无机化学

绪论1

0 1化学的研究对象1

0 2化学发展简史1

0 3化学在国民经济中的作用5

0 4化学学科的体系6

0 5学习无机化学的方法6

【阅读资料】我国最早的化学研究机构7

第１章物质及其变化8

1 1一些化学的基本概念8

1 1 1物质的组成8

1 1 2物质的量及其单位8

1 2气体及其分压定律9

1 2 1理想气体状态方程9

1 2 2气体分压定律10

1 2 3气体的扩散定律12

1 3化学反应中的质量关系13

1 3 1应用化学反应方程式的计算13

1 3 2化学计量数与反应进度14

【阅读资料】生物芯片和生物计算机15

思考题16

习题17

第２章化学热力学初步18

2 1基本概念18

2 1 1系统与环境、组分与相18

2 1 2状态与状态函数19

2 1 3热力学能20

2 1 4热和功20

2 1 5过程与途径20

2 1 6热力学第一定律21

2 2热化学21

2 2 1化学反应热与焓变22

2 2 2化学反应热的计算24

2 3化学反应进行的方向27

2 3 1化学反应自发性的判断28

2 3 2吉布斯自由能变与化学反应的方向29

2 3 3吉布斯自由能变在无机化学中的应用34

【阅读资料】新世纪的绿色能源38

思考题39

习题40

第３章化学反应速率和化学平衡43

3 1化学反应速率43

3 1 1反应速率的表示方法43

3 1 2反应速率理论44

3 1 3反应物浓度与反应速率的关系46

3 1 4反应速率与温度的关系49

3 1 5催化剂与反应速率的关系51

3 1 6其他因素对化学反应速率的影响53

3 2化学平衡53

3 2 1可逆反应和化学平衡54

3 2 2化学平衡的特点54

3 2 3经验平衡常数55

3 2 4标准平衡常数55

3 2 5平衡常数的推导（阅读）56

3 2 6平衡常数的意义57

3 2 7K 与ΔrG m的关系57

3 2 8多重平衡规则57

3 3化学平衡的移动58

3 3 1浓度对平衡的影响58

3 3 2压力改变对平衡的影响59

3 3 3温度改变对平衡的影响60

3 3 4催化剂对化学平衡的影响61

3 3 5平衡移动原理——吕·查德里原理61

3 4有关化学平衡及其移动的计算61

3 4 1平衡常数的求得61

3 4 2平衡转化率62

3 5反应速率与化学平衡的综合应用63

【阅读资料】光合作用及其应用65

思考题67

习题68

第4章酸碱平衡和溶解沉淀平衡71

4 1电解质的分类及其解离71

4 1 1电解质的分类71

4 1 2酸碱的分类72

4 1 3强电解质溶液简述72

4 2弱酸、弱碱的解离平衡73

4 2 1一元弱酸、弱碱的解离平衡73

4 2 2多元弱酸的解离76

4 2 3水的解离和溶液的pH值77

4 3同离子效应和缓冲溶液80

4 3 1同离子效应80

4 3 2缓冲溶液81

4 4盐类的水解86

4 4 1各类盐的水解86

4 4 2影响水解平衡的因素89

4 4 3盐类水解的应用90

4 5酸碱质子理论90

4 5 1酸碱的定义90

4 5 2酸碱共轭关系91

4 5 3酸碱的强弱91

4 5 4酸碱反应92

4 6溶解沉淀平衡92

4 6 1沉淀溶解平衡与溶度积92

4 6 2溶度积规律及其应用94

4 6 3沉淀的溶解和转化100

【阅读资料】室温离子液体——绿色替代

溶剂102

思考题103

习题104

第5章氧化还原反应106

5 1氧化还原反应的基本概念106

5 1 1氧化数106

5 1 2氧化还原反应方程式的配平107

5 2原电池与电极电势109

5 2 1原电池109

5 2 2原电池的组成109

5 2 3原电池的符号111

5 3电极电势111

5 3 1电极电势的产生111

5 3 2标准电极电势112

5 4影响电极电势的因素114

5 4 1Nernst方程式114

5 4 2浓度对电极电势的影响115

5 5电极电势的应用117

5 5 1计算原电池的电动势118

5 5 2判断氧化还原反应进行的方向118

5 5 3比较氧化剂和还原剂的相对强弱119

5 5 4确定氧化还原反应进行的程度120

5 5 5计算一系列平衡常数121

5 6元素电势图121

5 6 1元素标准电势图121

5 6 2元素电势图的应用122

5 7化学电源与电解124

5 7 1化学电源124

5 7 2电解过程简介127

