无机及分析化学课件第1-2章.ppt

1、 物质结构知识目标：了解核外电子运动的基本特点；了解核外电子运动的基本特点；理解四个量子数的意义及取值规则；理解四个量子数的意义及取值规则；掌握原子核外电子排布的原理和主族元素及第四周期过渡元素原子核外电子排掌握原子核外电子排布的原理和主族元素及第四周期过渡元素原子核外电子排布；布；理解原子的电子层结构与元素周期表、元素性质之间的关系；理解原子的电子层结构与元素周期表、元素性质之间的关系；了解共价键的定义、现代价键理论的基本要点、共价键的键参数和共价键的类了解共价键的定义、现代价键理论的基本要点、共价键的键参数和共价键的类型；型；理解杂化、杂化轨道的意义，掌握以理解杂化、杂化轨道的意义，掌握以

2、sp、sp2、sp3杂化轨道成键分子的空间构杂化轨道成键分子的空间构型；型；掌握分子间作用力和氢键的概念及对物质某些性质的影响。掌握分子间作用力和氢键的概念及对物质某些性质的影响。能力目标：能写出主族元素及第四周期过渡元素原子核外电子排布式；能写出主族元素及第四周期过渡元素原子核外电子排布式；能解释原子的电子层结构与元素周期表、元素性质之间的关系；能解释原子的电子层结构与元素周期表、元素性质之间的关系；能应用杂化轨道理论解释某些分子的空间构型；能应用杂化轨道理论解释某些分子的空间构型；能应用分子间作用力和氢键的概念解释某些物质的物理性质。能应用分子间作用力和氢键的概念解释某些物质的物理性质。第

3、一节第一节 核外电子运动状态核外电子运动状态一、原子核外电子的运动一、原子核外电子的运动 元素的化学性质主要决定于原子核外电子的运动状态及其排布。在描述核外电子的运动时，只能指出它在原子核外空间某处出现的概率。以核外只有一个电子的的氢原子为例，在不同时刻记录电子与原子核的的相对位置，然后将位置叠加，结果像在原子核外笼罩着一团电子形成的云雾，称为电子云。密度高的区域表示电子在此出现的概率高，如下图所示：氢原子的电子云氢原子的电子云二、核外电子运动状态的描述二、核外电子运动状态的描述采用四个量子数来描述核外电子运动状态。主量子数n-电子层主量子数n是描述电子所属电子层离核远近的参数，取值为1,2,

4、n等正整数，习惯上用K,L,M,N,O,P,Q等字母来表示。n=1,2,3,4,5,6,7电子层=K,L,M,N,O,P,Q角量子数l-电子层角量子数l是描述电子云形状的参数，其取值受主量子数的制约，只能取0,1,2,3,(n-1),对应地分别用s,p,d,f等符号来表示。l=0,1,2,3电子亚层=s p d f磁量子数m-电子云伸展方向磁量子数m是描述电子云在空间的伸展方向的参数，其取值受角量子数的制约，当角量子数一定时，m可以取从+l到-l并包括0在内的整数值。即m=0，1，2，l。自旋量子数ms-电子的自旋电子一方面围绕着原子核高速旋转，同时也围绕着本身的轴转动，称为电子的自旋。自旋量

5、子数ms是用来描述电子自旋方向的参数。ms取值只有两个：+1/2和-1/2；它们代表电子自旋的两个相反的方向，即顺时针方向和逆时针方向。三、基态原子中电子分布原则三、基态原子中电子分布原则基态原子中电子分布必须遵守下列三条原则：1.泡利不相容原理泡利不相容原理(1)原子核外电子的运动状态使用四个量子数来描述的，同一个原子中不可能有运 动状态完全相同的两个电子同时存在；(2)同一轨道，主量子数、角量子数、磁量子数三个量子数相同，自旋量子数只有 两种可能；(3)s亚层只有1个轨道，最多容纳两个电子；p层有3个轨道，最多容纳6个电子；d 亚层有5个轨道，最多容纳10个电子；f亚层有7个轨道，最多容纳

