第二章
第三章
第四章
第五章
第六章
第七章
第八章
第十章
结构化学基础 第一章量子力学基础： 经典物理学是由Newton（牛顿）的力学，Maxwell（麦克斯韦）的电磁场理论，Gibbs（吉布斯）的热力学和Boltzmann（玻耳兹曼）的统计物理学等组成，而经典物理学却无法解释黑体辐射，光电效应，电子波性等微观的现象。 黑体：是一种可以全部吸收照射到它上面的各种波长辐射的物体，带一个微孔的空心金属球，非常接近黑体，进入金属球小孔的辐射，经多次吸收，反射使射入的辐射实际全被吸收，当空腔受热，空腔壁会发出辐射，极少数从小孔逸出，它是理想的吸收体也是理想的放射体，若把几种金属物体加热到同一温度，黑体放热最多，用棱镜把黑体发出的辐射分开就可测出指定狭窄的频率范围的黑体的能量。 规律：频率相同下黑体的能量随温度的升高而增大， 温度相同下黑体的能量呈峰型，峰植大致出现在频率范围是0.6-1.0/10-14S-1。 且随着温度的升高，能量最大值向高频移动. 加热金属块时，开始发红光，后依次为橙，白，蓝白。 黑体辐射频率为v的能量是hv的整数倍. 光电效应和光子学说： Planck能量量子化提出标志量子理论的诞生。 光电效应是光照在金属表面上使金属放出电子的现象，实验证实： 1.只有当照射光的频率超过金属最小频率（临阈频率）时，金属才能发出电子，不同金属的最小频率不同，大多金属的最小频率位于紫外区。 2.增强光照而不改变照射光频率，则只能使发射的光电子数增多，不影响动能。 3.照射光的频率增强，逸出电子动能增强。 光是一束光子流，每一种频率的光的能量都有一个最小单位光子，其能量和光子的频率成正比，即E=hv 光子还有质量，但是光子的静止质量是0，按相对论质能定律光子的质量是 m=hv/c2 光子的动量：p=mc=hv/c=h/波长 光的强度取决于单位体积内光子的数目，即光子密度。 光电效应方程：hv（照射光频率）=W（逸出功）+E（逸出电子动能） 实物微粒的波粒二象性： 由de Broglie（德布罗意）提出：p=h/波长 电子具有粒性，在化合物中可以作为带电的微粒独立存在（电子自身独立存在，不是依附在其他原子或分子上的电子） M.Born（玻恩）认为在空间任何一点上波的强度（即振幅绝对值平方）和粒子出现的概率成正比，电子的波性是和微粒的统计联系在一起，对大量的粒子而言衍射强度（波强）大的地方粒子出现的数目就多概率就大，反之则相反。 不确定度关系： Schrodinger（薛定谔）方程的提出标志量子力学的诞生. 不确定关系又称测不准关系或测不准原理，它是微观粒子本质特性决定的物理量间相互关系原理，反映了微粒波特性。而一个粒子不可能同时拥有确定坐标和动量（也不可以将时间和能量同时确定）[这是由W.Heisenberg（海森伯）提出的] 微观粒子与宏观粒子的比较： 1.宏观物体同时具有确定的坐标和动量可用牛顿力学描述（经典力学），微观粒子不同时具
3．基本计算 （1）滴定分析的化学计量关系：tT + bB = cC + dD，nT/nB=t/b （2）标准溶液配制：cT = mT/( VT×MT) （3）标准溶液的标定： （两种溶液） （B为固体基准物质） （4）被测物质质量： （5）有关滴定度计算：T T/B＝mB/VT （与物质量浓度的关系） （6）林邦误差公式： pX为滴定过程中发生变化的与浓度相关的参数，如pH或pM； ΔpX为终点pX ep与计量点pX sp之差即ΔpX＝pX ep–pX sp； Kt为滴定反应平衡常数即滴定常数； c与计量点时滴定产物的总浓度c sp有关。 3．基本计算 （1）[H+]的计算：一元强酸(碱)：若c a(b)≥20[OH-]，用最简式：[H+]＝c a；[OH-]＝c b。 一元弱酸(碱)：若cK a(b)≥20K w，c/K a(b)≥500，用最简式，。 多元弱酸（碱）：若只考虑第一级离解，按一元弱酸（碱）处理：c a K a1(b1)≥20K w，c/K a1(b1)≥500，用最简式：；。 酸式盐：若 cK a２≥20K w，c≥20K a1，用最简式：。 弱酸弱碱盐：若cK a'≥20K w，c≥20K a，用最简式：。 缓冲溶液：若c a>20[OH-]、c b>20[H+]，用最简式： （2）终点误差：强碱滴定强酸的滴定误差公式： 强酸滴定强碱的滴定误差公式： 一元弱酸的滴定误差公式： 一元弱碱的滴定误差公式： （3）冰醋酸为溶剂的标准溶液的浓度校正： 3．基本计算
（1）条件稳定常数：lgK MY'=lgK MY-lgαM -lgαY+ lgαMY （2）滴定曲线上的pM'： （3）化学计量点的pM'：pM'=×（pCM SP + lgK MY'） （4）终点时的pM'（即指示剂的颜色转变点，以pMt表示）： pMt = lgKMIn - lgαIn(H)（5）Ringbom误差公式：
