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1、第二章 溶液和膠體 一、分散系概念 當一個或幾種物質(zhì)分散在另一個物質(zhì)中所形成體系，叫做分散系。 被分散物質(zhì)叫分散質(zhì)，能容納分散質(zhì)物質(zhì)為分散劑。 分散質(zhì)、分散劑構(gòu)成混合體系叫分散系。2.1 分散系二、分散系分類：依據(jù)分散質(zhì)顆粒大小分子或離子分散系 100 nm（懸濁液、乳狀液）第1頁第1頁2.2 溶液濃度三、溶液概念 一個或各種物質(zhì)以分子、離子狀態(tài)均勻分布于另一個物質(zhì)中得到混合物，量少為溶質(zhì)，量多為溶劑。 1、質(zhì)量分數(shù) B = mB / m2、體積分數(shù) B = VB / V3、物質(zhì)量濃度（摩爾濃度） cB = nBV 4、物質(zhì)量分數(shù) x = nB/n總5、質(zhì)量濃度 B = mB / V6、質(zhì)量摩

2、爾濃度bB = nBmA= mB / (MB mA) 四、溶液構(gòu)成表示辦法：（A 溶質(zhì) B 溶劑 無角標為溶液）第2頁第2頁濃度之間相互換算：第3頁第3頁2.3 稀溶液依數(shù)性只與溶質(zhì)粒子數(shù)目相關(guān)而與溶質(zhì)本性無關(guān)性質(zhì)。依數(shù)性是指：溶液蒸氣壓下降 溶液沸點上升溶液凝固點下降 溶液含有滲入壓粒子：溶液中實際存在分子、離子等。第4頁第4頁（一）基本概念1. 飽和蒸氣壓 在密閉容器中，純?nèi)軇┱舭l(fā)速度與凝聚速度相等時，液面上蒸氣壓不再發(fā)生改變，此時蒸氣壓稱為該溫度下飽和蒸氣壓，簡稱蒸氣壓。2. 凝固點 溶劑凝固點是指液態(tài)溶劑和固態(tài)溶劑平衡存在時溫度；溶液和固態(tài)溶劑平衡共存時溫度稱為溶液凝固點。溶液凝固點要

3、比純?nèi)軇┠厅c低，溶液濃度越大，凝固點越低。3. 滲入壓 溶劑分子透過半透膜進入溶液自發(fā)過程稱為滲入現(xiàn)象。滲入作用達到動態(tài)平衡時液面高度差所產(chǎn)生壓力稱為該溶液滲入壓。第5頁第5頁1. 溶液蒸氣壓下降p = p*p = p* xB 在純?nèi)軇┲屑尤腚y揮發(fā)物質(zhì)以后，達平衡時，p溶液總是小于同溫度下p純?nèi)軇?，即溶液蒸氣壓下降。p=p* xA -拉烏爾定律 拉烏爾定律也可這樣描述：難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液飽和蒸汽壓減少值和溶質(zhì)摩爾分數(shù)成正比。第6頁第6頁2 沸點升高 試驗證實：難揮發(fā)物質(zhì)溶液沸點總是高于純?nèi)軇┓悬c。 Tb- Tb* = Tb = Kbb(B) Kb 為沸點上升常數(shù)，與溶劑本性相關(guān)，而與溶質(zhì)

4、本性無關(guān)。 Kb值可經(jīng)過試驗而測得，即經(jīng)過測定不同質(zhì)量濃度稀溶液Tb值，然后以Tb/b(B)為縱坐標， b(B)為橫坐標作圖得到一條直線，在縱坐標上截距即為Kb 。第7頁第7頁3 凝固點下降溶液凝固點Tf總是低于純?nèi)軇┠厅cTf*。Tf = Kf b(B) = Tf* - TfKf為凝固點下降常數(shù)，僅取決于純?nèi)軇┨匦裕c溶質(zhì)特性無關(guān)。第8頁第8頁1 半透膜：允許溶劑分子通過，不允許溶質(zhì)分子通過.2 滲入：溶劑分子通過半透膜由純?nèi)軇U散到溶液中(由稀溶液滲入濃溶液)現(xiàn)象稱滲入.3 滲入壓：兩側(cè)液面高度所產(chǎn)生壓力.四、滲入壓范特霍夫定律： V = n(B)RT = c(B)RT b(B)RT （

