1、第二章物質的化學組成和聚集狀態(tài)2022/9/2712、1 物質的化學組成2、2 固體2、3 液體2、4 氣體回顧：1. 物質的化學組成？2. 物質的聚集狀態(tài)？2022/9/2722、1 物質的化學組成一、具有復雜化學組成的物質：二、高分子化合物：三、配位化合物：四、生命大分子： 分子是保持物質化學性質的最小微粒。 分子是由原子組成。 分子和原子是人們認識物質的結構和化學反應的基礎。2022/9/273一、具有復雜化學組成的物質：整比分子：非整比分子：整數比的簡單分子 Eg. CO2、H2SO4、CuSO4、C6H6、C6H12O6 組成簡單，原子間成一定整數比； 符合正?；蟽r規(guī)則的化合物。

2、組成復雜，原子間不成整數比； 不符合正?；蟽r規(guī)則的化合物。Eg. Nb3Sn、Cu5Zn、Fe3N、Mn7C3、Fe2N2022/9/274非整比分子在材料中具有十分重要的作用Eg. 碳化物、氮化物：提高鋼材的硬度?！昂谄帷?Sn1-XCu xO2：古銅鏡表層的耐磨物質。 Y2O2S：Eu3+：彩色電視發(fā)光材料用的紅粉 Y2O2S：Tb3+：彩色電視發(fā)光材料用的綠粉(Ca，Sr)10(PO4)6Cl2：Eu3+：彩色電視發(fā)光材料用的藍粉(Co0.90Fe0.06Ni0.02Nb0.02)78Si22-xBx：錄音磁頭的合金組成。(GdCo，GdFe)：計算機儲存元件的非晶態(tài)材料。YnBa2C

3、umO7-8：La1-nLim-3：高溫超導體材料。2022/9/275Si ：H非晶態(tài)硅摻入和摻入的量不確定氫非晶氫化硅：信息、電子工業(yè)中經常用到的半導體材料。 P20結論：物質的特性取決于它們的組成和結構。Eg. Ti50Ni：相轉變溫度為60；Ti51Ni：相轉變溫度為30。鈦鎳形狀記憶合金2022/9/276團簇：原子簇、分子簇 由幾個至幾百個原子或分子組成的物質，其大小屬于納米（10-9m）數量級。 由化學成分和結構比較簡單的單元重復結合而成，包括： 金屬簇：Lin、Cun 非金屬簇：Cn、Arn 分子簇： (H2O)n 、 (NaCl)n碳Eg. 金剛石：石墨：球碳：C60： “足

4、球烯 ”1996年，Nobel Price2022/9/277二、高分子化合物： 又稱“高聚物”，簡稱“高分子”，有時也稱“大分子化合物”。相對分子質量高達幾千甚至幾百萬。1. 分類天然：淀粉、蛋白質、纖維素、木質素合成：聚乙烯、聚酰胺A. 來源不同C. 按性能和用途分類B. 按主鏈結構分類塑料、橡膠、纖維、膠粘材料、功能高分子等碳鏈聚合物雜鏈聚合物元素有機聚合物2022/9/278 碳鏈聚合物 主鏈完全由C原子組成的聚合物( CH2CH )n Cl ( CH2CH )n CN ( CH2CH )n CH3 ( CH2CH )n Ph 雜鏈聚合物 主鏈除C原子外，還含有O、N、S等雜原子。元素

5、有機聚合物 主鏈中無C原子，而是由Si、Al、O、 N、 S 、P等原子組成，但側鏈中有C原子( CNRNCORO )n OHHO( SiO )n CH3 CH32022/9/279CH2CHCH2CHCH2CH Cl Cl Cl聚氯乙烯: ( CH2CH ) n Cl 鏈節(jié)：高分子的特定結構單元可簡寫為：( CH2CH ) Cl 聚合度： 高分子鏈所含鏈節(jié)的數目 n 1000單體：能夠提供結構單元的低分子化合物 ： CH2CHCl高聚物掌握2022/9/2710單體3、CH2CHCl1、CHCH2、CH2CHCH34、CH2CH5、CH2CHAc6、CH2CHCH CH27、CH2CHCNE