金属和金属材料复习教案 [考点梳理] 考点1 金属材料 1.金属材料包括纯金属（90多种）和合金（几千种）两类。 金属属于金属材料，但金属材料不一定是纯金属，也可能是合金。 2.金属制品是由金属材料制成的，铁、铜、铝及其合金是人类使用最多的金属材料。 考点2 金属材料的发展史 根据历史的学习，我们可以知道金属材料的发展过程。商朝，人们开始使用青铜器；春秋时期开始冶铁；战国时期开始炼钢；铜和铁一直是人类广泛应用的金属材料。在100多年前，又开始了铝的使用，因铝具有密度小和抗腐蚀等许多优良性能，铝的产量已超过了铜，位于第二位。 金属分类：重金属：如铜、锌、铅等 轻金属：如钠、镁、铝等； 黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。Fe、Mn、Cr（铬） 有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属。 考点3 金属的物理性质 1.共性：大多数金属都具有金属光泽，密度和硬度较大，熔沸点较高，具有良好的延展性和导电、导热性，在室温下除汞为液体，其余金属均为固体。 （1）常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽。 （2）大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色） （3）有良好的导热性、导电性、延展性 2.一些金属的特性：铁、铝等大多数金属都呈银白色，铜呈紫红色，金呈黄色；常温下大多数金属都是固体，汞却是液体；各种金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等差异较大；银的导电性和导热性最好，锇的密度最大，锂的密度最小，钨的熔点最高，汞的熔点最低，铬的硬度最大。 （1）铝：地壳中含量最多的金属元素（2）钙：人体中含量最多的金属元素 （3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜）（4）银：导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝）（5）铬：硬度最高的金属（6）钨：熔点最高的金属（7）汞：熔点最低的金属 （8）锇：密度最大的金属（9）锂：密度最小的金属 检测一：金属材料(包括和 ) 1、金属的物理性质
分析化学（第二版）主要计算公式总结 第二章误差和分析数据处理 （1）误差 绝对误差δ=x-μ相对误差=δ/μ*100% (2)绝对平均偏差： △=（│△1│+│△2│+……+│△n│）/n （△为平均绝对误差；△1、△2、……△n为各次测量的平均绝对误差）。 （3）标准偏差 相对标准偏差（RSD）或称变异系数（CV） RSD=S/X*100% (4)平均值的置信区间： ＊真值落在μ±1σ区间的几率即置信度为68.3% ＊置信度——可靠程度 ＊一定置信度下的置信区间——μ±1σ 对于有限次数测定真值μ与平均值x之间有如下关系： s：为标准偏差 n：为测定次数 t：为选定的某一置信度下的几率系数(统计因子)
(5)单个样本的t检验 。 目的：比较样本均数所代表的未知总体均数μ和已知总体均数μ 0计算公式： t统计量： 自由度：v=n - 1 适用条件： (1) 已知一个总体均数； (2) 可得到一个样本均数及该样本标准误； (3) 样本来自正态或近似正态总体。 例1 难产儿出生体重n=35, =3.42, S =0.40, =3.30（大规模调查获得），问相同否？ 一般婴儿出生体重μ 解：1.建立假设、确定检验水准α H0：μ = μ0（无效假设，null hypothesis） H1：（备择假设,alternative hypothesis，） 双侧检验，检验水准:α=0.05
，v=n-1=35-1=34 3.查相应界值表，确定P值，下结论 查附表1，t0.05 / 2.34 = 2.032,t < t0.05 / 2.34,P >0.05，按α=0.05水准，不拒绝H0，两者的差别无统计学意义 (6)F检验法是英国统计学家Fisher提出的，主要通过比较两组数据的方差 S^2，以确定他们的精密度是否有显著性差异。至于两组数据之间是否存在系统误差，则在进行F检验并确定它们的精密度没有显著性差异之后，再进行t 检验。样本标准偏差的平方，即(“^2”是表示平方)： S^2=∑(X-X平均)^2/(n-1) 两组数据就能得到两个S^2值，S大^2和S小^2 F=S大^2/S小^2 由表中f大和f小（f为自由度n-1),查得F表， 然后计算的F值与查表得到的F表值比较，如果 F < F表表明两组数据没有显著差异； F ≥ F表表明两组数据存在显著差异 (7)可疑问值的取舍： G检验法 G=S x x 第三章滴定分析法概论 主要化学公式
1、准确度：指测量值与真值之间相互接近的程度，用“误差”来表示。 （1）、绝对误差：测量值x 与真值μ的差值，δ=x －μ （2）、相对误差：指绝对误差在真值中所占的比值，以百分率表示： %100%?=μ δ % 2、精密度：指对同一样品多次平行测量所得结果相互吻合的程度，用“偏差”来表示。 （1）、绝对偏差：d=x i －x （x i 表示单次测量值，x 表示多次测量结果的算术平均值） 平均偏差：d =n d d d d n ++++......321=n x x n i i ∑=-1 （2）、相对偏差： x d ×100% 相对平均偏差： x d ×100% 3、标准偏差：样本标准偏差S= 1 )(2 1 --∑=n x x n i i 相对标准偏差(RSD)%= x s ×100% 例：测定铁矿石中铁的质量分数（以%表示），5次结果分别为：67.48%，67.37%，67.47%，67.43%和67.40%。计算：⑴平均偏差⑵相对平均偏差⑶标准偏差⑷相对标准偏差⑸极差 解：套以上公式 4、平均值的精密度：用平均值的标准偏差来表示n s s x x = 平均值的置信区间：n ts x ± =μ 5、异常值的取舍：Q 检验：Q= 最小 最大紧邻可疑x x x x -- G 检验：s x x G q -= 6、t 检验和F 检验 ⑴题目提供的数据与具体数值μ（权威数据）比较，t 检验： t= n s x μ -，如计算出来的值小于查表值，说明无显著性差异。 ⑵题目提供两组数据比较，问两组数据是否有显著性差异时，F 检+t 检验： F 检验：判断精密度是否存在显著性差异。 F=2 2 21s s （1s 是大方差，2s 是小方差，即1s 〉2s ），计算值小于 说明两组数据的精密度不存在显著性差异，反之就有。 两组数据F 检验无显著性差异后，进行两个样本平均 值的比较：2 12 121n n n n s x x t R +?-= ， ) 1()1() 1()1(2122 2121-+--+-= n n n s n s s R ， 如果计算出来值小于查表值，表示两测量平均值之间无显著性差异。 7、t f ,α，例，t 8,05.0表示置信度为95%，自由度为8的t 值。 ▲两组数据有无显著性差异的计算步骤: ①利用以上公式求出各组数据的平均值x 、标准差 s == 1 )(2 1 --∑=n x x n i i 、及各组数据的个数n ②F 检验的公式套进去，注意大小分差分别是放在分子和分母上，算F 值 ③与题目提供的F 值比较大小，如果计算出来的F 值小于的话就出个结论：F 计算＜F ，所以两组数据的精密度无显著性差异 ④利用上面的公式求) 1()1()1()1(2122 2121-+--+-=n n n s n s s R ， 代入2 1212 1n n n n s x x t R +?-= ⑤把计算出来的t 值与题目提供的比较,如果是小于的话就给出个论:无显著性差异. 具体步骤看书上第25页的例题. 8、滴定终点误差：TE(%) = %1001010?-X ?-X ?t p p ck 强酸强碱滴定：K t ＝1/K w =10 14 (25℃), c=c 2 sp 强酸(碱)滴定弱碱(酸)： K t ＝K a / K w (或K b / K w ), c=c 配位滴定：K t ＝K MY ′， c=c )(sp M 。 例：0.1000mol/L 的NaOH 滴定20.00ml 的0.1000mol/L 的HCl ， 酚酞为指示剂（pHep=9.00），计算滴定误差。 解：根据已知条件计算
第一章绪论 ●材料和化学药品 化学药品的用途主要基于其消耗； 材料是可以重复或连续使用而不会不可逆地变成别的物质。 ●材料的分类 按组成、结构特点分：金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料 按使用性能分：Structural Materials ——主要利用材料的力学性能；Functional Materials ——主要利用材料的物理和化学性能 按用途分：导电材料、绝缘材料、生物医用材料、航空航天材料、能源材料、电子信息材料、感光材料等等●材料化学的主要内容：结构、性能、制备、应用 第二章材料的结构 2.1 元素和化学键 ●了解元素的各种性质及其变化规律：第一电离能、电子亲和势、电负性、原子及离子半径 ●注意掌握各种结合键的特性及其所形成晶体材料的主要特点 ●了解势能阱的概念： 吸引能（attractive energy，EA）：源于原子核与电子云间的静电引力 排斥能（repulsive energy，ER）：源于两原子核之间以及两原子的电子云之间相互排斥 总势能（potential energy）：吸引能与排斥能之和 总势能随原子间距离变化的曲线称为势能图（势能阱） 较深的势能阱表示原子间结合较紧密，其对应的材料就较难熔融，并具有较高的弹性模量和较低的热膨胀系数。 2.2 晶体学基本概念 ●晶体与非晶体（结构特点、性能特点、相互转化） 晶体：原子或原子团、离子或分子在空间按一定规律呈周期性地排列构成（长程有序） 非晶体：原子、分子或离子无规则地堆积在一起所形成（长程无序、短程有序） 晶态与非晶态之间的转变 ? 非晶态所属的状态属于热力学亚稳态，所以非晶态固体总有向晶态转化的趋势，即非晶态固体在一定温度下会自发地结晶，转化到稳定性更高的晶体状态。 ? 通常呈晶体的物质如果将它从液态快速冷却下来也可能得到非晶态。 ●晶格、晶胞和晶格参数 周期性：同一种质点在空间排列上每隔一定距离重复出现。 周期：任一方向排在一直线上的相邻两质点之间的距离。 晶格（lattice）：把晶体中质点的中心用直线联起来构成的空间格架。 结点（lattice points）：质点的中心位置。 空间点阵（space lattice）：由这些结点构成的空间总体。 晶胞（unit cell）：构成晶格的最基本的几何单元。 ●晶系 熟记7个晶系的晶格参数特征 了解14种空间点阵类型 ●晶向指数和晶面指数 理解晶面和晶向的含义 晶面——晶体点阵在任何方向上分解为相互平行的结点平面称为晶面，即结晶多面体上的面。
分析化学（第二版）主要计算公式汇总
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分析化学（第二版）主要计算公式总结 第二章误差和分析数据处理 (1）误差 绝对误差δ＝x－μ相对误差=δ／μ*1００% (２)绝对平均偏差: △＝(│△1│+│△2│+……+│△n│）/n （△为平均绝对误差；△1、△2、……△n 为各次测量的平均绝对误差)。 （3)标准偏差 相对标准偏差（RSD）或称变异系数(CV) RSD=S／X＊10０％ （4)平均值的置信区间： ?＊真值落在μ±1σ区间的几率即置信度为68.3% ＊置信度——可靠程度?＊一定置信度下的置信区间——μ±1σ 对于有限次数测定真值μ与平均值x之间有如下关系：?? s：为标准偏差?ｎ:为测定次数?ｔ:为选定的某一置信度下的几率系数(统计因子)
