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【化学】学科领域,有空打点知识上来

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IP属地:北京1楼2011-09-01 08:50回复
    这是第一天,讲点简单但是有趣的东西。
    关于酸碱
    和水一样,在其他溶剂中也有自己的酸和碱。
    能电离出H+的或能使水中H+浓度增加的是水中的酸,而使OH-浓度增加的是水中的碱。
    这是由于水本身可以〔自偶电离〕
    H2O=[H+]+[OH-]

    2[H2O]=[H3O+]+[OH-]
    两个方程都可以
    观察到,水中的酸就是能使水中的溶剂正离子[H+]浓度增加的物质,碱就是能使水中的溶剂负离子[OH-]浓度增加的物质。
    其它的溶剂中也一样。


    IP属地:北京来自掌上百度2楼2011-09-01 09:00
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      掌度不能写太长,所以断一下。
      比如在液氨中,有这样的自偶电离:
      2[NH3]=[NH4+]+[NH2-]
      所以在液氨中,铵盐一般是液氨的酸,KNH2;NaNH2;LI3N等氨基化物,亚氨基化物和氮化物一般是液氨的碱哦
      比如说,在液氨中有如下反应:
      [NH4NO3]+[KNH2]=[KNO3]+2[NH3]
      [(NH4)2CO3]+2[NaNH2]=[Na2CO3]+4[NH3]
      其实把溶剂换成水,把[NH4+]换成[H3O+],把[NH2-]换成[OH-],上面的反应就会变得非常熟悉:


      IP属地:北京来自掌上百度3楼2011-09-01 09:12
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        [HNO3]+[KOH]=[KNO3]+[H2O]
        [H2CO3]+[NaOH]=[Na2CO3]+[H2O]
        [H3O+]和[H+]在水中是可以互相换着用的,区别只是一个水分子而已。
        还有很多其它可以发生自偶电离的溶剂,它们之中也有自己的酸和自己的碱。
        有了这个规律,我们可以把水中的酸碱知识应用到非水溶剂中去,从而理解很多新的反应。
        这是溶剂酸碱理论,于1905年被Franklin提出。
        今天就到这里,谢谢。


        IP属地:北京来自掌上百度4楼2011-09-01 09:23
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          第二天
          关于酸碱(二)
          今天继续聊聊酸碱。
          先来复习一下昨天的内容:溶剂酸碱理论。
          溶剂酸碱理论认为在可〔自偶电离〕的溶剂中,存在溶剂特征阳离子和特征阴离子,能电离出溶剂特征阳离子或使之浓度增加的物质是溶剂酸,能……出特征阴离子或……的物质是溶剂碱。
          好了,来两道练习题,分别涉及溶剂酸碱理论的两方面:自偶电离和溶剂酸碱。


          IP属地:北京来自掌上百度5楼2011-09-02 07:08
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            一、请写出在下列液态溶剂中的自偶电离方程式。
            1. 液氨
            2. 液态N2O4
            3. 液态HF
            4. 液态SO3
            5. 纯H2SO4
            写没见过的反应时要抓住其适用的理论和规律,敢想更要敢写!
            二、请回答下列问题
            1. NaH中的H是-1价的,问这个化合物在液态HF和液氨中分别是酸还是碱?(提示:[H-]+[H+]=[H2])
            2. 请写出在液氨中BIN和NH4Cl的反应方程式。(提示:[N3-]+3[H+]=[NH3])


            IP属地:北京来自掌上百度6楼2011-09-02 07:23
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              答案什么的明天发。
              那么来继续讲酸碱。
              历史上关于解释酸碱反应的的理论主要有四种,分别称为离子论、质子论、溶剂论和电子论。
              离子论就是每个中学生学化学都会学到的理论,有氢离子的是酸,有氢氧根的是碱。它最简单,适用范围范围也最小,只适用于水中的反应。不过,对大多数人来说,知道这个就够了,不是么?
              酸碱离子论,是1887年由Arrhenius提出的。
              质子论又称共轭酸碱理论或布朗斯特酸碱理论,它把酸碱通过质子联系起来组成一个共轭酸碱对:


              IP属地:北京来自掌上百度7楼2011-09-02 07:37
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                能接受质子(也就是氢正离子啦)的物种(化学中分子和离子的统称)接受质子变成它的共轭酸(又称布朗斯特酸),它本身是它的共轭酸的共轭碱(又称……碱),它们组成一个共轭酸碱对(又称……酸碱对,不解释)
                从酸出发也一样。
                质子论把酸碱反应的范围扩大到气体和质子型非水溶剂(即含有质子的不是水的溶剂)中。
                酸碱质子论,1923年由Bronsted和Lowry提出。


                IP属地:北京来自掌上百度8楼2011-09-02 07:45
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                  至于剩下那两个,溶剂论是昨天讲的,电子论明天讲。
                  那么,今天就到这里,谢谢。


                  IP属地:北京来自掌上百度9楼2011-09-02 07:46
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                    第三天
                    关于酸碱(三)
                    今天继续酸碱的话题。首先来公布昨天题目的答案~
                    一、
                    1. 这个在上面讲例题时都写过啦。2[NH3]=[NH4+]+[NH2-]
                    2. N2O4=[NO+]+[NO3-]注意这个很特别,N的价态有变化,从+4歧化成了+3和+5,这是由于N作为奇电子元素,它的偶数价态并不太稳定的缘故。
                    3. 有两种写法:
                    2HF=[H2F+]+[F-]
                    3HF=[H2F+]+[HF2-]
                    区别只在于一个HF分子而已
                    4. 2[SO3]=[SO 2+]+[SO3 2-]


                    IP属地:北京来自掌上百度10楼2011-09-03 12:15
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                      5. 这个比较搞……
                      2[H2SO4]=[H3SO4+]+[HSO4-]
                      多出来的那个H+一般认为是加在硫氧双键的氧上。
                      二、
                      1. 都是碱。
                      NaH+2[HF]=[Na+]+[HF2 -]+H2
                      NaH+NH3=[Na+]+[NH2-]+H2
                      都使溶剂特征阴离子变多。
                      2. 这里有个错误,是BiN而不是BIN
                      BiN是氮化铋,在液氨中是三元碱,氯化铵则是一元酸,所以如果氯化铵过量的话,方程式是这样的:
                      BiN+3[NH4Cl]=[BiCl3]+4[NH3]
                      未过量方程可以自己写写看。


                      IP属地:北京来自掌上百度11楼2011-09-03 12:30
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                        题目讲完了,开始今天的正题,酸碱电子论,又称路易斯酸碱理论。
                        电子论认为,酸碱反应是通过电子对的给出和接受来实现的,有空轨道(电子运行的轨道)能接受电子对的物种是Lawis酸,有孤电子对(或π电子)可以给出的物种是Lawis碱。


                        IP属地:北京来自掌上百度12楼2011-09-03 12:38
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                          举个例子:
                          NH3+[H+]=[NH4-]
                          N上有5个价电子(2s2 2p3),用去三个和三个H形成共价键,还剩两个成为孤电子对,从而是Lawis碱,而H+没有电子,有一个空的轨道(1s0),从而可以接受NH3的孤电子对,是Lawis酸,于是N和H+X之间形成了一个σ配键(由单方出2个电子形成的σ键),形成酸碱加合物NH4+。


                          IP属地:北京来自掌上百度13楼2011-09-03 12:50
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                            配键在Lawis酸碱理论和配合物化学中都有非常重要的地位!
                            有些有趣的化合物尽管每边都有两个电子但又不是各出一半形成两个普通共价键而是“我给你,你给我”形成两个共价配键。
                            化学世界当真很神奇。
                            酸碱讨论暂告一段落,明天说说原子结构的故事。
                            今天就到这里,谢谢。


                            IP属地:北京来自掌上百度15楼2011-09-03 13:19
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                              第四天
                              原子结构的故事(一)
                              原子是个很神奇的东西。
                              自卢瑟福的那个著名的α离子散射实验到电子云模型,原子模型形式上变化不大,如今我们对原子的组成可以这么理解:
                              原子核集中了原子全部的正电荷和绝大多数质量处于原子中心,电子在原子核周围的轨道中运行。
                              需要注意的是,这里的轨道指的是〔能量和状态〕而非通常所说的类似于铁轨的确定轨道。因为按照目前的量子理论,电子这样的微观粒子的波动性非常强,无法同时准确知道它的位置和速度,故也就没有确定的实际轨道或说轨迹。


                              IP属地:北京来自掌上百度16楼2011-09-04 16:26
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