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第1篇 无机化学原理3

第1章　绪论3

1.1　化学研究的对象3

1.1.1　化学的定义3

1.1.2　化学变化的基本特征4

1.1.3　化学的二级学科4

1.2　化学与人类社会发展的关系8

1.2.1　化学在科学中的位置8

1.2.2　化学对人类创造物质财富的贡献9

1.2.3　化学与人类生存环境11

1.2.4　化学与人类健康12

1.2.5　化学对人类文化发展的影响12

1.3　无机化学的发展趋势12

1.3.1　生物无机化学13

1.3.2　无机固体化学14

1.3.3　金属有机化学15

1.3.4　超分子化学15

1.4　学习无机化学的方法16

1.4.1　重视化学实验16

1.4.2　重视化学理论的指导作用16

1.4.3　在学习中掌握逻辑思维方法17

1.4.4　抓好各个学习环节17

1.4.5　学一点化学史18

本章教学要求18

第2章　化学热力学初步19

2.1　热力学基本概念及热力学第一定律19

2.1.1　基本概念19

2.1.2　热和功，热力学第一定律22

2.1.3　化学反应的热效应与焓24

2.2　赫斯定律及其应用26

2.2.1　热化学方程式26

2.2.2　赫斯定律及其应用27

2.2.3　几种热效应28

2.3　过程的自发性、熵、热力学第二定律和第三定律31

2.3.1　过程的自发性31

2.3.2　熵、热力学第三定律32

2.3.3　熵变与过程的方向35

2.4　吉布斯自由能与化学反应自发性判据36

2.4.1　吉布斯自由能和热力学第二定律36

2.4.2　标准生成吉布斯自由能37

2.4.3　吉布斯-亥姆霍兹方程38

本章教学要求41

习题41

第3章　化学反应速率44

3.1　化学反应速率定义和测定方法44

3.2　浓度对化学反应速率的影响46

3.2.1　浓度对化学反应速率的影响与速率方程46

3.2.2　有效碰撞理论47

3.3　温度对化学反应速率的影响49

3.3.1　阿伦尼乌斯反应速率公式50

3.3.2　阿伦尼乌斯公式的应用50

3.4　催化剂对化学反应速率的影响52

3.4.1　过渡状态理论52

3.4.2　催化剂影响化学反应速率的历程53

本章教学要求54

习题55

第4章　化学平衡56

4.1　化学平衡的概念56

4.1.1　化学反应的可逆性和可逆反应56

4.1.2　化学平衡的定义与特征56

4.2　化学平衡常数57

4.2.1　化学平衡常数的概念57

4.2.2　实验平衡常数58

4.2.3　标准平衡常数61

4.2.4　与平衡常数有关的计算62

4.3　范特霍夫等温式64

4.3.1　范特霍夫等温式的推导64

4.3.2　化学反应等温式的应用65

4.3.3　多重平衡规则66

4.4　影响化学平衡的因素68

4.4.1　浓度对化学平衡的影响68

4.4.2　压力对化学平衡的影响69

4.4.3　温度对化学平衡的影响71

4.4.4　勒夏特列原理73

4.5　溶液74

4.5.1　难挥发的非电解质稀溶液的依数性74

4.5.2　电解质溶液78

4.6　水溶液中的酸碱平衡79

4.6.1　酸碱理论79

4.6.2　一元弱酸（碱）的电离平衡82

4.6.3　多元弱酸（碱）的电离平衡84

4.6.4　酸碱电离平衡的移动及应用85

4.7　难溶强电解质的沉淀-溶解平衡88

4.7.1　溶度积常数88

4.7.2　溶度积规则91

4.7.3　同离子效应和盐效应对沉淀生成的影响91

4.7.4　沉淀的溶解92

4.7.5　沉淀的转化93

本章教学要求94

习题94

第5章　物质结构97

5.1　原子结构97

5.1.1　原子结构发现简史与微观粒子运动的特点97

5.1.2　量子力学对原子结构的描述及薛定谔方程100

5.1.3　原子核外电子排布及元素周期表107

5.2　化学键与分子结构119

5.2.1　离子键理论120

5.2.2　价键理论121

5.2.3　杂化轨道理论126

5.2.4　价层电子对互斥理论128

5.2.5　金属键理论132

5.2.6　分子间作用力及氢键133

5.3　晶体结构137

5.3.1　晶体的特征137

5.3.2　晶体结构的描述138

5.3.3　晶体的类型139

本章教学要求141

习题141

第6章　氧化还原与电化学144

6.1　氧化还原的基本概念144

6.1.1　氧化数144

6.1.2　氧化还原反应145

6.1.3　氧化还原反应方程式的配平146

6.2　原电池、电动势与电极电势148

6.2.1　原电池148

6.2.2　电动势与电极电势151

