1、無機與分析化學Inorganic and Analytical Chemistry主講教師：張波Tel-mail: 教材：無機與分析化學于韶梅主編， 天津大學出版社（2007）；基礎化學張星海主編，化學工業出版社（2007）； 參考書：無機與分析化學學習指導董元彥等主編，科學出版社（2006）；無機與分析化學實驗葉芬霞主編，高等教育出版社（2004）；基礎化學實驗指導陸旋等主編，化學工業出版社（2007）；無機化學大連理工大學主編，高等教育出版社（2006）；無機及分析化學浙江大學編，高等教育出版社（2006）；無機化學與化學教程倪靜安等編，高等教育出版社（2006）

2、；21. 化學的研究對象與內容化學的研究對象與內容2. 現代化學發展特點及趨勢現代化學發展特點及趨勢3. 無機與分析化學的內容和任務無機與分析化學的內容和任務4. 無機與分析化學的學習方法及考核要求無機與分析化學的學習方法及考核要求5. 實驗室安全教育實驗室安全教育3化學發展簡史實用和自然哲學時期（公元前50萬年） 原始社會發明生火，來改善飲食條件；利用燃燒來制作陶器，加工冶煉青銅金屬；煉金術、煉丹時期（公元前后-公元1500年） 封建統治者為尋求長生不老藥，促使道家煉“丹”（Pb3O4、HgS)；造紙、染色、釀造、火藥發明；醫化學時期（公元1500-1700年） 明代李時珍著本草綱目，記載藥

3、物達1800多種；Paracelsu等人用化學方法合成藥劑（主要無機物），醫治疾病；燃素學說時期（公元1700-1774年） 一切能燃燒的物質里含有一種特殊的叫做燃素的物質，燃燒本質便是失去燃素；45近代化學的發展1748年，羅蒙諾索夫的質量不滅定律；1774年，拉瓦錫（Lavoisier)的氧化理論；18世紀末，普勞斯特(Proust)的定比定律；1803年，道爾頓（Dalton）倍比定律、當量定律、原子學說、相對分子原子量概念；1808年，蓋呂薩克（Gay-Lussac)的氣體反應體積定律；1811年，亞佛加德羅(Avogadro)定律和分子概念；1869年，門捷列夫的元素周期律； 物質結

4、構層次：物質結構層次：納米納米材料材料 單質單質化合物化合物夸克夸克質子質子中子中子電子電子星體星體宇宙宇宙原子原子(離子離子)分子分子微觀微觀宏觀宏觀原子核原子核6物質形態物質形態實物實物場（電磁場、引力場）場（電磁場、引力場）化學的研究對象化學的研究對象 在分子層次上研究物質的在分子層次上研究物質的組成組成、性質性質、結構結構、變化變化和和應用應用的科學。的科學。什么是化學?核心與特征：合成新物質核心與特征：合成新物質（區別于所有其他科學的特色區別于所有其他科學的特色） 美國化學文摘美國化學文摘2011年年10月登錄的化學物質總數月登錄的化學物質總數6000萬。萬。 物質的組成與結構（物質

5、的組成與結構（分離、鑒定和表征）分離、鑒定和表征）物質的性質與變化物質的性質與變化71）分子層次（）分子層次（molecular scale）不是傳統的分子概念。不是傳統的分子概念。2）組成（）組成（form）包括物質的）包括物質的定性組成定性組成和和定量組成定量組成。準確完整地把握化學的定義，應注意以下幾點：準確完整地把握化學的定義，應注意以下幾點： 離子晶體、原子晶體或金屬晶體離子晶體、原子晶體或金屬晶體 單原子分子單原子分子 氣態原子或單核離子氣態原子或單核離子 以共價鍵結合的傳統意義的分子以共價鍵結合的傳統意義的分子 聚合度不同的高分子聚合度不同的高分子包括包括定量組成：定量組成：元素

6、的質量百分比、原子個數比、化學式及分子式。元素的質量百分比、原子個數比、化學式及分子式。定性組成：定性組成：含有哪些元素。含有哪些元素。83）結構（）結構（structure）：包括）：包括原子結構原子結構、分子結構分子結構和和晶體結構晶體結構以及說明物質結構的各種以及說明物質結構的各種結構理論結構理論。4) 性質（性質（property）：包括）：包括物理性質物理性質和和化學性質化學性質。 物理性質如溶解性、熱性質和某些譜學性質等在化學中應物理性質如溶解性、熱性質和某些譜學性質等在化學中應用相當廣泛，也是化學的研究內容。用相當廣泛，也是化學的研究內容。5) 變化（變化（change）：）：化