(5)单个样本的t检验 目的：比较样本均数所代表的未知总体均数μ和已知总体均数μ０。 计算公式： t统计量: 自由度：ｖ=n - 1 适用条件： (1）已知一个总体均数; (2) 可得到一个样本均数及该样本标准误； (３）样本来自正态或近似正态总体。 例１难产儿出生体重n=35，=3．４2, S =0.40, 一般婴儿出生体重μ0=3.３0(大规模调查获得)，问相同否？ 解:１.建立假设、确定检验水准α H0：μ = μ0 (无效假设,nulｌhypotｈesｉｓ） H1:(备择假设,alternative hypotｈeｓｉｓ,) 双侧检验,检验水准:α=0.05 2.计算检验统计量
第一章：原子结构 1. S能级有个原子轨道，P能级有个原子轨道，d能级有个原子轨道，同一能级的原子轨道能量，每个原子轨道最多可以排个自旋方向相反的电子。当2P能级有2个未成对电子时，该原子可能是或者，当3d能级有2个未成对电子时，该原子可能是或者。 2. S轨道图形为，P轨道图形为沿三维坐标轴x y z 对称分布的纺锤形。 3. 主族元素的价电子就是电子，副族元素的价电子为与之和（Cu和Zn除外）。 4. 19～36号元素符号是： 它们的核外电子排布是： 5. 元素周期表分，，，，五大区。同周期元素原子半径从左到右 逐渐，原子核对外层电子吸引力逐渐，电负性及第一电离能逐渐，（ⅡA，ⅤA 特殊）；同主族元素原子半径从上到下逐渐，电负性及第一电离能逐渐。 6. 依照洪特规则，由于ⅡA族，ⅤA族元素原子价电子处于稳定状态，故其第一电离能比相邻同周期元素 原子，如：N>O>C ; Mg>Al>Na ,但是电负性无此特殊情况。 7. 电负性最强的元素是，其电负值为4.0 ，其次是，电负值为3.5 第二章化学键与分子间作用力 1.根据共价键重叠方式的不同，可以分为键和键，一个N2分子中有个σ键个П 键，电子式为。根据共价键中共用电子对的偏移大小，可将共价键分为键和键，同种非金属原子之间是，不同原子之间形成。 2.共价键的稳定性与否主要看三个参数中的，越大，分子越稳定。其次是看键长，键长 越短，分子越（键长与原子半径有正比例关系）。键角与分子的空间构型有关，CO2,C2H2分子为直线型，键角是1800；CH4和CCl4为正四面体型，键角为；NH3分子构型为， H2O分子构型为，它们的键角均小于。 3.美国科学家鲍林提出的杂化轨道理论认为：CH4是杂化；苯和乙烯分子为杂化； 乙炔分子为杂化。其他有机物分子中，全单键碳原子为杂化，双键碳原子为杂化，三键碳原子为杂化。 4. 价电子对互斥理论认为ABn型分子计算价电子对公式为，其中H 卤素原 子做配位原子时，价电子为个；O,S做配位原子时，不提供电子；如果带有电荷，做相应加减； 出现点五，四舍五入。 5. 价电子对数目与杂化方式及理想几何构型： 补充：如果配位原子不够，则无法构成理想结构。 6.等电子原理：。 如：CO2与CS2,N2O / N2与CO,CN-,NO+ / CH4与SiH4,NH4+, / NH3与H3O+ / SO42-与PO43-,ClO4- 7.如果分子中正负电荷重心重合，则该分子为非极性分子，否则为极性分子。含有极性共价键的非极性分 子有CO2 CS2 CH4 SiH4 SO3 BeCl2 BF3 CCl4 SiCl4 PCl5 SF6。含有非极性键的极性分子：
分析化学主要计算公式总结 第二章误差和分析数据处理 （1）误差 绝对误差δ=x-μ相对误差=δ/μ*100% (2)绝对平均偏差： △=（│△1│+│△2│+……+│△n│）/n （△为平均绝对误差；△1、△2、……△n为各次测量的平均绝对误差）。（3）标准偏差 相对标准偏差（RSD）或称变异系数（CV） RSD=S/X*100% (4)平均值的置信区间： ＊真值落在μ±1σ区间的几率即置信度为68.3% ＊置信度——可靠程度 ＊一定置信度下的置信区间——μ±1σ
对于有限次数测定真值μ与平均值x之间有如下关系： s：为标准偏差 n：为测定次数 t：为选定的某一置信度下的几率系数(统计因子) (5)单个样本的t检验 目的：比较样本均数所代表的未知总体均数μ和已知总体均数μ0。 计算公式： t统计量： 自由度：v=n - 1 适用条件： (1) 已知一个总体均数； (2) 可得到一个样本均数及该样本标准误； (3) 样本来自正态或近似正态总体。 n=35, =3.42, S =0.40,
（备择假设 ， (6)F检验法是英国统计学家Fisher提出的，主要通过比较两组数据的方差 S^2，以确定他们的精密度是否有显著性差异。至于两组数据之间是否存在系统误差，则在进行F检验并确定它们的精密度没有显著性差异之后，再进行t 检验。样本标准偏差的平方，即(“^2”是表示平方)：S^2=∑(X-X平均)^2/(n-1)
两组数据就能得到两个S^2值，S 大^2和S 小^2 F=S 大^2/S 小^2 由表中f 大和f 小（f 为自由度n-1),查得F 表， 然后计算的F 值与查表得到的F 表值比较，如果 F < F 表 表明两组数据没有显著差异； F ≥ F 表 表明两组数据存在显著差异 (7)可疑问值的取舍： G 检验法 G=S x x - 第4章 酸碱滴定法 （1）共轭酸碱对Ka 与Kb 间的关系：KaKb=Kw （2）酸碱型体平衡浓度([ ]),分析浓度（c ）和分布系数（δa ）之间的关系 (3)一元强酸溶液的pH 的计算 [H + ]= 2 4w 2K c c ++ 精确式 pH=－lg c 近似式 （4）一元弱酸溶液pH 的计算 [H + ]=w a ]HA [K K + 精 确式（5－11） （ 关于[H + ]的一元三次方程）