6、14个电子；每一个电子层所具有的轨道数为n2个，所以每个电子层最多容纳的电子数为2n2个。2.能量最低原理能量最低原理 在不违背泡利不相容原理的情况下，原子核外电子总是先占据能量最低的原子轨道，只有当能量较低轨道占满后，电子才依次进入能量较高的原子轨道，称为能量最低原理。3.洪特规则洪特规则 在同一电子层的同一亚层的各个轨道上，电子排布总是尽量先占据不同的轨道，而且自旋方向相同。这样的电子填入方式可使原子能量最低。作为洪特规则的特例，电子在等价轨道上处于全充满、半充满或者全空状态时，具有额外的稳定性。四、多电子原子轨道的能级四、多电子原子轨道的能级针对多电子原子，由鲍林近似能级图得到的能级高低

7、基本规律：1.当角量子数l值相等时，主量子数n值不同，n越大，电子的能量E越高；2.当主量子数n值相同，角量子数l值不同时，l值越大，电子的能量E越高；3.当主量子数n值和角量子数l值都不相同时，n3，电子能量E的高低，通常由近似能级图来确定。主量子数大的4s亚层的能量，反而低于主量子数小的3d亚层的能量，这种现象称为能级交错。第二节第二节 电子层结构和元素周期系电子层结构和元素周期系一、元素周期系与电子层结构的关系一、元素周期系与电子层结构的关系 周期：7个周期族：16个族区：5个区二、元素性质的周期性二、元素性质的周期性 元素按原子序数排列成序后，随着原子序数的增加，它们的原子核外电子排布

8、、原子半径、电负性、化合价等性质呈规律性变化。第三节第三节 共价键理论共价键理论一、现代价键理论一、现代价键理论原子间通过共用电子对所形成的化学键称为共价键。(1)共价键理论基本要点共价键理论基本要点1.当两个原子接近时，只有自旋方向相反的成单电子可以互相配对，使核间电子云密度增大，系统能量降低，形成稳定的化学键；2.自旋方向相反的成单电子配对成共价键后，就不能再与其他原子中的成单电子配对。3.成键时，若两原子轨道相互重叠越大，两核之间电子云密度越大，形成的共价键越牢固，即原子轨道最大重叠原理。(2)共价键的特征共价键的特征共价键的两个基本特征：1.共价键具有饱和性；已成键的电子不能再与其他电

9、子配对成键。2.共价键具有方向性；原子轨道间的重叠只能沿着一定方向进行才能最大重叠。(3)共价键的类型共价键的类型共价键一般分为键和键两种类型：1.键键 成键时两原子沿着键轴方向，以“头碰头”的方式发生轨道重叠，形成的共 价键称为键。2.键键 成键时两原子的p轨道垂直于两核连线，以“肩并肩”的方式重叠，形成的 共价键称为键。(4)共价键的键参数共价键的键参数1.键能键能定义：在298.15K和100kPa下，断开1mol键所需要的能量，单位是kJ/mol。一般来说，键能越大，表明键越牢固，分子越稳定。2.键长键长分子中两成键原子核间的平衡距离称为键长。一般来说，成键原子的半径越小，成键的电子对

10、越多，其键长就越短，键能越大，共价键就越牢固。3.键角键角分子中同一原子形成的两个化学键之间的夹角，称为键角。4.键的极性键的极性在不同种原子所形成的共价键中，两原子吸引电子能力不同，电子对偏向电负性大的原子一端，使之带部分负电荷，而电负性较小的原子带部分正电荷，这样的共价键称为极性共价键。二、杂化轨道理论二、杂化轨道理论杂化是指原子形成分子时，同一原子中能量相近的不同原子轨道重新分配能量和空间取向，组合成一组新轨道的过程，杂化后形成的新轨道称为杂化轨道。1.sp3杂化杂化原子在形成分子时，由1个ns轨道和3个np轨道之间进行杂化的过程称为sp3杂化。2.sp2杂化杂化原子在形成分子时，由1个

11、ns轨道和2个np轨道之间进行杂化的过程称为sp2杂化。3.sp杂化杂化原子在形成分子时，由1个ns轨道和1个np轨道之间进行杂化的过程称为sp杂化。第四节第四节 分子间作用力和氢键分子间作用力和氢键一、分子的极性一、分子的极性一个分子内，正负电荷的数量相等，所以整个分子呈电中性。但是分子内部电荷的分布并不一定均匀，假定分子内存在一个正电荷中心和一个负电荷中心，若两中心重合，则分子没有极性，为非极性分子，若两中心不重合，则分子具有极性，为极性分子。分子有极性应具备两个条件：分子有极性应具备两个条件：1.键有极性；2.分子是非对称的。二、分子间作用力二、分子间作用力分子间作用力也称为范德华力，主

