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0 绪论“无机化学与化学分析”课程教学要求和学习方法1

0.1 课程的性质、地位和目的1

0.2 课程的基本要求1

0.3 课程的教学内容及学时分配的建议5

0.4 课程的几个学习环节6

0.5 课程内容特点和学习策略6

第1章 化学反应中的质量关系和能量关系9

1.1 化学反应中的质量关系9

1.1.1 应用化学反应方程式的计算9

1.1.2 化学计量数与反应进度10

1.2 化学反应中的能量关系11

1.2.1 基本概念和术语11

1.2.2 反应热和反应焓变13

1.2.3 应用标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓变15

思考题16

习题17

第2章 化学反应的方向、速率和限度19

2.1 化学反应的方向和吉布斯自由能变19

2.1.1 化学反应的自发过程19

2.1.2 影响化学反应方向的因素19

2.1.3 热化学反应方向的判断22

2.1.4 使用△rGm判据的条件24

2.2 化学反应速率24

2.2.1 反应速率的定义24

2.2.2 化学反应的活化能26

2.2.3 影响化学反应速率的因素27

2.3 化学反应的限度30

2.3.1 可逆反应与化学平衡30

2.3.2 平衡常数31

2.3.3 化学平衡的计算35

2.4 化学平衡的移动36

2.4.1 浓度对化学平衡的影响36

2.4.2 压力对化学平衡的影响38

2.4.3 温度对化学平衡的影响39

2.4.4 催化剂和化学平衡40

思考题41

习题42

第3章 酸碱反应和沉淀反应44

3.1 水的解离反应和溶液的酸碱性44

3.1.1 酸碱的解离理论44

3.1.2 水的解离反应44

3.1.3 溶液的酸碱性和pH45

3.2 弱电解质的解离反应46

3.2.1 解离平衡和解离常数46

3.2.2 解离度和稀释定律47

3.2.3 弱酸和弱碱溶液中离子浓度的计算47

3.2.4 多元弱酸的分步解离48

3.2.5 解离平衡的移动同离子效应50

3.2.6 缓冲溶液51

3.3 盐类的水解反应52

3.3.1 水解反应和水解常数52

3.3.2 分步水解53

3.3.3 盐溶液pH的近似计算54

3.3.4 影响盐类水解度的因素54

3.3.5 盐类水解的抑制和利用55

3.4 沉淀反应55

3.4.1 难溶电解质的溶度积和溶解度55

3.4.2 沉淀反应57

3.4.3 沉淀的溶解和转化62

3.4.4 沉淀反应的应用63

思考题65

习题66

第4章 氧化还原反应与应用电化学67

4.1 氧化还原方程式的配平67

4.1.1 氧化数法67

4.1.2 离子—电子法（或半电池法）68

4.2 电极电势69

4.2.1 原电池69

4.2.2 电极电势的产生71

4.2.3 电极电势的测定71

4.2.4 影响电极电势的因素72

4.2.5 电极电势的应用74

4.3 氧化还原反应的方向和限度77

4.3.1 氧化还原反应的方向77

4.3.2 氧化还原反应的限度78

4.4 电势图及其应用79

4.5 实用电池81

4.5.1 一次电池81

4.5.2 二次电池82

4.5.3 锂离子电池83

4.5.4 燃料电池83

思考题84

习题86

第5章 原子结构与元素周期性88

5.1 原子结构的经典概念88

5.2 原子结构的近代概念89

5.2.1 电子的波粒二象性89

5.2.2 概率90

5.2.3 原子轨道90

5.2.4 电子云91

5.2.5 量子数92

5.3 原子中电子的分布93

5.3.1 基态原子中电子分布原理93

5.3.2 多电子原子轨道的能级94

5.3.3 基态原子中电子的分布95

5.3.4 简单基态阳离子的电子分布99

5.3.5 元素周期系与核外电子分布的关系99

5.3.6 元素周期表100

5.4 原子性质的周期性100

5.4.1 原子半径100