6、g. Page :222022/9/27112. 高分子化合物的特征 長鏈分子通常呈卷曲狀，因而高分子通常有一定 程度的彈性。 幾乎無揮發(fā)性，常溫下主要以固態(tài)或液態(tài)存在。 高分子化合物的分子鏈很長，且互相纏繞因此能 表 現出一定的韌性和耐磨性。 溶解很慢，有時只發(fā)生溶脹，且溶液的粘度比一 般的低分子化合物溶液的要大許多。常被用于材料2022/9/27123. 高分子化合物的命名（1） 按原料單體或聚合物的結構特征命名 （2）在單體名稱后面加“樹脂”、“橡膠”或“共聚物”（3）按商品名命名（4）有時還以高分子化合物的主要用途或最初用途命名（5）采用國際通用的英文縮寫符號2022/9/2713（1

7、） 按原料單體或聚合物的結構特征命名 在單體名稱前冠以“聚”字例: 烯類單體形成的聚合物: 聚乙烯、聚氯乙烯( HN (CH2)6NH CO (CH2)4CO )n 己二胺 + 己二酸 聚己二酰己二胺 例:以聚合物結構特征的名稱結合單體名稱命名:結構單元： N (CH2)6 N C (CH2)4 C HHOO2022/9/2714第一個“6”：二元胺的碳原子數第二個“6”：二元酸的碳原子數聚酰胺-610己二酸己二胺 聚己二酰己二胺OR 聚酰胺-66 或 尼龍-66掌握2022/9/27154. 高分子化合物的合成原料低分子有機化合物聚合加成聚合縮合聚合高分子化合物2022/9/2716三、配位

8、化合物： 又稱“配合物”，也稱“絡合物”。 它是一大類化合物，由金屬正離子（或中性原子）作為中心，有若干個負離子或中性分子按一定的空間位置排列在中心離子的周圍，形成的一種復雜化合物。2. 配合物的命名1. 配合物的組成掌握2022/9/27171. 配合物的組成外界內界中心離子配位體配位原子配位數掌握2022/9/2718名詞配離子: 配位中心和配體組成的穩(wěn)定離子，即內界。配體：按一定的空間位置排列在配位中心周圍的負離子或中性分子，為有孤對電子的分子或離子，:NH3、H2O:、:F、 :SCN: 配位中心：處于配合物中心位置的金屬（中性）原子或 金屬離子。中心原子、中心離子例： Ag(NH3)

9、2+、 CuCl42 、Fe(SCN)63 。配位原子(離子)：能夠與中心離子形成配位鍵的原子，配體中提供孤對電子的原子或離子。例： :NH3 、 H2O: 、:F :SCN: 2022/9/2719配鹽：Ag(NH3)2Cl 、 K3Fe(OH)6。配酸：H3 Fe(OH)6 、H2CuCl4。配堿：Co(NH3)6(OH)3 。 H3N Ag NH3。配位數：配位原子的總數(并非配體的總數)。單齒配體：每個配體僅提供一個配位原子。多齒配體：每個配體可提供兩個及以上的配位原子。配合物：由配離子組成的化合物。配位鍵：中心離子與配位原子之間形成的化學鍵。例： 乙二胺（en） 、乙二胺四乙酸（ED

10、TA）。2022/9/2720CuCH2 NH2CH2 NH2NH2CH2NH2CH2. . . . . .乙二胺（en）： :N CH2 CH2 N:HHHH配位原子：2個N原子2022/9/2721乙二胺四乙酸（EDTA）：N CH2 CH2 NCH2 C O:CH2 C O:OO :O C CH2 :O C CH2OO. . . .配位原子：2個N原子，4個O原子2022/9/2722CaNNOOCCH2OOCH2COCH2 CH2CH2COOCH2COCa(EDTA)2-2022/9/2723習題： KCo(NO2)4(NH3)2 Co(SCN)(NH3)5SO4 指出內界、外界、中心

11、原子或離子、配體、 配位原子、配位數 2022/9/2724螯合物：羰合物： 多齒配體與中心離子形成配合物時，往往形成環(huán)狀結構的螯合離子，這樣的配合物叫作“螯合物”。Eg. Cu(en)2SO4CuH2NNH2CH2CH2 配位化合物的配位中心也可以是中性原子 ，許多過渡元素的原子，如：Fe、Co、Ni，可以與CO形成羰合物。Fe(CO)5 、 Co2(CO)8 Eg. 2022/9/27252. 配合物的命名負離子為復雜離子（配離子、 SO4 2 、Ac）：某酸某負離子為簡單離子（Cl、 S2、 OH）：某化某負離子正離子配離子的命名：配位數合中心原子（羅馬數字）配體2022/9/2726