12、要包括取向力，诱导力和色散力三种形式。1.取向力取向力由于极性分子间通过取向产生的分子间作用力，称为取向力，其大小与极性分子的偶极矩有关，分子的偶极矩越大，分子的极性越大，取向力也越大。2.诱导力诱导力由极性分子的永久偶极与非极性分子所产生的诱导偶极之间的作用力称为诱导力，其大小与极性分子的极性和非极性分子的可极化性相关。3.色散力色散力分子间由瞬间偶极所产生的作用力称为色散力，其大小与费进行分子的可极化性有关系，可极化性越强，色散力越大。三、氢键三、氢键当氢原子与电负性很大、原子半径很小的元素X(如F、O、N等)以共价键结合后，其共用电子对强烈地偏向X原子一方，使氢原子几乎成为裸露的质子而具

13、有较大的正电性，因而这个氢原子还能与另一个电负性较大、半径较小的带有孤对电子的Y(如F、O、N等)原子产生静电吸引作用而形成氢键。1.氢键的形成氢键的形成2.氢键的特点氢键的特点(1)氢键基本上仍属静电作用力，比化学键弱得多，但是比范德华力强，是一种特殊的分子间作用力；(2)氢键具有饱和性和方向性；3.氢键的分类氢键的分类氢键可分为分子间氢键和分子内氢键两种。两个分子间形成的氢键，称为分子间氢键；同一分子内的原子之间形成的氢键，称为分子内氢键。4.氢键对物质性质的影响氢键对物质性质的影响(1)对熔点、沸点的影响对熔点、沸点的影响分子间氢键使分子间作用力增强，物质的熔点、沸点升高。分子内氢键的生

14、成使得其比同类化合物的熔点、沸点降低。(2)对物质溶解度的影响对物质溶解度的影响如果溶质分子和溶剂分子之间能形成氢键，有利于物质的溶解。分散体系知识目标：了解分散系的相关概念；理解分散系的分类方法；掌握各类分散系的特征；了解分散系的相关概念；理解分散系的分类方法；掌握各类分散系的特征；了解溶液组成量度的相关概念；理解溶液稀释与混合的原理；掌握溶液组成量了解溶液组成量度的相关概念；理解溶液稀释与混合的原理；掌握溶液组成量度的各种表示方法、溶液的配制、各种浓度的计算及换算；度的各种表示方法、溶液的配制、各种浓度的计算及换算；了解溶液依数性、渗透压的产生原理；理解渗透压定律、晶体和胶体渗透压概了解溶

15、液依数性、渗透压的产生原理；理解渗透压定律、晶体和胶体渗透压概念；掌握渗透浓度的计算、渗透压作用机理及其在医学上的应用；念；掌握渗透浓度的计算、渗透压作用机理及其在医学上的应用；了解溶胶的制备、凝胶的形成；理解溶胶的稳定性及聚沉；掌握溶胶、高分子了解溶胶的制备、凝胶的形成；理解溶胶的稳定性及聚沉；掌握溶胶、高分子溶液的性质及其应用；溶液的性质及其应用；了解与表面想象相关的概念；理解表面张力、表面能的产生及其降低的方法和了解与表面想象相关的概念；理解表面张力、表面能的产生及其降低的方法和途径；掌握表面吸附及表面活性物质的作用原理及其在实践中的应用。途径；掌握表面吸附及表面活性物质的作用原理及其在

16、实践中的应用。能力目标：能说出各种分散系的特征；能说出各种分散系的特征；能进行溶液的配制、稀释的实际操作，能应用各种浓度公式进能进行溶液的配制、稀释的实际操作，能应用各种浓度公式进行相关计算；行相关计算；能应用渗透压原理分析渗透进行的方向及解释与渗透压相关的能应用渗透压原理分析渗透进行的方向及解释与渗透压相关的医学问题；医学问题；能解释溶胶、高分子溶液的稳定性及高分子溶液对溶胶的保护能解释溶胶、高分子溶液的稳定性及高分子溶液对溶胶的保护作用；作用；能分析吸附、表面活性物质的作用过程并能应用。能分析吸附、表面活性物质的作用过程并能应用。第一节第一节 分散系分散系人们把具体研究的对象称为体系。分散

