无机及分析化学PDF电子书下载

第一编 预备知识 1

第1章 绪论 1

1.1 化学的定义 1

1.1.1 古代化学的产生与近代化学的建立 1

1.1.2 现代化学的发展与应用 2

1.1.3 化学研究的对象 6

1.2 无机化学、分析化学的重要性 6

1.2.1 无机化学、分析化学研究的对象 7

1.2.2 无机化学、分析化学前沿领域 7

1.3 分析方法简介 8

1.3.1 分析方法的分类 8

1.3.2 定量分析的一般程序 9

1.3.3 滴定分析法 10

1.4 定量分析中的误差与数据处理 12

1.4.1 定量分析中的误差 12

1.4.2 有限分析数据的统计处理 16

1.4.3 有效数字及运算规则 19

习题 20

第2章 物质的状态 22

2.1 气体 22

2.1.1 理想气体与理想气体状态方程 22

2.1.2 分压定律与分体积定律 23

2.1.3 格拉罕姆气体扩散定律 24

2.2 固体 24

2.2.1 晶体和非晶体的特点 24

2.2.2 晶体的熔化和液晶态 26

2.3 液体与溶液 27

2.3.1 液体的蒸发与凝固 27

2.3.2 非电解质稀溶液的依数性 28

2.3.3 胶体 31

习题 37

第二编 化学原理 39

第3章 化学反应基本原理 39

3.1 化学反应中的能量关系 40

3.1.1 基本概念 40

3.1.2 热力学第一定律 42

3.1.3 化学反应热的实验测定 43

3.1.4 反应热的理论计算 44

3.2 化学反应方向的判断 50

3.2.1 自发过程 50

3.2.2 影响化学反应方向的因素 51

3.2.3 化学反应自发进行的判断方法—最终判据 54

3.3 化学反应速率 57

3.3.1 化学反应速率的定义及表示方法 57

3.3.2 反应速率理论简介 59

3.3.3 影响反应速率的因素 62

3.4 化学平衡 68

3.4.1 可逆反应与化学平衡 68

3.4.2 平衡常数 69

3.4.3 化学平衡的计算 73

3.4.4 化学平衡的移动 74

3.5 化学反应原理的应用 78

3.5.1 化学平衡移动对矿物形成的影响 78

3.5.2 合成氨过程的讨论 79

习题 80

第4章 酸碱平衡与酸碱滴定 82

4.1 酸碱质子理论 82

4.1.1 酸碱的定义 82

4.1.2 酸碱的反应 83

4.2 弱电解质的解离平衡 84

4.2.1 一元弱酸和弱碱的解离平衡 84

4.2.2 溶液的酸碱性 85

4.2.3 同离子效应和盐效应 85

4.2.4 多元弱酸的分步解离 86

4.3 酸碱平衡中有关浓度的计算 87

4.3.1 分布系数与分布曲线 87

4.3.2 有关组分平衡浓度的计算 88

4.4 溶液酸度的计算方法 89

4.4.1 质子条件式 89

4.4.2 溶液酸度的计算 91

4.5 酸碱缓冲溶液 93

4.5.1 缓冲溶液的缓冲原理 93

4.5.2 缓冲容量与缓冲范围 94

4.5.3 酸碱缓冲对的分类与选择 94

4.5.4 缓冲溶液的计算与配制 94

4.6 酸碱指示剂 95

4.6.1 酸碱指示剂的概念 95

4.6.2 指示剂的变色范围 96

4.6.3 混合指示剂 97

4.7 酸碱滴定的基本原理 98

4.7.1 强碱滴定强酸或强酸滴定强碱 98

4.7.2 强碱滴定弱酸或强酸滴定弱碱 100

4.7.3 多元酸或多元碱、混合酸混合碱的滴定 101

4.8 酸碱滴定方法 103

4.8.1 酸碱标准溶液的配制与标定 103

4.8.2 酸碱滴定法的应用 103

习题 105

第5章 沉淀溶解平衡与重量分析 109

5.1 难溶电解质的溶解度和溶度积 109

5.1.1 标准溶度积 109

5.1.2 标准溶度积与溶解度的关系 110

5.2 沉淀-溶解平衡的移动 110

5.2.1 沉淀的生成 110

5.2.2 分步沉淀 112

5.2.3 沉淀的溶解 113

5.2.4 沉淀的转化 114

5.3 沉淀滴定法 114

5.3.1 莫尔法 114

5.3.2 佛尔哈德法 115

5.3.3 法扬思法 116

5.4 重量分析法 117