12、配體都是負離子: 簡單離子、復雜離子 。命名順序 配體都是中性分子: H2O、NH3、有機分子 。 兩者混合: 負離子、中性分子 。例: Cu(H2O)(NH3)(en)SO4硫酸一水一氨 乙二氨合銅() 例： CoCl(NH3)5 Cl2二氯化一氯 五氨合鈷()例: KFeCl2(SCN)二氯 硫氰酸合鐵() 酸鉀配位數合中心原子（羅馬數字）配體2022/9/2727實例:（1）含負配離子的配合物: 某酸某 K3Fe(CN)6 六氰合鐵()酸鉀K4Fe(CN)6 六氰合鐵()酸鉀H2PtCl6 六氯合鉑()酸HAuCl4 四氯合金()酸Na3Ag(S2O3)2 二(硫代硫酸根)合銀()酸鈉K

13、Co(NO2)4(NH3)2 四硝基 二氨合鈷()酸鉀KPtCl3(C2H4) 三氯 乙烯合鉑()酸鉀 鐵氰化鉀或赤血鹽亞鐵氰化鉀或黃血鹽2022/9/2728Cu(NH3)4SO4 硫酸四氨合銅()Co(NO2)(NH3)5SO4 硫酸一硝基五氨合鈷()CoCl(SCN)(en)2NO2 亞硝酸一氯硫氰酸根二乙 二胺合鈷()Co (NCS) (NH3)5Cl2 二氯化異硫氰酸根五氨合鈷()（2）含正配離子的配合物 （類似無機化合物的鹽類命名）（3） 非電解質配合物Ni(CO)4 四羰基合鎳（0）Co(NO2)3(NH3)3 三硝基 . 三氨合鈷()PtCl4(NH3)2 四氯 . 二氨合鉑(

14、)2022/9/2729練習：填空：配合物 Co(en)2(NO2)Cl 的中心離子是 _， 命名為 ， 配位數是 _，配體是_ 。一氯一硝基二（乙二胺）合鈷()配離子鈷()6en、NO2 、 Cl2022/9/2730本節(jié)重點： 高分子化合物的分類、組成與命名 配位化合物的組成與命名2022/9/2731四、生命大分子：五、金屬有機化合物：自學2022/9/27321、2 固體一、晶體二、非晶體三、固體吸附劑四、固體廢棄物 聚集狀態(tài)中的固態(tài)物質叫做“固體”。定義晶體非晶體2022/9/2733一、晶體固體 內部微粒(分子、原子、離子)有規(guī)則排列， 有固定的熔點。大多數固體是晶體。內部微粒無規(guī)

15、則排列。無固定的熔點，只有軟化的溫度范圍。象玻璃、石蠟。晶體非晶體晶體單晶體多晶體 凡是晶體由一顆晶粒組成，或者說能用一個空間點陣圖形貫穿整個晶體，就是單晶體。 晶胞的位向互不一致的晶體，就是多晶體。各向異性各向同性2022/9/2734名詞：晶格：晶體中的微粒按一定方式有規(guī)則周期性地排列 構成的幾何圖形。象六面體晶格、八面體晶格。 格點：在晶格中排有微粒的那些點。.晶胞：能夠完全代表晶格特征的最小單元。點陣2022/9/2735 晶體的基本類型晶體離子晶體原子晶體分子晶體金屬晶體微粒作用力 正負離子 離子鍵 原子 共價鍵 分子 分子間力和氫鍵 原子和離子 金屬鍵根據： 晶格結點上微粒的種類組

16、成不同 粒子間相互作用力的不同2022/9/27361. 離子晶體特點: 格點上的微粒是正負離子， 作用力是離子鍵。 熔點高、硬度大、延展性差。 電荷愈高、半徑愈小其熔沸點愈高，硬度愈大。 例： NaF CaO MgO 離子電荷 +1 1 +2 2 +2 2 離子半徑 2.3 2.3 1.98 硬度 2.3 4.5 6.0 離子晶體溶于極性溶劑。熔融態(tài)或水溶液可導電。 固體不導電。 一般S區(qū)元素與氧和A族元素形成離子晶體。NaCl、MgO、MgSO42022/9/2737例：MgO晶體，晶格結點上排列微粒為_ ，微粒間作用力為 _，晶體類型為_，預測熔點為_。Mg2+、O2-離子鍵離子晶體很高