5.4.2 电离能和电子亲合能102

5.4.3 电负性（X）103

5.4.4 元素的氧化数104

5.4.5 元素的金属性和非金属性105

思考题105

习题105

第6章 分子的结构与性质108

6.1 键参数108

6.1.1 键能108

6.1.2 键长109

6.1.3 键角110

6.2 价键理论110

6.2.1 共价键110

6.2.2 离子键114

6.3 分子的几何构型115

6.3.1 经典价键理论的局限性115

6.3.2 杂化轨道理论115

6.4 分子轨道理论119

6.4.1 分子轨道的基本概念120

6.4.2 分子轨道的形成120

6.4.3 分子轨道的能级122

6.4.4 分子轨道理论的应用123

6.5 分子间力和氢键126

6.5.1 分子的极性和变形性126

6.5.2 分子间力128

6.5.3 氢键130

思考题132

习题133

第7章 固体的结构与性质134

7.1 晶体和非晶体134

7.1.1 晶体的特征134

7.1.2 晶体的内部结构135

7.1.3 单晶体和多晶体136

7.1.4 非晶体物质136

7.1.5 液晶136

7.2 离子晶体及其性质137

7.2.1 离子晶体的特征和性质137

7.2.2 离子晶体中最简单的结构类型137

7.2.3 离子晶体的稳定性138

7.3 原子晶体和分子晶体139

7.3.1 原子晶体139

7.3.2 分子晶体139

7.4 金属晶体140

7.4.1 金属晶体的内部结构140

7.4.2 金属键141

7.5 混合型晶体和晶体的缺陷142

7.5.1 混合型晶体142

7.5.2 实际晶体的缺陷及其影响142

7.5.3 非化学计量化合物143

7.5.4 实际晶体的键型变异143

7.6 离子极化对物质性质的影响144

7.6.1 离子的电子构型144

7.6.2 离子极化的概念145

7.6.3 离子极化对物质结构和性质的影响147

7.7 固体的物性148

思考题150

习题150

第8章 配合物的结构与性质152

8.1 配合物的基本概念152

8.1.1 配合物的组成152

8.1.2 配合物的化学式及命名154

8.2 配合物的价键理论155

8.3 配合物在水溶液中的稳定性158

8.3.1 配位-解离平衡及其平衡常数158

8.3.2 配离子稳定常数的有关计算160

8.4 几类典型的配合物162

8.4.1 简单配合物162

8.4.2 螯合物162

8.4.3 羰合物163

8.5 配位化学的应用163

思考题165

习题166

第9章 氢及稀有气体169

9.1 元素概述169

9.1.1 元素的分类169

9.1.2 元素在自然界中的存在形态170

9.1.3 元素的分布和我国的自然资源170

9.1.4 单质的晶体结构和物理性质171

9.1.5 单质的化学性质173

9.1.6 单质的制取方法174

9.2 氢175

9.2.1 氢原子的性质及其成键特征175

9.2.2 氢气的性质和用途176

9.2.3 氢气的制备方法178

9.3 稀有气体179

9.3.1 稀有气体的结构、性质和用途179

9.3.2 稀有气体化合物180

思考题181

习题181

第10章 碱金属和碱土金属元素183

10.1 s区元素概述183

10.2 碱金属和碱土金属的性质183

10.3 氢化物186

10.4 氧化物186

10.4.1 正常氧化物187

10.4.2 过氧化物和超氧化物188

10.5 氢氧化物188

10.5.1 碱金属和碱土金属氢氧化物的碱性189

10.5.2 碱金属和碱土金属氢氧化物的溶解性190

10.6 盐类190

10.6.1 盐类的性质190

10.6.2 某些盐类的生产和用途192

10.7 配合物193

思考题194

习题194

第11章 卤素和氧族元素196

11.1 p区元素概述196

11.2 卤族元素196

11.2.1 卤族元素通性196