17、系是指一种或几种物质以细小的粒子分散在另一种介质中所形成的体系。其中被分散的物质称为分散相(分散质)，容纳分散相的介质称为分散介质(分散剂)。通常按分散相例子大小不同，将分散系分为三类：分子或离子分散系、胶体分散系、粗分散系。分子或离子分散系通常称为真溶液，简称溶液。其中分散相称为溶质，分散介质称为溶剂。粗分散系按分散状态分为悬浮液和乳状液。悬浮液是固体分散质以微小颗粒分散在液体分散剂中形成的分散系。乳状液是液体分散质以微小的液滴分散在另一种不相溶的液体分散剂中形成的分散系。胶体分散系即胶体溶液，根据分散颗粒的聚集状态分为溶胶和高分子溶液。从外观上看溶胶和高分子溶液均不浑浊，用普通显微镜不能分

18、辨出粒子。前者是多相、相对稳定体系；后者是单相、稳定体系。第二节第二节 溶液的组成标度溶液的组成标度溶液组成中，溶液组成标度是指一定量的溶液或溶剂中所含溶质的量。一、溶液的组成标度的表示方法一、溶液的组成标度的表示方法表示溶液组成标度的方法很多，医学上常用的有：物质的量浓度、质量浓度、质量摩尔浓度、质量分数、体系分数、摩尔分数等。1.物质的量浓度物质的量浓度溶质B物质的量nB除以溶液的体积V称为物质B的物质的量浓度，用cB表示，也可以写成c(B)：cB=nB/V物质的量浓度的SI单位是“摩尔每立方米”，符号为mol/m3。其他常用单位还有mol/L、mmol/L、mol/L。2.质量浓度质量浓

19、度溶质B的质量mB除以溶液的体积V称为物质B的质量浓度，用B表示：B=mB/V质量浓度的SI单位是kg/m3。其他常用单位还有g/L、mg/L、g/L。3.质量摩尔浓度质量摩尔浓度溶质B的物质的量nB除以溶剂的质量mA称为物质B的摩尔质量浓度，用bB表示：bB=nB/mA摩尔质量浓度的SI单位是mol/kg。4.质量分数质量分数溶质B的质量mB除以溶液的质量m称为物质B的质量分数，用B表示：B=mB/m质量分数量纲为1，可以用小数或者百分数表示。5.体积分数体积分数在相同温度和压力下，溶质B的体积VB除以溶液的体积V称为物质B的体积分数，用B表示：B=VB/V体积分数量纲为1，可以用小数或者百

20、分数表示。6.摩尔分数摩尔分数物质B的物质的量nB除以混合物的物质的量n称为物质B的摩尔分数，用xB表示。溶液由溶质B和溶剂A组成，设溶质B的物质的量为nB，溶剂A物质的量为nA。则溶质B的摩尔分数和溶剂A的摩尔分数分别为：xB=nB/(nA+nB)xA=nA/(nA+nB)摩尔分数量纲为1，可以用小数或者百分数表示。二、溶液组成标度的有关计算二、溶液组成标度的有关计算1.溶液组成标度表示方法的换算溶液组成标度表示方法的换算(1)质量浓度与物质的量浓度之间的换算质量浓度与物质的量浓度之间的换算换算依据是：cB=nB/VB=mB/VmB=nBMB因为溶质的量不变，所以mB=cBVMB=BV换算公

21、式：B=cBMB cB=B/MB(2)质量分数质量分数B与物质的量浓度之间的换算与物质的量浓度之间的换算换算依据是：cB=nB/VB=mB/mmB=nBMB=m/V因为溶质的量不变，所以mB=cBVMB=BV换算公式：cB=B/MB B=cB MB/2.溶液的配制、稀释和混合溶液的配制、稀释和混合(1)溶液的配制溶液的配制A:一定质量溶液的配制一定质量溶液的配制 一般用质量分数B、质量摩尔浓度bB表示的溶液，配制时采用这种方法；配制时通常包括计算、称量、转移、定容等操作步骤。B:一定体积溶液的配制一定体积溶液的配制 一般用物质的量浓度cB 、质量浓度B和体积分数B表示的溶液，配制时采用这种方法