17、例：排列NaI、NaBr、NaCl、NaF 熔沸點變化順序，并解釋原因。熔沸點： NaF NaCl NaBr NaI 原因: 它們都是離子晶體，離子間的作用力與離子的電 荷、半徑有關，當電荷相同時，離子間半徑愈大 作用力愈小，熔沸點愈低。2022/9/2738Page：432. 比較CaF2、CaO、CaCl2、MgO的熔點高低 首先，它們均為離子型晶體：電荷愈高、半徑愈小，其熔沸點愈高。Ca2+、Mg2+電荷相等，半徑： Ca2+Mg2+；FCl結論：CaCl2 CaF2 CaO MgO OR：MgO CaO CaF2 CaCl22022/9/27392. 原子晶體特點 格點上的微粒是原子，

18、 微粒間的作用力是共價鍵。 具有較高的熔沸點和硬度。 熔融態(tài)不導電。 原子晶體的數量很少。C金 、 SiO2 、SiC 。 原子晶體中沒有分子的概念。SiOOOOSiOSiOSiOOOSiOOOSiOOOOOSiOSiOSiOSiOSiOSiOC金 、 SiO2 、SiC2022/9/27403. 分子晶體特點格點上的微粒是分子, 微粒間的作用力是分子間力 和氫鍵。 熔沸點和硬度都較低,且隨分子量增加而增大。 固體和熔融態(tài)都不導電。 除少量原子晶體外大多數共價化合物屬分子晶體。例題： 下列各組物質沸點高低順序中正確的是 _ 。 A） HI HBr HCl HF B) H2Te H2Se H2S

19、 H2O C) NH3 AsH3 PH3 D) CH4 GeH4 SiH4 CN2、O2、I2、CO2、H2O2022/9/27413. 比較SiC 、SiF4、SiBr4的熔點高低SiC為原子晶體，其熔沸點最高；SiF4、SiBr4均為分子型晶體：分子量愈高， 其熔沸點愈高。結論： SiF4 SiBr4 SiC OR：SiC SiBr4 SiF42022/9/27425. 比較并說明理由：（2）SiO2、CO2、BaO的硬度大小結論：硬度： SiO2 BaO CO2原子晶體分子晶體離子晶體2022/9/2743 金屬原子 自由電子可解釋溫度升高導電率下降、金屬的延展性好、成單電子多金屬鍵較強

20、。金屬鍵 電子氣理論4. 金屬晶體特點格點上的微粒是金屬原子或金屬離子, 微粒間的作用 力是金屬鍵。 熔沸點和硬度與金屬鍵的強弱有關。 固體和熔融態(tài)都導電。固體的延展性好。大多金屬單質與合金2022/9/2744晶體的基本類型離子晶體 原子晶體 分子晶體 金屬晶體金屬原子或正離子正、負離子原子分子離子鍵共價鍵分子間力（氫鍵）金屬鍵高較高低一般較高部分低大較大小一般較大部分小格點上的微粒微粒間作用力熔沸點硬度導電性水溶液、熔融狀態(tài)導電絕緣體或半導體一般不導電良導體總結：掌握2022/9/2745思考：C、Si都是A元素，而干冰(CO2)和方石英(SiO2)的物理性質差異很大，干冰在78.5時升華

21、，而SiO2的熔點卻高達1610 。why？干冰(CO2)是分子晶體，晶體中微粒之間作用力是 分子間相互作用力，較弱；方石英(SiO2)是原子晶體，晶體中微粒之間作用力是 共價鍵，較強。2022/9/2746例題： CO2、 SiO2、 MgO、Ca 的晶體類型分別是 _，熔點最高的是_，熔點最低的是_。分子晶體、原子晶體、離子晶體、金屬晶體SiO2CO2例題：下列晶體熔化時，需要破壞共價鍵的是_。A) SiO2 B) HF C) KF D) PbA2022/9/2747例題： 已知下列兩類晶體的熔點( )。為什么鈉鹵化物的熔點總是比相應硅化物的熔點高？為什么鈉鹵化物的熔點變化和硅化物的熔點變

