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上篇 无机化学基本理论1

第1章 绪论1

1.1化学的基本概念1

1.2化学的发展简史2

1.2.1古代化学时期2

1.2.2近代化学时期3

1.2.3现代化学时期4

1.3无机化学课程学习研究的基本内容4

第2章 物质的聚集状态5

2.1溶液浓度的基本概念5

2.1.1物质的聚集状态5

2.1.2分散体系及溶液5

2.1.3溶液浓度的概念6

2.2溶液浓度的表示方法6

2.3气体7

2.3.1理想气体状态方程7

2.3.2实际气体和范德华方程8

2.3.3分压定律10

2.3.4分体积定律11

2.3.5气体扩散定律12

2.3.6气体分子的速率分布和能量分布12

2.4液体14

2.4.1液体的基本性质14

2.4.2液体分散体系15

2.5固体16

第3章 非电解质稀溶液的依数性18

3.1基本概念18

3.2非电解质稀溶液的依数性18

3.2.1溶液的蒸气压下降18

3.2.2溶液的沸点升高20

3.2.3溶液的凝固点降低21

3.2.4溶液的渗透压23

3.3溶液依数性的应用24

3.3.1渗透压在生物、医药学上的意义24

3.3.2反渗透技术及应用26

第4章 化学热力学基础28

4.1热力学第一定律28

4.1.1热力学的一些基本概念28

4.1.2热力学第一定律的内容30

4.1.3焓30

4.2热化学31

4.2.1反应进度31

4.2.2热化学方程式32

4.2.3盖斯定律33

4.2.4标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓33

4.3化学反应的方向35

4.3.1自发过程与可逆过程35

4.3.2反应热（焓变）和温度对反应方向的影响36

4.3.3熵变与化学反应的方向36

4.3.4吉布斯自由能与化学反应方向37

4.4化学反应的摩尔吉布斯自由能变的计算39

第5章 化学反应速率43

5.1化学反应速率的概念和表示方法43

5.1.1平均速率43

5.1.2瞬时速率44

5.2化学反应速率理论44

5.2.1碰撞理论44

5.2.2过渡状态理论45

5.3影响化学反应速率的因素45

5.3.1浓度对化学反应速率的影响45

5.3.2温度对化学反应速率的影响50

5.3.3催化剂对化学反应速率的影响51

第6章 化学平衡54

6.1化学反应的可逆性和化学平衡54

6.1.1化学反应的可逆性54

6.1.2化学平衡54

6.2化学平衡常数及其计算55

6.2.1经验平衡常数55

6.2.2标准平衡常数56

6.2.3有关化学平衡常数的计算58

6.3化学平衡移动60

6.3.1浓度对化学平衡的影响60

6.3.2压力对化学平衡的影响61

6.3.3温度对化学平衡的影响62

6.3.4催化剂和化学平衡63

6.3.5勒夏特列原理63

6.4选择合理生产条件的一般原则63

第7章 电解质溶液66

7.1水的解离与溶液的pH值66

7.1.1水的离子积常数66

7.1.2溶液的pH值67

7.1.3酸碱指示剂67

7.2强电解质溶液理论69

7.2.1离子氛与离子强度69

7.2.2活度与活度系数69

7.3弱电解质的解离平衡70

7.3.1一元弱酸、弱碱的解离平衡70

7.3.2多元弱酸的解离平衡73

7.4缓冲溶液75

7.4.1缓冲溶液的缓冲原理76

7.4.2缓冲溶液pH值的计算76

7.4.3缓冲容量77

7.4.4缓冲溶液的选择与配制77

7.4.5血液中的缓冲体系78

7.5盐类的水解78

7.5.1各种类型盐的水解78

7.5.2影响水解平衡移动的因素81

7.6酸碱的质子理论与电子理论82

7.6.1酸碱的质子理论82

7.6.2酸碱的电子理论84

第8章 难溶强电解质的沉淀-溶解平衡86

8.1溶度积和溶解度86

8.1.1溶度积86

8.1.2溶度积和溶解度的关系87

8.1.3溶度积规则88

8.2沉淀-溶解平衡的移动88

8.2.1沉淀的生成88

8.2.2沉淀的溶解89

8.2.3同离子效应和盐效应91

8.3沉淀反应的某些应用92

第9章 氧化还原反应96

9.1基本概念96

9.1.1氧化与还原96

9.1.2化合价与氧化数97

9.1.3氧化剂和还原剂100

9.1.4氧化还原反应的特征与实质100

9.2氧化还原反应方程式的配平100

9.2.1离子-电子法（半反应法）100

9.2.2氧化数法103

9.3电极电势105

9.3.1原电池和电极电势105

9.3.2影响电极电势的因素——能斯特方程112

9.3.3电极电势的应用119

9.3.4氧化还原平衡及其应用123

9.3.5元素电势图及其运用126

第10章 原子结构与元素周期律133

10.1核外电子运动的特殊性133

10.1.1核外电子运动的量子化特征——氢原子光谱和玻尔理论133

10.1.2微观粒子的波粒二象性135

10.2核外电子运动状态的描述137

10.2.1薛定谔方程137

10.2.2波函数与原子轨道138

10.2.3四个量子数138

10.2.4波函数的图像141

10.2.5电子云及其空间图像143

10.3多电子原子结构和元素周期律145

10.3.1原子轨道能级145

10.3.2基态原子的电子层结构149

10.3.3原子的电子层结构和元素周期律152

10.4元素基本性质的周期性155

10.4.1原子半径155

10.4.2电离能157

10.4.3电子亲和能158

10.4.4元素的电负性159

第11章 化学键与分子结构162

11.1离子键理论162

11.1.1离子键的形成162

11.1.2离子键的特征163

11.1.3离子的特征164

11.1.4离子键的强度165

11.1.5离子晶体167

11.2共价键理论170

11.2.1经典路易斯学说170

11.2.2价键理论170

11.2.3杂化轨道理论173