计算机在材料化学中的应用 第一章绪论 1.工程模拟：在模型的基础上观察客观世界的各种系统并进行实验研究的技术。 2.模型的构造 （1）模型的分类：物理模型（动、静）；描述性模型；数学模型（动、静；数值法、解析法）（2）模型的构造方法： a.理论分析； b.类比分析； c.数据分析：使用系统回归分析的方法利用若干能表征系统规律，描述系统状态的数据来建立系统的数学模型。 d.人工假设：基于对系统的了解，将系统中不确定的因素假定为若干组确定的取值，而建立系统模型。 3.过程模拟（流程模拟） a.稳态流程模拟； b.动态流程模拟：利用计算机技术、图形原理和成像方法在屏幕上以动态、直观、立体、彩色的方式显示物体运动的过程模拟。 4.工程模拟研究的步骤： 问题描述； 设定目标和总体方案； 构造模型； 数据收集； 编制程序； 程序验证； 模型确认； 实验确认。 5.相关英文简称 CAD：计算机辅助设计。 CAM：计算机辅助制造。 CAPP：计算机辅助工艺过程设计（computer aided process planning）。 在化学领域CAPP：计算机辅助合成路线设计。 DCS：分散控制系统。 6.分子模拟的方法中主要有四种：量子力学方法、分子力学方法、分子动力学方法、分子蒙特卡洛方法。 7．分子模拟法是用计算机以原子水平的分子模型来模拟分子的结构和行为，进而模拟分子系统的各种物理与化学性质。（定义）
8.分子模拟方法与高分子理论和材料设计的关系 第二章数值计算 方程求根 1.二分法 原则：保持新区间两端的函数值异号，对分n次得到第n个区间的长度为最初区间长度（x1-x0）的1/2n ,在误差允许范围内，取In的中点为方程的根，则误差小于1/2(n+1) (x1-x0),这种对分区间，不断缩小根的搜索范围的方法叫二分法。 此法简单、快速、不易丢根。 二分法求根原则（跳出条件）： （1）函数f(x)的绝对值小于指定的e1； （2）最后的小区间的一半宽度小于指定的自变量容差e2。 二分法函数： V oid root(float a,float b,int*n,float fa,float fb,float e1,float e2,float rt[20]) { float a0,f0;a0=(a+b)/2;f0=f(a0); While((fabs(a-b)>e2)&&(f0>e1)) { if(f0*fa>0){a=a0;fa=f0;} If(f0*fb>0){b=a0;fb=f0} a0=(a+b)/2;f0=f(a0); } *n=*n+1;rt[*n]=a0; } 弦截法求根：不取区间的中点，而取AB与X轴的交点为根的估算值。 优点：比原来趋近根的速度快 2.迭代法 方法概述：二分法和弦截法实质上就是迭代法，在迭代的每一步都是利用两个初始的―x‖去求一个新的―x‖值，能否在迭代的每一步只用一个―x‖值去求新的―x‖呢？这就是一点迭代法，通常简称为迭代法。 3牛顿法 方法原理：将f(x)在x=x0附近按泰勒级数展开； f (x) = f (x0) + (x-x0) f′(x0) + !2)0 (2 x x f〞(x0) + …
离群值的检验方法： （1）Q 检验法：设有n 个数据，其递增的顺序为x 1,x 2,…,x n-1,x n ，其中x 1或x n 可能为 离群值。 当测量数据不多（n=3~10）时，其Q 的定义为 具体检验步骤是： 1） 将各数据按递增顺序排列；2）计算最大值与最小值之差；3）计算离群值与相邻值之差； 4） 计算Q 值；5）根据测定次数和要求的置信度，查表得到Q 表值；6）若Q >Q 表，则舍 去可疑值，否则应保留。 （2）G 检验法： 1）计算包括离群值在内的测定平均值；2）计算离群值与平均值 之差的绝对值 3）计算包括离群值在内的标准偏差S4）计算G 值。 5）若G > G α,n ，则舍去可疑值，否则应保留 （2）平均偏差：绝对偏差绝对值的平均值n x -x d n 1 i i ∑== （3）相对平均偏差：平均偏差占平均值的百分比:100%x d ?= r d （4）标准偏差1 ) (1 2 --= ∑=n x x S n i i （5）相对标准偏差（RSD, 又称变异系数CV ）%100?= x S RSD （必考相关大题） 一、偶然误差的正态分布 偶然误差符合正态分布, 正态分布的概率密度函数式： 为了计算和使用方便，作变量代换 （二）平均值的置信区间 我们以x 为中心，在一定置信度下，估计μ值所在的范围)(x tS x ±称为平均值的置信区间: 四、显著性检验 （一） F 检验：比较两组数据的方差（S 2），确定它们的精密度是否存在显著性差异，用于 判断两组数据间存在的偶然误差是否显著不同。(用来做什么？考点) 检验步骤： 计算两组数据方差的比值F ， x x 2 2 2)(21)(σ μπσ--==x e x f y σ μ -=x u 令22 21)(u e x f y -==?πσ2221 )( u e u y -= =πφ即n tS x tS x x ±=±=μ) (2122 2 1S S S S F >=min max X -X X X Q 相邻离群-= S X X G -= 离群
