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文檔簡介
1、普通化學復習資料3.1 物質的結構與物質的狀態(tài)3.1.1 原子結構1 .核外電子的運動特性核外電子運動具有能量量子化、波粒二象性和統(tǒng)計性的 特征,不能用經(jīng)典的牛頓力學來描述核外電子的運動狀態(tài)。2 .核外電子的運動規(guī)律的描述由于微觀粒子具有波的特性,所以在量子力學中用波函 數(shù) 里 來描述核外電子的運動狀態(tài),以代替經(jīng)典力學中的原 子軌道概念。(1)波函數(shù)3(原子軌道):用空間坐標來描寫波的數(shù)學函數(shù) 式,以表征原子中電子的運動狀態(tài)。一個確定的波函數(shù)3,稱為一個原子軌道。(2)概率密度(幾率密度):32表示微觀粒子在空間莫位置單 位體積內由現(xiàn)的概率即概率密度。(3)電子云:用黑點疏密的程度描述原子核外
2、電子由現(xiàn)的概 率密度(32)分布規(guī)律的圖形。黑點較密的地方,表示電子由現(xiàn)的概率密度較大,單位體積內電子由現(xiàn)的機會較多。(4)四個量子數(shù):波函數(shù)由n.l.m 三個量子數(shù)決定,三個 量子數(shù)取值相互制約:1)主量子數(shù)n的物理意義:n 的取值:n=1,2,3 , 400,意義:表示核外的電子層數(shù)并確定電子到核的平均距離; 確定單電子原子的電子運動的能量。n = 1,2, 3, 4, ,對應于電子層 K, L, M N, 具有相同n值的原子軌道稱為處于同一電子層。2)角量子數(shù)c :C的取值:受n的限制,C = 0,1,2n-1 (n個)意義:表示亞層,確定原子軌道的形狀;對于多電子原子,與n共同確定原子
3、軌道的能量。C的取值:1,2,3,4電子亞層: s,p,d,f軌道形狀:球形 紡錘形梅花形 復雜圖3-13)磁量子數(shù)m:m的取值:受c的限制,m=0 , 1, 2c (2 c +1個)意義:確定原子軌道的空間取向。c =0, m=0 , s軌道空間取向為 1;C =1, m=0 ,1, p軌道空間取向為 3;c =2, m=0 ,1,2 , d 軌道空間取向為 5;n, c相同的軌道稱為等價軌道。s軌道有i個等價E四,表示為: p軌道有3個等涵Q表示為:d軌道有5個等價%mss口一個原子軌道是指n、C、m三種量子數(shù)都具有一定數(shù)值時的一個波函數(shù)3(n, c ,m),例如 (1,0,0)代表基態(tài)氫
4、原子的波函數(shù)。n、(、m取值合理才能確定一個存在的波函數(shù),亦即 確定電子運動的一個軌道。n、(、m的取值與波函數(shù):n=1(1 個),c =0,m=0,(1,0,0)n=2 (4 個),c =0, m=o ,軟2,0,o)1, m=0, 1,P(2,1,0),P(2,1,1),彳(2,1,-1)0, m=0甲(3,0,0)n=3(9 I ),。=1,m = 0,1 軟3,1,0),空(3,1,1),軟3,1,-1)2, m=0,1,墳于(3,2,0W(3,2,1)中(3,2,-1)甲(3,2,2),彳(3,2,-2)n=4(16 個)在一個確定的原子軌道下,電子自身還有兩種不同的運動 狀態(tài),這由
5、ms確定.4)自旋量子數(shù)ms:1ms的取值:ms= 1 2意義:代表電子自身兩種不同的運動狀態(tài)(習慣以順、逆自旋兩個方向形容這兩種不同的運動狀態(tài),可用T T 表示自旋平行3 J表示自旋反平行。這樣n、(、mi ms四個量子數(shù)確定電子的一個完整的運動 狀態(tài),以3(n, c ,m, ms)表示。例:3(1,0,0,+ 1),3(1,0,0,-1),3(2,1,1,+ 1),222(2,1,1, - m 等等。3.原子核外電子分布三原則(1)泡利不相容原理:一個原子中不可能有四個量子數(shù)完 全相同的兩個電子.因為同一個軌道的電子,n、m三個量子數(shù)已相同,第四個量子數(shù)ms= 2必不相同12由此可得由:一
