十二五普通高等教育本科国家级规划教材 无机化学 第5版PDF电子书下载

第1章 化学反应中的质量关系和能量关系 1

1.1 物质的聚集态和层次 1

1.1.1 物质的聚集态 1

1.1.2 物质的层次 2

1.2 化学中的计量 2

1.2.1 相对原子质量和相对分子质量 2

1.2.2 物质的量及其单位 3

1.2.3 摩尔质量和摩尔体积 4

1.2.4 物质的量浓度 4

1.2.5 气体的计量 5

1.2.6 化学计量化合物 7

1.3 化学反应中的质量关系 7

1.3.1 应用化学反应方程式的计算 7

1.3.2 化学计量数与反应进度 8

1.3.3 物料衡算在化工生产中的作用 10

1.4 化学反应中的能量关系 10

1.4.1 基本概念和术语 10

1.4.2 反应热和反应焓变 12

1.4.3 应用标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓变 14

1.4.4 能量衡算在化工生产中的作用 16

［拓宽视野］ 化学与化工 17

思考题 18

习题 19

第2章 化学反应的方向、速率和限度 22

2.1 化学反应的方向和吉布斯自由能变 22

2.1.1 化学反应的自发过程 22

2.1.2 影响化学反应方向的因素 23

2.1.3 热化学反应方向的判断 25

2.1.4 使用△rGm判据的条件 27

2.2 化学反应速率 28

2.2.1 反应速率的定义 28

2.2.2 化学反应的活化能 29

2.2.3 影响化学反应速率的因素 31

2.3 化学反应的限度 35

2.3.1 可逆反应与化学平衡 35

2.3.2 平衡常数 36

2.3.3 化学平衡的计算 39

2.4 化学平衡的移动 42

2.4.1 浓度对化学平衡的影响 42

2.4.2 压力对化学平衡的影响 43

2.4.3 温度对化学平衡的影响 45

2.4.4 催化剂和化学平衡 46

［拓宽视野］ 极端条件对化学反应的影响 47

思考题 48

习题 50

第3章 酸碱反应和沉淀反应 53

3.1 水的解离反应和溶液的酸碱性 53

3.1.1 酸碱的解离理论 53

3.1.2 水的解离反应和溶液的酸碱性 53

3.2 弱电解质的解离反应 55

3.2.1 解离平衡和解离常数 55

3.2.2 解离度和稀释定律 56

3.2.3 弱酸或弱碱溶液中离子浓度的计算 56

3.2.4 多元弱酸的分步解离 57

3.2.5 解离平衡的移动 同离子效应 59

3.2.6 缓冲溶液 60

3.3 盐类的水解反应 61

3.3.1 水解反应和水解常数 61

3.3.2 分步水解 62

3.3.3 盐溶液pH的近似计算 63

3.3.4 影响盐类水解度的因素 63

3.3.5 盐类水解的抑制和利用 63

3.4 沉淀反应 64

3.4.1 难溶电解质的溶度积和溶解度 64

3.4.2 沉淀反应 66

3.4.3 沉淀的溶解和转化 71

3.4.4 沉淀反应的应用 73

［拓宽视野］ 近代酸碱理论简介 74

思考题 75

习题 76

第4章 氧化还原反应与应用电化学 79

4.1 氧化还原方程式的配平 79

4.1.1 氧化数法 79

4.1.2 离子－电子法（或半电池法） 80

4.1.3 无机物与有机物之间发生的氧化还原反应方程式的配平 81

4.2 电极电势 84

4.2.1 原电池 84

4.2.2 电极电势的产生 85

4.2.3 电极电势的测定 86

4.2.4 影响电极电势的因素 87

4.2.5 电极电势的应用 89

4.3 氧化还原反应的方向和限度 92

4.3.1 氧化还原反应的方向 92

4.3.2 氧化还原反应的限度 93

4.4 电势图及其应用 94

4.4.1 元素标准电极电势图及其应用 94

4.4.2 △fGΘm-N图 96

4.5 实用电池 98

4.5.1 一次电池 98

4.5.2 二次电池 99

4.5.3 锂离子电池 100

4.5.4 燃料电池 100

4.6 电解 101

4.6.1 电解精制金属 101

4.6.2 电解抛光、加工 101

4.7 电镀 102

4.8 金属腐蚀与防腐 103

4.8.1 金属的腐蚀 103

4.8.2 金属腐蚀的预防 103

［拓宽视野］ 无机非水溶液中的无机化学反应 104

思考题 106

习题 108