艰第八单元 金属和金属材料 第一节 金属材料 ● 金属材料：金属材料包括纯金属以及它们的合金。 ● 金属的物理性质 ? 在常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽（大多数金属呈银白色，铜呈紫红色，金呈黄色）； ? 导电性、导热性、熔点较高、有延展性、能够弯曲、硬度较大、密度较大。 ● 金属之最 ? 地壳中含量最多的金属元素——铝 ? 人体中含量最多的金属元素——钙 ? 目前世界年产量最多的金属——铁（铁＞铝＞铜） ? 导电、导热性最好的金属——银（银＞铜＞金＞铝） ? 熔点最高的金属——钨 ? 熔点最低的金属——汞 ? 硬度最大的金属——铬 ? 密度最大的金属——锇 ? 密度最小的金属——锂 ● 金属的分类 ● 金属的应用 物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但这不是唯一的决定因素。在考虑物质的用途时，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。 ? 铜、铝——电线——导电性好、价格低廉 ? 钨——灯丝——熔点高 ? 铬——电镀——硬度大 ? 铁——菜刀、镰刀、锤子等 ? 汞——体温计液柱 ? 银——保温瓶内胆 ? 铝——“银粉”、锡箔纸 ● 合金：由两种或两种以上的金属或金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。 合金是混合物。金属氧化物不是合金。 ● 目前已制得的纯金属只有90多种，而合金已达几千种。 ● 合金的硬度一般比组成它的纯金属的硬度大，抗腐蚀性强。 ● 合金的熔点一般比组成它的纯金属的熔点低。 ● 黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。 有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属。 重金属：如铜、锌、铅等 轻金属：如钠、镁、铝等
( 原子核 夸克 夸克 质子 中子 一.基本概念 1、化学变化：生成了其它物质的变化。 2、物理变化：没有生成其它物质的变化。 3、物理性质：不需要发生化学变化就表现出来的性质。 (如：颜色、状态、密度、气味、熔点、沸点、硬度、水溶性等) 4、化学性质：物质在化学变化中表现出来的性质。 (如：可燃性、助燃性、氧化性、还原性、酸碱性、稳定性等) 5、纯净物：由一种物质组成的物质。 6、混合物：由两种或两种以上纯净物组成的物质，各物质都保持原来的性质。 7、元素：具有相同核电荷数(即质子数)的一类原子的总称。 （ 8、原子：是在化学变化中的最小粒子，在化学变化中不可再分。 9、分子：是保持物质化学性质的最小粒子，在化学变化中可以再分。 10、单质：由同种元素组成的纯净物。 11、化合物：由不同种元素组成的纯净物。 12、氧化物：由两种元素组成的化合物中，其中有一种元素是氧元素。 13、化学式：用元素符号来表示物质组成的式子。 14、相对原子质量：以一种碳原子的质量的1 12作为标准，其它原子的质量跟它比较所得的值。 某原子的相对原子质量≈质子数+中子数(因为原子的质量主要集中在原子核) 15、相对分子质量：化学式中各原子的相对原子质量的总和。(注意加上原子系数计算) 16、离子：带有电荷的原子或原子团。 17、原子的结构：???原子核?? ?质子中子电子 在离子里，核电荷数=质子数≠核外电子数 " 18、四种化学反应基本类型：(见文末具体总结) ①化合反应：由两种或两种以上物质生成一种物质的反应。 如：A+B→AB ②分解反应：由一种物质生成两种或两种以上其它物质的反应。 如：AB→A+B ③置换反应：由一种单质和一种化合物起反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应。 如：A+BC→AC+B ④复分解反应：由两种化合物相互交换成分，生成另外两种化合物的反应。 如：AB+CD→AD+CB 19、还原反应：在反应中，含氧化合物的氧被夺去的反应(不属于化学的基本反应类型)。 氧化反应：物质跟氧发生的化学反应(不属于化学的基本反应类型)。 缓慢氧化：进行得很慢的，甚至不容易察觉的氧化反应。 20、催化剂：在化学变化里能改变其它物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学变化前后都没有变化的物质(注： 2H 2O 2 2H 2O+O 2↑此反应MnO 2是催化剂) ' 21、质量守恒定律：参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成物质的质量总和。(反应的前后，原子的数目、种 类、质量都不变；元素的种类也不变) 22、溶液：一种或几种物质分散到另一种物质里，形成均一的、稳定的混合物。 溶液的组成：溶剂和溶质。(溶质可以是固体、液体或气体；固、气溶于液体时，固、气是溶质，液体是溶剂；两种液 体互相溶解时，量多的一种是溶剂，量少的是溶质；当溶液中有水存在时，不论水的量有多少，我们习惯上都把水当成溶剂，其它为溶质。) 23、固体溶解度：在一定温度下，某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量，就叫做这种物质在这种溶剂里 +n 2 8 …n