6、個原子軌道中最多能容納自旋方向相反的兩個電子。表示為:根據(jù)每層有n2個軌道,每個軌道最多能容納兩個電子,由此可得由每一層電子的最大容量為2 n2o(2)最低能量原理:電子總是盡先占據(jù)能量最低的軌道。電子依據(jù)軌道近似能級圖由低到高依次排布。軌道近似能級圖為:7s6s 4f 5d 6p5s 4d 5p4s 3d 4p3s 3p2s 2p1s(3)洪特規(guī)則:在 n和。值都相同的等價軌道中,電子總 是盡可眄密5道且自旋平行。如 2p3:洪特規(guī)則特例:當電子的分布處于全充滿、半充滿或全空 時,比較穩(wěn)定。全充滿:p 6或d10或f14半充滿:p 3或d5或f7全空:p 0或d0或f0例如,24Cr1S22
7、822P63823 P63d54S1 , 半充滿比較穩(wěn)定 c29C u 1S22822P63823P63d104S1,全充滿比較穩(wěn)定(4)核外電子分布式:原子的核外原子的外離子的電子分布式外層電子分布式式外層電子分布式(價電子構型)11Na1s22s22p63s13s12s22p616 s 1s22s22p63s23p4S2-:1s 22s22P63s23p63s23p626 Fe1s22s22p63s23p63d64S2Fe3+:1s 22s22P63s23P63d53s23p63d524Cr 1S22S22P63S23P63d54S13d54S1離子的核電子分布Na+:1s 22s22p6
8、3s23p43d64s224Cr3+ :1S 22S22P63823P63d33S23P63d329 C u 1822822P63823P63d104S13d104S129 C u2:1S 22S22P63S23P63d9 3S23P63d9根據(jù)電子的排布,還可判斷由軌道中未成對電子的數(shù)目。例:根據(jù)Fe原子的價電子構型3d64s2 ,判斷其軌道圖中,未配對的電子數(shù)3d4s可見未成對電子數(shù)為 4 o(3)原子、離子的電子式及分子結構式電子式:在元素符號周圍用小黑點 (或x)來表示原子或離子的最外層電子的式子。例如:H. Na. .Mg. .Ca.:C:分子結構式:用“一”代表一對共用電子對的分子
9、式。例如:N三 N, O=C=O Cl-Cl , H- Cl3.1.4氣體定律1.理想氣體狀態(tài)方程PV = nRT式中 P: 壓力,Pa;( 1 atm = 1.01 x 105 Pa ; 1 atm=760毫米汞柱)V:體積,m 3;(1 m 3 =103L)T:絕對溫度,K ;n:摩爾數(shù),mol;R:氣體常數(shù), R =8.314JK-1mol-1注意:若壓力單位為“ kPa”,體積單位對應使用升“ L” .當n 一定時,P、V、T變則有列1=型TiT2 n,T 一定時,PiVi=P2V2n,P 一定時,匕=Ti T2T , P 一定時,上=*n2V2 PV= mRT, p=m, MVP=二
10、 RT, M=mRT;RTMPVP式中m:質量,克;M:摩爾質量,g/mol ;p :氣體密度,g/ m 3;實際氣體在高溫低壓下,接近理想氣體。例1:已知在1.0X105Pa, 27OC時,0.6克的某氣體占 0.5升,試求此氣體的分子量.解:m=0.6g ,T =273+27=300K ,V=0.5升=0.5 X 10-3 m3,據(jù)理想氣體狀態(tài)方程M= mRT= 0.6X8.314X300=29 93g/molPV 1.0 100.5 10例2.已知10OC時,水的蒸汽壓為1.227kPa,在100C、101。3kPa下,于水面上收集到1.5L某氣體,則該氣體的物質量為多少mol?PV (
