吉林大学 无机化学 课件—— (7)
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一家百货商店的窗子里陈列着一件很漂亮的旗袍,过往的人们全都有要看它一看。
同是一件旗袍,但是对观众所引起的感想却不一样。
一个经济学家会想到这件衣服的价值和利润;历史学家会联想到服装变迁的沿革。
一个化学家所注意的却是这件衣服的材料——丝、棉、人造丝,所用的是那一种染料,会不会变色等等。
从这个例子可以看出化学家有一点与众不同,他所注意的全是一些与物质有关系的问题。
化学是一种研究物质的科学。
化学是一门中心学科物质科学可以从许多方面来讨论。
设有一块玻璃,一个物理学家所注意的是此物对于紫外线是否透明,其介电常数有多大,能经得起多大的拉力等等问题。
一个化学家却注意这块玻璃中有多少铅、硅、钠、钙,这些东西是怎样联起来的,改变其成分对于玻璃的性质,如耐酸、耐热、透明等等有何影响。
物理学家和化学家虽然全研究物质,但是化学家特别注意物质的组成与其性质的关系。
化学是一门中心学科除了物质的组成之外,还有一类问题也是化学家所注意的。
有一种人造丝其中有碳、氢、氧、氮,但是将这些东西放在一起却得不到人造丝。
化学家要知道在何种情形下这些东西才会变成人造丝。
换言之,化学家要知道在何种情形下某种变化才会发生。
化学是一门中心学科有时化学家所注意的是另一类问题。
例如买了一吨煤,我们所注意的不但是燃烧之后产生什么东西,而更关心的是这一吨煤能产生多少热。
又如一个蓄电池放电之时,我们所注意的不但是电极和电池中的硫酸发生了什么作用,而更注意电池的电势和电流。
热和电能全是能。
因此,我们可以说,有时化学家所注意的是一种变化发生时能够产生或消耗多少能。
化学是一门中心学科总结起来,化学讨论:(1)物质的组成与其性质的关系(2)如何能使一种化学反应发生(3)一种反应发生时能够供给或需要多少能化学是一门中心学科化学是一门在原子-分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学。
化学是一门中心学科化学历史发展大致可以分为三个时期:◇古代和中古时期(17世纪中叶以前):人类的化学知识来源于以实用为目的的具体工艺过程的体验,化学作为一门科学尚未诞生。
无机化学课件一、引言无机化学是研究无机物质的组成、结构、性质、变化规律及其应用的一门基础学科。
无机化学课件旨在为学生提供系统的无机化学知识,培养学生的无机化学素养,为后续专业课程的学习打下坚实的基础。
本文档将围绕无机化学课件的结构、内容、特点等方面进行详细阐述。
二、无机化学课件的结构1.总论总论部分主要包括无机化学的基本概念、研究对象、研究方法和发展趋势等。
通过这部分内容的学习,学生可以对无机化学有一个全面、系统的认识。
2.化学元素与化合物化学元素与化合物部分主要介绍无机化学中常见的元素、离子和化合物的性质、变化规律及应用。
内容包括:元素周期表、主族元素、过渡元素、金属与非金属、离子化合物和共价化合物等。
3.化学反应原理化学反应原理部分主要介绍无机化学中的基本反应类型、反应机理和动力学等内容。
通过这部分内容的学习,学生可以了解无机化学反应的基本规律,为后续实验课程打下基础。
4.实践与应用实践与应用部分主要介绍无机化学在工业、农业、医药等领域的应用,以及无机化学实验技术。
这部分内容旨在培养学生的实际操作能力,提高学生的无机化学素养。
5.习题与思考题习题与思考题部分包括大量的习题和思考题,旨在帮助学生巩固所学知识,提高分析问题和解决问题的能力。
三、无机化学课件的内容1.总论(1)无机化学的基本概念:介绍无机化学的定义、研究对象和特点。
(2)无机化学的研究方法:介绍无机化学的实验方法和理论方法。
(3)无机化学的发展趋势:介绍无机化学在科学研究和实际应用中的新进展。
2.化学元素与化合物(1)元素周期表:介绍元素周期表的结构、周期性规律和元素性质。
(2)主族元素:介绍主族元素的电子层结构、化学性质和反应类型。
(3)过渡元素:介绍过渡元素的电子层结构、化学性质和配位化合物。
(4)金属与非金属:介绍金属和非金属的性质、变化规律和鉴别方法。
(5)离子化合物和共价化合物:介绍离子化合物和共价化合物的结构、性质和命名方法。
第一章 对称性和群论对称性存在于一切事物之中,分子也不例外。
无机化学研究无机分子的电子组态、空间结构、化学键类型;阐明它们的光、电、磁等物理性质以及化学反应性。
现代量子理论及现代物理研究方法推动了无机化学的发展,但是目前还不可能得到描述在分子中的电子行为的精确波函数。
实验观察到许多分子具有一定的对称性,考虑分子的对称性或许能得到分子波函数的某些信息,事实上,利用对称性能将波函数分类,有助于解决化学键和分子结构的问题。
波函数与对称性是通过群论来联系的,本章要介绍对称性和群论的基本概念,如对称操作,对称点群,群的表示理论以及群论应用的实例。
§1.1 对称操作1.对称操作对称操作是使物体作一种运动,完成这种运动之后,物体的每一点都与物体原始取向时的等价点(或可能是同样的点)相重合。
例如在两维笛卡尔坐标轴上离原点±1单位有以下4个点(图1-1 a ),我们可以通过一定的动作,使这些点的位置改变,如(1)将它们绕着原点逆时针方向转90° ,这时点1到了点2,点2到了点3,点3到了点4的位置(如图1-1 b ),它们离开原点都有相同的距离,通过旋转一定的角度可以完全重合,因此这些点称为等价点 (Equivalent Point),这样的动作——绕原点的转动就称为对称操作 (Symmetry Operation)。
通过上面的例子看到,假如我们记下物体在完成一个运动前的位置取向以及在运动后的位置和取向,如果这两个位置和取向是不可区分的话,这种运动就是对称操作,而与原始构型不可区分的构型就称为等价构型 (Equivalent Configuration)。
对于分子来说,对称操作就是使分子中的原子改变位置的操作。
经过这种操作除了交换原子,分子的构型不变。
例如将 H 2O 分子放在yz 平面内,z 轴平分角HOH 。
作绕z 轴转动180° 的操作,结果氧原子不动,两个氢原子交换位置,因为氢原子完全是等同的,得到的构型与原来的构型没有区别,所以绕z 轴转动180° 的操作使H 2O 分子达到它的等价构型,该操作即称为对称操作。