第一篇:無機(jī)化學(xué)與生活
無機(jī)化學(xué)與生活
——無機(jī)膜及其應(yīng)用
膜對于我們來說應(yīng)該是不算陌生的,在自然界和人體中均存在著膜,它的應(yīng)用隨著人工膜的產(chǎn)生而變得更加廣泛。但是在膜的應(yīng)用之初,首先是各種有機(jī)膜得到迅速發(fā)展。從20世紀(jì)70年代起,無機(jī)膜才逐漸引起專家的重視,從而得到發(fā)展。
無機(jī)膜是是固體膜的一種,它是由金屬、金屬氧化物、陶瓷、沸石等無機(jī)材料制成的半透膜。無機(jī)膜從表層結(jié)構(gòu)上可以分為致密膜和多孔膜兩大類,致密膜又包括各種金屬及其合金膜和氧化物膜。
無機(jī)膜之所以會得到發(fā)展,是因?yàn)樗兄酆衔锓蛛x膜無法比擬的優(yōu)點(diǎn):化學(xué)穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度大、抗微生物能力強(qiáng)、耐高溫以及分離效率高。無機(jī)膜的應(yīng)用主要涉及液相分離與凈化,氣體分離與凈化和膜反應(yīng)器三個(gè)方面。其中膜在液相分離與凈化方面的應(yīng)用涉及了環(huán)保、食品、化工、生物工程等眾多領(lǐng)域,和我們的生活息息相關(guān)。
三廢處理是環(huán)保行業(yè)的重要內(nèi)容,包括對生產(chǎn)和生活中產(chǎn)生的固體廢物、液體廢物以及廢棄進(jìn)行無害處處理或回收利用。而膜技術(shù)的處理對象主要是流體,因此膜技術(shù)可以廣泛的應(yīng)用于三廢處理。例如陶瓷膜處理含有超細(xì)顆粒與膠體物質(zhì)的廢水,包括化工行業(yè)的鈦白廢水、廢酸,染料廢水等,陶瓷膜處理含油廢水技術(shù),包括冶金行業(yè)的乳化油廢水,石油化工行業(yè)和金屬加工行業(yè)的含油廢水等等。
但是必須認(rèn)識到單一的采用無機(jī)膜處理技術(shù)可能是無法達(dá)到最優(yōu)效果的,如能將其與其它技術(shù)相結(jié)合,往往可以大大的提高效率,因此必須注重對陶瓷膜集成技術(shù)的研究。工業(yè)廢水處理中的一個(gè)難題就是許多廢水都具有有機(jī)物濃度高、生物降解性差甚至有生物毒性等特點(diǎn),光催化氧化是處理此類問題的有效方法。而這種方法一直存在著催化劑難以回收的問題,而陶瓷膜可以很好地實(shí)現(xiàn)催化劑的循環(huán)利用,因此若能將這種超細(xì)催化劑技術(shù)引入廢水處理領(lǐng)域,可以有很好的應(yīng)用前景。我想這一點(diǎn)可以成為我們的研究方向,從而促進(jìn)環(huán)保的實(shí)現(xiàn)。
無機(jī)膜在食品行業(yè)的應(yīng)用主要為奶制品,酒類,果汁飲料,調(diào)味品等料液的澄清、濃縮、除菌。例如,無機(jī)膜在乳品中的應(yīng)用主要是牛乳除菌濃縮及蛋白回收。目前超濾法已作為乳清蛋白回收的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù),廣泛的應(yīng)用于各國的乳品工業(yè)中。陶瓷微濾膜和超濾膜技術(shù)則被大量用于牛奶和乳清的生產(chǎn)過程,其優(yōu)點(diǎn)是可耐較高的操作壓力,膜不易壓密,可進(jìn)行酸堿清洗,并能承受高黏度流體的強(qiáng)剪切力。又如無機(jī)膜在果汁生產(chǎn)中也有著良好的應(yīng)用。傳統(tǒng)的果汁澄清方法需經(jīng)過多步的過濾,并需要助濾劑等。而無機(jī)膜在果汁過濾中具有滲透通量較高,蛋白質(zhì)吸附少,機(jī)械強(qiáng)度好、耐高壓反沖洗和過程中不變型以及熱穩(wěn)定性好、可進(jìn)行高溫原位消毒等優(yōu)點(diǎn),并且有利于保持果汁的原汁原味。
但是無機(jī)膜的過濾性能在應(yīng)用過程中會發(fā)生變化,這主要是因?yàn)闈獠顦O化及膜被過濾體系污染所導(dǎo)致。因此需要對膜進(jìn)行再生與清洗。膜清洗方法可分為物理方法和化學(xué)方法,物理方法是指采用高流速水沖洗,海綿球機(jī)械沖洗等去除污染物,化學(xué)方法是采用對膜材料本身沒有破壞,而對污染物有溶解作用或置換作用的化學(xué)試劑對膜進(jìn)行清洗。
由于無機(jī)膜的優(yōu)異性能和無機(jī)材料科學(xué)的發(fā)展,無機(jī)膜的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大,因此世界各國都對無機(jī)膜的研究及應(yīng)用技術(shù)開發(fā)給予很大的重視。我國的無機(jī)膜的研究始于20世紀(jì)80年代末,已經(jīng)能在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模制備出無機(jī)微濾膜和超濾膜以及高通量的金屬鈀膜,反應(yīng)用膜以及微孔膜也正在開發(fā)中。2002年第七屆國際無機(jī)膜大會在中國召開,標(biāo)志著我國無機(jī)膜的研究與工業(yè)化工作已進(jìn)到國際領(lǐng)先水平。