11、101.33 -1.227) 1.52/用牛: n = =6 =6.38 10 (mol)RT 8.314 (273 10)2.分壓定律分壓:氣體混合物中每一種氣體的壓力,等于該氣體單獨 占有與混合氣體相同體積時所產(chǎn)生的壓力。道爾頓分壓定律:適于各組分互不反應的理想氣體。1)氣體混合物總壓力等于混合物中各組分氣體分壓的總和。P總=PA+PB+ 2)混合氣體中某組分氣體的分壓,等于總壓力乘以該組分氣 體的摩爾分數(shù)。Pi=%=XP 總=班 P A=t%n總n總 V總V分壓定律可用來計算混合氣體中組份氣體的分壓、摩爾數(shù)或在給定條件下的體積。例:有一混合氣體(、CO、Q)其總壓力為 101.325kP
12、a , 此氣體的組成為:N225% CO15% Q60% (體積百分比),試 計算混合氣體中各組分的分壓。解:Pn2 =P總X摩爾分數(shù)=P總X體積分數(shù)=101.325 X25%=25.33kPa;Pco2= 101.325 x 15%=15.20kPa;P02 = 101.325 x 60%=60.80kPa;3.2.1溶液濃度1 .質量分數(shù)(%)= 溶質的質量(g)父100% 溶液的質量(g)2 .物質的量濃度(C)=溶質的物質的量(mol),mol.dm -3溶液的體積(dm3)h白加小、出+溶質的物質的量(mol)3 .質用摩爾儂度(m)= 溶劑的質量(kg) ,mol.kg4 .摩爾分
13、數(shù)(x)= 溶質(或溶劑)的物質 的量(mol) 溶質的物質的量(mol)+溶劑的物質的量(mol)3.2.2稀溶液的通性1 .溶液的蒸汽壓下降(1)蒸汽壓(飽和蒸汽壓)P0:在一定溫度下,液體和它的 蒸汽處于平衡時,蒸汽所具有的壓力。試驗現(xiàn)象:一封閉鐘罩中放一杯純水 A和一杯糖水B,靜止 足夠長時間發(fā)現(xiàn),A杯變成空杯,B杯中水滿后溢生。此試驗 證明:溶液的蒸汽壓總是低于純溶劑的蒸汽壓,其差值稱為溶液的蒸汽壓下降(A P)o2)拉烏爾定律:在一定溫度下,難揮發(fā)的非電解質稀溶液 的蒸汽壓下降(AP)和溶質(B)的摩爾分數(shù)成正比。A P= -p0 nA Ab(2)溶液的的沸點上升和凝固點下降1)沸
14、點:液相的蒸汽壓等于外界壓力時的溫度。2)凝固點:液向蒸汽壓和固相蒸汽壓相等時的溫度。3)汽化熱:恒溫恒壓下,液態(tài)物質吸熱汽化成氣態(tài),所吸收的熱量稱為汽化熱。試驗證明:溶液的沸點總是高于純溶劑的沸點;溶液的凝固 點總是低于純溶劑的凝固點。利用凝固點下降的原理,冬天可在水箱中加入乙二醇作為防 凍劑。4)拉烏爾定律:難揮發(fā)非電解質稀溶液的沸點上升(ATb)和凝固點下降(ATf)與溶液的質量摩爾濃度( m)成正比。A Tb=kbmA Tf=kfmkb:溶劑的摩爾沸點上升常數(shù);kf:溶劑的摩爾凝固點下降常數(shù).拉烏爾定律可用來計算溶液的沸點、凝固點或溶質的摩爾質量。例:將18.0g葡萄糖C3H12Q溶于
15、100.0g水中,計算此溶液的凝固點和沸點。解:葡萄糖的摩爾質量為 180.0g,其質量摩爾數(shù)濃度為:18.0m =1800Ml000 = 1.000mol/kg;水的摩爾沸點上升常數(shù)kb=0.52100.0A Tb=kbm =0.52 X 1.000=0.52 OC;因止匕 溶 液 的 沸 點為:100+0.52=100.52 OC;水的凝固點下降常數(shù)kf=1.85,ATf=kfm=1.85 X 1.000=1.85 OC;因止匕溶 液 的凝固 點為:0-1.85=-1.85OC;(3)滲透壓1)半透膜:動物的腸衣、細胞膜、膀胱膜等只允許溶劑分子 透過,而不允許溶質分子(或離子)透過的膜稱半
