大學無機化學教案全2024/3/281CATALOGUE目錄課程介紹與教學目標原子結構與元素周期律化學鍵與分子結構化學反應基本原理無機物性質與應用無機合成與材料制備實驗技能培養與實驗操作規范2024/3/28201課程介紹與教學目標2024/3/283本課程主要介紹無機化學的基本概念、原理和方法，包括原子結構、化學鍵、分子結構、晶體結構、酸堿反應、氧化還原反應、配位化合物等內容。通過本課程的學習，學生將掌握無機化學的基本知識和實驗技能，為后續專業課程的學習打下堅實基礎。無機化學是化學學科的重要分支，研究無機物質的組成、結構、性質、變化規律和制備方法。無機化學課程簡介2024/3/284知識目標掌握無機化學的基本概念、原理和方法，了解無機物質的組成、結構、性質和變化規律。能力目標具備無機化學實驗的基本技能和獨立解決問題的能力，能夠運用無機化學知識分析和解決實際問題。素質目標培養學生的科學思維、創新意識和實踐能力，提高學生的綜合素質和可持續發展能力。教學目標與要求2024/3/285《無機化學》（上、下冊），高等教育出版社。教材《無機化學例題與習題》、《無機化學學習指導》等。同時，鼓勵學生閱讀相關的學術論文和專著，以拓寬視野和深化理解。參考書目教材及參考書目2024/3/28602原子結構與元素周期律2024/3/287盧瑟福模型在原子的中心有一個很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間里繞著核旋轉。湯姆生模型提出原子是一個帶正電荷的球，電子鑲嵌在里面，發現了電子。波爾模型電子只能在一些特定的軌道上運動，在不同的軌道上運動時電子具有不同的能量，因而處于不同的運動狀態。原子結構模型2024/3/288將化學元素按照原子序數（即核電荷數）從小到大進行排序的表格。元素周期表元素的性質隨著原子序數的增加呈現周期性變化。周期律具有相似內層電子構型的一列元素稱為一個族。周期表中的族元素周期表及周期律2024/3/289原子性質與元素性質關系同周期主族元素從左到右金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強；同主族元素從上到下金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱。金屬性與非金屬性同周期主族元素從左到右原子半徑逐漸減小，同主族元素從上到下原子半徑逐漸增大。原子半徑同周期主族元素從左到右最高正化合價逐漸升高，最低負化合價逐漸降低。同主族元素最高正化合價相同，最低負化合價也相似。元素化合價2024/3/281003化學鍵與分子結構2024/3/2811離子鍵的形成通過電子轉移形成正、負離子，由靜電引力結合成離子鍵。離子晶體的結構離子晶體中離子間通過離子鍵結合，形成空間網狀結構。離子晶體的性質高熔點、硬度大、脆性、導電性差等。離子鍵及離子晶體2024/3/2812共價鍵的形成通過共用電子對形成共價鍵。分子結構分子中原子間通過共價鍵結合，形成特定的空間構型。分子的性質由分子構成的物質具有不同的物理和化學性質，如熔沸點、溶解度、化學反應活性等。共價鍵及分子結構2024/3/281303金屬晶體的性質良好的導電性、導熱性、延展性和可塑性等。01金屬鍵的形成金屬原子間通過自由電子形成金屬鍵。02金屬晶體的結構金屬晶體中金屬原子間通過金屬鍵結合，形成緊密堆積的結構。金屬鍵及金屬晶體2024/3/281404化學反應基本原理2024/3/2815熱力學基本概念系統、環境、狀態函數、熱力學能、焓、熵等熱力學第一定律能量守恒與轉化定律在化學反應中的應用熱化學方程式表示化學反應中物質變化和能量變化的關系式蓋斯定律定量計算化學反應的熱效應化學反應熱力學基礎2024/3/2816化學反應速率決定反應速率的重要因素，與反應物分子結構和化學鍵強度有關活化能碰撞理論過渡態理論01020403描述反應過程中的能量變化和分子結構變化，解釋反應機理表示反應快慢的物理量，與濃度、溫度、催化劑等因素有關解釋反應速率與濃度的關系，以及活化能對反應速率的影響化學反應動力學基礎2024/3/2817定義酸堿和酸堿反應的本質，以及酸堿強度的比較酸堿質子理論酸堿平衡常數沉淀溶解平衡溶度積常數表示酸堿反應平衡時各組分的濃度關系，用于計算溶液pH值描述難溶電解質在溶液中的溶解平衡，以及沉淀的生成和溶解條件表示難溶電解質在溶液中的溶解能力，用于計算沉淀的溶解度酸堿反應及沉淀溶解平衡2024/3/281805無機物性質與應用2024/3/2819鹵素化合物的性質如鹵化氫、鹵化物、鹵素氧化物等的性質，包括穩定性、溶解性、反應活性等。