(推荐)计算化学及其应用电子相关效应
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分析化学第一章绪论【基本内容】本章内容包括分析化学的任务和作用;分析化学的发展;分析化学的方法分类(定性分析、定量分析、结构分析和形态分析;无机分析和有机分析;化学分析和仪器分析;常量、半微量、微量和超微量分析;常量组分、微量组分和痕量组分分析);分析过程和步骤(明确任务、制订计划、取样、试样制备、分析测定、结果计算和表达);分析化学的学习方法。
【基本要求】了解分析化学及其性质和任务、发展趋势以及在各领域尤其是药学中的作用;分析方法的分类及分析过程和步骤。
第二章误差和分析数据处理【基本内容】本章内容包括与误差有关的基本概念:准确度与误差,精密度与偏差,系统误差与偶然误差;误差的传递和提高分析结果准确度的方法;有效数字及其运算法则;基本统计概念:偶然误差的正态分布和t分布,平均值的精密度和置信区间,显著性检验(t检验和F检验),可疑数据的取舍;相关与回归。
【基本要求】掌握准确度与精密度的表示方法及二者之间的关系,误差产生的原因及减免方法,有效数字的表示方法及运算法则;误差传递及其对分析结果的影响。
熟悉偶然误差的正态分布和t分布,置信区间的含义及表示方法,显著性检验的目的和方法,可疑数据的取舍方法,分析数据统计处理的基本步骤。
了解用相关与回归分析处理变量间的关系。
第三章滴定分析法概论【基本内容】本章内容包括滴定分析的基本概念和基本计算;滴定分析的特点,滴定曲线,指示剂,滴定误差和林邦误差计算公式,滴定分析中的化学计量关系,与标准溶液的浓度和滴定度有关的计算,待测物质的质量和质量分数的计算;各种滴定方式及其适用条件;标准溶液和基准物质;水溶液中弱酸(碱)各型体的分布和分布系数;配合物各型体的分布和分布系数;化学平衡的处理方法:质子平衡、质量平衡和电荷平衡。
【基本要求】掌握滴定反应必须具备的条件;选择指示剂的一般原则;标准溶液及其浓度表示方法;滴定分析法中的有关计算,包括标准溶液浓度的计算、物质的量浓度和滴定度的换算、试样或基准物质称取量的计算、待测物质质量和质量分数的计算;水溶液中弱酸(碱)和配合物各型体的分布和分布系数的含义及分布系数的计算;质子平衡的含义及其平衡式的表达。
计算化学、理论化学、计算材料学简介计算化学是理论化学的一个分支。
计算化学的主要目标是利用有效的数学近似以及电脑程序计算分子的性质(例如总能量,偶极矩,四极矩,振动频率,反应活性等)并用以解释一些具体的化学问题。
计算化学这个名词有时也用来表示计算机科学与化学的交叉学科。
理论化学泛指采用数学方法来表述化学问题,而计算化学作为理论化学的一个分支,常特指那些可以用电脑程序实现的数学方法。
计算化学并不追求完美无缺或者分毫不差,因为只有很少的化学体系可以进行精确计算。
不过,几乎所有种类的化学问题都可以并且已经采用近似的算法来表述。
理论上讲,对任何分子都可以采用相当精确的理论方法进行计算。
很多计算软件中也已经包括了这些精确的方法,但由于这些方法的计算量随电子数的增加成指数或更快的速度增长,所以他们只能应用于很小的分子。
对更大的体系,往往需要采取其他一些更大程度近似的方法,以在计算量和结果的精确度之间寻求平衡。
计算化学主要应用已有的电脑程序和方法对特定的化学问题进行研究。
而算法和电脑程序的开发则由理论化学家和理论物理学家完成。
计算化学在研究原子和分子性质、化学反应途径等问题时,常侧重于解决以下两个方面的问题:为合成实验预测起始条件研究化学反应机理、解释反应现象计算化学的子学科主要包括:原子和分子的计算机表述利用计算机协助存储和搜索化学信息数据(参见化学数据库)研究化学结构与性质之间的关系(参见定量构效关系(QSAR)及定量构性关系(QSPR))根据对作用力模拟对化学结构进行理论阐释计算机辅助化合物合成计算机辅助特性分子设计(例如计算机辅助药物设计)理论与计算化学在基础和应用研究中都扮演着重要的角色,是物理学、材料科学、化学和生命科学研究中的一个重要手段。
借助高性能计算机,理论化学家可以在不借助任何经验参数的情况下,从第一原理出发获得小分子体系结构和动力学的详细信息,这些信息不仅可以直接和实验相印证,而且可以从微观的角度对实验现象进行分析和解释。
第1节化学反应的热效应(第一课时)【学习目标】1、理解反应热和焓的含义。
2、理解测量反应热的实验原理。
3、掌握热化学方程式的书写和盖斯定律及焓变的简单计算。
【知识链接】化学反应的实质:旧键和新键,旧键断裂要能量,新键的形成要能量,因此化学反应中伴随着变化,如铝粉与氧化铁的反应即铝热反应是反应,氯化铵与消石灰的反应是反应。
高能量的物质生成低能量的物质会能量,低能量的物质生成高能量的物质会能量;物质三态变化也伴有变化。
反应吸热或放热与反应条件(有、无)关。
【新知学习】一、化学反应的反应热:1、反应热:概念:符号:,反应吸热时取值,反应放热时取值。
单位:【知识拓展】常见的放热反应有中和反应、燃烧反应、置换反应、多数化合反应,吸热反应有多数的分解反应,氯化铵与消石灰的反应等。
反应热是人类活动所需能量的主要来源,具体表现形式通常有燃烧热和中和热。
2、反应热的测定:用于测定反应热的仪器称为,如下图为示意图:计算公式:,式中c表示体系(及)的热容,单位是。
T1、T2分别表示。
测定方法是:反应物溶液加入量热计内筒并迅速混合、搅拌,测量反应前后溶液温度的变化值。
【实验探究】测定中和反应的反应热:(1)量热计内筒中加入100mL、1.0mol/L的盐酸,记录。
(2)取100mL、1.1mol/L的NaOH 溶液,温度与T1。
(3)碱溶液迅速倒入量热计的内筒中,匀速搅拌,记录体系达到的。
(4)计算反应热:Q=-c(T2-T1),式中C表示,若测得反应前后的温度分别为摄氏25度和32度,计算出此反应的反应热为(此处,可假设溶液的比热等于水的比热,要注意比热和热容的区别)。
【思考】1. 为什么NaOH 的浓度稍大些?2. 用同样方法分别测定KOH溶液与盐酸、NaOH溶液与硝酸反应的反应热。
发现这三个反应的反应热相同。
为什么?3. 若把上述盐酸换成稀硫酸,测得反应热的值变吗?换成浓硫酸呢?4.若是弱酸、弱碱参与的中和反应,测得的反应热数值变吗?为什么?二、化学反应的焓变:1、焓与焓变(1)焓:用于表示的这一固有性质的物理量,叫做焓,符号为,用它的变化来描述化学反应的。