11.2.4价层电子对互斥理论175

11.2.5分子轨道理论179

11.3键参数182

11.3.1键级182

11.3.2键能182

11.3.3键长183

11.3.4键角183

11.3.5键矩183

11.4键的极性与分子的极性184

11.4.1键的极性184

11.4.2分子的极性与偶极矩184

11.5分子间的作用力与氢键185

11.5.1分子间的作用力185

11.5.2氢键187

11.6离子的极化188

11.6.1离子极化的定义189

11.6.2离子极化对键型和化合物性质的影响190

11.6.3化学键的离子性191

第12章 配位化合物193

12.1配位化合物的基本概念193

12.1.1配位化合物发展简史193

12.1.2配位化合物的定义194

12.1.3配位化合物的组成194

12.1.4配合物的命名196

12.1.5配合物的类型198

12.2配合物的化学键理论199

12.2.1配合物的价键理论199

12.2.2配合物的晶体场理论202

12.3配合物的稳定性211

12.3.1配合物的稳定常数211

12.3.2影响配合物稳定性的因素214

12.3.3软硬酸碱规则与配离子的稳定性214

12.4配合平衡的移动215

12.4.1配合平衡与酸碱解离平衡216

12.4.2配合平衡与沉淀-溶解平衡217

12.4.3配合平衡与氧化还原平衡218

12.4.4配合物的取代反应与配合物的“活动性”219

12.5配合物的应用220

中篇 元素化学224

第13章s区元素224

13.1 s区元素概述224

13.2 s区元素的单质226

13.2.1单质的物理性质226

13.2.2单质的化学性质226

13.3重要化合物227

13.3.1氢化物227

13.3.2氧化物228

13.3.3氢氧化物230

13.3.4重要盐类231

13.4对角线规则233

13.5硬水及其软化234

13.5.1硬水的概念234

13.5.2硬水的软化234

第14章p区元素237

14.1 p区元素概述237

14.2卤族元素238

14.2.1卤族元素通性238

14.2.2卤素单质238

14.2.3卤化氢和氢卤酸240

14.2.4卤素的含氧化物240

14.3氧族元素242

14.3.1氧族元素概述242

14.3.2氧及其化合物243

14.3.3硫及其化合物246

14.4氮族元素252

14.4.1氮族元素的基本性质252

14.4.2氮和氮的化合物253

14.4.3磷及其化合物259

14.4.4砷、锑、铋263

14.5碳族元素265

14.5.1碳族元素通性265

14.5.2碳及碳的化合物265

14.5.3硅及其重要化合物268

14.5.4锡、铅270

14.6硼族元素273

14.6.1硼族元素通性273

14.6.2硼及其重要的化合物274

14.6.3金属铝277

第15章d区元素281

15.1 d区元素的通性282

15.2 d区元素的重要化合物284

15.2.1铬及其化合物284

15.2.2锰及其化合物285

15.2.3钛及其化合物287

15.2.4铁、钴、镍及其化合物288

第16章ds区元素297

16.1 ds区元素的通性297

16.1.1铜族元素的通性297

16.1.2锌族元素的通性298

16.2 ds区元素的重要化合物298

16.2.1铜族元素及其化合物298

16.2.2锌族及其化合物303

下篇 无机化学知识拓展308

第17章 无机化学的未来及发展308

17.1配位化学的发展308

17.2元素的分离309

17.2.1溶剂萃取法309

17.2.2沉淀分离法311

17.2.3离子交换法311

17.3有机金属化学311

17.3.1有机金属化合物的分类312

17.3.2金属羰基配合物312

17.3.3金属不饱和烃化合物313

17.3.4金属夹心配合物313

17.4超分子化学314

17.4.1超分子化学研究的对象314

17.4.2超分子化学的一些基本概念314

第18章 生物无机化学317

18.1生物无机化学研究的对象317

18.2生命元素318

18.3生物体内的重要配体319

18.3.1氨基酸、肽和蛋白质319

18.3.2 卟啉类化合物320

18.3.3核酸321

18.4生物体中的金属螯合物322

18.5生物无机化学的研究方向323

第19章 微量元素化学327

19.1元素的分类327

19.2生命元素在人体内的分布329

19.3元素与人体健康330

19.3.1生物体内元素的生物功能330

19.3.2微量元素与中医332

19.3.3微量元素与食补333

19.4微量元素与现代医药333

第20章 水环境与大气环境化学336

20.1水环境336

20.1.1水的结构与性质336

20.1.2水中的重金属污染及其治理方法336

20.2大气环境化学338

20.2.1臭氧层的破坏与保护338

20.2.2二氧化碳与温室效应341

20.2.3光化学污染的形成与治理341

20.2.4酸雨的形成与防治342

20.3绿色化学与清洁生产343

20.3.1绿色化学简介343

20.3.2清洁生产技术345

第21章 新能源化学——氢和氢能源347

21.1氢的结构、性质347

21.2氢能源349

21.2.1储氢材料349

21.2.2氢能的用途350

21.3低碳经济350

21.3.1低碳经济的概念350

21.3.2低碳技术351

21.3.3低碳发展352

21.3.4低碳生活方式353

21.3.5低碳社会354

附录355

附录A常用酸、碱在水中的解离平衡常数（298.15 K）355

附录B常用难溶电解质的溶度积常数（291～298 K）357

附录C某些电对的标准电极电势（298.15 K）358

附录D常见配离子的稳定常数（298.15 K）364

附录E元素周期表368

参考文献370