但是在當(dāng)前的社會里,無機(jī)膜的技術(shù)并不成熟,還有很多的漏洞和可以改進(jìn)的工藝,尤其是我國的無機(jī)膜技術(shù)起步較晚,雖然已經(jīng)趕上進(jìn)度,但和美國、日本等發(fā)達(dá)國家還有一定的差距,所以無機(jī)膜的發(fā)展前景廣闊,它的研究開發(fā)今后將圍繞研究新材料和開發(fā)制模新工藝兩個(gè)方面進(jìn)行。膜隔離技術(shù)除了在傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)改造中起著重要的作用外,特別在節(jié)能技術(shù)、生物工程和環(huán)境工程三個(gè)方面將發(fā)揮作用。因此,作為新一代的化學(xué)人,在無機(jī)膜的方面如果深入研究,定可以取得不錯的成果。
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《無機(jī)膜分離技術(shù)與應(yīng)用》徐南平
邢衛(wèi)紅
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化學(xué)工業(yè)出版社
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《現(xiàn)代膜技術(shù)及其應(yīng)用指南》
王學(xué)松著
化學(xué)工業(yè)出版社
2005年7月第一版
第二篇:無機(jī)化學(xué)與實(shí)驗(yàn)精品課程心得體會
《無機(jī)化學(xué)與實(shí)驗(yàn)》精品課程心得體會
2007年11月23日至25日,我有幸參加了由全國高校網(wǎng)絡(luò)教師培訓(xùn)中心主辦的《無機(jī)化學(xué)與實(shí)驗(yàn)》精品課程培訓(xùn)學(xué)習(xí),課程由高等學(xué)校教學(xué)名師獲獎?wù)咚翁煊咏淌冢执髮W(xué))和孟長功教授(大連理工大學(xué))等主講。宋教授和孟教授均向我們詳細(xì)介紹了他們作為國家級的精品課程的建設(shè)思路、理念及經(jīng)驗(yàn);無機(jī)化學(xué)是化學(xué)、化工類本科生的第一門化學(xué)基礎(chǔ)課,是第一學(xué)期或第一學(xué)年的化學(xué)課程。因此學(xué)生從中學(xué)到大學(xué)在學(xué)習(xí)方法和思維方式方面的過渡與轉(zhuǎn)變,將在學(xué)習(xí)無機(jī)化學(xué)階段實(shí)現(xiàn)。從這種意義上講,無機(jī)化學(xué)課程,既是學(xué)生學(xué)好大學(xué)階段其它化學(xué)課程的基礎(chǔ),又是培養(yǎng)科學(xué)素質(zhì),提高創(chuàng)新能力的關(guān)鍵。主講教師以他們多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、理念、技術(shù)和方法為主要內(nèi)容,以問題為向?qū)В脦煼墩n、案例講解等教學(xué)形式培訓(xùn)授課,并通過小組互動,主講教師答疑等方式對本課程進(jìn)行了較深入地交流。通過這次培訓(xùn),使我明確了建設(shè)精品課程的指導(dǎo)思想和理念。
1、無機(jī)化學(xué)精品課程建設(shè)有很重要的一條就是采用現(xiàn)代化的教學(xué)手段
多媒體是現(xiàn)代教學(xué)手段中不可缺少的一個(gè)部分,在教學(xué)過程中很好地運(yùn)用多媒體教學(xué)手段能夠達(dá)到事半功倍的效果,那么如何使其在教學(xué)中運(yùn)用自如,且發(fā)揮其最大最好的功效呢?這是一個(gè)非常值得我們主動思考的問題。下面是我的幾點(diǎn)想法。(1)課堂教學(xué)與多媒體教學(xué)相結(jié)合,多媒體只是課堂教學(xué)的一個(gè)輔助手段。(2)多媒體教學(xué)作為現(xiàn)代教育技術(shù)的教學(xué)手段,像宋教授所說的,將教師從繁重的記憶式備課中解脫出來,精力集中于知識的講解上。但是,多媒體課件不是講義的刻錄本,要求語言簡練,文字清晰,圖形鮮明,立體模型。需要準(zhǔn)備的內(nèi)容更多,省掉擦黑板時(shí)間,講解的時(shí)間更充分。且需要關(guān)注多媒體課件與講解內(nèi)容的一致性。宋教授的課件就做的就非常的好。
2、無機(jī)化學(xué)精品課程建設(shè)需要一流的教學(xué)團(tuán)隊(duì)、一流的教學(xué)內(nèi)容和一流的教學(xué)方法,并且精品課程還需要具有實(shí)踐性、示范性及輻射推廣作用。