16、透膜.2)滲透現(xiàn)象:溶劑透過半透膜而浸入溶液的現(xiàn)象若在溶液的液面上施加一定的壓力,則可阻止溶劑的滲透.為了使?jié)B透停止必須向溶液液面施加一定的壓力3)滲透壓(兀):為維持被半透膜所隔開的溶液與純溶劑之 間的滲透平衡而需要的額外壓力。4)滲透壓的規(guī)律:當溫度一定時,稀溶液的滲透壓和溶液 的摩爾濃度c成正比;當濃度一定時,稀溶液的滲透壓 兀和 溫度T成正比。兀 v=nRT 兀=cRT滲透壓的規(guī)律可用來計算溶液的滲透壓和溶質的摩爾質量。溶液的蒸汽壓下降、沸點上升、凝固點下降和滲透壓這些性質,與溶質的本性無關,只與溶液中溶質的粒子數(shù)有關, 稱為溶液的依數(shù)性。(4)說明:電解質溶液,或者濃度較大的溶液也與
17、非電解質 稀溶液一樣具有溶液蒸汽壓下降、沸點上升、凝固點下降和 滲透壓等依數(shù)性.但是,稀溶液定律所表達的這些依數(shù)性與 溶液濃度的定量關系不適用于濃溶液和電解質溶液。對于電 解質稀溶液,蒸汽壓下降、沸點上升、凝固點下降和滲透壓 的數(shù)值都比同濃度的非電解質稀溶液的相應數(shù)值要大。對同濃度的溶液來說,沸點高低或滲透壓大小順序為:1)A2B或AB2型強電解質溶液 AB型強電解質溶液 弱電解質 溶液非電解質溶液對同濃度的溶液來說,蒸汽壓或凝固點的順序正好相反:2)A2B或AR型強電解質溶液v AB型強電解質溶液弱電解質溶液非電解質溶液例1,將質量摩爾濃度均為 0.10 mol kg-1的BaCl2, HC
18、l,HAc,蔗糖水溶液的粒子數(shù)、蒸氣壓、沸點、凝固點和滲透壓按從大到小次序排序: 解:按從大到小次序排序如下:粒子數(shù):BaCl2 -HCl - HAc 一 蔗糖蒸氣壓: 蔗糖 一 HAc - HCl - BaCl2沸點: BaCl2 - HCl - HAc 一 蔗糖 凝固點: 蔗糖一 HAc - HCl - BaCl2 滲透壓: BaCl2 - HCl - HAc 一 蔗糖 例2,下列水溶液蒸氣壓及凝固點的高低順序為:0.1mol kg-1 蔗糖0.1mol kg-lHAc 0.1mol kg-lNaCl 0.1mol kg -1 CaCl23.2.3可溶電解質單相電離平衡1 .水的電離平衡:
19、H20 ( C ) = H+(aq) + OH -(aq) 水的離子積: Kwv=wC(H+) C(OH) 25 0c KwW=1.0 X 10-14 例,在 0.1000mol.dm-3HCl 溶液中,C(H +)=0.1000mol.dm -3,C(H) C(OH )= K wwC(OH )=KWC H1.0 10740.1000= 1.0 10,3mol.dm pH 值:pH= lgC(H +),pOH=- lgC(OH -),pH + pOH=1 4例,0.1000mol.dm -3HCl 溶液,pH=1,pOH=14-1=132 .酸堿質子理論(1)酸:凡能給由H+的物質稱為酸。(2
20、)堿:凡能接受H+的物質稱為堿。一個酸給由質子變?yōu)槠涔草殙A,一個堿給由質子變?yōu)槠涔草毸?HA = H + A 共輾酸共輾堿例如,共輾酸堿對:HAc NaAG HNHF、NHClNH、HCO 一HCGT、HC CO”、 HPO HPOT 等。有的物質既可作為酸給由質子,又可作為堿得到質子,因此具有兩性。如,HC、HPQ、HPG2一等。3 . 一元弱酸的解離平衡:如 ,HAc(aq) = H + (aq) + Ac (aq)弱酸的解離常數(shù):Ka= Ceq(H ).Ceq(Ac)Ceq(HAc)若弱酸比較弱, 。104則:ceq(H+)-西X ;解離度 a =已解離的溶質量 X 100% , ceq
21、(H+) = c a;解離前溶質的總量HAc(aq) = H + (aq) + Ac (aq)平衡濃度/mol , dm-3 c-ca cc Ca若弱酸比較弱,Ka=c),稱溶液的稀釋定律說明:(1) Ka越大則酸性越強。Ka只與溫度有關,在一定溫度下,Ka 為一常數(shù),Ka不隨濃度變化而變。(2)在一定的溫度下,解離度a大小可隨濃度c而變,溶液稀 釋時,濃度c下降,則解離度a升高;(3 )稀釋雖然增加了解離度,但由于體積增大,總濃度卻減少,一般,解離度增大的程度比濃度減少的程度要小的多,因此總的說來,溶液稀釋,H+降低.例 1.求 0.100mol.dm-3 HAc 溶液的 PH 值。(Ka=