【阅读资料】电化学电容器——新型储能

装置129

思考题130

习题131

第6章原子结构和元素周期律134

6 1波尔理论与微观粒子特性134

6 1 1光谱及氢原子光谱134

6 1 2波尔理论135

6 1 3波尔理论的成功和缺陷136

6 1 4微观粒子的特性136

6 2核外电子运动状态描述138

6 2 1薛定谔方程138

6 2 2波函数、原子轨道和电子云138

6 2 3四个量子数的物理意义142

6 3核外电子排布145

6 3 1多电子原子的能级145

6 3 2核外电子排布原则与基态原子的电子构型146

6 3 3原子结构和元素周期的关系149

6 4原子结构和元素某些性质的周期性变化150

6 4 1有效核电荷151

6 4 2原子半径151

6 4 3电离能(I)152

6 4 4电子亲和能(Y)153

6 4 5电负性(Ｘ)154

6 4 6金属性和非金属性155

【阅读资料】微观物质的深层次剖示155

思考题156

习题157

第7章分子结构和晶体158

7 1离子键158

7 1 1离子键的形成158

7 1 2离子键的特点158

7 1 3离子的特征159

7 2共价键160

7 2 1路易斯理论160

7 2 2现代价键理论160

7 2 3共价键的形成160

7 2 4共价键理论要点161

7 2 5共价键的特征161

7 2 6共价键的类型162

7 2 7几个重要的键参数163

7 3价层电子对互斥理论简介165

7 3 1价层电子对互斥理论要点166

7 3 2推断分子或离子空间构型的步骤166

7 4杂化轨道理论167

7 4 1价键理论的局限性167

7 4 2杂化轨道理论的基本要点168

7 4 3杂化类型与分子几何构型168

7 5分子轨道理论170

7 5 1分子轨道理论基本要点170

7 5 2形成分子轨道的原则170

7 5 3分子轨道的能级172

7 5 4分子轨道中电子填充的原理172

7 5 5分子轨道理论的应用实例173

7 6金属键和键性过渡174

7 6 1金属键理论174

7 6 2键型过渡175

7 7分子间作用力和氢键175

7 7 1分子的极性和变形性176

7 7 2分子间作用力177

7 7 3范德华力与物理性质的关系178

7 7 4氢键179

7 8晶体结构181

7 8 1晶体的概念181

7 8 2晶体的基本类型181

7 8 3离子晶体182

7 8 4原子晶体183

7 8 5分子晶体183

7 8 6金属晶体183

7 8 7混合型晶体184

7 8 8离子极化对物质性质的影响184

7 8 9其他一些固体物质186

【阅读资料】软物质187

思考题189

习题190

第8章配位化合物192

8 1配位化合物的基本概念192

8 1 1配位化合物的定义192

8 1 2配合物的组成192

8 1 3配位化合物的命名194

8 2配位化合物的化学键理论195

8 2 1配合物的价键理论195

8 2 2外轨型配位化合物和内轨型配位化合物197

8 2 3价键理论的应用198

8 2 4晶体场理论198

8 2 5螯合物204

8 3配位平衡204

8 3 1配合物的不稳定常数与稳定常数204

8 3 2稳定常数的应用205

8 4配位化学的制备和应用208

8 4 1配合物的制备208

8 4 2配位化合物的应用209

【阅读资料】我国配位化学进展211

思考题212

习题214

第9章非金属元素（一）

氢稀有气体卤素216

9 1氢216

9 1 1氢的性质216

9 1 2氢气的制备216

9 1 3氢的用途217

9 2稀有气体217

9 2 1稀有气体的存在与制备218

9 2 2稀有气体的性质和用途218

9 2 3重要稀有气体化合物219

9 3卤族元素219

9 3 1在自然界中的存在219

9 3 2卤素的通性220

9 3 3卤素单质221

9 3 4卤素的氢化物225

9 3 5卤化物227

9 3 6卤素的含氧酸及其盐229

9 4拟卤素231

9 4 1拟卤素与卤素性质的对比231

9 4 2含氰废水的处理232

9 5分子型氢化物的结构及其性质变化的规律性233

9 5 1分子结构233

9 5 2热稳定性233

9 5 3还原性233

9 5 4水溶液性质233

【阅读资料】碘在人体中的作用235

思考题236