11.2.2 卤素单质197

11.2.3 卤化氢和氢卤酸201

11.2.4 卤化物203

11.2.5 氯的含氧酸及其盐204

11.3 氧族元素207

11.3.1 氧族元素概述207

11.3.2 氧和臭氧208

11.3.3 过氧化氢209

11.3.4 硫化氢、硫化物和多硫化物211

11.3.5 硫的氧化物、含氧酸及其盐214

思考题221

习题222

第12章 氮族、碳族和硼族元素224

12.1 氮族元素224

12.1.1 氮族元素概述224

12.1.2 氮气225

12.1.3 氨及铵盐226

12.1.4 氮的氧化物、含氧酸及其盐228

12.1.5 磷的含氧酸及其盐231

12.1.6 砷、锑、铋及其重要化合物233

12.2 碳族元素235

12.2.1 碳族元素概述235

12.2.2 碳及其重要化合物236

12.2.3 硅及其重要化合物239

12.2.4 锡、铅的重要化合物242

12.3 硼族元素245

12.3.1 硼族元素概述245

12.3.2 硼的氢化物246

12.3.3 硼酸及其盐247

12.3.4 氧化铝和氢氧化铝248

12.3.5 铝盐248

12.4 对角关系250

思考题251

习题251

第13章 过渡元素（一）254

13.1 过渡元素概述254

13.1.1 过渡元素原子的特征254

13.1.2 单质的物理性质255

13.1.3 金属活泼性255

13.1.4 氧化数256

13.1.5 非整比化合物257

13.1.6 化合物的颜色257

13.1.7 配位催化258

13.1.8 磁性258

13.2 钛族、钒族元素258

13.2.1 钛族、钒族元素概述258

13.2.2 钛的重要化合物259

13.2.3 钒的重要化合物261

13.3 铬族元素262

13.3.1 铬族元素概述262

13.3.2 铬的重要化合物263

13.4 锰族元素266

13.4.1 锰族元素概述266

13.4.2 锰的重要化合物267

13.5 铁系和铂系元素269

13.5.1 铁系和铂系元素概述269

13.5.2 铁、钴、镍的化合物270

思考题274

习题276

第14章 过渡元素（二）279

14.1 铜族元素279

14.1.1 铜族元素概述279

14.1.2 铜的重要化合物281

14.1.3 银的重要化合物284

14.2 锌族元素286

14.2.1 锌族元素概述286

14.2.2 锌的重要化合物287

14.2.3 汞的重要化合物289

14.3 镧系和锕系元素概述292

14.3.1 价层电子构型与氧化数293

14.3.2 原子半径、离子半径和镧系收缩294

14.3.3 金属活泼性294

14.3.4 离子的颜色295

14.3.5 离子的磁性296

14.4 稀土元素296

14.4.1 稀土元素的资源296

14.4.2 稀土元素的提取297

14.4.3 稀土元素的应用297

14.5 核反应和超铀元素的合成299

14.5.1 放射性衰变和应用299

14.5.2 粒子轰击原子核和新元素的合成301

14.5.3 核裂变和原子弹302

14.5.4 核聚变和氢弹303

思考题303

习题304

第15章 化学分析概述307

15.1 绪论307

15.1.1 分析化学的任务和作用307

15.1.2 分析方法的分类307

15.1.3 定量分析的一般步骤308

15.2 定量分析中的误差309

15.2.1 准确度和误差309

15.2.2 精密度和偏差310

15.2.3 准确度与精密度311

15.2.4 系统误差和随机误差312

15.2.5 提高分析结果准确度的方法312

15.3 定量分析的数据处理314

15.3.1 随机误差的正态分布314

15.3.2 有限次测定数据的统计处理315

15.3.3 显著性检验316

15.3.4 可疑数据的取舍319

15.4 有效数字及其运算规则321

15.4.1 有效数字的意义和位数321