22、 1.8 X 10-5)解:ceq(H+) Ka.C酸=出.8父10上 乂0.100 = 1.34父10二mol.dm工pH =2.88例2.某溫度時,已知0.100mol.dm-3 HCN的電離度為0.010%,則該溫度時,HCN的解離常數(shù)Ka是多少?解:Ka= ca2=0.100x (0.010%) 2=1.00X10 94 . 一元弱堿的解離平衡: 如,NH3(aq) + HO( c ) = NHT(aq)+ OH (aq)弱堿的解離常數(shù):&=Ceq(NH4 )ceq(OH-)Ceq(NH3)若弱堿比較弱,Kb K&,忽略二級解離,按一級解離處理:ceq(H+)-而忑因 ceq(H+)=
23、ceq(HS-),根據(jù)二級解離平衡,故 ceq(S) Ka6 .鹽類水解平衡及溶液的酸堿性 (1)強堿弱酸鹽的水解:強堿弱酸鹽水解生成弱酸和強堿溶液呈堿性。例如NaAc水解:Ac +h2O=HAcH OH(2)強酸弱堿鹽的水解:強酸弱堿鹽水解生成弱堿和強酸,溶液呈酸性。例如 NH4cl 水解:NH J+HO=NHH20 H(3)弱酸弱堿鹽水解:水解生成弱酸和弱堿,溶液酸堿性視弱酸Ka和弱堿Kb相對強弱大小。例如NH4AC水解溶液呈中性:NH4AC+ H2O= NH3.H2O+ HAc(4)強酸強堿鹽水解:溶液呈中性。如 NaCl溶液,pH=7o7 .緩沖溶液(1)同離子效應:在弱電解質溶液中,
24、加入與弱電解質具 有相同離子的強電解質,使弱電解質的解離度降低,這種現(xiàn) 象叫做同離子效應。在弱酸的溶液中,加入該酸的共輾堿,或在弱堿的溶液中加 入該堿的共輾酸,則弱酸或弱堿解離度降低。例如,在HAc溶液中加入NaAc,使HAc解離平衡向左移動, 即HAc(aq) = H +(aq) + AC (aq)AC(加入NaA ,從而使HAc解離度&降低(解離常數(shù) Ka不變),H+濃度P1低,溶液 pH值升高。同理,在氨水溶液中加入氯化鏤,增加NH4+濃度,使氨水解離 度降低,OH一降低,溶液pH值升高。溶液pH值降低。(2 )緩沖溶液:由弱酸及其共輾堿(如,弱酸與弱酸鹽)或弱堿及其共輾酸(如,弱堿與弱
25、堿鹽)所組成的溶液,能抵 抗外加少量強酸、強堿或稍加稀釋而使本身溶液pH值基本保持不變,這種對酸和堿具有緩沖作用的溶液稱緩沖溶液。說明:緩沖溶液的緩沖能力是有限的,當加入大量的酸堿時溶液的pH值將發(fā)生變化.3)緩沖溶液種類:a.弱酸一弱酸鹽: 如HAc NaAc, HF NH4F;過量的弱酸和 強堿.如過量的HAc和NaOH混合,反應后,過剩的HAc和生 成的NaAc組成緩沖溶液。b.弱堿一弱堿鹽:如 NH3 - NH4cl;過量的弱堿和強酸 . 如過量的NH3.H2O HCl混合,反應后,過剩的NH3和生 成的NH4CI組成緩沖溶液。c.多元酸一酸式鹽,多元酸的兩種不同的酸式鹽:如H2co3
26、NaHCO3,NaHCO3- Na2co3; NaH2Po4Na2HPO4.4)緩沖?液pH值計算:Ceq(H ): KapH =Pka -lgC(共軻酸)C(共軻堿)C(共融酸)C(共知堿)=KaC=pKa _lgQCbCeq(OH ) = Kb C|黑 =KbCb , C(共知酸)CaC(共知堿)CbpOH = pKb -lg _廿二= 二pKb -lg C (共知酸)Ca其中,pK=-lg Ka ; ,pKb =-lg Kb例 1.將 100ml 0.20 mol.dm -3HAc和 50ml 0.20mol.dm-3NaAc混合,求混合后溶液pH值.解:已知HAc的解離常數(shù) Ka=1.