7、學變化及與之相關的物理變化化學變化及與之相關的物理變化。 熱化學、電化學和表面化學都是研究與化學過程相關的物熱化學、電化學和表面化學都是研究與化學過程相關的物理過程。理過程。 科學技術的迅速發展使化學研究的內容、科學技術的迅速發展使化學研究的內容、方法和手段發生著深刻的變化。方法和手段發生著深刻的變化。92、現代化學發展特點及趨勢現代化學發展特點及趨勢 19世紀末世紀末物理學三大發現物理學三大發現1895X射線1896元素放射性1897電子之后之后20世紀起化學發展最快世紀起化學發展最快1060年代：年代：借助計算機，使結構化學、分子設計向新方向發展，借助計算機，使結構化學、分子設計向新方向發

8、展，更深揭示化學的本質。更深揭示化學的本質。70年代起：年代起：新化合物的發現和合成極為迅速（新化合物的發現和合成極為迅速（1991年為年為1200萬種，萬種，2011年達年達6000萬種）萬種）20世紀初：世紀初：相對論（相對論（1916）、量子力學建立（）、量子力學建立（1926）之后，）之后，現代化學基本理論形成并建立（價鍵、分子軌道、配位場、能帶）。現代化學基本理論形成并建立（價鍵、分子軌道、配位場、能帶）。50年代：年代：DNA雙螺旋結構發現及其重組技術使用，雙螺旋結構發現及其重組技術使用，使生物化學、分子生物學飛速發展，促使生命科學發展。使生物化學、分子生物學飛速發展，促使生命科學

9、發展。化學各分支學科與邊緣學科的建立化學各分支學科與邊緣學科的建立,產生了眾多的分支學科。產生了眾多的分支學科。無機化學無機化學(inorganic chemistry)有機化學有機化學(organic chemistry)分析化學分析化學(analytical chemistry)物理化學物理化學(physical chemistry)經典的四個經典的四個分支學科分支學科11化學化學9大類，大類，77分支分支無機化學無機化學8個個有機化學有機化學8個個無機合成化學無機合成化學無機物分離化學無機物分離化學元素無機化學元素無機化學配位化學配位化學金屬簇化合物金屬簇化合物物理無機化學物理無機化學穩

10、定同位素化學穩定同位素化學無機固體化學無機固體化學分析化學分析化學16個個物理物理化學化學14個個定性分析定性分析容量分析容量分析重量分析重量分析原子光譜法原子光譜法分子光譜法分子光譜法電分析化學電分析化學色譜法色譜法質譜分析質譜分析高分子高分子化學化學6個個有機合成有機合成金屬有機及元金屬有機及元素有機化學素有機化學天然產物化學天然產物化學物理有機化學物理有機化學有機固體化學有機固體化學有機光化學有機光化學有機分析化學有機分析化學立體化學立體化學核化學與核化學與放射化學放射化學9個個環境環境化學化學8個個生命生命化學化學5個個材料材料化學化學3個個12當今化學發展動向：當今化學發展動向：化學

11、的化學的“功功”與與“過過”創造了世界創造了世界改變了世界改變了世界更要保護世界更要保護世界 更深層次揭示化學反應、物質結構與性能關系的本質。更深層次揭示化學反應、物質結構與性能關系的本質。 進一步研究化學催化，生命過程中的化學問題。進一步研究化學催化，生命過程中的化學問題。 環境、資源、能源向化學提出建立潔凈、節能、節源的環境、資源、能源向化學提出建立潔凈、節能、節源的“綠色化學綠色化學”的合成與工藝。的合成與工藝。13化學創造了世界化學創造了世界1415B-2隱形轟炸機機身采用翼身融合、無尾翼的飛翼構型、機翼前緣交接于機頭處，機翼后緣呈鋸齒形。機身機翼大量采用石墨-碳纖維復合材料、蜂窩狀結

12、構，表面有吸波涂層，發電機的噴口置于機翼上方。這種獨特的外形設計和材料，能有效地躲避雷達的探測，達到良好的隱形效果。金剛石金剛石鉆頭16新物質層出不窮，如球碳、管碳、團簇化合物、籠合物等。新物質層出不窮，如球碳、管碳、團簇化合物、籠合物等。 富勒烯富勒烯C60 C50 中國科學院院士、廈門大學中國科學院院士、廈門大學教授鄭蘭蓀領導和組織完成教授鄭蘭蓀領導和組織完成 2004年年4月月30日出版的美國日出版的美國Science雜志發布了此項成果雜志發布了此項成果 化學改變了世界化學改變了世界18城市的大氣污染酸雨水污染化學更要保護世界化學更要保護世界1920無機化學研究所有元素的研究所有元素的單