22、；配制时通常包括计算、量取、溶解、转移、定容等操作步骤。总的原则是将一定质量(或体积)的溶质与适量的溶剂混合，完全溶解后，再加溶剂至所需体积，搅拌均匀，即为所需溶液。(2)溶液的稀释溶液的稀释溶液的稀释就是在溶液中加入溶剂使溶液的浓度变小的过程。稀释的特点是溶液的量改变了，但溶质的量在稀释前后没有改变：稀释前溶质的量稀释前溶质的量=稀释后溶质的量稀释后溶质的量或稀释前溶液的浓度稀释前溶液的浓度稀释前溶液的体积稀释前溶液的体积=稀释后溶液的浓度稀释后溶液的浓度稀释后溶液的体积稀释后溶液的体积假设浓溶液浓度为c1，体积为V1，稀释后的稀溶液浓度为c2，体积为V2，则c1 V1=c2 V2对于浓度为

23、质量分数B者，其稀释公式可调整为：B 1 m 1=B 2 m 2(3)溶液的混合溶液的混合溶液的混合就是将几种不同浓度的含同种溶质的溶液，混合配成所需浓度的溶液的过程。混合前后溶质总量保持不变。假设浓溶液浓度为c1，体积为V1，稀溶液浓度为c2，体积为V2。溶液混合后浓度为c，总体积比为V1+V2(近似值)，则c1 V1+c2 V2=c(V1+V2)第三节第三节 稀溶液的依数性稀溶液的依数性溶质溶解在溶剂中形成溶液，溶液的性质已不同于原来的溶质和溶剂。溶液的颜色、体积等变化与溶质的本性有关，而难挥发性溶质稀溶液的蒸汽压、沸点、凝固点等性质的变化则与溶质的本性几乎无关，仅决定于溶液的浓度，这种性

24、质称为稀溶液的依数性。1.溶液的蒸汽压下降溶液的蒸汽压下降在一定的温度下，密闭容器中单位时间内蒸发出的分子数和由气相返回到液体内的分子数相等，气液两相处于平衡状态时的蒸汽所具有的压力称为该液面的饱和蒸汽压，简称蒸汽压，用符号p表示，单位为Pa或kPa。同一温度下，难挥发非电解质稀溶液蒸汽压总是低于纯溶剂的蒸汽压，称为溶液的蒸汽压下降。显然非电解质粒子越多，溶液的蒸汽压越低。描述难挥发非电解质溶液蒸汽压下降的规律：Raoult定律：在一定温度下，难挥发非电解质溶液蒸汽压下降与溶质的摩尔分数成正比，而与溶质本性无关。2.溶液的沸点升高溶液的沸点升高当液体的蒸汽压等于外界压力时，液体就沸腾，此时的温

25、度称为该液体的沸点。标准大气压下水的沸点为100。难挥发电解质溶液，沸点比纯溶剂高，凝固点比纯溶剂低。这都是由于溶液蒸汽压下降造成的。由于溶液的蒸汽压低于纯溶剂的蒸汽压，所以在下图中Tb*温度时，溶液的蒸汽压就小于外压，当温度升至Tb时，溶液的蒸汽压等于外压，溶液沸腾。因此溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点。这种现象称为溶液的沸点升高。溶液浓度越大，蒸汽压下降就越多，沸点升高越高。根据Raoult定律，难挥发非电解质稀溶液的沸点升高与溶液的质量摩尔浓度成正比，与溶质本性无关。溶液的蒸汽压下降、凝固点下降和沸点升高溶液的蒸汽压下降、凝固点下降和沸点升高3.溶液的凝固点降低溶液的凝固点降低凝固点是指物

26、质的固相纯溶剂的蒸汽压与它的液相蒸汽压相等时的温度。0时，纯水和冰的饱和蒸汽压相等，两者共存，此温度为纯水的凝固点，又称为冰点。但在0时，水溶液的蒸汽压低于纯水的蒸汽压。所以水溶液在0不结冰。温度继续下降，因冰的蒸汽压下降率比水溶液大，当降至Tf时，冰和溶液的蒸汽压相等，Tf就是溶液的凝固点。溶液的凝固点总是比纯溶剂凝固点低。这种现象称为溶液的凝固点降低。与溶液沸点升高一样，溶液的凝固点降低也是和蒸汽压下降成正比。根据Raoult定律可知，难挥发非电解质稀溶液的凝固点降低与溶液的质量摩尔浓度成正比，而与溶质本性无关。4.溶液的渗透压溶液的渗透压(1)渗透现象和渗透压渗透现象和渗透压溶剂的分子通