第一章 1、材料的基本概念 材料是人类赖以生存的基础，材料的发展和进步伴随着人类文明发展和进步的全过程。材料是国民经济建设，国防建设和人民生活不可缺少的重要组成部分，是社会现代化的物质基础与先导。 材料，尤其是新材料的研究、开发与应用反映着一个国家的科学技术与工业水平。 材料特别是新材料与社会现代化及现代文明的关系十分密切，新材料对提高人民生活，增加国家安全，提高工业生产率与经济增长提供了物质基础，因此新材料的发展十分重要。 材料是一切科学技术的物质基础，而各种材料的起点主要来源于材料的化学制备和化学改性。 2、什么是材料科学工程 具有物理学、化学、冶金学、金属学、陶瓷学、计算数学等多学科交叉与结合的特点，并且具有鲜明的工程性。 3、什么是材料化学 材料化学在研究开发新材料中的作用，就是用化学理论和方法来研究功能分子以及由功能分子构筑的材料的结构与功能关系，使人们能够设计新型材料，提供的各种化学合成反应和方法使人们可以获得具有所设计结构的材料。 采用新技术和新工艺方法，合成新物质和新材料，通过化学反应实现各组分在原子或分子水平上的相互转换过程。涉及材料的制备、组成、结构、性质及其应用的一门科学。 材料化学既是材料科学的一个重要分支，也是材料科学的核心内容。同时又是化学学科的一个组成部分，具有明显的交叉学科、边缘学科的性质。是材料学专业学生的一门重要的专业基础知识课程。 4、材料的分类 （1）按照材料的使用性能：可分为结构材料与功能材料两类 结构材料的使用性能主要是力学性能； 功能材料的使用性能主要是光、电、磁、热、声等功能性能。 （2）以材料所含的化学物质的不同将材料分为四类：金属材料、非金属材料、高分子材料及由此三类材料相互组合而成的复合材料。 第二章 1、原子结合---键合 两种主要类型的原子键：一次键和二次键。 （1）一次键的三个主要类型：离子键、共价键和金属键。（一次键都涉及电子的转移，或者是电子的共用。）一次键通常比二次键强一个数量级以上。 ①金属键：自由电子和正离子组成的晶体格子之间的相互作用就是金属键。没有方向性和饱和性的。 ②离子键：包含正电性和负电性两种元素的化合物最通常的键类型为离子键。阴阳离子的电子云通常都是球形对称的，故离子键没有方向性和饱和性。 ③共价键：由两个原子共有最外层电子的键合，使每个原子都达到稳定的饱和电子层。共价键具有方向性和饱和性。 （2）二次键：范德华键（二次键既不涉及电子的转移，也不涉及电子的共用。） 以弱静电吸引的方式使分子或原子团连接在一起的，比前3种键合力要弱得多。包含色散效应、分子极化、氢键。 ①色散效应：对称的分子和惰性气体原子，由于电子运动的结果，有时分子或原子的内部会发生电子的偏离而引起瞬时的极化，形成诱导瞬间电偶极子，就会产生很弱的吸引力，这样的吸引力在其它力不存在时能使分子间产生结合。 ②分子极化：原子、离子及分子的电荷并不是固定在一定部位上，它们在相互靠近时，电荷会发生偏移，形成
第一章水溶性高分子 水溶性高分子的性能：水溶性；2.增黏性；3.成膜性；4.表面活性剂功能；5.絮凝功能；6.粘接作用。 造纸行业中的水溶性高分子：（1）聚丙烯酰胺：1）分子量小于100万：主要用于纸浆分散剂；2）分子量在100万和500万之间：主要用于纸张增强剂；3）分子量大于500万：造纸废水絮凝剂（超高分子量）；（2）聚氧化乙烯：用作纸浆长纤维分散剂，用作餐巾纸、手帕纸、茶叶袋滤纸，湿强度很高；（3）聚乙烯醇：强粘结力和成膜性；用作涂布纸的颜料粘合剂；纸张施胶剂；纸张再湿性粘合剂。 日用品、化妆品行业中的水溶性高分子：对乳化或悬浮状态的分散体系起稳定作用，另外具有增稠、成膜、粘合、保湿功能等。 壳聚糖：优良的生物相容性和成膜性；显著的美白效果；修饰皮肤及刺激细胞再生的功能水处理行业中的水溶性高分子：（1）聚天冬氨酸（掌握其一）：1）以天冬氨酸为原料：（方程式）；2）以马来酸酐为原料：（方程式）；特点：生物降解性好；可用于高热和高钙水。1996年Donlar公司获美国总统绿色化学挑战奖；（2）聚环氧琥珀酸（方程式）特点：无磷、无氮，不会引起水体的富营养化。 第二章、离子交换树脂 离子交换树脂的结构与性能要求：（1）结构要求：1）其骨架或载体是交联聚合物，2）聚合物链上含有可以离子化的功能基。（2）性能要求：a、一定的机械强度；b、高的热稳定性、化学稳定性和渗透稳定性；c、足够的亲水性；d、高的比表面积和交换容量；e、合适的粒径分布。 离子交换树脂的分类：（1）按照树脂的孔结构可以分为凝胶型（不含不参与聚合反应的其它物质，透明）和大孔型（含有不参与聚合反应物质，不透明）。（2）根据所交换离子的类型：阳离子交换树脂（-SO3H）；阴离子交换树脂（-N+R3Cl-）；两性离子交换树脂 离子交换树脂的制备：（1）聚苯乙烯型：（方程式） 离子交换树脂的选择性：高价离子，大半径离子优先 离子交换树脂的再生：a. 钠型强酸型阳离子交换树脂可用10%NaCl溶液再生；b. OH型强碱型阴离子交换树脂则用4%NaOH溶液再生。 离子交换树脂在水处理中的用：（1）水的软化；（2）水的脱盐。 第三章、高吸液树脂 淀粉接枝聚丙烯腈（丙烯酸） 改性淀粉类高吸水性树脂特点：优点：1）原料来源丰富，2）产品吸水倍率较高，通常都在千倍以上。缺点：1）吸水后凝胶强度低，2）保水性差，3）易受细菌等微生物分解而失去吸水、保水作用。 纤维素类高吸水性树脂的特点：优点：1）原料来源丰富，2）吸水后凝胶强度高。缺点：1）吸水能力比较低，2）易受细菌等微生物分解而失去吸水、保水作用。 壳聚糖类：壳聚糖类高吸水树脂具有好的耐霉变性。 聚丙烯酸型高吸水树脂：（1）丙烯酸直接聚合法：由于强烈的氢键作用，体系粘度大，自动加速效应明显，反应较难控制。（2）聚丙烯腈水解法：可用于废腈纶丝的回收利用，来制备高吸水纤维。（3）聚丙烯酸酯水解法：丙烯酸酯品种多样，反应易控制 聚乙烯醇型高吸水树脂：初期吸水速度较快，耐热性和保水性都较好 高吸水性树脂的吸水机制：亲水作用（亲水性基团）；渗透压作用(可离子化基团）；束缚作用（高分子网格）