27、76 x混合后:105ChAcC NaAc100 0.20.30.133mol.dm15050 0.20j3:=0.067mol.dm150C0.133pH=pKa_lgAc - -lg 1.76 10- -lg 4.75 10.30 =4.45CNaAc0.067例 2.將 100ml 0.20mol.dm -3HAc和 50ml0.20mol.dm-3NaOH混合,求混合后溶液pH值.解:已知HAc的解離常數(shù) Ka=1.76 x混合后,剩余HAc濃度為:10 5(100 -50) 0.20工ChAc0.067mol.dm150HAc和NaOHS應后生成的NaAc濃度為:-50 0.20CN
28、aAc = =0.067mol.dm150pH =pKa lgCA =lg 1.76 10 s lg 0067 =4.75mol.dm-3CNaAc0.067例 3.將 100ml 0.20 mol.dm -3NH和 50ml 0.20NH4Cl混合,求混合后溶液pH值.已知NH的解離常數(shù) K)=1.76 X105解:混合后:CNHCNH 4Cl100 0.20與=0.133mol.dm ?15050 0.203= =0.067mol.dm150Cnh350.133pOH =pKblg =-lg 1.76 10 一 一lg4.45Cnh 4ci0.067pH =14 - pOH =14 4.4
29、5 =9.55例 4.將 100ml 0.20 mol.dm NH和 50ml0.20mol.dm-3NaOH昆合,求混合后溶液pH值.已知NH的解離常數(shù) K)=1.76 X10-5解:混合后,剩余NH濃度為:(100 -50) 0.203CnH0.067moldm150NH和NaOHS應后生成的NH4cl濃度為:-50 0.20工Cnh 4cl = = 0.067mol.dm150CNH350.067pOH = pKb Tg = -lg 1.76 10 Tg 4.75 Cnh 4ci0.067pH =14 -pOH =14 一4.75 =9.25(4)緩沖溶液的配制:當組成緩沖溶液的共輾酸堿
30、對的濃度相當時,即當Ca=C時,緩沖溶液緩沖能力最大,此時pH=pKa 此即為選擇緩沖溶液的原則。例如,配制pH=5左右的緩沖溶液,可選 HAl NaAc混合溶液(pKa=4.74 );配制pH=9左右的緩沖溶液,可選NHNHCl混合溶液(pKa=9.26 );配制pH=7左右的緩沖溶液,可選 NaHPONaHPO混合溶液(pKa=7.20 ) o一般認為,當緩沖對的濃度比在0.1和10之間才具有緩沖作用,緩沖溶液的緩沖范圍:pH = p Ka 13.2.4難溶電解質的多相解離平衡1.難溶電解質的沉淀溶解平衡難溶電解質的沉淀溶解平衡:AnBm(s) = nA m+(aq)+mBn-(aq)(1
31、)溶度積(常數(shù)):Ksp(AnBm)= Ceq(Am+) nceq(Bn ) m溶度積G在一定溫度下為一常數(shù).如, AgCl(s) = Ag+(aq)+Cl -(aq)25oC,KSP(AgCl)= ceq(Ag+) . ceq(Cl -) =1.77 X 10-7 KSP(CaF2)= ceq(Ca2+ ). ceq(F-)2=3.4 x 10-11 KSP Mg(OH) 2= ceq(Mg 2+ ). c eq(OH -) 2=1.8 X-111011(2)溶解度s(mol.dm -3)與溶度積Ksp的關系:1)溶解度s:每dm3水溶液中含溶質的摩爾數(shù),mol.dm -3O2)溶解度s與溶
