《烹飪化學 作者 王元新(6)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《烹飪化學 作者 王元新(6)（73頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、作者：嚴倔和作者：嚴倔和責任編輯：王元新出版日期：2009年9月IDPN：308-2009-153課件章數：7第一章 基礎化學本章概要l 本章主要講述無機化學和有機化學中的一些重要物質的概念和有關性質，通過本章的學習能為學生學好以后幾章內容打下基礎。教學目標l 掌握原子、分子、離子、元素的概念；掌握原子的結構、電子云、電子層，元素周期律的情況。l 掌握離子鍵、共價鍵，離子化合物、共價化合物的有關性質。l 掌握化學反應速率以及影響化學反應速率的因素；化學反應平衡的概念，以及影響化學平衡移動的因素。l 掌握溶液、溶劑、溶質、飽和溶液、不飽和溶液、結晶的有關性質。l 了解有機物的特點、分類；掌握有機
2、物的一些概念和術語；掌握重要有機物中烷烴、烯烴、炔烴的概念和性質；掌握烴的衍生物醇、醛、酸、酯的概念和性質。第一章 基礎化學l第一節(jié) 物質的組成和分類l第二節(jié) 原子結構和元素周期律l第三節(jié) 化學鍵和分子結構l第四節(jié) 化學反應速率化學平衡l第五節(jié) 溶液l第六節(jié) 有機化合物概述第一節(jié) 物質的組成和分類l一、分子 原子 離子l二、元素一、分子 原子 離子l（一）分子l分子是保持物質化學性質的最小粒子。l（二）原子l原子是化學變化中的最小粒子。l（三）離子l帶有電荷的原子（或原子團）叫離子。（四）分子和原子的比較（見表1.1）（五）原子和離子的比較l1.結構不同l2.電性各異l3.性質不同二、元素l
3、具有相同核電荷數（即相同質子數）的一類原子總稱為元素。l元素的存在形態(tài)有：l1.游離態(tài)l2.化合態(tài)第二節(jié) 原子結構和元素周期律l一、原子的結構l二、元素周期律一、原子的結構l（一）原子的組成l 原子是由帶正電荷的原子核和核外帶負電荷的電子組成的，呈電中性。其構成如下：l核電荷數（Z）核內質子數核外電子數l原子的質量數用符號A表示： A質子數中子數（二）原子核外電子運動l1.電子云l2.原子核外電子的運動狀態(tài)二、元素周期律l（一）元素周期律(表1.2)l1.核外電子排布的周期性l2.原子半徑的周期性變化l3.元素主要化合價的周期性變化l4.元素周期律（二）元素周期表l 元素周期律和元素周期表最初
4、是在1869年由俄國化學家門捷列夫發(fā)現并編制的。l 根據元素周期律，把現在已知的100多種元素中電子層數目相同的各種元素，按原子序數遞增的順序從左到右排成橫行，再把不同橫行中最外層電子數相同的元素按電子層數遞增的順序由上而下排成縱行，這樣得到一個表，叫做元素周期表元素周期表。l1.周期和族l元素周期表有7個橫行18個縱行。2.原子結構與元素周期律l第一，每周期都是從活潑金屬開始（除第周期），自左至右，其主族元素的金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強，最后以穩(wěn)定的零族元素結尾。l第二，每周期中，從左到右主族元素的最高價氧化物的水化物從強堿逐漸過渡到強酸。l第三，每一主族中，從上到下元素的非金屬性逐漸