22、化規(guī)律不一致？NaF(993), NaCl(801), NaBr(747), NaI(601)SiF4(-90.2), SiCl4 (-70), SiBr4 (-5.4), SiI4 (120.4)離子晶體分子晶體2022/9/27485. 過渡型晶體(1) 鏈狀結構晶體SiO硅酸鹽晶體SiO四面體2022/9/2749(2) 層狀結構晶體石墨2022/9/2750C: 2S2 2P2C 取SP2雜化，平面三角型，剩余一個P電子在垂直平面的方向上形成多電子鍵。思考：金剛石和石墨都是碳的同素異形體， 為什么性質差異很大？2022/9/2751過渡型晶體晶格結點粒子間的鍵型發(fā)生了變異氯化物:活波金

23、屬氯化物：NaCl、KCl、BaCl2 離子晶體非金屬氯化物: PCl3、CCl4、SiCl4 分子晶體AlCl3、FeCl3、CrCl3、 ZnCl2 過渡型晶體氧化物:活波金屬氧化物：Na2O、BaO、CaO 離子晶體大多非金屬氧化物: CO2、SO2、N2O5 分子晶體 Al2O3、Fe2O3、Cr2O3、 NiO 過渡型晶體2022/9/2752同一元素低價態(tài)的物質傾向于離子鍵為主的離子晶體， 熔沸點較高同一元素高價態(tài)的物質傾向于共價鍵為主的分子晶體， 熔沸點較低熔點： FeCl3 FeCl2 SnCl4 SnCl2 對于氯化物和氧化物：例:2022/9/2753離子極化理論:要點:

24、離子極化離子相互極化作用增強離子鍵共價鍵極化作用的強弱極化力: 使其它離子極化而發(fā)生變形的能力。 主要指正離子。電荷越高，極化作用越強。 Al3+Fe2+2022/9/2754例：熔點FeCl3 FeCl2 SnCl4 SnCl2 極化力：Fe3 Fe2，電荷高，極化作用強，FeCl3是傾向于以共價鍵為主的分子晶體，熔點低； FeCl2是傾向于以離子鍵為主的離子晶體 ，熔點高。掌握極化力：Sn4 Sn2，電荷高，極化作用強，SnCl4是傾向于以共價鍵為主的分子晶體，熔點低； SnCl2是傾向于以離子鍵為主的離子晶體 ，熔點高。2022/9/27555.（1）比較BaCl2、CCl4、AlCl3

25、、FeCl2的熔點高低結論：熔點：BaCl2 FeCl2 AlCl3 CCl4 由于BaCl2為離子晶體；CCl4為分子晶體；AlCl3、FeCl2為過渡型晶體，且AlCl3的離子（Al3+）極化作用比Fe2+的大， 熔點較低；2022/9/2756二、非晶體1. 概述：微粒無序排列，外表也無規(guī)則的幾何外形。根據溫度的不同，呈現三種不同的物理狀態(tài)： 玻璃態(tài) 高彈態(tài) 粘流態(tài)目前，引起重視的非晶體玻璃態(tài)有四類： 傳統(tǒng)的玻璃 非晶態(tài)合金（金屬玻璃） 非晶態(tài)半導體 非晶態(tài)高分子化合物2022/9/2757非晶態(tài)高分子化合物物理狀態(tài): 玻璃態(tài) 高彈態(tài) 粘流態(tài)溫度很低時呈現如玻璃體狀的固態(tài)例如:常溫下的塑

26、料溫度較高時表現出很高的彈性例如:常溫下的橡膠溫度很高時成為能流動的液體例如:膠粘劑或涂料2022/9/27582. 非晶態(tài)高分子化合物：玻璃態(tài)高彈態(tài)粘流態(tài)形變TgTf 當溫度很低時，線型高分子化合物不僅整個分子鏈不能運動，連個別的鏈節(jié)也不能運動，變得如同玻璃體一般堅硬。當溫度升高到一定程度時， 高分子化合物的整個鏈還不能運動，但其中的鏈節(jié)已可以自由運動。此時在外力作用下所產生的形變可能達到一個很大的數值，表現出很高的彈性。玻璃化溫度粘流化溫度 當溫度繼續(xù)升高時， 分子鏈得到的能量更多，以至整條分子鏈都可以自由運動，而成為流動的粘液。玻璃橡膠2022/9/2759應用： 塑料：Tg（玻璃化溫度）大于室溫的高聚物； 橡膠： Tg （玻璃化溫度）小于室溫的高聚物。要求室溫下能夠保持固定的形狀，因此要求Tg越高越好。要求能夠保持高度的彈性，因此要求Tg越低越好。 對高聚物材料的加工來說，Tf（粘流化溫度）越低越好； 對耐熱性來說， Tf （粘流化溫度）越高