15.4.2 有效数字的运算规则322

15.4.3 有效数字的修约规则322

思考题323

习题323

第16章 滴定分析法325

16.1 滴定分析法概述325

16.1.1 滴定分析法的特点325

16.1.2 滴定分析法的类型、对滴定反应的要求和滴定方式325

16.1.3 标准溶液的配制方法326

16.1.4 滴定分析的计算328

16.2 酸碱滴定法330

16.2.1 酸碱质子理论330

16.2.2 酸碱滴定曲线和指示剂的选择333

16.2.3 酸碱滴定法的基本原理336

16.2.4 酸碱滴定法的应用示例343

16.3 配位滴定法344

16.3.1 EDTA及其配合物344

16.3.2 配位反应的副反应系数和条件稳定常数346

16.3.3 金属指示剂350

16.3.4 配位滴定法的基本原理352

16.3.5 配位滴定法的应用356

16.4 氧化还原滴定法356

16.4.1 条件电极电势356

16.4.2 条件平衡常数358

16.4.3 氧化还原滴定指示剂359

16.4.4 氧化还原滴定法的基本原理360

16.4.5 重要的氧化还原滴定法362

16.5 沉淀滴定法366

16.5.1 莫尔法366

16.5.2 佛尔哈德法367

16.5.3 法扬司法368

思考题369

习题370

第17章 重量分析法372

17.1 重量分析法概述372

17.2 影响沉淀溶解度的其他因素372

17.3 沉淀的类型与沉淀条件373

17.3.1 沉淀的形成过程与类型373

17.3.2 沉淀条件的选择374

17.4 影响沉淀纯度的因素375

17.4.1 共沉淀375

17.4.2 后沉淀375

17.4.3 获得纯净沉淀的措施376

17.5 重量分析及其结果的计算（选学）376

17.5.1 分析结果的计算376

17.5.2 重量分析典型案例376

思考题377

习题377

第18章 化学信息的检索378

18.1 无机化学及相关课程教学网站378

18.1.1 国家级精品课程网站378

18.1.2 国家级精品资源共享课网站379

18.1.3 国家级视频公开课381

18.1.4 慕课（MOOC）381

18.2 网上教学资源382

第19章 无机化合物合成与分离383

19.1 合成方法383

19.1.1 化学气相沉积法383

19.1.2 微波与等离子体合成384

19.1.3 激光合成法385

19.1.4 溶胶-凝胶法（Sol-gel）385

19.1.5 水热合成法386

19.2 分离方法386

19.2.1 萃取分离法387

19.2.2 离子交换法389

19.2.3 液膜分离（LMS）法391

19.2.4 吸附分离与区域熔炼392

19.2.5 化学分析中的其他分离方法392

第20章 生态环境与化学395

20.1 化学元素与人体健康395

20.1.1 生命必需元素395

20.1.2 有毒元素的促排、解毒396

20.1.3 防癌元素与金属抗癌药物397

20.2 环境污染及其防治397

20.2.1 大气污染及其防治397

20.2.2 水体污染及其防治403

20.2.3 土壤污染及其防治404

20.3 化学工业“三废”治理405

20.3.1 化学工业“三废”的来源405

20.3.2 化工污染的防治405

附录408

附录1 本书常用量、单位的符号408

附录2 SI制和我国法定计量单位及国家标准410

附录3 一些基本的物理常数412

附录4 标准热力学数据（298.15 K，100 kPa）412

附录5 解离常数（298.15 K）415

附录6 溶度积常数（298.15 K）416

附录7 标准电极电势（298.15 K）418

附录8 常用氧化剂、还原剂及其反应产物421

附录9 常见阴、阳离子的主要鉴定方法421

附录10 金属配合物的累积稳定常数427

附录11 一些金属离子的lga（MOH）值429

附录12 一些化合物的相对分子质量430