天津大学无机化学课件：第1章 绪论.ppt

第一章 绪论Introduction主要参考书目1、华彤文等，普通化学原理，北京大学出版社，20012、宋天佑，程鹏，王杏乔，无机化学（上册），高等 教育 出版社，20043、宋天佑，徐家宁，程功臻，无机化学（下册），高 等教育出版社，20044、蔡少华, 龚孟濂, 刘杰，无机化学习题解答，中山大 学出版社，20045、竺际舜主编，无机化学习题精解，科学出版社，20012*3大学与中学教学方法的不同中学大学授课内容少，练习多，保证听懂，掌握授课内容多，练习少，大部分学生不能完全听懂，需课后认真看书，做习题学习有老师安排，家长 主要靠自觉 督促老师大部分时间与学生 老师课后时间较少，有相处，有问题可及时问 问题要靠自己多动脑筋， 多与同学讨论“无机化学”内容 一、溶液的性质及计算（稀溶液、酸碱溶液、缓冲 溶液） 二、无机化学基本理论：（热力学原理） 三、四大平衡（电离平衡、沉淀溶解平衡、氧化还 原平衡、配位平衡） 四、结构原理（原子、分子、晶体） 元素周期律（结构-性质的关系） 用这些理论去分析、研究和解决无机化学问题, 包 括理论问题和实际应用问题 *4第二章： 稀溶液的依数性（4学时）第三章：化学热力学（6学时）第五章 ：化学平衡（4学时）第六章：原子结构与元素周期律（6学时）第七章：化学键理论（6学时）第八章：酸碱解离平衡（6学时）第九章：沉淀溶解平衡（5学时）第十章：氧化还原平衡（6学时）第十一章：配位化学基础（6学时）教学内容安排元素化学： 元素周期表中的各族元素卤族元素 ：3学时氧族元素： 3学时氮族元素：4学时碳族元素：3学时硼族元素：3学时铜、锌族元素：4学时过渡金属元素：4学时各族元素的性质及变化规律，主要化合物的性质及制备利用结构理论分析化合物的结构和性质学习方法： 1. 思维方法-归纳法和演绎法2预习- 复习 - 总结： 规律性、特殊性、反常性, 记忆重要性质。

3作业4实验教 学 安 排* 72学时，4学分 评定成绩办法 : 成绩 = 平时（20） 期末考试（80%）*83 .化学的分支学科（二级学科） 无机化学分析化学 有机化学 物理化学 高分子化学 化学生物学 *9一、化学是中心科学物理学有机化学物理化学高分子化学结构化学化学生物学生物学物理学 分 析 化 学10 无 机 化 学3.1 无机化学 无机化学是研究除C、H化合物及其衍生物以外的所有元素和化合物的组成、结构、性质、变化规律及其应用的化学分支 1871年，俄国门捷列夫发表“元素周期表”，含68个元素113.1 无机化学 (续)40年代：铀矿中U含量约十万分之几制原子弹、氢弹有机磷萃取剂TBP或P204 40% - 60% U50年代半导体：Si、 Ge、In、U高纯度60年代航天*12无机化学热点：材料、生命、能源、环境无机材料化学： 光、电、磁、热等功能材料和机械材料生物无机化学：人体中25种金属元素 有机金属化学： 含M-C键化合物超真空，无水，无O2 催化剂、半导体、药物、能源133 . 化学的分支学科（二级学科）（续）3.2 分析化学 化学分析、仪器分析 定性、定量 成分分析、结构分析 无机分析、有机分析3.3 有机化学 10，000，000多种有机化合物。