27、过半透膜从纯溶剂进入溶液，或从稀溶液进入浓溶液的现象，称为渗透现象。渗透现象的产生，必须具备两个条件：一个是要有半透膜存在，二是要求半透膜两侧溶液存在浓度差。渗透现象渗透现象渗透压渗透压当单位时间通过半透膜两侧的水分子数相等时，即水从两个方向透过半透膜的速率相等，液面将不再上升，这时渗透达到动态平衡。这种施加于溶液液面而恰能阻止渗透现象产生的额外压力成为渗透压。(2)渗透压与温度浓度的关系渗透压与温度浓度的关系反映难挥发非电解质稀溶液渗透压与温度、浓度关系的公式：=cRT式中,为溶液的渗透压,单位为kPa;c为非电解质溶液的物质的量浓度，对于电解质溶液近似为各离子的物质的量浓度的总和，单位为m

28、ol/L，T表示溶液的热力学温度，单位是K；R为摩尔气体常数，为8.314mol/(LK)。渗透压定律渗透压定律难挥发非电解质稀溶液的渗透压与溶液的物质的量浓度计热力学温度成正比，此规律称为渗透压定律(范特霍夫定律)。该定律表明了在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的渗透压只与单位体积溶液中的溶质颗粒数成正比，而与溶质的性质无关，故渗透压也是溶液的依数性。对于电解质溶液，由于电解质电离，单位体积内溶质的颗粒数比同浓度的非电解质溶液多，溶质粒子总浓度增加，故渗透压增大，所以必须引入一个校正因子i。即=i cRTi是电解质的一个“分子”在溶液中能产生的颗粒数。渗透浓度渗透浓度在一定的温度下，较稀溶液

29、的渗透压只与溶液中溶质的粒子浓度成正比。因此医学上常用渗透浓度来表示溶液渗透压的大小。渗透浓度是指溶液中所能产生渗透现象的各种溶质粒子的总物质的量浓度，用符号cos表示。常用单位是mol/L或mmol/L，医学上相应的单位是渗量/升(Osmol/L)或毫渗量/升(mOsmol/L)。渗透压在医学上的意义渗透压在医学上的意义(1)等渗、低渗、高渗溶液等渗、低渗、高渗溶液渗透压相等的两种溶液，称为等渗溶液。对于渗透压不等的两种溶液，渗透压高的称为高渗溶液，渗透压低的称为低渗溶液。医学上判断渗透压高低，是以血浆的总渗透压为标准来确定。正常人血浆的渗透浓度约为280-320mmol/L，故临床上规定渗

30、透浓度在280-320mmol/L范围内的溶液为等渗溶液。凡高于320mmol/L的溶液为高渗溶液，凡低于280mmol/L的溶液为低渗溶液。(2)晶体渗透压和胶体渗透压晶体渗透压和胶体渗透压由低分子物质产生的渗透压称为晶体渗透压，由高分子物质产生的渗透压称为胶体渗透压。血液渗透压为两类渗透压的综合，其中晶体渗透压占总渗透压的99.5%。晶体渗透压对调节细胞内、外水盐相对平衡及细胞的正常形态和功能起重要作用；胶体渗透压则对调节毛细血管内、外水盐相对平衡及及维持血容量方面起重要作用。第四节第四节 胶体溶液胶体溶液分散相粒子直径在1-100nm之间的分散系称为胶体分散系。胶体是构成有机体组织的基础

31、物质，也是药物的一类剂型。一、溶胶一、溶胶胶体溶液按照分散介质的不同可分为液溶胶、气溶胶和固溶胶。分散介质为液体的称为液溶胶，简称溶胶。分散介质为气体的，称为气溶胶，如烟、雾等。分散介质为固体的称为固溶胶，如有色玻璃。1.溶胶的制备溶胶的制备溶胶的制备有两种方法：一种是将较大的颗粒粉碎成胶粒的分散法分散法，第二种是使分子或者离子聚集成胶粒的凝聚法凝聚法，又可分为物理凝聚法物理凝聚法和化学凝聚法化学凝聚法。2.溶胶的性质溶胶的性质(1)光学性质在暗室中将一束经过聚焦的光射入溶胶，在与光束垂直的方向上可以观察到一条明亮的光柱。这种现象称为丁达尔现象。丁达尔现象的产生与分散相离子直径大小d及入射光的

