利物理学家薛定谔提出 了氢原子体系的电子运动方程：
2 2 2 8 2m 2 2 (E V ) 0 2 2 x y z h