5、減弱，金屬性逐漸增強，最高價氧化物水化物的堿性逐漸增強，酸性逐漸減弱。3.元素的化合價與原子結構的關系l 在周期表中，主族元素的最高化合價等于它最外層的價電子數，也就是該元素的族數，非金屬元素的最低化合價等于最外層達到8個電子穩(wěn)定結構所需要的電子數，即族數-8=最低化合價。l 例如氯元素處于A族，那么它的最高化合價為+7，最低化合價為7-8=-1。同樣，碳元素處于第A族，它的最高化合價為+4，最低化合價為4-8=-4。第三節(jié) 化學鍵和分子結構l 相鄰原子間的強烈相互作用通常叫做化學鍵。化學鍵主要分成離子鍵、共價鍵、金屬鍵三種。l（一）離子鍵和離子晶體l1.離子鍵l 像氯化鈉那樣，陰、陽離子通過
6、靜電引力所形成的化學鍵叫做離子鍵。l 凡是活潑的金屬和活潑的非金屬反應時都能形成離子鍵。2.離子結構的特點l 主族元素形成的簡單離子，最外層電子一般達到2或8的穩(wěn)定結構，具有稀有氣體的原子結構。l 副族元素和第族元素形成的簡單金屬離子，它們的最外層常常是不飽和的。l 一般來說，陽離子的半徑比相應的原子小，而陰離子的半徑比相應的原子大。l 對具有相同電子層結構的離子，隨著核電荷數的增加，離子半徑逐漸減小。離子所帶電荷的符號和數量與原子成鍵時得失電子有關。3.離子晶體l 由離子鍵形成的物質在常溫下一般以晶體的形式存在。這種由陰陽離子通過離子鍵形成的有規(guī)則的排列的晶體稱為離子晶體。例如氯化鈉、氧化鎂
7、、氟化鈣都是離子晶體。l 在離子晶體中，由于離子鍵比較牢固，因此離子鍵的結合比較緊密，造成離子晶體具有較高的熔點和較大的硬度，難以拉伸，不易揮發(fā)，大多數能溶于水等性質。（二）共價鍵l1.共價鍵的形成l 原子間通過共用電子對（電子云重疊）所形成的化學鍵，叫做共價鍵。例如氯分子的形成過程如下：2.非極性鍵和極性鍵l 在單質分子中，同種原子形成共價鍵，兩個原子吸引電子的能力相同，共用電子對不偏向任何一個原子，成鍵的原子都不顯電性。這樣的共價鍵叫做非極性共價鍵，簡稱非極性鍵。例如HH鍵、ClCl鍵都是非極性鍵。l 在化合物分子中，不同種原子形成共價鍵，由于不同原子吸引電子的能力不同，共用電子對必然偏向
8、吸引電子能力較強的原子一方，因而吸引電子能力較強的原子就帶部分負電荷，吸引電子能力較弱的原子就帶部分正電荷。這樣的共價鍵叫做極性共價鍵，簡稱極性鍵。第四節(jié) 化學反應速率 化學平衡l一、化學反應速率l二、化學平衡一、化學反應速率l（一）化學反應速率l（二）影響化學反應速率的因素（一）化學反應速率l 化學反應速率是指化學反應進行快慢的程度，通常用單位時間內反應物濃度的減小或生成物濃度的增大來表示。濃度的單位一般是摩升，反應速率的單位就是摩/（升分）mol/(Lmin)或摩/(升秒)mol(Ls)。（二）影響化學反應速率的因素l1.濃度對化學反應速率的影響l2.壓強對化學反應速率的影響l3.溫度對化
9、學反應速率的影響l4.催化劑對化學反應速率的影響二、化學平衡l（一）可逆反應l（二）化學平衡l（三）化學平衡的移動l（四）合成氨條件的選擇（一）可逆反應l 在化學反應中，把向生成物方向進行的反應叫正反應，向反方向進行的反應叫逆反應。在同一條件下，既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的反應叫做可逆反應?？赡娣磻ǔＳ?表示。（二）化學平衡l 在一定條件下，可逆反應中正反應速率和逆反應速率相等，反應混合物中各組成成分的含量保持不變的狀態(tài)，叫做化學平衡狀態(tài)化學平衡狀態(tài)。l 化學平衡狀態(tài)主要有三個特征：“動”“定”“變”（三）化學平衡的移動l1.濃度對化學平衡移動的影響l2.壓強對化學平衡移