32、度積Ksp的關系:如 AgCl、AgBr、AgI、CaC。CaSO對于AB型沉淀: 等。CaCqs) = Ca 2+(aq) + CO 32-(aq)平衡濃度/mol , dm-3 ssKsp (CaCO3)= s2, s =百對于A2B或AB型沉淀:如Ag2CrQ,Mg(OH)2等。A.CrO (s) = 2Ag +(aq) + CrO 42-(aq)平衡濃度/mol , dm-32 ssKSp (Ag 2CrO4) = (2 s) 2s = 4 s3, s=3;04對同一種類型的沉淀,溶度積Ksp越大,溶解度S越大;對 不同類型的沉淀,通過計算S比較溶解度的大小。例 1.25 0C 時,銘
33、酸銀(Ag2CrC4)的溶解度為 1.31 x 10-4 mol.dm3,求其溶度積.解:Ag2CrC4 (s) = 2Ag +(aq) + CrO 42-(aq)平衡濃度/mol , dm-3 2 ssKsp (Ag 2CrO4) = (2 s)2s = 4s3=4X ( 1.31 x 10-4) 3= 9.0 x10-12例 2. 25 0c 時,AgCl、AgzCrQ 的溶度積分別為 1.56 X10-10、9.0 x 10-12,問其溶解度何者為大?解:AgCl 溶解度為:S= 后=J1.56M10, =1.25M10*moldm*Ag2CrQ 的溶解度為:SKl =3.藐而產(chǎn)=1.3
34、1M10、oldm二可見溶解度大小為:Ag 2CrO4 AgCl(3)溶度積規(guī)則:判斷沉淀的生成和溶解溶液中,離子濃度的乘積:Q=C(Am) nC(Bn ) m溶度積:Ksp(AnBm)=C eq(Am+) nCeq(Bn ) m若QKSp,不飽和溶液,無沉淀析生或沉淀將溶解;Q= KSp ,飽和溶液,沉淀和溶解達到平衡;Q*sp,過飽和溶液,有沉淀析生如,在FeS的飽和溶液中,Q=Ksp,加入鹽酸后,由于S2 +2H + =H2s (g),降低S2一濃度,使QKSp,以致FeS沉淀溶解。 汪息:1) Q為任意狀態(tài)溶液離子濃度如起始濃度以計量系數(shù)為指數(shù) 的乘積;2)若有幾種沉淀,先滿足Q=KS
35、P者,先沉淀;3)沉淀完全(離子濃度10-6)不等于離子全部沉淀.例:將0.10moldm-3 MgCl2溶液與0.10moldm-3氨水,問溶液能否生成 Mg(OH)2 沉淀?已知 KspMg(OH) 2=5.61x10-12;氨水 Kb=1.77X 10-5解:混合后,-2 .0.102C(Mg ) =- =0.050moldmC(NH3)=等=0.050moldm3c(OH ) = , KbCNH; *177 10* 0.050 =9.4 10“mol.dmQ=c (Mg2+ ). c (OH-) 2=0.050x 9.4 x 10-42=4.42x 10-811KSP Mg(OH) 2
36、 =1.8 X 10QXsp ,故有沉淀析生.(4)同離子效應:在難溶電解質溶液中,加入與難溶電解 質具有相同離子的易溶電解質,可使難溶電解質溶解度降低, 這種現(xiàn)象叫做同離子效應。例如,在AgCl溶液中,加入NaCl,使AgCl溶解度下降3.3周期3.3.1 原子核外電子分布和元素周期系元素周期表是元素周期系的體現(xiàn),元素周期表由周期和族 組成。1 .每周期元素的數(shù)目=相應能級組所能容納的最多電子數(shù)周期能級組兀素數(shù)目11s 2222s 22p6833s 23p6844s 2 3d10 4p61855s 2 4d10 5p61866s 2 4f 14 5d 10 6p 63277s 25f14未完
37、成6d102 .元素在周期表中的位置和原子結構的關系(1)周期數(shù)=電子層數(shù)、1 主族和舊,1舊的族數(shù)=最外層電子數(shù)(2) 族效JIIIB -VIIB族的族數(shù)=ns + (n_1)d電子數(shù)零族的最外層電子數(shù)=2或8VIII 族的 ns十(n1)d電子數(shù)=8-10知道元素在周期表中的位置(哪一周期、哪一族)就可寫 由原子的電子分布式和外層電子分布式,反過來也一樣。例1.有一元素在周期表中屬于第4周期第VI主族,試寫由該元素原子的電子分布式和外層電子分布式。解:根據(jù)該元素在周期表中的位置可直接寫由該元素的外層電子分布式:4s24p4 (第4周期第6主族)再根據(jù)外層電子分布式推由完整的電子分布式:1s