5.4.1 重量分析法的分类与特点 117

5.4.2 重量分析对沉淀形和称量形的要求 118

5.4.3 影响沉淀纯度的因素 118

5.4.4 沉淀条件的选择 121

5.4.5 重量分析的应用 122

习题 123

第6章 氧化还原反应 125

6.1 基本概念 125

6.1.1 氧化数的定义及判断规则 125

6.1.2 氧化还原的概念 126

6.1.3 氧化还原反应方程式的配平 127

6.2 电极电势 128

6.2.1 原电池和电极电势 128

6.2.2 电极电势的能斯特方程 131

6.2.3 电池的电动势与反应的摩尔吉布斯函数的关系 132

6.3 电极电势的应用 132

6.3.1 比较氧化剂和还原剂的强弱 132

6.3.2 判断氧化还原反应进行的方向 133

6.3.3 判断氧化还原反应的进行限度 134

6.3.4 测定和计算某些化学常数 134

6.4 元素的标准电极电势图及其应用 135

6.4.1 元素的标准电极电势图 135

6.4.2 元素电势图的应用 135

6.5 氧化还原滴定的基本原理 137

6.5.1 条件电极电势 137

6.5.2 氧化还原滴定指示剂 138

6.5.3 氧化还原滴定曲线 139

6.5.4 氧化还原滴定前的预处理 140

6.6 氧化还原滴定法 141

6.6.1 碘量法 141

6.6.2 高锰酸钾法 143

6.6.3 重铬酸钾法 145

习题 145

第7章 原子结构 149

7.1 核外电子的运动状态与原子模型 149

7.1.1 氢原子光谱和玻尔氢原子模型 149

7.1.2 微观粒子的特性 153

7.1.3 量子力学原子模型 155

7.1.4 量子数 159

7.2 核外电子排布与元素周期表 161

7.2.1 原子轨道近似能级图 161

7.2.2 屏蔽效应和钻穿效应 163

7.2.3 多电子原子核外电子的排布 165

7.2.4 原子的电子层结构与元素周期系 168

7.3 元素基本性质的周期性 169

习题 174

第8章 化学键和分子结构 177

8.1 离子键理论 177

8.1.1 离子键的形成及特点 177

8.1.2 离子键的强度 178

8.1.3 离子的特征 179

8.1.4 离子的特征对离子键强度的影响 180

8.2 共价键理论 181

8.2.1 现代价键理论 181

8.2.2 杂化轨道理论 183

8.2.3 价层电子对互斥理论 186

8.2.4 分子轨道理论 188

8.3 分子的极性与变形性 191

8.3.1 分子的极性 191

8.3.2 分子的偶极矩 192

8.3.3 分子的变形性 192

8.4 分子间作用力和氢键 193

8.4.1 分子间作用力 193

8.4.2 氢键 194

8.5 离子极化和变形性 195

8.5.1 离子极化 195

8.5.2 离子的极化力 195

8.5.3 离子的变形性 195

8.5.4 离子的相互极化作用 196

8.6 晶体结构 196

8.6.1 晶体与非晶体 196

8.6.2 离子晶体及其性质 198

8.6.3 金属晶体及其性质 199

8.6.4 分子晶体与原子晶体 201

习题 202

第9章 配合物与配位平衡 205

9.1 配合物的基本概念 206

9.1.1 配合物的定义、组成 206

9.1.2 配合物的命名和类型 208

9.2 配合物的化学键理论 212

9.2.1 价键理论 212

9.2.2 晶体场理论 217

9.3 配位平衡 221

9.3.1 配合物的稳定常数和不稳定常数 221

9.3.2 配位平衡的移动 223

9.4 配合物的应用 226

9.4.1 螯合物的稳定性 226

9.4.2 配合物的具体应用 226

9.5 配位滴定原理 229

9.5.1 EDTA及其分析特性 229

9.5.2 副反应系数和条件稳定常数 231

9.5.3 金属指示剂 238

9.5.4 滴定曲线 241

9.5.5 干扰的消除 243

9.6 配位滴定的方法和应用 245

9.6.1 配位滴定的方法 245

9.6.2 配位滴定的应用 247

习题 247

第10章 可见光吸光光度法 250