5、溶液很稀時， c(B) b(B) ） c(B) 物質(zhì)量濃度 R：氣體常數(shù) 8.314 kPa L mol-1.K-1 T：熱力學溫度（絕對溫度）第9頁第9頁2.4、電解質(zhì)溶液依數(shù)性 闡明電解質(zhì)依數(shù)性均是計算值i倍。 i是電解質(zhì)離解出來離子數(shù)目。同濃度下不同溶液依數(shù)性升高或降低值：強電解質(zhì)溶液 弱電解質(zhì)溶液 非電解質(zhì)溶液第10頁第10頁2.5 膠體溶液 膠體是一個高度分散多相體系. 分散質(zhì)為固相 (1100nm) 分散劑為液相第11頁第11頁2.5.1 溶膠基本性質(zhì) 1、光學性質(zhì)（丁達爾效應）2、動力學性質(zhì) （1）布朗運動（2）擴散 溶膠分散相粒子由于布朗運動，將自動從高濃度處緩緩地移動到低濃度

6、處，這種現(xiàn)象稱為擴散。布朗運動產(chǎn)生原因：分散質(zhì)粒子本身處于不斷熱運動中； 分散劑分子對分散質(zhì)粒子不斷撞擊。 （3）沉降 溶膠在放置過程中，在重力作用下分散相粒子下沉現(xiàn)象稱為沉降。第12頁第12頁3、溶膠電學性質(zhì)電泳：在電場中，分散質(zhì)粒子作定向移動，稱為電泳。電滲： 膠粒設法固定不動，分散劑在電場中作定向移動現(xiàn)象稱為電滲。第13頁第13頁4、膠體粒子帶電主要原因：（1）電離作用（2）吸附作用 固體吸附劑優(yōu)先選擇吸附與它構(gòu)成相關(guān)離子，或者能夠在固體表面上形成難電離或難溶解物質(zhì)離子?！跋嗤辔怼盚2SiO3 SiO32-+2H+ 比如：在硅膠溶膠中，由于分散相粒子表面上硅膠分子在水分子作用下能夠

7、發(fā)生下列解離 H+ 擴散至介質(zhì)中，而SiO32-留在膠核表面，使膠粒表面帶負電荷，生成負溶膠。第14頁第14頁5 膠團結(jié)構(gòu) 以AgI為例： AgNO3 + KI = AgI +KNO3 當AgNO3 過量時， 分散質(zhì)帶正電荷，膠團結(jié)構(gòu)下列： （AgI )m n Ag+ ( n -x ) NO3- x+ x NO3- 膠核 電位離子 反離子 反離子 吸附層 擴散層 膠粒 膠團 第15頁第15頁2.5.2 溶膠穩(wěn)定性和聚沉一、溶膠穩(wěn)定性 (1)動力學穩(wěn)定性：布朗運動使膠粒不沉降。 (2)溶劑化作用：使膠粒和反離子周圍形成溶劑化膜。 (3)匯集穩(wěn)定性：溶膠能穩(wěn)定存在最主要原因是膠粒之間存在靜電排斥力

8、，而制止膠粒聚沉。第16頁第16頁二、溶膠聚沉1 電解質(zhì)聚沉作用：離子價態(tài)越高越易中和帶電相反溶膠粒子，聚沉能力強弱與離子種類無關(guān)。2 互相聚沉現(xiàn)象：兩種電性相反溶膠混合，發(fā)生聚沉作用叫互相聚沉。兩種溶膠成百分比時聚沉效果最好。3 加熱：加熱有助于被吸附離子解吸。加熱使膠粒運動速率加快，增長膠粒碰撞機會 第17頁第17頁第三章 原子結(jié)構(gòu)與元素周期律第18頁第18頁3.1 原子結(jié)構(gòu)質(zhì)量數(shù)（A） = 質(zhì)子數(shù)（Z） + 中子數(shù)（N）核電荷數(shù) = 質(zhì)子數(shù) = 核外電子數(shù)原子原子核核外電子（Z） 質(zhì)子（Z） 中子（A-Z） 第19頁第19頁 3.是空間坐標(x,y,z)或球坐標(r,)函數(shù)?？杀硎境?x

