绪论
认识世界的三个途径 ①宗教:强调“信” ②哲学:强调“理” ③科学:强调“证”
亚里士多德指出“四因”:
质料因,形式因,动力因,目的因
认为分析和逻辑是一切科学的工具。
把科学分为三类:理论的科学,实践的科学,创造的科学。
科学的不足之处:
①科学不能解决人与人之间的偏见和歧视 ②科学不能消除饥饿和贫困 ③科学不能阻止战争或消弭仇恨
④科学不能解决政治、信仰以及道德问题
科学和技术的对比:
Science Technology
对象面向物质世界面向人类社会 重点如何理解如何做
目的满足人类的好奇心满足人类需要 方法科学方法论发明
过程证实或推翻假说制造和改进产品
批判地思考的四要素: ①可证伪
②逻辑:论据的唯一性和可靠性 ③重现性
④充分性:作者举证;非凡论点;权威无效
第一讲
Lavoisier的贡献:
? ①物质守恒定律。
?②推翻燃素说(phlogiston),建立新的燃烧理论。 ? ③命名氧(oxygen)和氢(hydrogen)。
Dalton原子论
1. 所有物质由原子组成。原子不可再分。
2. 某一元素的所有原子都是相同的但是与其它元素的原子不同。 3. 化合物是由不同元素的原子按一定比例形成的。
4. 化学反应是原子的重排,但既没有新原子的产生,也没有原来原子的消失。
原子论的近现代发展 Lavoisier
Mass Conservation Priestly Oxygen
Proust
Definite Proportion
Dalton
Atomic Theory
Gay-Lussac
Combining Volumes
Avogadro
Molecular Hypothesis
三种放射性:
Alpha(He核子)? 4 2+ Beta(电子)? 1/1837 1- Gamma ? 0 0
核外电子排布的4个层次(4 个量子数)
? 主量子数n,电子轨道的主层(main shell) n = 1, 2, 3, ??,共有无穷多个
? 角量子数l 电子亚层轨道(subshell)
l = 0, 1, ?, n-1,对应于s, p, d, f等轨道,有n个 ? 磁量子数m:轨道取向
m = -l, ?, 0, ?, l,有(2l + 1)个 ? 自旋磁量子数ms:电子取向
ms = ±1/2 元素周期表:
周期表的周期:对应轨道主层。 ? 周期表的分区:对应轨道亚层。
? 同族元素:具有相似的价层电子排布。
元素分类:
? 碱金属元素:IA族,Li, Na, K, Rb, Cs, Fr.
? 碱土金属元素:IIA族,Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra. ? 卤素(卤族元素):VIIA族F Cl Br I At,F, Cl, Br, I, ? 惰性气体元素:零族, He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
? 稀土元素:第四至第六周期,IIIB, Sc, Y, 镧系元素
? 镧系元素:第六周期,IIIB族,La以及后面的14个元素 ? 锕系元素:第七周期,IIIB族,Ac以及后面的14个元素
原子原子序数原子核外电子排布 H :1s1 He :1s2 Li :1s22s1 Cr(24): [Ar]3d54s1 Cu(29): [Ar]3d104s1
第二讲:
四种化学键类型:
离子键、共价键、金属键、配位键
离子键的特点:既没有方向性,也没有饱和性。
八隅体规则:
1.根据分子式或离子式计算出总的价电子数目。对于多原子阴离子,其价电子总数要加上阴离子的电荷;对于多原子阳离子,其价电子总数还要减去阳离子的电荷 2. 计算分子或离子中所有原子形成惰性电子结构所需的电子数目之和;
3. 用(2)的数值减去(1)的数值,得到的数值就是分子或离子中所有共享电子的数目; 4. 画出分子或离子的骨架结构,用单键将原子连接起来。当分子或离子中的原子序数大于2的时候,需要考虑把哪些原子放在中间,以及把哪些原子放在中心原子周围与中心原子成键。 一般的原则是:
①H原子永远放在外围。因为H原子出现在 中心的情况非常罕见,如硼氢化合物;
②电负性较低的原子一般位于中心,例如SO3。H2O中H的电负性低于O,但是根据第一 条H首先应当被放在外围; ③C原子应当总是位于中心。 (注1:注意上述规则的顺序; 注2:电负性定义参见本章第4节。)
5. 计算除骨架键之外剩下的共享电子数目,把它们归属到适当的位置形成双键或三键。一般地,只有少数主族原子之间可以形成多重键,例如C、N、P、O、S之间可以形成双键,C、N、P之间可以形成三键;
6. 除了成键电子之外,剩余电子属于孤对电子。画出所有原子的孤对电子,使每个原子都满足惰性电子结构。孤对电子的数目加上成键电子的数目应当等于(1)的数值。
共享电子对的前提条件 ? ①电子 ? ②空轨道
Lewis规则的局限
①未能阐明共价键的本质 ②例外较多
③不能解释未成对电子的性质
价电子互斥理论:
1. 计算键对(BP = CN,即配位数);
2. 计算孤对(LP = (N – CN)/2,N为中心原子价电子数);离子型分子的电荷计入中心原子价电子数;
3. 根据总电子对数确定电子对排布方式; 4. 确定分子形状。