10、動的影響l3.溫度對化學平衡移動的影響表1.3 （四）合成氨條件的選擇第五節(jié) 溶液l 一種或一種以上的物質分散到另一種物質里，形成均一的、穩(wěn)定的混合物叫做溶液。l 能溶解其他物質的物質叫做溶劑。溶劑一般是液體。l 被溶解在溶劑中的物質叫做溶質。溶質可以是固體、液體、氣體。l（一）飽和溶液和不飽和溶液l（二）溶解度l1.固體的溶解度(表1.4)l2.氣體的溶解度l（三）結晶、結晶水合物l1.結晶l2.結晶水合物l3.風化和潮解表1.4 物質的溶解性第六節(jié) 有機化合物概述l一、有機化合物的特點l二、有機化合物的分類l三、有機化學中的一些基本概念和術語l四、鏈烷烴的命名l五、重要的有機化合物一、有機
11、化合物的特點二、有機化合物的分類l 根據分子中組成元素的不同，可以把有機物分為烴（含C、H的化合物）和烴的衍生物（含C、H、O、鹵素、N等元素的化合物）。根據分子的結構和官能團的差別，又可把有機物分為烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴、鹵代烴、醇、醛、羧酸、酯等（見圖1.6）。三、有機化學中的一些基本概念和術語l（一）烴基l（二）同系物和同系列l(wèi)（三）烴的衍生物和官能團l（三）同分異構體和同分異構現象四、鏈烷烴的命名l（一）直鏈烷烴的命名l（二）帶支鏈烷烴的命名l1.對于帶支鏈的烷烴，選分子中含碳原子最多的碳鏈為主鏈，按主鏈上所含碳原子的數目稱為“某烷”。l2.把取代基作為支鏈。l3.如果有相同的取代烴
12、基，可以合并起來用二、三等數字表示，二、三等數字表明相同取代基的數目，并用數字1，2，3表示取代基的位置，數字間用“，”分開；如果幾個取代烴基不同，就把簡單的寫在前面，復雜的寫在后面。五、重要的有機化合物l（一）烴l（二）烴的衍生物（一）烴l1.烷烴l2.烯烴1.烷烴l 烷烴的分子結構特點是分子中碳原子間均以單鍵結合成鏈狀。烷烴又叫飽和鏈烴，它的組成通式：l 烷烴的重要代表物是甲烷，其分子式和結構式為：（1）甲烷的主要性質l 甲烷是無色、無味的氣體，不溶于水，密度比空氣小，易燃燒。l 甲烷的重要化學性質是：l1）取代反應。在光照條件下，甲烷和鹵素發(fā)生反應：l2）可燃性。甲烷易燃燒，但一般情況下
13、不被氧化劑氧化：l3）受熱分解。隔絕空氣強熱至高溫條件下，甲烷就被分解成炭黑并放出氫氣：（2）甲烷的實驗室制法l 用無水醋酸鈉與堿石灰（氫氧化鈉與生石灰的混合物）混合共熱而得到：l 甲烷主要用作燃料（甲烷是天然氣、沼氣的主要成分）、化工原料、制取炭黑的原料等。2.烯烴l 烯烴分子的結構特點是具有 雙肩的碳鏈，其組成通式是l 由于碳碳雙鍵中的一個鍵易斷裂，因而烯烴容易發(fā)生加成反應、氧化反應和聚合反應。l 乙烯的分子式、結構式和結構簡式分別為：（1）乙烯的主要性質l 乙烯是無色、稍有氣味、密度略比空氣小、難溶于水的氣體。l 主要化學性質是：l1）加成反應。l2）聚合反應l3）氧化反應（2）乙烯的制