13、單質和化合物質和化合物（碳氫（碳氫化合物及其衍生物化合物及其衍生物除外）的除外）的組成、結組成、結構、性質和反應構、性質和反應規規律的學科。律的學科。研究研究物質組成成分物質組成成分及其含量及其含量的測定原的測定原理、測定方法和操理、測定方法和操作技術的學科。作技術的學科。分析化學u化學平衡化學平衡u原子、分子結構與晶體結構原子、分子結構與晶體結構u無機化合物的性質、制備方法和應用無機化合物的性質、制備方法和應用按任務分按任務分：u定性分析定性分析u定量分析定量分析u結構分析結構分析按方法分按方法分：u化學分析方法化學分析方法u儀器分析方法儀器分析方法3、無機與分析化學的內容與任務、無機與分析

14、化學的內容與任務分析化學部分以學習分析化學部分以學習定量化學分析定量化學分析為主，后續開設儀器分析、食品分析等專業課程。為主，后續開設儀器分析、食品分析等專業課程。Gary Christian, Analytical Chemistry, 6th Ed. (Wiley)Qualitative analysis is what.Quantitative analysis is how much.2122無機與分析化學 將無機化學與分析化學有機結將無機化學與分析化學有機結合的課程體系（化學分析多以無機合的課程體系（化學分析多以無機化學反應為基礎）。化學反應為基礎）。優點加強無機與分析的內在聯系；加

15、強無機與分析的內在聯系；避免內容的重復性，節約課時；避免內容的重復性，節約課時；理論與應用緊密聯系，易于理理論與應用緊密聯系，易于理解。解。缺點課程內容多，學習負擔較重。課程內容多，學習負擔較重。 無機與分析化學無機與分析化學不是不是化學學科發展的一門分支學科化學學科發展的一門分支學科物質結構物質結構配合物結構配合物結構酸堿平衡酸堿平衡沉淀平衡沉淀平衡氧化還原氧化還原配位平衡配位平衡三大模塊內容：宏觀三大模塊內容：宏觀 微觀微觀化學反應規律及在化學分析中的應用化學反應規律及在化學分析中的應用程度與方向程度與方向化學平衡（化學平衡（S G K） 影響因素影響因素 溫度溫度T 壓力壓力P 濃度濃度

16、C 熱量熱量Q 反應介質反應介質 功功W（體積功及電功）（體積功及電功）能量變化能量變化化學熱力學（化學熱力學（H U）速率速率化學動力學化學動力學原子結構原子結構 氫原子氫原子多電子原子多電子原子 周期律周期律 分子結構分子結構化學鍵本質化學鍵本質 結構理論結構理論晶體結構晶體結構無機反應主要類型無機反應主要類型理論部分理論部分酸堿滴定酸堿滴定重量分析重量分析沉淀滴定沉淀滴定氧化還原滴定氧化還原滴定配位滴定配位滴定無機與分析化學無機與分析化學課程主要內容課程主要內容23授課內容少，練習多，授課內容少，練習多，保證聽懂，掌握。保證聽懂，掌握。授課內容多，練習少，授課內容多，練習少，部分學生不一

17、定完全聽懂，部分學生不一定完全聽懂，需課后認真看書，做習題。需課后認真看書，做習題。學習由老師安排，學習由老師安排，家長督促。家長督促。老師大部分時間與學生老師大部分時間與學生相處，有問題可及時問。相處，有問題可及時問。 完全靠自覺完全靠自覺老師課后輔導時間較少，老師課后輔導時間較少，有問題要靠自己多思考，有問題要靠自己多思考，多與同學討論。多與同學討論。中學中學大學大學自主學習自主學習被動學習被動學習244. 無機與分析化學的學習方法及考核要求無機與分析化學的學習方法及考核要求重視實驗技能的提高重視實驗技能的提高注意問題如何提出注意問題如何提出解決的思路與方法解決的思路與方法借助怎樣的理論與

18、實驗借助怎樣的理論與實驗培養自學能力培養自學能力主動學習主動學習課外參考資料課外參考資料擴大知識面擴大知識面利用網上教學平臺及網絡資源學習利用網上教學平臺及網絡資源學習善于提出問題及發現矛盾善于提出問題及發現矛盾抓住重點與難點抓住重點與難點減少對教師的依賴心理及時消化所學知識及時消化所學知識充分利用實驗課練習實驗操作的基本技能25如何學好化學？如何學好化學？26考核要求考核要求平時成績平時成績出勤出勤課后作業課后作業筆試成績筆試成績課堂回答問題課堂回答問題滿分滿分（100）（50%）（50%）（20%）（15%）（15%）Laboratory safety is a must! Learn the rules. See Appendix D.275、實驗