第5章 原子结构与元素周期性 110

5.1 原子和元素 110

5.1.1 原子的组成和元素 110

5.1.2 原子轨道能级 111

5.2 原子结构的近代概念 112

5.2.1 电子的波粒二象性 112

5.2.2 概率 112

5.2.3 原子轨道 113

5.2.4 电子云 114

5.2.5 量子数 115

5.2.6 原子的观察和操纵 116

5.3 原子中电子的分布 117

5.3.1 基态原子中电子分布原理 117

5.3.2 多电子原子轨道的能级 117

5.3.3 基态原子中电子的分布 118

5.3.4 简单基态阳离子的电子分布 123

5.3.5 元素周期系与核外电子分布的关系 123

5.3.6 元素周期表 124

5.4 原子性质的周期性 124

5.4.1 原子半径 125

5.4.2 电离能和电子亲和能 126

5.4.3 电负性（X） 127

5.4.4 元素的氧化数 127

5.4.5 元素的金属性和非金属性 129

［拓宽视野］ 微观物质的深层次剖示 129

思考题 130

习题 131

第6章 分子的结构与性质 134

6.1 键参数 134

6.1.1 键能 134

6.1.2 键长 135

6.1.3 键角 136

6.2 价键理论 136

6.2.1 共价键 136

6.2.2 离子键 141

6.3 分子的几何构型 142

6.3.1 经典价键理论的局限性 142

6.3.2 杂化轨道理论 143

6.3.3 价层电子对互斥理论 147

6.4 分子轨道理论 152

6.4.1 分子轨道的基本概念 153

6.4.2 分子轨道的形成 153

6.4.3 分子轨道的能级 155

6.4.4 分子轨道理论的应用 156

6.5 分子间力和氢键 159

6.5.1 分子的极性和变形性 159

6.5.2 分子间力 161

6.5.3 氢键 164

6.5.4 拓扑键和超分子 166

6.5.5 分子组成、结构的测定和分子工程学 167

［拓宽视野］ 分子概念的拓展与化学定义的演化 168

思考题 168

习题 170

第7章 固体的结构与性质 172

7.1 晶体和非晶体 172

7.1.1 晶体的特征 172

7.1.2 晶体的内部结构 173

7.1.3 单晶体和多晶体 174

7.1.4 非晶体物质 174

7.1.5 液晶 175

7.2 离子晶体及其性质 175

7.2.1 离子晶体的特征和性质 175

7.2.2 离子晶体中最简单的结构类型 176

7.2.3 离子晶体的稳定性 177

7.3 原子晶体和分子晶体 178

7.3.1 原子晶体 178

7.3.2 分子晶体 178

7.4 金属晶体 179

7.4.1 金属晶体的内部结构 179

7.4.2 金属键 180

7.4.3 金属键的能带理论 180

7.5 混合型晶体和晶体的缺陷 182

7.5.1 混合型晶体 182

7.5.2 实际晶体的缺陷及其影响 183

7.5.3 非化学计量化合物 184

7.5.4 实际晶体的键型变异 184

7.6 离子极化对物质性质的影响 185

7.6.1 离子的电子构型 185

7.6.2 离子极化的概念 186

7.6.3 离子极化对物质结构和性质的影响 188

7.7 固体的物性 189

7.7.1 解理性 189

7.7.2 硬度 190

7.7.3 非线性光学效应 190

7.7.4 超导性 191

7.7.5 纳米物质的特异性 191

［拓宽视野］ 固相反应 192

思考题 194

习题 195

第8章 配合物的结构和性质 197

8.1 配合物的基本概念 197

8.1.1 配合物的组成 197

8.1.2 配合物的化学式及命名 200

8.2 配合物的化学键理论 201

8.2.1 价键理论 201

8.2.2 晶体场理论 204

8.3 配合物在水溶液中的稳定性 211

8.3.1 配位－解离平衡及其平衡常数 211

8.3.2 配离子稳定常数的有关计算 212

8.4 几类典型的配合物 215

8.4.1 简单配合物 215

8.4.2 螯合物 215

8.4.3 羰合物 216

8.4.4 配合物形成体和配位原子在周期系中的分布 216

8.5 配位化学的应用 217

［拓宽视野］ 配位化学发展前景 219

思考题 220

习题 221

第9章 氢、稀有气体 224