10.1 分光光度法基本原理 250

10.1.1 物质对光的选择性吸收与物质颜色的关系 250

10.1.2 朗伯-比耳定律 251

10.1.3 偏离朗伯-比耳定律的原因 253

10.2 可见光分光光度计 254

10.2.1 光源 254

10.2.2 单色器 255

10.2.3 吸收池 255

10.2.4 检测器 255

10.2.5 结果显示记录系统 255

10.3 显色反应及显色条件的选择 256

10.3.1 显色反应及其选择 256

10.3.2 显色剂 256

10.3.3 显色条件的选择 257

10.3.4 吸光度测量条件的选择 258

10.4 比色法和分光光度法的应用 260

10.4.1 微量组分测定的基本方法—标准曲线法 261

10.4.2 高含量组分的测定—示差法 262

10.4.3 多组分分析 263

10.4.4 光度滴定 263

习题 264

第三编 元素知识 266

第11章 s区元素 266

11.1 s区元素通性 267

11.1.1 s区元素的基本性质 267

11.1.2 s区元素单质的物理性质 267

11.1.3 s区元素单质、化合物的性质 268

11.2 s区单质的还原性 269

11.2.1 s区单质的化学性质 269

11.2.2 s区单质与氧的反应 270

11.2.3 s区单质与氢的反应 270

11.2.4 s区单质与水的反应 270

11.3 s区元素的化合物 270

11.3.1 氧化物和氢氧化物的性质 270

11.3.2 常见盐类 274

习题 277

第12章 P区元素 279

12.1 p区元素性质简论 279

12.1.1 p区元素通性 279

12.1.2 卤族元素概述 280

12.1.3 氧族元素概述 281

12.1.4 氮族元素概述 282

12.1.5 碳族元素概述 282

12.1.6 硼族元素概述 283

12.2 p区元素单质的结构、性质和用途 285

12.2.1 卤素单质的结构、物理性质和用途 285

12.2.2 氧气和臭氧 286

12.2.3 碳、硅、锗、锡、铅的结构、物理性质及用途 288

12.3 p区元素单质及化合物的氧化还原性 289

12.3.1 典型元素的标准电极电势图 289

12.3.2 单质的氧化还原性 291

12.3.3 化合物的氧化还原性 294

12.4 氢化物和含氧酸的酸性 310

12.4.1 电子密度 310

12.4.2 氢化物的酸碱性 310

12.4.3 含氧酸的性质 312

12.5 盐类的性质 314

12.5.1 盐类的溶解性 314

12.5.2 盐类的水解 316

12.5.3 含氧酸盐的热稳定性 318

习题 318

第13章 ds区元素 321

13.1 ds区元素概述 321

13.1.1 铜族元素概述 321

13.1.2 锌族元素概述 322

13.2 ds区金属单质的物理性质及用途 323

13.2.1 铜族单质的物理性质及用途 323

13.2.2 锌族单质的物理性质及用途 324

13.3 ds区元素单质及化合物的氧化还原性 325

13.3.1 ds区元素单质的还原性 325

13.3.2 ds区元素典型化合物的氧化还原性 326

13.4 ds区元素氧化物和氢氧化物的碱性及稳定性 327

13.4.1 铜、银的氧化物和氢氧化物 327

13.4.2 氧化锌和氢氧化锌 328

13.5 ds区元素常见配合物 329

13.5.1 Cu（Ⅰ）配合物 329

13.5.2 Cu（Ⅱ）配合物 329

13.5.3 Ag（Ⅰ）配合物 330

13.5.4 Zn的配合物 330

13.5.5 Hg的配合物 331

13.6 ds区元素盐的溶解性、稳定性和用途 331

13.6.1 铜盐 331

13.6.2 银盐 332

13.6.3 锌盐 333

13.6.4 汞盐 334

习题 335

第14章 d区元素 338

14.1 d区元素概述 338

14.1.1 过渡元素原子的特征 339

14.1.2 单质的物理性质 339

14.1.3 金属活泼性 340

14.1.4 氧化数 341