9、,y,z)或(r,)。1.是描述電子運動狀態(tài)波函數(shù)(wave function),也是這個方程解。薛定諤方程在數(shù)學上許多解是不合理。只有滿足特定條件解才含有物理意義。 2.薛定諤方程特定解可用限定常數(shù)(n,l,m)來表示,稱為量子數(shù)(quantum number)。當量子數(shù)按一定規(guī)則取值并組合時,所得到波函數(shù)才是合理。相關(guān)Schrdinger方程一些主要結(jié)論。(x,y,z) (r, q,) = Rnl(r)Ylm(q,)3.2 核外電子運動量子力學表示辦法第20頁第20頁量子力學中把量子數(shù)按一定規(guī)則取值波函數(shù)稱為原子軌道,可用一組量子數(shù)表示(n,l,m)。 原子軌道用以描述單個電子也許運動狀態(tài)

10、，即電子在核外空間運動范圍和區(qū)域，并不是電子運動軌跡。 迄今不明確波函數(shù)物理意義,但|2物理意義是電子在空間某點概率密度。原子軌道(n,l,m)是符合量子化條件波函數(shù)。波函數(shù) wave function波函數(shù)是描述電子等微觀粒子運動狀態(tài)函數(shù)。第21頁第21頁電子云 用小黑點疏密來描述電子在核外出現(xiàn)概率密度分布所得空間圖像稱為電子云（ |2 ）。第22頁第22頁原子軌道和電子云角度分布圖 原子軌道角度分布圖電子云角度分布圖 角度函數(shù)僅與量子數(shù)l、m相關(guān)，而與主量子數(shù)n無關(guān)，因此n不同l相同軌道，其角度分布都相同,比如2pz，3pz，4pz角度分布圖都是一樣。 第23頁第23頁3.n相同,l不同時

11、，ns比np多一個離核較近峰，np又比nd多一個離核較近峰。1.徑向分布圖中有（nl）個峰，比如，3s有3個，2p有1個，3p有2個，3d有1個峰。2.角量子數(shù)l相同，主量子數(shù)n不同時，n越大，主峰離核越遠；n越小，主峰離核越近。4.第一個峰與核距離是：nsnpndnpndnf。電子云徑向分布圖特點第24頁第24頁 一個電子受內(nèi)層或同層其它電子斥力，相稱于核電荷對電子引力削弱現(xiàn)象稱為屏蔽效應，符號。 屏蔽效應screening effect3.3 核外電子排布規(guī)律鉆穿效應penetration effect 外層電子鉆到內(nèi)層空間而靠近原子核地方去，本身回避了內(nèi)層電子對它屏蔽作用通常稱為鉆穿效應

12、。 屏蔽效應、鉆穿效應使電子能級產(chǎn)生交錯。 第25頁第25頁2、四個量子數(shù)主量子數(shù)n：決定電子能量高下主要原因角量子數(shù)l ：原子軌道或電子云形狀 l 取值: 0，1，2，3n1 相應符號: s, p, d, f. (亞層)磁量子數(shù)m：原子軌道或電子云在空間伸展方向。 m可取 0，1, 2l ； n 取值: 相應符號: K L M N O自旋量子數(shù) ms ：表示同一軌道中電子二種自旋狀態(tài) 分別用ms =+1/2和-1/2表示，也可用“ ”和“ ”表示。第26頁第26頁6543216s5s4s3s2s1s6p5p4p3p2p5d4d3d4f能量與周期鮑林原子軌道近似能級圖 第27頁第27頁核外電子

13、分布三規(guī)則： 最低能量原理 電子在核外排列應盡先分布在低能級軌道上, 使整個原子系統(tǒng)能量最 低。 Pauli不相容原理 每個原子軌道中最多容納兩個自旋方式相反電子。3.2.2 核外電子排布第28頁第28頁（2）簡并軌道處于全充斥(如p6,d10,f14)、半充斥(如p3,d5,f7)或全空(如p0,d0,f0)狀態(tài)時，體系處于能量較低穩(wěn)定狀態(tài)。（1）在填充簡并軌道時，電子盡也許單獨占有空軌道，且自旋方向相同。洪特(F Hund)規(guī)則第29頁第29頁3.4 元素周期律和元素周期表 一.原子半徑rc與原子結(jié)構(gòu)關(guān)系1.同一族中，從上到下，電子層數(shù)增長，rc增大。2.同一周期，從左到右，核電荷數(shù)增長，