9.1 元素概述 224

9.1.1 元素的分类 224

9.1.2 元素在自然界中的存在形态 225

9.1.3 元素的分布和我国的自然资源 225

9.1.4 单质的制取方法 227

9.2 氢 228

9.2.1 氢原子的性质及其成键特征 228

9.2.2 氢气的性质和用途 229

9.2.3 氢气的制备方法 231

9.3 稀有气体 232

9.3.1 稀有气体的存在与发现 232

9.3.2 稀有气体的结构、性质和用途 232

9.3.3 稀有气体化合物 233

［拓宽视野］ 元素的起源和演化 235

思考题 236

习题 236

第10章 碱金属和碱土金属元素 237

10.1 s区元素概述 237

10.2 碱金属和碱土金属的性质 237

10.3 氢化物 241

10.4 氧化物 242

10.4.1 正常氧化物 242

10.4.2 过氧化物和超氧化物 243

10.4.3 臭氧化物和低氧化物 244

10.5 氢氧化物 244

10.5.1 碱金属和碱土金属氢氧化物的碱性 244

10.5.2 碱金属和碱土金属氢氧化物的溶解性 246

10.6 盐类 246

10.6.1 盐类的性质 246

10.6.2 某些盐类的生产和用途 248

10.7 配合物 249

［拓宽视野］ 我国盐湖资源的开发 251

思考题 251

习题 252

第11章 卤素和氧族元素 254

11.1 p区元素概述 254

11.2 卤族元素 254

11.2.1 卤族元素通性 254

11.2.2 卤素单质 255

11.2.3 卤化氢和氢卤酸 259

11.2.4 卤化物 262

11.2.5 氯的含氧酸及其盐 263

11.2.6 拟卤素化合物、离子及其盐 267

11.3 氧族元素 267

11.3.1 氧族元素概述 267

11.3.2 氧和臭氧 268

11.3.3 水 270

11.3.4 过氧化氢 272

11.3.5 硫化氢、硫化物和多硫化物 274

11.3.6 硫的氧化物、含氧酸及其盐 277

［拓宽视野］ 海洋资源的综合利用 285

思考题 286

习题 287

第12章 氮族、碳族和硼族元素 289

12.1 氮族元素 289

12.1.1 氮族元素概述 289

12.1.2 氮气 290

12.1.3 氨及铵盐 291

12.1.4 氮的氧化物、含氧酸及其盐 293

12.1.5 磷的含氧酸及其盐 298

12.1.6 砷、锑、铋及其重要化合物 301

12.2 碳族元素 304

12.2.1 碳族元素概述 304

12.2.2 碳及其重要化合物 305

12.2.3 硅及其重要化合物 308

12.2.4 锡、铅的重要化合物 313

12.3 硼族元素 316

12.3.1 硼族元素概述 316

12.3.2 硼的氢化物 317

12.3.3 硼酸及其盐 318

12.3.4 氧化铝和氢氧化铝 319

12.3.5 铝盐 320

12.4 对角关系 322

［拓宽视野］ 氮、碳元素在自然界中的循环 323

思考题 324

习题 325

第13章 过渡元素（一） 328

13.1 过渡元素概述 328

13.1.1 过渡元素原子的特征 328

13.1.2 单质的物理性质 330

13.1.3 金属活泼性 330

13.1.4 氧化数 331

13.1.5 非整比化合物 332

13.1.6 化合物的颜色 333

13.1.7 配位催化 334

13.1.8 磁性 334

13.1.9 金属原子簇化合物 334

13.2 钛族、钒族元素 335

13.2.1 钛族、钒族元素概述 335

13.2.2 钛的重要化合物 336

13.2.3 钒、铌、钽的重要化合物 339

13.3 铬族元素 341

13.3.1 铬族元素概述 341

13.3.2 铬的重要化合物 342

13.3.3 重要工业铬产品的制备 345

13.3.4 钼和钨的重要化合物 346

13.4 锰族元素 348

13.4.1 锰族元素概述 348

13.4.2 锰的重要化合物 349

13.5 铁系和铂系元素 351

13.5.1 铁系和铂系元素概述 351

13.5.2 铁、钴、镍的化合物 353

13.5.3 过渡金属有机化合物与催化 357

［拓宽视野］ 我国的矿产资源 358

思考题 359

习题 360