對高水平的課堂教學(xué)我非常贊同孟教授的見解,教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容可以不同,但先進(jìn)的教學(xué)理念一定相同。中學(xué)是填鴨式的應(yīng)試教育,大學(xué)有別于中學(xué),是一個(gè)自主學(xué)習(xí)的過程,面對大量的知識需要掌握、了解,需要學(xué)會學(xué)習(xí),在學(xué)習(xí)的過程中應(yīng)變被動為主動,在學(xué)習(xí)過程中能夠發(fā)現(xiàn)問題→解決問題→延伸思考。
如:在講離子極化對物質(zhì)性質(zhì)影響時(shí),可以先引入實(shí)例 CuCl
r(Cu+)=96pm
在水中溶解度很小 NaCl
r(Na+)=95pm
易溶于水 發(fā)現(xiàn)問題:
二者陰離子相同,陽離子rNa+=95pm ,rCu+=96pm ,電荷相同,離子半徑也相近,性質(zhì)卻差別很大,為什么?原因就是由于離子極化,那么什么是離子極化? 解決問題:
1、離子極化定義:把離子置于電場中時(shí),離子的原子核就會受到正電場的排斥和負(fù)電場的吸引,而離子中的電子則會受到正電場的吸引和負(fù)電場的排斥,這樣離子就會發(fā)生變形產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極,此過程稱為離子的極化。(圖a)
離子極化普遍存在于離子晶體中, 離子極化的強(qiáng)弱的因素是什么呢?
2、離子極化的強(qiáng)弱決定于兩個(gè)因素: ①離子的極化力 ②離子的變形性。
(1)離子的極化力:與離子的電荷,半徑及電子構(gòu)型等因素有關(guān)。(a)離子的電荷越多、半徑越小,其產(chǎn)生場強(qiáng)越大,離子極化能力越強(qiáng)。
例:Al3+>Mg2+>Na+
(b)如果電荷相等、半徑相近,離子的極化力取決于外電子層構(gòu)型。
18e、(18+2)e、2e>(9-17)e > 8e(2)離子的變形性
離子的變形性大小可用極化率α來衡量,α越大,變形性越大。(a)離子的半徑越大,變形性越大。例:I->Br->Cl->F-(b)陽離子:離子所帶電荷數(shù)越多,變形性越小;
陰離子:離子所帶電荷數(shù)越多,變形性越大。
(c)當(dāng)電荷相等、半徑相近時(shí):變形性,18e、(18+2)e、(9-17)e > 8e(d)一般負(fù)離子的變形性大于正離子的變形性。
3、離子極化的規(guī)律
一般情況下,正離子:極化力大、變形性??;負(fù)離子:極化力小變形性大,所以主要考慮正離子對負(fù)離子的極化作用。但是,當(dāng)正離子為18e構(gòu)型時(shí),變形性也較大,此時(shí)也要考慮負(fù)離子對正離子的極化作用。
例:Cu+ 是18e構(gòu)型的離子,極化力強(qiáng)、變形性大,與變形性大的陰離子Clˉ相互作用時(shí),陽、陰離子外層軌道發(fā)生重疊,鍵長縮短,鍵的極性減弱,形成共價(jià)鍵;而Na+ 是8e構(gòu)型的陽離子,極化力和變形性均小,與Clˉ相互作用形成離子鍵。故NaCl與CuCl在水中的溶解度是不同的。延伸思考:
4、離子極化對物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響(1)離子極化對鍵型的影響
離子極化使得正、負(fù)離子的電子云變形而相互重疊,從而在離子鍵上附加了一定共價(jià)鍵的成分。離子相互極化作用越強(qiáng),共價(jià)鍵的成分越多,離子鍵向共價(jià)鍵過渡。
(2)離子極化對晶體構(gòu)型的影響
由于離子的相互極化,離子的電子云相互重疊,鍵的共價(jià)成分增加,鍵長縮短,當(dāng)極化作用較強(qiáng)時(shí),晶體會向配位數(shù)較小的構(gòu)型轉(zhuǎn)變。例:AgCl、AgBr屬于NaCl型,配位數(shù)比:6.6 AgI屬于立方ZnS型,配位數(shù)比:4.4(3)離子極化對溶解度的影響
例如:
AgF
AgCl
AgBr
AgI 在水中溶解度
易溶
1.33*10-7.3*10-7
9.2*10-9
(mol·L-1)
結(jié)論:隨著極化作用的增強(qiáng),離子晶體在水中的溶解度逐漸降低。
(4)離子極化對晶體熔點(diǎn)的影響
一般說來,離子鍵中所含的共價(jià)鍵的成分越多,晶體的熔點(diǎn)越低。例:下列物質(zhì):MgCl2、CaCl2、SrCl2、BaCl2熔點(diǎn)從高到底的順序: BaCl2>SrCl2>CaCl2>MgCl2
因此教師在授課的過程中就要有意識的去引導(dǎo)他們,在教學(xué)過程中應(yīng)該授之于漁,而不是授之于魚。重在看待問題的思路、方法,而不是具體的解題步驟。
3、教師應(yīng)重視教學(xué)的藝術(shù)
