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1、第二章 溶液和胶体,一、分散系概念 当一种或几种物质分散在另一种物质中所形成的体系，叫做分散系。被分散的物质叫分散质，能容纳分散质的物质为分散剂。分散质、分散剂组成的混合体系叫分散系。,2.1 分散系,二、分散系分类：根据分散质颗粒大小,分子或离子分散系 100 nm（悬浊液、乳状液）,2.2 溶液的浓度,三、溶液的概念 一种或多种物质以分子、离子状态均匀分布于另一种物质中得到的混合物，量少为溶质，量多为溶剂。,1、质量分数 B=mB/m2、体积分数 B=VB/V3、物质的量浓度（摩尔浓度）cB=nBV 4、物质的量分数 x=nB/n总5、质量浓度 B=mB/V6、质量摩尔浓度,bB=nBmA
2、=mB/(MB mA),四、溶液组成的表示方法：（A 溶质 B 溶剂 无角标为溶液）,浓度之间的相互换算：,2.3 稀溶液的依数性,只与溶质粒子的数目有关而与溶质本性无关的性质。,依数性是指：溶液的蒸气压下降 溶液的沸点上升溶液的凝固点下降 溶液具有渗透压,粒子：溶液中实际存在的分子、离子等。,（一）基本概念1.饱和蒸气压 在密闭的容器中，纯溶剂的蒸发速度与凝聚速度相等时，液面上的蒸气压不再发生变化，此时的蒸气压称为该温度下的饱和蒸气压，简称蒸气压。2.凝固点 溶剂的凝固点是指液态溶剂和固态溶剂平衡存在时的温度；溶液和固态溶剂平衡共存时的温度称为溶液的凝固点。溶液的凝固点要比纯溶剂的凝固点低，
3、溶液的浓度越大，凝固点越低。3.渗透压 溶剂分子透过半透膜进入溶液的自发过程称为渗透现象。渗透作用达到动态平衡时液面高度差所产生的压力称为该溶液的渗透压。,1.溶液的蒸气压下降,p=p*p=p*xB,在纯溶剂中加入难挥发的物质以后，达平衡时，p溶液总是小于同温度下的p纯溶剂，即溶液的蒸气压下降。,p=p*xA-拉乌尔定律,拉乌尔定律也可这样描述：难挥发非电解质稀溶液的饱和蒸汽压降低值和溶质的摩尔分数成正比。,2 沸点升高,实验证明：难挥发物质溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点。,Tb-Tb*=Tb=Kbb(B)Kb 为沸点上升常数，与溶剂的本性有关，而与溶质的本性无关。Kb值可通过实验而测得，即通
4、过测定不同质量浓度的稀溶液的Tb值，然后以Tb/b(B)为纵坐标，b(B)为横坐标作图得到一条直线，在纵坐标上的截距即为Kb。,3 凝固点下降,溶液的凝固点Tf总是低于纯溶剂的凝固点Tf*。,Tf=Kf b(B)=Tf*-Tf,Kf为凝固点下降常数，仅取决于纯溶剂的特性，而与溶质特性无关。,1 半透膜：允许溶剂分子通过，不允许溶质分子通过.2 渗透：溶剂分子通过半透膜由纯溶剂扩散到溶液中(由稀溶液渗入浓溶液)现象称渗透.3 渗透压：两侧液面高度所产生的压力.,四、渗透压,范特霍夫定律：V=n(B)RT=c(B)RT b(B)RT（溶液很稀时，c(B)b(B)）c(B)物质的量浓度 R：气体常数
5、 8.314 kPa L mol-1.K-1 T：热力学温度（绝对温度）,2.4、电解质溶液的依数性,说明电解质的依数性均是计算值的i倍。i是电解质离解出来的离子数目。,同浓度下不同溶液的依数性升高或降低值：强电解质溶液 弱电解质溶液 非电解质溶液,2.5 胶体溶液,胶体是一种高度分散的多相体系.分散质为固相(1100nm)分散剂为液相,2.5.1 溶胶的基本性质 1、光学性质（丁达尔效应）,2、动力学性质,（1）布朗运动,（2）扩散 溶胶的分散相粒子由于布朗运动，将自动的从高浓度处缓缓地移动到低浓度处，这种现象称为扩散。,布朗运动产生的原因：分散质粒子本身处于不断的热运动中；分散剂分子对分散
6、质粒子的不断撞击。,（3）沉降 溶胶在放置过程中，在重力作用下分散相粒子下沉的现象称为沉降。,3、溶胶的电学性质,电泳：在电场中，分散质粒子作定向移动，称为电泳。,电渗：胶粒设法固定不动，分散剂在电场中作定向移动的现象称为电渗。,4、胶体粒子带电的主要原因：,（1）电离作用,（2）吸附作用,固体吸附剂优先选择吸附与它组成相关的离子，或者能够在固体表面上形成难电离或难溶解物质的离子。“相似相吸原理”,H2SiO3 SiO32-+2H+,例如：在硅胶溶胶中，由于分散相粒子表面上的硅胶分子在水分子的作用下可以发生如下解离,H+扩散至介质中，而SiO32-留在胶核表面，使胶粒表面带负电荷，生成负溶胶。