32、波长有关。光照射到粗分散系光照射到粗分散系(d)时发生光反射时发生光反射,体系浑浊。体系浑浊。光照射到真溶液光照射到真溶液(d)时大部分光透射时大部分光透射,体系透明。体系透明。光照射到溶胶光照射到溶胶(d)时分散相离子类似小光源，向各个方向发时分散相离子类似小光源，向各个方向发射出光线，发生明显的散射作用发生丁达尔现象。射出光线，发生明显的散射作用发生丁达尔现象。(2)动力学性质胶体粒子不断地做无规则运动称为布朗运动。胶粒越小，温度越高，介质黏度越低，布朗运动越剧烈。A：扩散：扩散 是胶体粒子自动地从浓度大的区域向浓度小的区域运动，最后达到浓度均 匀的过程。浓度差越大，扩散越快。利用胶粒扩散

33、而又不能透过半透膜的 性质，可除去溶胶中的小分子杂质，使溶胶净化，称为透析或渗析。B：沉降：沉降 分散相粒子在重力作用下逐渐下沉的现象称为沉降。在溶胶中，当扩散和 沉降两种相反作用的速率相等时，达到沉降平衡。(3)电学性质 在电场中，分散相粒子在分散介质中做定向移动的现象称为电泳，根据胶体粒子在电场中移动的方向，可确定它所带的电荷。移向阴极的胶粒带正电，该溶胶称为正溶胶，如氢氧化铁溶胶。移向阳极的胶粒带负点，该溶胶称为负溶胶，如硫化砷溶胶。(4)溶胶的沉降A：溶胶的稳定性：溶胶的稳定性 溶胶是不稳定体系，除了布朗运动起到稳定作用外，胶体带电同种胶粒带相同电荷，使胶粒之间相互排斥。水化膜由于胶核

34、吸附的离子溶剂化能力很强，使胶粒外层包一层保护水化膜，阻止胶粒聚集而保持稳定。B：胶体聚沉的方法：胶体聚沉的方法 加入电解质 溶胶对电解质非常敏感，加入少量的电解质就能中和胶粒电荷，粒子聚集变大而迅速沉降。加入带相反电荷的溶胶 将带相反电荷的两种胶体互相混合时，由于胶粒带的电荷相反，彼此吸引而互相中和,从而发生沉降。加热 许多胶体溶液在加热时都能发生沉降，这是因为加热增加胶粒运动速度和粒子间的碰撞概率，同时降低了胶粒的吸附能力，削弱了胶粒的溶剂化作用，使胶粒聚沉。二、高分子溶液二、高分子溶液高分子化合物又称为大分子化合物，高分子溶液是指高分子化合物溶解在适当的溶剂中所形成的均相体系。1.高分子

35、溶液的特性高分子溶液的特性(1)稳定性稳定性高分子溶液稳定，是因为其分子中有很多亲水基团，基团具有很强的亲水能力，在每个高分子周围形成牢固的溶剂化膜。用大量电解质使高分子化合物从溶液中聚沉析出的过程称为盐析。(2)黏度大黏度大高分子化合物溶液的黏度比纯溶液大，原因是高分子化合物常形成线形、枝状或网状结构，这种伸展的大分子在溶剂中运动困难，使自由流动的溶剂减少，表现为高黏度。2.高分子溶液的保护作用高分子溶液的保护作用在溶胶中加入一定量的高分子溶液，能显著提高溶胶对电解质的稳定性，这种现象称为高分子溶液对溶胶的保护作用。这种保护作用一般认为是加入的高分子被吸附在溶胶粒子的表面，将整个胶粒包裹起来

36、，形成一个保护层。因高分子化合物具有很强的溶剂化能力，相当于在胶粒表面又增加了一层溶剂化膜，有效地阻止了胶粒的聚集，增强了溶胶的稳定性。三、凝胶三、凝胶1.凝胶的形成凝胶的形成在适当的条件下，高分子溶液和某些溶胶的整个体系可以形成一种不能流动的、有弹性的、外观均匀的半固体状态。这种弹性半固体称为凝胶。液体含量高的凝胶称为胶冻；液体含量低的凝胶称为干胶。2.凝胶的性质凝胶的性质(1)弹性弹性各种凝胶在冻状时，弹性大致相同，但干燥后就有很大差别。其中一类凝胶在烘干后体积缩小很多，但是仍保持弹性称为弹性凝胶；另一类凝胶烘干后，体积缩小不多，但失去弹性而具有脆性称为脆性凝胶。(2)溶胀溶胀干燥的弹性凝