教師在講課時(shí)要做到講授深刻、獨(dú)到、廣博、啟發(fā)。正所謂“一語破的,一語解惑,一語啟智,一語激情”。教師一句精辟的話,常使學(xué)生縈繞于腦際而終生難忘;一個(gè)生動的比喻常使學(xué)生抓住了知識的關(guān)鍵而茅塞頓開;教師對教材鉆研深刻,上起課來就會微言大義,發(fā)人深省,能夠于平凡中見新奇,從而讓學(xué)生聽起來輕松,嚼起來有味;“學(xué)高為師,身正為范”教師應(yīng)具有廣博的知識,蘇霍姆林斯基在《給教師的建議》中說:“教師所知道的東西,就應(yīng)當(dāng)比他在課堂上要講的東西多十倍,以便能夠應(yīng)付自如地掌握教材,到了課堂上,能從大量的事實(shí)中選出最重要的來講?!薄霸谀愕目茖W(xué)知識的海洋里,你所教給學(xué)生的教科書里的那點(diǎn)基礎(chǔ)知識,應(yīng)當(dāng)是滄海一粟”。的確,教師不僅應(yīng)該是他那一門學(xué)科領(lǐng)域的專家,也應(yīng)是博覽群書的飽學(xué)之士。五洲四海,古今中外,上下五千年,縱橫八萬里,他都應(yīng)該有所跋涉,努力開拓知識面,深挖知識層,縱要深,像丁字形;橫要寬,如寶塔狀;縱橫結(jié)合,雙向并建,儲學(xué)積寶。這樣才有可能游刃有余,講起課來縱橫捭闔,隨手拾來,旁征博引,妙趣橫生,從而給學(xué)生帶來一路春風(fēng),使其如同進(jìn)入一個(gè)遼闊、純凈甚至可以嗅到芬芳的知識王國,令學(xué)生流連忘返,全身心的陶醉。
第三篇:無機(jī)化學(xué)課程定位與培養(yǎng)目標(biāo)
無機(jī)化學(xué)課程定位與培養(yǎng)目標(biāo)
安康學(xué)院是安康市唯一一所全日制普通高等學(xué)校,學(xué)院始終堅(jiān)持服務(wù)區(qū)域社會、經(jīng)濟(jì)、教育的辦學(xué)宗旨,力爭把學(xué)院建成地方特色鮮明,與社會經(jīng)濟(jì)結(jié)合緊密、有較高教學(xué)質(zhì)量和辦學(xué)效益的多樣性普通本科學(xué)院。地方性決定了我校的人才培養(yǎng)目標(biāo)是立足安康、面向陜西、輻射周邊省市,為區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、基礎(chǔ)教育事業(yè)和“服務(wù)三農(nóng)”,培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)應(yīng)用性人才。
省市政府結(jié)合安康資源優(yōu)勢,提出“藥、水、游”經(jīng)濟(jì)發(fā)展思路,安康市政府“十一五”發(fā)展規(guī)劃中又將能源、礦產(chǎn)資源開發(fā)列入其中,加快工業(yè)化城市建設(shè)步伐。無機(jī)化學(xué)知識在當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略特別是應(yīng)用技術(shù)人才培養(yǎng)方面大有用武之地。無機(jī)化學(xué)課程是理工科化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)、應(yīng)用化工技術(shù)、制藥、輕工食品、冶金地質(zhì)、材料、環(huán)境等相關(guān)專業(yè)的重要化學(xué)基礎(chǔ)課,是上述專業(yè)學(xué)生從中學(xué)步入大學(xué)后接觸的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,起著承前啟后的作用,專業(yè)知識幾乎輻射到后續(xù)所有專業(yè)課,內(nèi)容龐雜,規(guī)律性不太強(qiáng),要求學(xué)生通過學(xué)習(xí)初步掌握化學(xué)熱力學(xué)和動力學(xué)、近代物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論、化學(xué)平衡及氧化還原反應(yīng)等基本原理,熟悉元素周期律和常見重要元素單質(zhì)及化合物的基本知識,具有對一般無機(jī)化學(xué)問題進(jìn)行理論分析和計(jì)算的能力,為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。它對于初入大學(xué)的學(xué)生盡快適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)方法、培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力都有極其重要的作用。