鹵素及其化合物的應用如氯化物在食鹽、漂白粉等中的應用，氟化物在牙膏、氟利昂等中的應用，以及碘化物在醫療、照相等領域的應用。鹵素單質的物理和化學性質包括顏色、氣味、密度、熔沸點、電負性等。鹵素及其化合物性質與應用2024/3/2820氧族元素及其化合物性質與應用包括氧、硫、硒、碲等元素的物理和化學性質，如電負性、氧化態、還原性等。氧族元素化合物的性質如氧化物、硫化物、硒化物等的性質，包括穩定性、溶解性、反應活性等。氧族元素及其化合物的應用如氧化物在陶瓷、玻璃等領域的應用，硫化物在橡膠、染料等領域的應用，以及硒化物在光電材料等領域的應用。氧族元素的性質2024/3/2821氮族元素化合物的性質如氨、磷酸、砷酸等的性質，包括穩定性、溶解性、反應活性等。氮族元素及其化合物的應用如氨在合成氨、尿素等領域的應用，磷酸在肥料、食品等領域的應用，以及砷化物在半導體材料等領域的應用。氮族元素的性質包括氮、磷、砷等元素的物理和化學性質，如電負性、氧化態、還原性等。氮族元素及其化合物性質與應用2024/3/282206無機合成與材料制備2024/3/2823水熱法在高溫高壓的水溶液中進行化學反應，利用水熱條件下的特殊性質合成無機材料。電解法利用電解原理，在電場作用下使電解質溶液中的離子發生氧化還原反應，從而得到目標產物。溶膠-凝膠法通過溶膠的制備、凝膠的形成以及后續處理，得到無機材料的一種方法。沉淀法通過向溶液中加入沉淀劑，使目標離子以沉淀形式析出，再經過濾、洗滌、干燥等步驟得到目標產物。無機合成方法簡介2024/3/2824粉末冶金技術通過粉末的制備、成型和燒結等步驟，制備無機非金屬材料的一種方法。陶瓷制備技術采用天然或合成化合物經過成形和高溫燒結制成的一類無機非金屬材料。薄膜制備技術通過物理或化學方法在基體表面形成一層或多層薄膜的技術。納米材料制備技術利用納米技術制備無機材料，包括納米粉末、納米線、納米片等。無機材料制備技術2024/3/2825用于制造餐具、衛生潔具、建筑裝飾材料等。陶瓷材料用于建筑、道路、橋梁等基礎設施建設。水泥和混凝土用于制造窗戶、瓶罐、眼鏡等。玻璃無機材料在生活和工業中的應用2024/3/2826無機涂料用于金屬防銹、木材防腐、建筑內外墻裝飾等。無機顏料用于油漆、塑料、橡膠等制品的著色。催化劑及載體用于石油化工、環保等領域中的催化反應。無機納米材料在生物醫學、光電子學、催化劑等領域具有廣泛應用前景。無機材料在生活和工業中的應用2024/3/282707實驗技能培養與實驗操作規范2024/3/2828實驗技能培養目標和要求01掌握無機化學實驗的基本技能，包括實驗設計、實驗操作、數據分析和實驗報告撰寫等。02培養學生的實驗動手能力和獨立思考能力，提高學生分析問題和解決問題的能力。培養學生的創新意識和團隊協作精神，提高學生的綜合素質。032024/3/2829實驗操作規范和安全注意事項使用儀器時要輕拿輕放，避免損壞；使用完畢后要及時清洗、晾干并歸位。實驗時要嚴格遵守實驗室規章制度，保持實驗室安靜、整潔。實驗前必須認真預習，明確實驗目的、原理和步驟，了解所用儀器的使用方法。實驗過程中要注意安全，遵守安全操作規程，如遇意外情況要及時報告老師并采取相應措施。實驗結束后要認真整理實驗數據，撰寫實驗報告，并按要求提交。2024/3/2830試劑的取用和保存演示試劑的取用方法、保存條件及注意事項。儀器的洗滌和使用演示常見儀器的洗滌方法、使用注意事項及保養措施。加熱和冷卻操作演示加熱和冷卻操作的