基本计算 （1）绝对误差：δ＝x-μ （2）相对误差：相对误差＝(δ/μ)×100% 或相对误差＝(δ/x)×100%（3）绝对偏差：d = x i－ （4）平均偏差： （5）相对平均偏差： （6）标准偏差：或 （7）相对标准偏差： （8）样本均值与标准值比较的t 检验： （9）两组数据均值比较的t检验： （10）两组数据方差比较的F检验：（S1>S2） （11）可疑数据取舍的Q检验： （12）可疑数据取舍的G检验： 3．基本计算 （1）滴定分析的化学计量关系：tT + bB = cC + dD，nT/nB=t/b （2）标准溶液配制：cT = mT/( VT×MT) （3）标准溶液的标定： （两种溶液）
（B为固体基准物质） （4）被测物质质量： （5）有关滴定度计算：T T/B＝mB/VT （与物质量浓度的关系） （6）林邦误差公式： pX为滴定过程中发生变化的与浓度相关的参数，如pH或pM； ΔpX为终点pX ep与计量点pX sp之差即ΔpX＝pX ep–pX sp； Kt为滴定反应平衡常数即滴定常数； c与计量点时滴定产物的总浓度c sp有关。 3．基本计算 （1）[H+]的计算：一元强酸(碱)：若c a(b)≥20[OH-]，用最简式：[H+]＝c a；[OH-]＝c b。 一元弱酸(碱)：若cK a(b)≥20K w，c/K a(b)≥500，用最简式，。 多元弱酸（碱）：若只考虑第一级离解，按一元弱酸（碱）处理：c a K a1(b1)≥20K w，c/K a1(b1)≥500，用最简式：；。 酸式盐：若cK a２≥20K w，c≥20K a1，用最简式：。 弱酸弱碱盐：若cK a'≥20K w，c≥20K a，用最简式：。 缓冲溶液：若c a>20[OH-]、c b>20[H+]，用最简式： （2）终点误差：强碱滴定强酸的滴定误差公式： 强酸滴定强碱的滴定误差公式： 一元弱酸的滴定误差公式： 一元弱碱的滴定误差公式： （3）冰醋酸为溶剂的标准溶液的浓度校正： 3．基本计算 （1）条件稳定常数：lgK MY'=lgK MY-lgαM -lgαY+ lgαMY
水溶性高分子的性能：水溶性；2.增黏性；3.成膜性；4.表面活性剂功能；5.絮凝功能；6.粘接作用。 造纸行业中的水溶性高分子：（1）聚丙烯酰胺：1）分子量小于100万：主要用于纸浆分散剂；2）分子量在100万和500万之间：主要用于纸张增强剂；3）分子量大于500万：造纸废水絮凝剂（超高分子量）；（2）聚氧化乙烯：用作纸浆长纤维分散剂，用作餐巾纸、手帕纸、茶叶袋滤纸，湿强度很高；（3）聚乙烯醇：强粘结力和成膜性；用作涂布纸的颜料粘合剂；纸张施胶剂；纸张再湿性粘合剂。 日用品、化妆品行业中的水溶性高分子：对乳化或悬浮状态的分散体系起稳定作用，另外具有增稠、成膜、粘合、保湿功能等。 壳聚糖：优良的生物相容性和成膜性；显著的美白效果；修饰皮肤及刺激细胞再生的功能水处理行业中的水溶性高分子：（1）聚天冬氨酸（掌握其一）：1）以天冬氨酸为原料：（方程式）；2）以马来酸酐为原料：（方程式）；特点：生物降解性好；可用于高热和高钙水。1996年公司获美国总统绿色化学挑战奖；（2）聚环氧琥珀酸（方程式）特点：无磷、无氮，不会引起水体的富营养化。 第二章、离子交换树脂 离子交换树脂的结构与性能要求：（1）结构要求：1）其骨架或载体是交联聚合物，2）聚合物链上含有可以离子化的功能基。（2）性能要求：a、一定的机械强度；b、高的热稳定性、化学稳定性和渗透稳定性；c、足够的亲水性；d、高的比表面积和交换容量；e、合适的粒径分布。 离子交换树脂的分类：（1）按照树脂的孔结构可以分为凝胶型（不含不参与聚合反应的其它物质，透明）和大孔型（含有不参与聚合反应物质，不透明）。（2）根据所交换离子的类型：阳离子交换树脂（3H）；阴离子交换树脂（3）；两性离子交换树脂 离子交换树脂的制备：（1）聚苯乙烯型：（方程式） 离子交换树脂的选择性：高价离子，大半径离子优先 离子交换树脂的再生：a. 钠型强酸型阳离子交换树脂可用10溶液再生；b. 型强碱型阴离子交换树脂则用4溶液再生。 离子交换树脂在水处理中的用：（1）水的软化；（2）水的脱盐。 第三章、高吸液树脂 淀粉接枝聚丙烯腈（丙烯酸） 改性淀粉类高吸水性树脂特点：优点：1）原料来源丰富，2）产品吸水倍率较高，通常都在千倍以上。缺点：1）吸水后凝胶强度低，2）保水性差，3）易受细菌等微生物分解而失去吸水、保水作用。 纤维素类高吸水性树脂的特点：优点：1）原料来源丰富，2）吸水后凝胶强度高。缺点：1）吸水能力比较低，2）易受细菌等微生物分解而失去吸水、保水作用。 壳聚糖类：壳聚糖类高吸水树脂具有好的耐霉变性。 聚丙烯酸型高吸水树脂：（1）丙烯酸直接聚合法：由于强烈的氢键作用，体系粘度大，自动加速效应明显，反应较难控制。（2）聚丙烯腈水解法：可用于废腈纶丝的回收利用，来制备高吸水纤维。（3）聚丙烯酸酯水解法：丙烯酸酯品种多样，反应易控制 聚乙烯醇型高吸水树脂：初期吸水速度较快，耐热性和保水性都较好 高吸水性树脂的吸水机制：亲水作用（亲水性基团）；渗透压作用(可离子化基团）；束缚作用（高分子网格） 高吸油树脂类型及制备方法：（1）聚丙烯酸酯类（2）聚烯烃类树酯（3）丙烯酸酯和烯烃共聚物（4）聚氨酯吸油泡沫