我系曾把無機(jī)化學(xué)作為系上重點(diǎn)建設(shè)的課程,2005年是為系級建設(shè)課程,實(shí)際上無機(jī)化學(xué)課程在我系的教學(xué)內(nèi)容、課程體系和教學(xué)方法的改革工作起步較早,其教改成果《無機(jī)化學(xué)及無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革與探索》曾于2002年榮獲陜西省政府教學(xué)成果二等獎(NO.107),是我院早期進(jìn)行教學(xué)改革工作的課程之一,在省內(nèi)無機(jī)化學(xué)課程教學(xué)領(lǐng)域有一定的影響。
《無機(jī)化學(xué)》課程目前涉及到我?;瘜W(xué)與生命科學(xué)系化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)、應(yīng)用化工技術(shù)、化學(xué)教育、生物科學(xué)、生物教育、生物技術(shù)、制藥技術(shù)8個(gè)專業(yè)的教學(xué)以及農(nóng)學(xué)分院的農(nóng)學(xué)、環(huán)境規(guī)劃與管理、種子生產(chǎn)與經(jīng)營3個(gè)專業(yè)的教學(xué),年均約有500名學(xué)生需要學(xué)習(xí)這門重要的基礎(chǔ)課程,學(xué)生對于該課程的掌握程度直接影響到后續(xù)課程的教學(xué)以及學(xué)生從事與化學(xué)相關(guān)工作能力的強(qiáng)弱程度。特別是圍繞省市發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃,無機(jī)化學(xué)為開發(fā)安康當(dāng)?shù)氐V產(chǎn)資源、水資源、藥用資源及環(huán)境保護(hù),為企事業(yè)單位培養(yǎng)“留得住,用得上”的化學(xué)專門人才具有重要作用。
第四篇:《無機(jī)化學(xué)》教案
《無機(jī)化學(xué)》教案
山東德州學(xué)院化學(xué)系 王新芳
一、教學(xué)課題:配合物的價(jià)鍵理論(Valence Bond Theory)
二、教學(xué)目的:掌握配合物的價(jià)鍵理論及理論的應(yīng)用
三、教學(xué)重點(diǎn):正確理解價(jià)鍵理論
四、教學(xué)難點(diǎn):運(yùn)用價(jià)鍵理論解釋配合物的形成和空間構(gòu)型
五、教學(xué)用品: 燒杯、滴管、硝酸銀溶液(2M)、氯化鈉溶液(2M)、鹽酸溶液(2M)、氫氧化鈉溶液(2M)、氨水(2M)
六、教學(xué)方法:課堂講授+演示實(shí)驗(yàn)
七、教學(xué)手段:多媒體
八、教學(xué)過程:
(一)新課導(dǎo)入:
首先做兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn):
1、取三支試管,將硝酸銀溶液和氯化鈉溶液混合,出現(xiàn)白色沉淀。
(板書)AgNO3+NaCl=AgCl(白色沉淀)+NaNO3
2、在上述三支試管中,分別滴加鹽酸溶液、氫氧化鈉溶液和氨水,前兩支試管無現(xiàn)象,第三只試管中白色沉淀消失。
(板書)AgCl(白色沉淀)+2 NH3·H2O=[Ag(NH3)2]+(無色)+Cl-+2 H2O AgCl既不溶于強(qiáng)酸,也不溶于強(qiáng)堿,卻易溶于氨水,這是因?yàn)锳g+和NH3可以形成可溶性的[Ag(NH3)2]+配離子,它比AgCl更穩(wěn)定,一個(gè)帶正電荷的離子為什么會與一個(gè)中性的分子結(jié)合?怎樣的結(jié)合使得它的穩(wěn)定性如此高?今天我們就來學(xué)習(xí)配合物的價(jià)鍵理論。
(二)新課教學(xué)(PPt演示)
1、L.Pauling等人在二十世紀(jì)30年代初首先用雜化軌道理論來處理配合物的形成、配合物的幾何構(gòu)型、配合物的磁性等問題,建立了配合物的價(jià)鍵理論,在配合物的化學(xué)鍵理論的領(lǐng)域內(nèi)占統(tǒng)治地位達(dá)二十多年之久。
2、價(jià)鍵理論的基本內(nèi)容: [1]中心離子或原子有空的價(jià)層軌道,配體有可提供孤對電子的配位原子。配合物的中心體M與配體L之間的結(jié)合,一般是靠配體單方面提供孤對電子對與M共用,形成配鍵M ←∶L,這種鍵的本質(zhì)是共價(jià)性質(zhì)的,稱為σ配鍵。
舉例講解:在[Ag(NH3)2+配離子中,中心離子Ag+的價(jià)電子構(gòu)型為4d(10)5S(0)5p(0),它有空
+的5S(0)、5p(0)軌道,配體NH3分子中的N原子上有一對孤電子對。[Ag(NH3)2]配離子中Ag+與配體NH3之間的結(jié)合,是靠NH3單方面提供孤對電子對與Ag+共用,形成2個(gè)配鍵Ag←∶NH3。
N原子的孤對電子進(jìn)入5S(0)5p(0)軌道,而5S(0)5p(0)軌道不僅空間伸展方向不同,而且存在能級差,怎么會形成2個(gè)等同的σ配鍵呢?這就是價(jià)鍵理論的第二個(gè)要點(diǎn)所要說明的問題!