习题236

第10章非金属元素（二）

氧硫氮磷碳硅硼238

10 1氧238

10 1 1氧族元素的通性238

10 1 2氧及其化合物238

10 2硫及其化合物242

10 2 1单质硫242

10 2 2硫化氢和硫化物243

10 2 3硫的含氧化合物和含氧酸246

10 2 4硫的含氧酸盐248

10 3氮族元素及其化合物252

10 3 1氮族元素通性252

10 3 2氮气252

10 3 3氨和铵盐253

10 3 4氮的含氧化合物255

10 3 5含氮氧化物废气的处理260

10 3 6磷及其化合物260

10 4碳、硅、硼及其化合物264

10 4 1碳及其化合物265

10 4 2硅的化合物269

10 4 3硼的化合物271

【阅读资料】一氧化氮——一种重要的生物

活性分子273

思考题274

习题275

第11章主族金属元素（一）碱金属

和碱土金属277

11 1碱金属和碱土金属的通性277

11 2s区元素的单质278

11 2 1物理性质278

11 2 2化学性质278

11 2 3单质的制备279

11 3碱金属和碱土金属的氧化物279

11 4氢氧化物280

11 5碱金属和碱土金属的盐类282

11 6硬水软化和纯水制备285

11 7R—O—H规则286

【阅读资料】膜分离技术288

思考题289

习题290

第12章主族金属元素（二）

铝锡铅砷锑铋291

12 1铝及其重要化合物291

12 1 1单质铝291

12 1 2氧化铝和氢氧化铝292

12 1 3铝盐293

12 2锡、铅及其重要化合物294

12 2 1锡、铅的单质294

12 2 2锡、铅的氧化物及其水化物295

12 2 3锡、铅的盐类及其水解296

12 2 4含铅废水的处理297

12 3砷、锑、铋及其化合物297

12 3 1砷、锑、铋的单质297

12 3 2氢化物297

12 3 3氧化物及其水合物298

12 3 4含砷废水的处理299

【阅读资料】铅对人体健康的影响299

思考题301

习题302

第13章过渡金属元素304

13 1过渡元素的通性304

13 1 1过渡元素原子结构特征304

13 1 2氧化态304

13 1 3单质的物理性质305

13 1 4单质的化学性质305

13 1 5配位性305

13 1 6离子的颜色305

13 1 7磁性及催化性306

13 2钛和钛的重要化合物306

13 2 1单质钛306

13 2 2钛的化合物307

13 3铬和铬的重要化合物308

13 3 1铬单质308

13 3 2铬(Ⅲ)的化合物308

13 3 3铬(Ⅵ)的化合物310

13 3 4含铬废水的处理311

13 4锰及其化合物312

13 4 1金属锰312

13 4 2Mn(Ⅱ)的化合物312

13 4 3Mn(Ⅳ)的化合物313

13 4 4Mn(Ⅶ)的化合物314

13 5铁系元素的重要化合物315

13 5 1铁系元素的单质315

13 5 2铁系元素的氧化物和氢氧化物316

13 5 3铁、钴、镍的盐类317

13 5 4铁系元素的配位化合物319

13 6铜副族元素320

13 6 1铜副族元素的单质320

13 6 2铜的重要化合物321

13 6 3银的重要化合物324

13 7锌副族元素325

13 7 1锌副族元素的单质325

13 7 2锌、镉的重要化合物326

13 7 3汞的重要化合物327

13 7 4锌副族元素的配合物328

13 7 5含镉和含汞废水的处理328

13 8稀土元素和镧系元素简介329

13 8 1镧系元素的通性330

13 8 2稀土元素的应用330

【阅读资料】铜、锌的生物化学331

思考题332

习题333

附录335

附录1一些基本物理量335

附录2 一些物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成自由能和标准摩尔熵的数据(298 15K，100kPa)335

附录3常见弱酸或弱碱的解离常数(298 15K)337

附录4常见难溶电解质的溶度积(298 15K)337

附录5常见配离子的稳定常数(298 15K)338附录6常见氧化还原电对的标准电极电势(298 15K)338

附录7某些物质的商品名或俗名340

附录8主要的化学矿物341

附录9有害物质的排放标准344

参考文献345