37、胶放入适当的溶剂中，会自动吸收液体而膨胀，这个过程称为溶胀。脆性凝胶没有此性质。溶胀分为有限溶胀和无限溶胀两类。如木材在水中为有限溶胀，牛皮胶在水中为无限溶胀。3.离浆离浆(脱液收缩脱液收缩)新制备的凝胶放置一段时间后，一部分液体可以自动而缓慢地从凝胶中分离出来，凝胶本身体积缩小，成为两相，这种现象称为离浆或者脱液收缩。例如血液放置分离出血清，淀粉糊放置后分离出液体。第五节第五节 表面现象表面现象体系中物理和化学性质完全相同的部分称为相，相与相之间的接触面称为界面，一般有气-固，气-液，固-液，液-液等类型，若其中一相为气相，则称此界面为表面。1.表面张力与表面能表面张力与表面能液体内部分子所

38、受的各个方向上的引力相等，合力为零。处于液体表面层的分子，受到相邻分子吸引力的合力并不为零，而是指向液体内部并与液面相垂直。这种合力企图把表面层的分子拉入液体内部，因而液体表面有自动缩小的趋势，即表面存在一种抵抗扩张的力表面张力()，它是垂直作用于单位长度相界面上的力，单位为N/m。欲将液体内部分子移到表面，就必须克服这种内部分子的拉力而做功，并以位能的形式储存在表面分子，这种液体表面层的分子比内部分子多出来的能量称为表面能(Es)。表面能Es与表面积A的关系：Es=A2.表面吸附表面吸附吸附是指固体或液体表面吸引其他物质分子、原子或离子聚集在其表面的过程，或物质在两相界面上浓度自动发生变化的

39、现象。具有吸附作用的物质称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。(1)固体表面上的吸附固体表面上的吸附固体表面不能自动减小，只能依赖于吸附其他物质以降低表面能。固体表面的吸附按照作用力性质的不同可分为物理吸附物理吸附和化学吸附化学吸附。物理吸附中的吸附力是分子间作用力，这类吸附无选择性、吸附速率快、吸附与解吸易达成平衡，结合力较弱；化学吸附的吸附力是化学键力，吸附具有选择性，吸附与解吸都慢，大多是不可逆过程。(2)溶液表面上的吸附溶液表面上的吸附液体表面也会因溶质的加入而产生吸附，使液体的表面张力发生相应变化。溶液表面张力随浓度变化的规律大致有三种情况：与与c的关系的关系A:表面张力随着浓度的增大

40、而增大。表面张力随着浓度的增大而增大。B：表面张力随着浓度的增大而缓慢降低。：表面张力随着浓度的增大而缓慢降低。C：表面张力随着浓度增大，开始急剧下降，至一定浓度，溶液的表面张力：表面张力随着浓度增大，开始急剧下降，至一定浓度，溶液的表面张力 趋于恒定。趋于恒定。若加入的溶质能降低溶液表面张力，从而降低表面能，使体系趋于稳定，其表面层的浓度大于溶液内部浓度，这种吸附称为正吸附；反之，若加入的溶质能增高溶液表面张力，使溶液表面层的浓度小于其内部浓度，这种吸附称为负吸附。3 表面活性物质表面活性物质凡能显著降低液体表面张力的物质称为表面活性物质表面活性物质(表面活性剂)；反之，能使液体表面张力增大的物质称为表面非活性物质表面非活性物质(表面惰性物质)。表面活性物质在分子结构上包含亲水的极性基团和疏水的非极性基团两部分，这种不对称的分子结构决定了表面活性物质具有表面吸附、分子定向排列以及形成胶束的基本性质，其结果就是降低表面张力，使体系趋于稳定。乳状液在医学上又称为乳剂，它不能稳定存在，需要加入表面活性剂，又称乳化剂。使乳状液稳定存在。乳化剂能使乳浊液稳定存在的作用称为乳化作用，乳剂按照所用乳化剂的性质分为油包水(W/O)和水包油(O/W)两种类型。表面活性物质欲生命过程密切相关。在医学和药学上有广泛应用。构成细胞膜的酯类以及胆囊分泌的胆汁酸盐等都是表面活性物质。