[2]在形成配合物(或配離子)時(shí),中心體所提供的空軌道(sp, dsp或spd)必須首先進(jìn)行雜化,形成能量相同的與配位原子數(shù)目相等的新的雜化軌道。
舉例講解:在配體(NH3)的作用下,中心離子首先提供一個(gè)空的5S(0)軌道和一個(gè)空的5p(0)軌道進(jìn)行雜化,雜化后的2個(gè)SP雜化軌道再與2個(gè)(NH3)分子中上含孤對電子的軌道重疊形成配位鍵,由于Ag+的2個(gè)SP雜化軌道的空間排布為直線型的,所以[Ag(NH3)2]+配離子的空間構(gòu)型也是直線型的。Ppt展示舉例:
1、用價(jià)鍵理論所解釋的[Ni(Cl)42-的形成和空間構(gòu)型
2、用價(jià)鍵理論所解釋的[Ni(CN)4]2-的形成和空間構(gòu)型
討論:在以上兩個(gè)配離子中,相同的是中心離子,配體不同,我們看到中心離子提供了不同類型的軌道,雜化方式也不同,這又如何解釋呢?這就是價(jià)鍵理論第三個(gè)要說明的問題。
[3]價(jià)鍵理論認(rèn)為中心離子利用那些空軌道雜化,主要和中心離子的電子層結(jié)構(gòu)有關(guān),又和配位體中的配位原子有關(guān)。當(dāng)中心原子相同時(shí),就取決與配體的電負(fù)性。a、如配位體的電負(fù)性較小,如C(x=2.55)N(x=3.04)較易給出電子,對中心離子影響較大,使電子層結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,(n-1)d軌道中的成單電子被強(qiáng)行配對,可以騰出內(nèi)層能量較低的軌道來接受配體的孤電子對。雜化形式為(n ? 1)d、ns、np雜化,稱為內(nèi)軌型雜化。這種雜化方式形成的配合物稱為內(nèi)軌型配合物(inner complexes)。b、如配位體的電負(fù)性較大,如F(x=3.98)Cl(x=3.16)O(x=3.44),不易給出電子,對中心原子影響較,使中心離子的電子層結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化,僅用外層空軌道(nS)(nP)(nd)進(jìn)行雜化。雜化形式為ns、np、nd雜化,稱為外軌型雜化。這種雜化方式形成的配合物稱為外軌型配合物(outer complexes)。Ppt展示練習(xí):試用價(jià)鍵理論解釋
1、[Fe(CN)6]4-的形成和空間構(gòu)型
2、[Fe(H2O)6]2+的形成和空間構(gòu)型
(三)本節(jié)課小結(jié)
我們來總結(jié)一下:配合物的價(jià)鍵理論的核心是,形成配位鍵的必要條件是:中心體M必須有空的價(jià)軌道,而配體L至少含有一對孤對電子對。在配體的作用下,中心離子首先拿出一定數(shù)目的價(jià)層軌道進(jìn)行雜化,雜化后的軌道再與配體中配位原子含孤對電子的價(jià)層軌道重疊形成配合物。價(jià)鍵理論比較簡單明了,易于理解和接受,而且很好地解釋了配離子的空間幾何構(gòu)型。我們知道物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì),那么價(jià)鍵理論對配合物的性質(zhì)(如配合物的穩(wěn)定性和某些配離子的磁性)又是怎么解釋的呢,我們將留待下次課學(xué)習(xí)。
(四)思考題:
請同學(xué)們課下查閱有關(guān)資料,分析思考內(nèi)軌型配合物(inner orbital complexes)和外軌型配合物(outer orbital complexes)在鍵能、穩(wěn)定性、磁性、等方面的性質(zhì)會有何不同?并書寫一篇小論文上交。
2007-11-30
第五篇:無機(jī)化學(xué)心得
無 機(jī) 及 分 析 化 學(xué) 心 得
班級:
姓名:學(xué)號: 無機(jī)及分析化學(xué)心得
經(jīng)過一個(gè)學(xué)期對《無機(jī)及分析化學(xué)》這門課程的學(xué)習(xí),我的感觸頗多。因?yàn)槲沂且幻D(zhuǎn)專業(yè)的學(xué)生,所以在大二的時(shí)候才開始上這門課。從一開始的自我想象容易,到自我感覺良好,到有點(diǎn)小小的緊張,再到立志要開始認(rèn)真的學(xué)習(xí),到感覺狀態(tài)有所好轉(zhuǎn),再到充滿自信。這其中的糾結(jié)、艱辛和自豪,不是一兩句話就可以描述清楚的。再加上因?yàn)槲蚁胍@得保研的資格,因此我對于將這門課學(xué)好是持著一種前所未有的堅(jiān)定心情。下面我就將會將我這一學(xué)期所收獲的一一講來。