14.1.5 非整比化合物 341

14.1.6 化合物的颜色 341

14.1.7 配合性和催化性 342

14.1.8 磁性 343

14.1.9 金属原子簇化合物 343

14.2 d区元素单质的物理性质及应用 343

14.2.1 钛、锆、铪、★ 343

14.2.2 钒、铌、钽、★ 344

14.2.3 铬、钼、钨、★ 344

14.2.4 锰族单质 345

14.2.5 铁系和铂系单质 345

14.3 d区元素单质及化合物的氧化还原性 346

14.3.1 单质的还原性 346

14.3.2 重要化合物的氧化还原性 347

14.4 d区元素水合氧化物的酸碱性 357

14.4.1 d区元素最高氧化态水合氧化物的酸碱性 357

14.4.2 多酸及其应用 358

14.5 d 区元素配合物的性质 358

14.5.1 铬（Ⅲ）配合物 358

14.5.2 铁、钴、镍的配合物 359

习题 361

第四编 前沿简介 364

第15章 无机化合物的制备与分析 364

15.1 无机合成的基本原则 364

15.2 单质的制备 365

15.2.1 金属单质的制备 365

15.2.2 非金属单质的制备 365

15.3 无机化合物的制备 366

15.3.1 非金属氢化物 366

15.3.2 碱和碱性氧化物 367

15.3.3 酸和酸性氧化物 367

15.3.4 盐 368

第16章 稀土元素化学简论 369

16.1 稀土元素的发现 369

16.2 稀土原子结构与元素性质 370

16.2.1 稀土原子结构 370

16.2.2 稀土元素性质 371

16.3 稀土元素的提取 373

16.4 稀土元素的应用 374

16.4.1 稀土合金 374

16.4.2 稀土催化剂 374

16.4.3 稀土材料 375

16.4.4 稀土元素在医学上的应用 376

16.4.5 稀土微肥与饲料 377

第17章 生物无机化学简论 378

17.1 生命必需元素的定义及分类 378

17.2 生命元素的生物功能 379

17.3 生命元素的生理功能与人体健康 381

17.3.1 常量元素的生理功能与人体健康 381

17.3.2 微量元素的生理功能与人体健康 383

第18章 无机新材料简介 388

18.1 先进陶瓷 388

18.1.1 压电陶瓷 388

18.1.2 敏感陶瓷 389

18.1.3 导电陶瓷 391

18.1.4 生物陶瓷 392

18.2 新型玻璃 394

18.2.1 光导纤维 395

18.2.2 微晶玻璃 396

18.3 无机高分子物质 398

18.3.1 均链无机高分子物质 398

18.3.2 杂链无机高分子物质 399

第19章 化学分离方法 404

19.1 沉淀分离法 404

19.1.1 利用无机沉淀剂分离 404

19.1.2 利用有机沉淀剂分离 405

19.1.3 共沉淀的分离与富集 406

19.1.4 提高沉淀分离选择性的方法 406

19.2 溶剂萃取分离法 407

19.2.1 萃取分离的基本原理 407

19.2.2 萃取类型和萃取条件的选择 409

19.2.3 溶剂萃取在分析化学中的应用 410

19.3 离子交换分离法 411

19.3.1 离子交换树脂的类型、结构和性能 411

19.3.2 离子交换反应和离子交换树脂的亲和力 413

19.3.3 离子交换分离操作技术 414

19.3.4 离子交换分离法的应用 414

19.4 色谱法 414

19.4.1 柱色谱 415

19.4.2 纸色谱 416

19.4.3 薄层色谱 417

19.5 挥发与蒸馏分离法 418

附录 419

附录A 标准热力学数据（298.15K） 419

附录B 弱电解质的解离常数（298.15K） 421

附录C 一些难溶电解质的溶度积常数（298.15K） 422

附录D 标准电极电势（298.15K） 423

附录E 常见配离子的稳定常数和不稳定常数（298.15K） 425

附录F 标准键能（298.15K） 426

附录G 一些重要的物理常数 427

附录H 元素周期表 428

参考文献 430