7、,5 胶团结构,以AgI为例：AgNO3+KI=AgI+KNO3 当AgNO3 过量时，分散质带正电荷，胶团结构如下：,2.5.2 溶胶的稳定性和聚沉一、溶胶的稳定性(1)动力学稳定性：布朗运动使胶粒不沉降。(2)溶剂化作用：使胶粒和反离子周围形成溶剂化膜。(3)聚集稳定性：溶胶能稳定存在的最重要的原因是胶粒之间存在静电排斥力，而阻止胶粒的聚沉。,二、溶胶的聚沉1 电解质的聚沉作用：离子价态越高越易中和带电相反的溶胶粒子，聚沉能力强弱与离子的种类无关。2 相互聚沉现象：两种电性相反的溶胶混合，发生聚沉作用叫相互聚沉。两种溶胶成比例时聚沉效果最好。3 加热：加热有利于被吸附离子解吸。加热使胶粒运
8、动速率加快，增加胶粒碰撞机会,第三章 原子结构与元素周期律,3.1 原子结构,质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）,核电荷数=质子数=核外电子数,原子,原子核,核外电子（Z）,质子（Z）,中子（A-Z）,3.是空间坐标(x,y,z)或球坐标(r,)的函数。可表示成(x,y,z)或(r,)。,1.是描述电子运动状态的波函数(wave function),也是这个方程的解。薛定谔方程在数学上的许多解是不合理的。只有满足特定条件的解才具有物理意义。,2.薛定谔方程的特定解可用限定常数(n,l,m)来表示,称为量子数(quantum number)。当量子数按一定的规则取值并组合时,所得到的波函数
9、才是合理的。,有关Schrdinger方程的一些重要结论。,(x,y,z)(r,q,)=Rnl(r)Ylm(q,),3.2 核外电子运动的量子力学表示方法,量子力学中把量子数按一定规则取值的波函数称为原子轨道,可用一组量子数表示(n,l,m)。,原子轨道用以描述单个电子可能的运动状态，即电子在核外空间运动的范围和区域，并不是电子运动的轨迹。,迄今不明确波函数的物理意义,但|2的物理意义是电子在空间某点的概率密度。,原子轨道(n,l,m)是符合量子化条件的波函数。,波函数 wave function,波函数是描述电子等微观粒子运动状态的函数。,电子云,用小黑点的疏密来描述电子在核外出现的概率密度
10、分布所得的空间图像称为电子云（|2）。,原子轨道和电子云的角度分布图,原子轨道角度分布图,电子云角度分布图,角度函数仅与量子数l、m相关，而与主量子数n无关，所以n不同l相同的轨道，其角度分布都相同,比如2pz，3pz，4pz的角度分布图都是一样的。,3.n相同,l不同时，ns比np多一个离核较近的峰，np又比nd多一个离核较近的峰。,1.径向分布图中有（nl）个峰，例如，3s有3个，2p有1个，3p有2个，3d有1个峰。,2.角量子数l相同，主量子数n不同时，n越大，主峰离核越远；n越小，主峰离核越近。,4.第一个峰与核的距离是：nsnpndnf。,电子云的径向分布图特点,一个电子受内层或同
11、层其他电子的斥力，相当于核电荷对电子的引力减弱的现象称为屏蔽效应，符号。,屏蔽效应screening effect,3.3 核外电子的排布规律,钻穿效应penetration effect,外层电子钻到内层空间而靠近原子核的地方去，本身回避了内层电子对它的屏蔽作用通常称为钻穿效应。,屏蔽效应、钻穿效应使电子的能级产生交错。,2、四个量子数,主量子数n：决定电子能量高低的主要因素,角量子数l：原子轨道或电子云的形状 l 的取值:0，1，2，3n1 对应符号:s,p,d,f.(亚层),磁量子数m：原子轨道或电子云在空间的伸展方向。m可取 0，1,2l；,n 的取值:对应符号:K L M N O,自
12、旋量子数 ms：表示同一轨道中电子的二种自旋状态,分别用ms=+1/2和-1/2表示，也可用“”和“”表示。,鲍林的原子轨道近似能级图,核外电子分布三规则：,最低能量原理 电子在核外排列应尽先分布在低能级轨道上,使整个原子系统能量最 低。,Pauli不相容原理 每个原子轨道中最多容纳两个自旋方式相反的电子。,3.2.2 核外电子排布,（2）简并轨道处于全充满(如p6,d10,f14)、半充满(如p3,d5,f7)或全空(如p0,d0,f0)状态时，体系处于能量较低的稳定状态。,（1）在填充简并轨道时，电子尽可能单独占有空轨道，且自旋方向相同。,洪特(F Hund)规则,3.4 元素周期律和元素