從一開始的自我想象容易,這其中的莫名的自信感來自于因?yàn)槲以诟咧械臅r(shí)候是一名理科生,當(dāng)時(shí)的化學(xué)成績自我感覺還行吧,所以在開學(xué)的時(shí)候說實(shí)話根本就沒把《無機(jī)及分析化學(xué)》這門課當(dāng)做我所學(xué)的重點(diǎn)去認(rèn)真的準(zhǔn)備。到后來在開學(xué)的第四周的時(shí)候開始上無機(jī)化學(xué)的第一節(jié)課,那節(jié)課老師在無心之間問了一句:“同學(xué)們,現(xiàn)在這個(gè)班上有多少人在高中的時(shí)候是學(xué)的文科?。俊碑?dāng)時(shí)我們就只看見前后左右的人都舉手了,還認(rèn)識到只有我們極少數(shù)的人是大二的師兄師姐,所以在當(dāng)時(shí)出于身為少數(shù)理科生的驕傲和一點(diǎn)點(diǎn)身為師姐的驕傲對這門課的自信又多了一層(雖然其中沒有什么聯(lián)系,但在當(dāng)時(shí)我還真就這么想了,現(xiàn)在想想當(dāng)時(shí)還真幼稚)。在上了3、4節(jié)課的時(shí)候吧,緊張感開始出現(xiàn)了,在當(dāng)時(shí)老師其實(shí)講課是講的很慢的,而我們差不多學(xué)到了膠體溶液那一節(jié),當(dāng)時(shí)在聽膠團(tuán)結(jié)構(gòu)的時(shí)候,真的就只感覺眼前是一個(gè)個(gè)熟悉又陌生的字符在眼前飛舞,腦袋中是一片空白,感覺平時(shí)都聽得懂得字怎么現(xiàn)在就不明白了呢?直到后來在課下復(fù)習(xí)的時(shí)候才漸漸的弄明白。比如:AgNO3溶液與過量的KI溶液反應(yīng)制備AgI溶膠,其反應(yīng)的方程式為:
AgNO3+KI=AgI+KNO3 又因?yàn)檫^量的KI溶液和固體AgI粒子在溶液中選擇吸附了與自身組成相關(guān)的I-,因此膠粒帶負(fù)電。而此時(shí)形成的AgI溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)
-+x-+ 為: 【(AgI)m·nI·(n-x)K】·xK此時(shí),(AgI)m為膠核,I-為電位離子,一部分K+為反離子,而且電位離子和反離子一起形成吸附層,吸附層與膠核一起組成膠粒。由于膠粒中反離子數(shù)比電位離子少,故膠粒所帶電荷與電位離子符號相同,為負(fù)電荷。其余的反離子則分散在溶液中,形成擴(kuò)散層,膠粒與擴(kuò)散層的整體成為膠團(tuán),膠團(tuán)內(nèi)反離子和電位離子的電荷總數(shù)相等,故膠團(tuán)是電中性的。而吸附層和擴(kuò)散層的整體稱為擴(kuò)散雙電層。
從那節(jié)課后我就開始認(rèn)識到自己之前的想法是多么得錯誤,就算自己在高中的時(shí)候是一名理科生,相較于文科生多了一些比較基礎(chǔ)的東西,但在學(xué)習(xí)知識上是容不得我們掉以輕心的。而且在經(jīng)過了一年多沒有對以前的知識進(jìn)行復(fù)習(xí)的時(shí)間之后,根據(jù)德國心理學(xué)家艾賓浩斯發(fā)現(xiàn)的遺忘曲線,我對化學(xué)的基礎(chǔ)知識早已就忘得差不多了,只剩下一些模模糊糊的印象。因此,在重新站在一條新的起跑線之后,我首先需要做的便是端正自己的學(xué)習(xí)態(tài)度,開始了預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)之旅。因?yàn)樵谡n前的預(yù)習(xí)過程中對老師要講的知識有了一個(gè)大體的框架結(jié)構(gòu),并將自己需要著重聽的知識點(diǎn)標(biāo)出,再經(jīng)過課堂的認(rèn)真聽講及課后對還比較模糊的知識點(diǎn)的復(fù)習(xí),我對無極及分析化學(xué)這門課又重拾了自己的自信心,特別是在學(xué)到自己比較擅長的化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡章節(jié)的時(shí)候,將之前因?yàn)樽约旱姆N種原因?qū)o機(jī)及分析化學(xué)產(chǎn)生的恐懼感徹底祛除。
該章的要點(diǎn)和難點(diǎn)是:
1、反應(yīng)速率方程,反應(yīng)級數(shù),基元反應(yīng)。
2、從碰撞理論和過渡態(tài)理論理解濃度、溫度和催化劑對反應(yīng)速率的影響。
3、平衡常數(shù)表達(dá)式和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的計(jì)算。
4、非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下自由能變化的計(jì)算(范特霍夫等溫式),平衡常數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)自由能變化的關(guān)系。
5、從熱力學(xué)分析理解濃度、壓力和溫度對化學(xué)平衡移動的影響。在這里我就對其中的一個(gè)小小知識點(diǎn)做一點(diǎn)分析吧。如:滿足能量要求的分子還必須處于有利的方位上才能發(fā)生有效碰撞。例如:反應(yīng)2NO2(g)+F2(g)=2NO2F 反應(yīng)機(jī)理為1)NO2(g)+F2(g)=NO2F+F(慢反應(yīng))2)NO2+F=NO2F(快反應(yīng))
情況1:由于分子具有的動能小于活化分子的最低能量,所以為非反應(yīng)碰撞。
情況2:由于分子具有足夠大的動能(活化分子),而且碰撞的相對方向正確,所以為反應(yīng)性碰撞。
情況3:雖然分子具有足夠大的能量,但是由于碰撞的方位不對,不會發(fā)生反應(yīng)。由上面的推導(dǎo)我們可知:反應(yīng)速率是由碰撞頻率Z,分子有效碰撞分?jǐn)?shù)f,以及方位因子p三個(gè)因素決定的v=Z*f*p。因此,滿足能量要求的分子還必須處于有利的方位上才能發(fā)生有效碰撞。
經(jīng)過一個(gè)學(xué)期對《無機(jī)及分析化學(xué)》的學(xué)習(xí),我的收獲頗多,不僅僅是知識上的,更為重要的是我知道了對待學(xué)習(xí)的態(tài)度從來都應(yīng)該是嚴(yán)謹(jǐn)不能怠慢的。想學(xué)好化學(xué)就不要對它有任何的抵觸和恐懼心理,要相信自己,只要方法得當(dāng)功夫落到實(shí)處就能學(xué)好。并且它與其他理科有所不同,在記憶方面要下很大功夫,各種化學(xué)式、反應(yīng)原理、性質(zhì)都要牢牢地掌握,這是做題的基礎(chǔ),因此大家上課的時(shí)候一定要仔細(xì)記憶老師講的重點(diǎn)對于記憶化學(xué)式、性質(zhì)等有很大的幫助。并且我們要:1、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律:掌握無機(jī)化學(xué)中規(guī)律性的東西對于更好地掌握、理解無機(jī)化學(xué)反應(yīng)及其原理是很有幫助的,因此在平時(shí)學(xué)習(xí)過程中應(yīng)重規(guī)律的總結(jié)。2、善于歸納總結(jié):在無機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)中,會發(fā)現(xiàn)無機(jī)反應(yīng)式錯綜復(fù)雜,且種類繁多,想要全部記住,記準(zhǔn)并非易事,但若在平時(shí)的學(xué)習(xí)中善于歸納總結(jié),將所學(xué)的每一章節(jié)的內(nèi)容歸納出其知識網(wǎng)絡(luò)圖,相信學(xué)好無機(jī)化學(xué)并非難事。3、結(jié)合實(shí)際生活,培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣:學(xué)好無機(jī)化學(xué),重在要有興趣,培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣能夠使我們更有效地進(jìn)行學(xué)習(xí)。結(jié)合生活實(shí)際,解釋生活中常用的一些問題,或通過所學(xué)知識去解決一些與無機(jī)化學(xué)有關(guān)的問題,均能使我們能更近一步掌握和靈活運(yùn)用所學(xué)知識,并逐步建立起學(xué)習(xí)興趣。當(dāng)然,以上僅是對課堂學(xué)習(xí)的一點(diǎn)補(bǔ)充,我們應(yīng)該在認(rèn)真聽取老師的講義并作好課堂筆記的基礎(chǔ)上靈活運(yùn)用以上方法,才能學(xué)好無機(jī)化學(xué)這門課。