人工合成牛胰岛素晶体 （1965，中国科学院） *143 .化学的分支学科（二级学科）（续） 3.4 物理化学 化学热力学、化学动力学、结构化学 3.5 高分子化学 全世界高分子聚合物年产量1亿吨 4 .化学实验的重要性5 .回顾史实，瞻望前沿*15一、化学是中心科学 1.材料：高纯Si、GaN、超导材料、塑料、医药、仿生材料 2.生命： Hem + O2 = HemO2 （血红蛋白Hem） CO (g) + HemO2 (aq) = O2 (g) + Hem(CO) (aq) K = 210 3.环境：环境污染治理 4.能源：煤、石油、核燃料发电*16第一节 基础化学课程的地位和作用一、化学：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 实物：具有静止质量， 物质 化学的研究对象 场： 没有静止质量，不属于 化学的研究对象 绪 论第一节 基础化学课程的地位和作用物质的例子 实物(substance) ： 星球 汽车 分子场(field) ： 无线电波（电磁场） 光子第一节 基础化学课程的地位和作用化学研究的例子 反应：H2(g) + I2(g) 2HI(g)机理：I2(g) 2I(g)（快） 2I(g) + H2(g) 2HI(g)（慢）第一节 基础化学课程的地位和作用3化学是一门中心学科第一节 基础化学课程的地位和作用化学和医学、药学的关系 1种可能与HIV病毒中功能活化酶相结合的 待试药物的计算机模拟图像治疗艾滋病的药物*22南极上空臭氧层中的空洞(根据NASA卫星提供的数据绘制: 左图: 1993.10.06; 右图: 2006.10.20, 臭氧空洞达1060 万平方英里)环境保护*23图3. 美国North Carolina州Triangle研究所的半导体研究室许多化学研究并不仅仅在试管和烧瓶中进行*第一节 基础化学课程的地位和作用什么是基础化学基础化学溶液化学反应的能量、速率、电化学物质结构化学分析酸碱、电解质、渗透压、胶体（生理、病理基础）反应的自发性、平衡、速率、机理，电位（生理、病理、药理基础）原子、分子、配合物（有机分子、生物分子基础）化学和仪器分析方法（临床分析和实验技能基础）2008诺贝尔化学奖得主2008年度诺贝尔化学奖授予美国科学家下村修、马丁查尔菲，美国华裔化学家钱永健，他们是因为发现和研究绿色荧光蛋白(GFP) 。

下村修是首位从水母中分离绿色荧光蛋白的科学家，他发现这种蛋白在紫外线光中呈现亮色马丁-查尔菲展示了绿色荧光蛋白作为各种生物现象的亮光基因标签的价值钱永健对我们理解绿色荧光蛋白如何发光作出了贡献，他还将颜色标签扩展至除绿色之外的颜色，以便可以用各种颜色标识不同的蛋白和细胞2007诺贝尔化学奖2007年度诺贝尔化学奖授予德国科学家格哈德埃特尔，以表彰他在“固体表面化学过程”研究中作出的贡献他在表面化学所作的开创性研究表面化学对于化学工业很重要，它可以帮助我们了解不同的过程，例如铁为什么生锈、燃料电池如何工作、汽车内催化剂如何工作等表面化学反应对于许多工业生产起着重要作用，例如人工肥料的生产表面化学甚至能解释臭气层破坏，半导体工业也是与表面化学相关联的领域诺贝尔化学奖获奖名单及研究领域(1994 2006) 2006年：美国斯坦福大学的罗杰-考恩伯格因为在真核转录分子基础方面的研究获得诺贝尔化学奖 2005年：授予发现有机物合成转换(烯烃复分解反应)领域方面做出贡献的法国石油研究所化学家埃维斯-沙文(Yves Chauvin, 74岁) 、美国加州理工学院的化学教授罗伯特-格鲁布斯(Robert H. Grubbs, 63岁) 和美国麻省理工学院教授理查德-施罗克(Richard R. Schrock, 60岁)。

烯烃复分解反应广泛应用在化学工业，尤其是制药业和塑料工业 2004年：以色列科学家阿龙-西查诺瓦、阿弗拉姆-赫尔什科和美国科学家伊尔温-罗斯，表彰他们在蛋白质控制系统方面做出重大发现: 人类细胞如何控制某种蛋白质的过程，具体地说，就是人类细胞对无用蛋白质的“废物处理”过程28诺贝尔化学奖获奖名单及研究领域(1994 2006) (续)2003年：美国的彼得阿格雷和罗德里克麦金农，表彰他们在细胞膜通道方面做出的开创性贡献 彼德.阿格雷(54岁), 罗德里克.麦金农 (47岁) : 细胞膜: H2O通道 金属离子(K+, Na+, Ca2+)通道 从分子 原子水平研究生物! 治疗肾脏病, 心脏病,肌肉病, 神经系统病2002年：美国的约翰芬恩、日本的田中耕一、瑞士的库尔特维特里希，表彰他们发明了对生物大分子进行确认和分析的方法29诺贝尔化学奖获奖名单及研究领域(1994 2006) (续)2001年：美国的威廉诺尔斯、巴里夏普莱斯、日本的野 依良治，表彰他们在更好地控制化学反应方面所作出的贡献 这为发明治疗心脏疾病和帕金森病的药物铺平了道路2000年：美国的阿兰黑格和阿兰麦克迪尔米德、日本的 白川秀树，表彰他们发现了导电的塑料和研发具有传导性能 的聚合体。