14、核對外層電子吸引力增長，rc下降(主族元素改變明顯，過渡及內(nèi)過渡元素改變不明顯。 O族元素原子半徑較大。)第30頁第30頁二. 電離能與原子結(jié)構(gòu)關(guān)系1.同一主族，從上到下，rc增大，核對外層電子引力下降，I1值下降。2.同一周期，從左到右，核電荷數(shù)增長，rc減少，I1增大。(但有例外 : Be至B；N至O出現(xiàn)轉(zhuǎn)折。)3.全空、全充斥或半充斥電子結(jié)構(gòu)I值較大。4.除Hg以外，稀有氣體I值最高，堿金屬元素I值最低。第31頁第31頁習 題1下列哪種濃度表示辦法與溫度相關(guān) （ ） A、質(zhì)量分數(shù) B、質(zhì)量摩爾濃度 C、物質(zhì)量濃度 D、摩爾分數(shù)2用等重量下列化合物作防凍劑，防凍效果最好是 （ ） A. 乙

15、醇 B. 甘油 C. 四氫呋喃（C4H8O） D. 乙二醇 CA第32頁第32頁3土壤中NaCl含量高時植物難以生存，這與下列稀溶液性質(zhì)相關(guān) A. 蒸氣壓下降 B. 沸點升高 C. 凝固點下降 D. 滲入壓D4在相同溫度下，下列溶液滲入壓由大到小順序是 ，凝固點從高到低順序是 。 A、 c(C6H12O6)= 0.01 molL-1； B、c(1/2)Na2CO3= 0.01 molL-1；C、 c（HAc）= 0.01 molL-1； D、c(NaCl)= 0.01 molL-1。 DBCAACBD第33頁第33頁5在嚴寒季節(jié)里，為了預防儀器中水結(jié)冰，可在水中加入甘油（C3H8O3），要使凝

16、固點減少3.0K，在500g水中應加入甘油 （水Kf 1.86Kkgmol-1) A. 74.2g B . 37.1g C . 18.5g D. 148.4gA6. 質(zhì)量摩爾濃度定義是指在下列條件下含有溶質(zhì)摩爾數(shù)( )A 1L 溶液B 1000g溶液C 1000g溶劑D 100g水C第34頁第34頁7. 實際氣體可當作抱負氣體條件是：A 低溫低壓B 高溫高壓C 低溫高壓D 高溫低壓D8. 在一定溫度下，某容器中充有質(zhì)量相同下列氣體，其中分壓最小氣體是：A N2B CO2C O2D HeB第35頁第35頁9. 注射液中生理食鹽水濃度太稀則：A 藥物不能充足發(fā)揮作用B 血紅細胞內(nèi)水向外滲入C 水向

17、血紅細胞內(nèi)滲入D 沒有影響。C10. 拉烏爾定律合用條件是：(多選)A 溶質(zhì)是難揮發(fā)B 溶質(zhì)是易揮發(fā)C 溶質(zhì)是電解質(zhì)D溶質(zhì)是非電解質(zhì)E 溶液較濃F 溶液較稀ADF第36頁第36頁11.若原子最外層僅有一個電子，它量子數(shù)為n = 4， l = 0， m = 0， ms = +1/2，符合上述條件元素個數(shù).( )(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4C12.在多電子原子中，各電子含有下列量子數(shù)，其中能量最高電子是( )2，1，-1，+1/2 (B) 2，0，0，-1/2(C) 3，1，1，- (D) 3，2，-1，+ 1/2D第37頁第37頁 13.某金屬M2+離子第三電子層上有15個電子

18、，該金屬是.( ).(A) Fe (B) Mn (C) Co (D) NiC14. Li、Be、B原子失去一個電子，所需要能量相差不是很大，但最難失去第二個電子原子預計是 （ ） (A) Li (B) Be (C) B (D) 都相同A第38頁第38頁15. 在3d電子云徑向分布圖中有 個概率峰。116. 第24號元素原子電子排布是_，它位于第_周期_族，其化學符號是_。1s22s22p63s23p63d54s1 或 Ar3d54s14 VIBCr第39頁第39頁 17. 孕酮是一個雌性激素，經(jīng)分析得知其中含9.5%H，10.2%O和80.3%C 。今有1.50g孕酮試樣溶于10.0g苯，所得溶液凝固點為276.06K，求孕酮分子式。解： 求出孕酮摩爾質(zhì)量一個孕酮分子中所含H、O、N原子數(shù)分別為MBgmol-1則孕酮分子式為C21H30O2。N(H)N(O)N(C)第40頁第40頁 18. 四氫呋喃 (C4H8O) 曾被提議用作防凍劑，應往水中加多少克四氫呋喃才干使它凝固點下降值與加1克乙二醇(C2H6O2)作用相稱？解： 兩物質(zhì)均為非