14、法l 實驗室用乙醇脫水方法（迅速加熱至170）制取：l 反應中濃硫酸的作用是脫水劑和催化劑。反應溫度的控制很重要，若是140，反應則按另一種脫水方式進行生成乙醚而不是乙烯。l 乙烯主要用于制作塑料、合成纖維及有機溶劑等。3.炔烴l 炔烴分子的結構特點是含有 三鍵的碳鏈，其組成通式是l 碳碳三鍵中的兩個鍵較易斷裂，因而炔烴也能跟氫氣、溴、氯化氫、水等發(fā)生加成反應，并能被氧化劑氧化。l 乙炔是炔烴的重要代表物。它的分子式、結構式和結構簡式分別為：（1）乙炔的主要性質l 乙炔俗稱電石氣，是無色、無臭的氣體，密度比空氣稍小，微溶于水。l 它的重要化學性質是：l1）加成反應l2）氧化反應l3）被高錳酸鉀
15、氧化（2）乙炔的制法l電石（碳化鈣）與水反應產生乙炔：l電石是在高溫時（電爐內）用石灰和焦炭反應而得到l 乙炔主要作為制取氯乙烯等的重要化工原料。氧炔焰用于焊接、切割金屬。4.芳香烴苯及苯的同系物l分子里含一個或多個苯環(huán)的化合物屬于芳香族化合物。l最簡單的芳香烴是苯及其同系物。（二）烴的衍生物l1.醇l2.醛l3.羧酸l4.酯1.醇l 飽和一元醇的通式為 也常用ROH表示，R-代表烴基部分。l乙醇是醇的重要代表物，乙醇的分子式為l結構式:l結構簡式是（2）乙醇的化學性質l 乙醇俗稱酒精。它是無色、有醇香氣味的液體，易揮發(fā)（沸點78.5），易燃燒，密度比水?。?0時密度為 ），跟水可以任意比例互
16、溶。它是常用的有機溶劑，也是有機化工的重要原料。l乙醇的主要化學性質如下：l1）與活潑金屬（K、N a等）發(fā)生置換反應。l2）氧化反應l3）燃燒l4）脫水反應l5）乙醇跟氫鹵酸反應l6）酯化反應（3）其他重要的醇l1）甲醇l 易揮發(fā)、易燃燒的無色液體，有酒精氣味，能與水、乙醇及其他有機溶劑互溶，是重要的化工原料。甲醇對人體有毒，飲用會失明，多飲會致死。l2）丙三醇l 俗稱甘油，黏稠液體，易溶于水，有強吸水性。它能與活潑金屬發(fā)生置換反應，與酸發(fā)生酯化反應，它與硝酸酯化生成的三硝酸甘油酯，是烈性炸藥。2.醛l 分子里含有跟烴基結合著的醛基 的化合物叫做醛。一般可以表示為 l 醛能被還原為醇，被氧化
17、成酸，能起銀鏡反應。（1）乙醛的化學性質l1）加成反應l2）氧化反應l3）銀鏡反應l4）被氫氧化銅氧化（2）乙醛的用途l 乙醛是重要的有機合成工業(yè)原料，主要用于制造乙酸、乙醇等。l 甲醛（HCHO）也是重要的醛類物質，是生產合成樹脂的重要原料。甲醛常況下是氣體，有毒（致癌物之一），其水溶液（福爾馬林）是常用的防腐劑。3.羧酸l 在分子里，烴基跟羧基 直接相連接的有機化合物叫做羧酸。l 根據羧基所連接的烴基不同，羧酸可以分為脂肪酸（如乙酸）和芳香酸（如苯甲酸 ）。根據羧酸分子中含有羧基數目的不同，可分為一元羧酸（如甲酸、乙酸）和二元羧酸（如乙二酸HOOCCOOH）等。（1）乙酸的結構（CH3CO
18、OH）（2）乙酸的性質l 乙酸是一種有強烈刺激性氣味的無色液體，沸點是117.9，熔點是16.6，當溫度低于16.6時，乙酸就凝結成像冰一樣的晶體，所以無水乙酸又稱冰醋酸。乙酸易溶于水和乙醇。l乙酸是一種弱酸：l酯化反應：（3）乙酸的用途l 乙酸是一種重要的有機化工原料，可用于生產合成纖維（如醋酸纖維、維綸）、噴漆溶劑、增塑劑、香料、染料、醫(yī)藥（如阿司匹林）和農藥等。4.酯l 酸跟醇起反應，生成水和一類叫做酯的化合物。l酯可以簡單表示為：（1）酯的結構l以乙酸乙酯 為例，其結構式為：（2）酯的水解l 在有酸或堿存在條件下，酯跟水發(fā)生水解反應，生成酸和醇：（3）酯的用途l可用作溶劑和飲料、糖果中的香料。
烹飪化學 作者 王元新(6)