6.2.3　影响电极电势因素，能斯特方程157

6.3　原电池的热力学160

6.3.1　反应自发性的电动势判据160

6.3.2　氧化还原平衡与其他平衡共存的多重平衡162

6.4　与电极电势有关的图形163

6.4.1　电极电势-pH图163

6.4.2　元素电势图167

6.5　化学电源与电解168

6.5.1　化学电源168

6.5.2　电解170

本章教学要求172

习题173

第7章　配位化学175

7.1　配位化合物的基本概念175

7.1.1　配位化合物的定义175

7.1.2　配位化合物的组成176

7.1.3　配位化合物的命名177

7.1.4　配位化合物的异构现象178

7.2　配位化合物的结构理论179

7.2.1　价键理论179

7.2.2　晶体场理论183

7.3　配位平衡186

7.3.1　配位-解离平衡与配合物稳定常数186

7.3.2　配位平衡的移动187

7.4　配位化合物的应用189

本章教学要求190

习题190

第2篇　元素无机化学195

第8章　主族元素195

8.1　s区元素195

8.1.1　氢195

8.1.2　碱金属197

8.1.3　碱土金属201

8.2　p区元素204

8.2.1　卤素204

8.2.2　氧族元素212

8.2.3　氮族元素224

8.2.4　碳族元素238

8.2.5　硼族元素246

8.3　稀有气体252

8.3.1　稀有气体的性质252

8.3.2　稀有气体的化合物253

8.3.3　稀有气体的用途254

本章教学要求254

习题254

第9章　副族元素256

9.1　d区元素256

9.1.1　通性256

9.1.2　钛261

9.1.3　钒263

9.1.4　铬、钼、钨265

9.1.5　锰268

9.1.6　铁系元素271

9.2　ds区元素277

9.2.1　通性277

9.2.2　铜、锌族元素的提取279

9.2.3　铜族、锌族的单质和重要化合物280

9.2.4　铜族、锌族的配合物285

9.2.5　铜、锌分族元素的应用和生物无机化学287

9.3　f区元素289

9.3.1　镧系元素通性289

9.3.2　镧系元素的氧化态290

9.3.3　镧系元素的原子半径、离子半径与镧系收缩291

9.3.4　镧系元素单质和化合物的性质291

9.3.5　稀土元素的用途293

本章教学要求294

习题295

第3篇　无机化学进展301

第10章　无机功能材料301

10.1　无机光学材料301

10.1.1　光的频率、能量、波长和颜色301

10.1.2　发光的基本概念、稀土发光材料302

10.1.3　稀土发光材料在照明方面的应用303

10.1.4　稀土发光材料在信息显示方面的应用305

10.1.5　稀土激光材料306

10.2　磁性材料306

10.2.1　磁学基础307

10.2.2　无机磁性材料310

10.2.3　分子基磁性材料312

10.2.4　单分子磁体314

10.2.5　分子基磁性材料的前景315

本章教学要求315

习题315

第11章　生物无机化学317

11.1　生物元素317

11.1.1　生物元素的种类317

11.1.2　生物元素的功能318

11.2　重要的生物大分子319

11.2.1　氨基酸319

11.2.2　蛋白质321

11.2.3　核酸324

11.2.4　酶328

11.3　生物无机化学的应用研究329

11.3.1　DNA结构探针329

11.3.2　化学核酸酶329

11.3.3　无机药物330

11.3.4　仿生材料332

本章教学要求333

习题333

第12章　环境无机化学335

12.1　环境化学335

12.2　主要无机污染物及其防治338

12.2.1　含碳化合物338

12.2.2　含氮化合物339

12.2.3　含磷化合物341

12.2.4　臭氧341

12.2.5　含硫化合物342

12.2.6　含氟化合物343

12.2.7　重金属343

本章教学要求347

习题347

参考文献349

附录350

附录1　常用物理化学常数350

附录2　基本SI单位、导出量及与SI单位一起使用的单位350

附录3　一些单质和化合物的热力学函数（298.15K,101.325 kPa）351

附录4 常见弱酸、弱碱水溶液电离平衡常数（298.15K）359

附录5 常见难溶化合物溶度积（298.15K）360

附录6 常见配离子的累积稳定常数（298.15K）361

附录7 溶液中的标准电极电势（298.15K）362

附录8 原子半径（pm）365

部分习题参考答案366