1999年：美国的阿米德泽维尔，表彰他在基本化学反应领 域所作出的先驱性研究他将飞秒(fs, 10-15 s)光谱学应用于化学反 应的转变状态研究1998年：美国的沃尔特科恩，表彰他在60年代提出密度泛 函理论英国的约翰波普，表彰他发明了测验化学结构和 物质特性的计算机技术30诺贝尔化学奖获奖名单及研究领域 (续)(1994 2006) (续) 1997年：美国的保罗博耶、英国的约翰沃克、丹麦的詹 斯斯科，表彰他们在研究身体细胞是如何储存和传递能量 方面所取得的成果1996年：英国的哈诺德克奥托、美国的小罗伯特荷尔、 理查德斯莫利，表彰他们发现了布基球(C60, C70, C140 )，这是一种球型的 碳分子1995年：荷兰的保罗克鲁特恩、美国的马里奥莫利纳、 F罗兰，表彰他们在研究臭氧层形成和破坏方面所取得的 成果1994年：美国的乔治A欧拉，表彰他在碳氢化合物即烃 类研究领域所作出的杰出贡献31第一节 基础化学课程的地位和作用6怎样学好基础化学基础化学第二节 我国的法定计量单位1国际单位制 1960年第11届国际计量大会（CGPM）以六个基本单位为基础命名“国际单位制”（le Systme International d Units，缩写为SI），1971年第14届CGPM增加第7个基本单位摩尔。

第二节 我国的法定计量单位1国际单位制1.组成 SI基本单位 SI单位 SI单位 SI导出单位 SI倍数单位第二节 我国的法定计量单位一、国际单位制SI基本单位 量的名称单位符号长 度米m质 量千克kg时 间秒s电 流安培A热力学温度开尔文K物质的量摩尔 mol发光强度坎德拉cd第二节 我国的法定计量单位 国际单位制SI长度单位米（meter） “米”定义为真空中 1/299 792 458 秒时间光行距离 氢原子的半径是 5310-12m(53pm) 表9-4给出37pm？第二节 我国的法定计量单位国际单位制SI质量单位千克（kilogram） 国际标准千克用铂-铱合金制造，保存在位于法国的国际标准局第二节 我国的法定计量单位一、国际单位制SI时间单位秒（second） 1秒定义为气态铯原子吸收微波辐射9 192 631 770次振荡的时间 铯原子钟第二节 我国的法定计量单位1国际单位制SI热力学温度单位开尔文（kelvin） 常压下水的冰点是0，热力学温度和摄氏温度的关系是：T/K = T/ + 273. 15温度计第二节 我国的法定计量单位1国际单位制3.一些SI导出单位 量的名称单位符号用SI基本单位表示 力，重力牛顿N1 N = 1 kgm/s2压力，压强帕斯卡Pa1 Pa = 1 N/m2能，功，热量焦耳J1 J = 1 Nm电荷量库仑C1 C = 1 As电动势，电位伏特V1 V = 1 W/A摄氏温度摄氏度T/K = T/ + 273. 15第二节 我国的法定计量单位1国际单位制4.部分SI词头（常用8个） 因数词头名称符号因数词头名称符号1018exa 艾克萨E10-1deci 分d1015peta 拍它P10-2centi 厘c1012tera 太拉T10-3milli 毫m109giga 吉咖G10-6micro 微106mega 兆M10-9nano 纳诺n103kilo 千k10-12pico 皮可p102hecto 百h10-15femto飞姆托f10deka 十da10-18atto 阿托a第二节 我国的法定计量单位2我国的法定计量单位一切属于国际单位制的单位都是我国的法定计量单位。

可与SI单位并用的法定计量单位 量的名。