第14章 过渡元素（二） 364

14.1 铜族元素 364

14.1.1 铜族元素概述 364

14.1.2 铜的重要化合物 366

14.1.3 银的重要化合物 370

14.2 锌族元素 371

14.2.1 锌族元素概述 371

14.2.2 锌的重要化合物 373

14.2.3 汞的重要化合物 375

14.3 镧系和锕系元素概述 378

14.3.1 价层电子构型与氧化数 379

14.3.2 原子半径、离子半径和镧系收缩 380

14.3.3 金属活泼性 382

14.3.4 离子的颜色 382

14.3.5 离子的磁性 383

14.4 镧系元素的重要化合物 384

14.4.1 Ln（Ⅲ）的化合物 384

14.4.2 Ln（Ⅱ）和Ln（Ⅳ）的化合物 386

14.5 稀土元素 388

14.5.1 稀土元素资源 388

14.5.2 稀土元素的提取 389

14.5.3 稀土元素的应用 391

14.6 钍和铀的重要化合物 393

14.6.1 钍的重要化合物 393

14.6.2 铀的重要化合物 394

14.6.3 铀的提炼及浓缩 395

14.7 核反应和超铀元素的合成 397

14.7.1 放射性衰变和应用 397

14.7.2 粒子轰击原子核和新元素的合成 400

14.7.3 核裂变和原子弹 402

14.7.4 核聚变和氢弹 403

［拓宽视野］ 铜的冶炼、金的提取、银的回收 403

思考题 406

习题 407

第15章 元素化学综述（自学为主） 411

15.1 单质的晶体结构和性质 411

15.1.1 单质的晶体结构和物理性质 411

15.1.2 单质的化学性质 414

15.2 二元化合物 416

15.2.1 氢化物 416

15.2.2 氧化物 419

15.2.3 卤化物 422

15.2.4 硫化物 424

15.2.5 氮化物 425

15.2.6 碳化物 427

15.2.7 硼化物 428

15.3 氢氧化物和含氧酸 429

15.3.1 氧化物水合物的酸碱性 429

15.3.2 碱的分类和性质 430

15.3.3 含氧酸的酸性强度——鲍林规则 431

15.3.4 简单含氧酸的结构 432

15.4 含氧酸盐的某些性质 433

15.4.1 溶解性 433

15.4.2 热稳定性 433

15.4.3 氧化还原性 434

15.5 缩合酸 435

思考题 436

第16章 无机物合成 438

16.1 高温、低温法 438

16.2 高压、低压法 440

16.3 水热法 441

16.4 溶胶－凝胶法（sol-gel） 442

16.5 电化学合成 442

16.6 光化学合成 444

16.7 微波等离子技术合成 445

16.8 化学气相沉积法 446

16.9 低热固相反应合成 448

第17章 生态环境与无机化学 449

17.1 生态系统功能与生态环境保护 449

17.1.1 生态系统功能与生态平衡 449

17.1.2 生态环境保护 450

17.2 化学元素与人体健康 451

17.2.1 生命必需元素及其生物功能 451

17.2.2 生物无机化学在医疗上的应用 453

17.3 环境污染及其防治 455

17.3.1 大气污染及其防治 455

17.3.2 水体污染及其防治 461

17.3.3 土壤污染及其防治 463

17.3.4 放射性污染及其防护 464

17.4 化学工业“三废”治理 464

17.4.1 化学工业“三废”的来源 465

17.4.2 化工污染的防治 465

17.5 绿色化学 468

17.5.1 绿色化学的基本概念 468

17.5.2 绿色化学实例 469

［拓宽视野］ 无机化学学科发展回顾与展望 471

思考题或小论文 472

附录 473

附录1 本书常用量、单位的符号 473

附录2 SI制和我国法定计量单位及国家标准 475

附录3 一些基本的物理常数 477

附录4 标准热力学数据（298.15 K，100 kPa） 477

附录5 解离常数（298.15 K） 480

附录6 溶度积常数（298.15 K） 482

附录7 标准电极电势（298.15 K） 483

附录8 常用氧化剂、还原剂及其反应产物 487

附录9 常见阴、阳离子的主要鉴定方法 488

参考书及课外读物 495

索引 496