13、周期表,一.原子半径rc与原子结构的关系,1.同一族中，从上到下，电子层数增加，rc增大。,2.同一周期，从左到右，核电荷数增加，核对外层电子的吸引力增加，rc下降(主族元素变化明显，过渡及内过渡元素变化不明显。O族元素原子半径较大。),二.电离能与原子结构的关系,1.同一主族，从上到下，rc增大，核对外层电子引力下降，I1值下降。,2.同一周期，从左到右，核电荷数增加，rc降低，I1增大。(但有例外:Be至B；N至O出现转折。),3.全空、全充满或半充满的电子结构I值较大。,4.除Hg以外，稀有气体I值最高，碱金属元素I值最低。,习 题,1下列哪种浓度表示方法与温度有关（）A、质量分数 B、
14、质量摩尔浓度 C、物质的量浓度 D、摩尔分数,2用等重量的下列化合物作防冻剂，防冻效果最好的是（）A.乙醇 B.甘油 C.四氢呋喃（C4H8O）D.乙二醇,C,A,3土壤中NaCl含量高时植物难以生存，这与下列稀溶液的性质有关 A.蒸气压下降 B.沸点升高 C.凝固点下降 D.渗透压,D,4在相同温度下，下列溶液渗透压由大到小的顺序是，凝固点从高到低的顺序是。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。,DBCA,ACBD,5在严寒的季节里，为了防止
15、仪器中的水结冰，可在水中加入甘油（C3H8O3），要使凝固点降低3.0K，在500g的水中应加入甘油（水的Kf 1.86Kkgmol-1)A.74.2g B.37.1g C.18.5g D.148.4g,A,6.质量摩尔浓度的定义是指在下列条件下含有溶质的摩尔数()A 1L 溶液B 1000g溶液C 1000g溶剂D 100g水,C,7.实际气体可看成理想气体的条件是：A 低温低压B 高温高压C 低温高压D 高温低压,D,8.在一定温度下，某容器中充有质量相同的下列气体，其中分压最小的气体是：A N2B CO2C O2D He,B,9.注射液中生理食盐水的浓度太稀则：A 药物不能充分发挥作用B
16、 血红细胞内水向外渗透C 水向血红细胞内渗透D 没有影响。,C,10.拉乌尔定律适用的条件是：(多选)A 溶质是难挥发的B 溶质是易挥发的C 溶质是电解质D溶质是非电解质E 溶液较浓F 溶液较稀,ADF,11.若原子的最外层仅有一个电子，它的量子数为n=4，l=0，m=0，ms=+1/2，符合上述条件的元素个数.()(A)1(B)2(C)3(D)4,C,12.在多电子原子中，各电子具有下列量子数，其中能量最高的电子是()2，1，-1，+1/2(B)2，0，0，-1/2(C)3，1，1，-(D)3，2，-1，+1/2,D,13.某金属M2+离子的第三电子层上有15个电子，该金属是.().(A)F
17、e(B)Mn(C)Co(D)Ni,C,14.Li、Be、B原子失去一个电子，所需要的能量相差不是很大，但最难失去第二个电子的原子估计是（）(A)Li(B)Be(C)B(D)都相同,A,15.在3d电子云的径向分布图中有 个概率峰。,1,16.第24号元素的原子的电子排布是_，它位于第_周期_族，其化学符号是_。,1s22s22p63s23p63d54s1 或 Ar3d54s1,4,VIB,Cr,17.孕酮是一种雌性激素，经分析得知其中含9.5%H，10.2%O和80.3%C。今有1.50g孕酮试样溶于10.0g苯，所得溶液的凝固点为276.06K，求孕酮的分子式。,解：求出孕酮的摩尔质量,一个
18、孕酮分子中所含的H、O、N原子数分别为,MB,gmol-1,则孕酮的分子式为C21H30O2。,N(H),N(O),N(C),18.四氢呋喃(C4H8O)曾被建议用作防冻剂，应往水中加多少克四氢呋喃才能使它的凝固点下降值与加1克乙二醇(C2H6O2)的作用相当？,解：两物质均为非电介质，要使两溶液凝固点下降值相当，其质量摩尔浓度应相等,即,因此,19.人体眼液的渗透压在37时约为770 kPa。市售的某种眼药水由下列四种物质配制而成：5.00g ZnSO4，17.00g H3BO3(硼酸)，0.20g盐酸黄连素和0.008g盐酸普鲁卡因溶于水并稀释到1000ml。若设ZnSO4完全电离，硼酸是一元弱酸几乎不电离，黄连素和普鲁卡因含量少忽略不计时，计算该眼药水的渗透压是多少（不考虑活度系数）？,解：溶液中ZnSO4和H3BO3的浓度分别为,（molL-1）,（molL-1）,=,=868 kPa,解：,解：,