38、 22s22P63s23P63d104s24p4例2,已知得的外層電子分布式4d55s2,指由該元素在周期表中所屬的周期數(shù)和族數(shù)。解:周期數(shù)=5 (層數(shù)=5)族數(shù)=VIIB 族(ns電子+ ( n-1) d電子數(shù)=2+5=7)(3)元素在周期表中的分區(qū)根據(jù)原子的外層電子構型可將元素分成5個區(qū):族數(shù)IA ,IIAIIIBVIIB ,VIIIIB ,IIBIIIA - VIIA外層電子構型1-2 ns(n-1)d 1-8ns2(n-1)d 10口1-2ns2np1-6分區(qū)s區(qū)d區(qū)ds區(qū)p區(qū)族主族副族+ VIII=過渡元素主族f區(qū)=4闌系+鋼系元素例3,試分別指由例1中34號元素和例2中鋁元素在周期
39、 表中所屬的分區(qū)。解:根據(jù)34號元素外層電子分布式 4s24p4,得知該元素屬p區(qū)。根據(jù)得元素的外層電子分布式4d55s2,得知該元素屬d區(qū)。3.3.2元素性質的周期性遞變1 .金屬性和非金屬性(1)同一周期:從左-右,原子半徑逐漸減少,非金屬性增金屬性減弱,非金屬性增翼_強.一增多,原半減小(2)同一族:主族元素:從上-下,原子半徑逐漸增大,金屬性增強電子層數(shù)地多 原子半徑增大 變化不大非金屬性濾弱金屬性增強過渡元素:過渡元素:從下一上金屬性增強弧I2 .元素的電離能、電子親合能和電負性(1) 元素的第一電離能:基態(tài)的氣態(tài)原子失去一個電子形 成+ 1價氣態(tài)離子時所吸收的能量。X(氣)e=x1
40、氣)。用于衡量單個原子失去電子的難易程度。第一電離能越大,原子越難失去電子;數(shù)值越小,原子越易 失去電子。(2) 元素的電子親合能:基態(tài)的氣態(tài)原子獲得一個電子形 成1價氣態(tài)離子時所放生的能量。X(氣)+e=X一(氣)。用于衡量單個原子獲得電子的難易程度。電子親合能越大,原子越容易獲得電子;數(shù)值越小,原子越 難獲得電子。(3) 元素電負性:用于衡量原子在分子中吸引電子的能力。 電負性越大,吸引電子的能力大,元素的非金屬性越強;電負性越小,元素的金屬性越強。同一周期自左向右,電負性值增大,非金屬性增強,金屬性減 弱;同一族自上向下電負性逐漸減少.金屬元素的電負性值2,0(除粕系和金),非金屬元素的
41、電負性值2.0(除Si為1.8外)3.3.3氧化物及其水合物的酸堿性遞變規(guī)律1,氧化物及其水合物的酸堿性一般規(guī)律(D同周期元素最高價態(tài)的氧化物及其水合物,從左到右酸 性遞增,堿性遞減。以第四周期為例:堿性增強一KQHCa(OHSc(OH)aTi(OH)*事性強 做性做性兩性HVOa H:CrO4 或 HjCrtQ7 HMnO4酸性弱性中強融性強一酸性增強堿性增強一CuOH Zn(OH)/ Ga(OH)s Ge(OH)4 HaAsO* H1SeO0;放熱q0。2 .熱化學反應方程式的寫法(1)熱化學反應方程式:表明化學反應方程式和反應熱(q)關系的方程式。(2)熱化學反應方程式的書寫:1)標明溫度和壓力:T =298.15k,P =101.325kPa可省略。2)右下角標明物質聚集狀態(tài):氣態(tài):g液態(tài):i固態(tài):s溶液:aq3)配平反應方程式:物質前面的計量系數(shù)代表物質的量,可為分數(shù)。4)標明反應熱:q0:吸熱,單位:kJm
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