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第1章 绪论 1

1.1 化学是一门中心科学 1

1.1.1 化学的主要特征 1

1.1.2 化学面临的挑战 2

1.2 无机化学的发展 4

1.2.1 无机化学的历史沿革 4

1.2.2 无机化学的发展趋势 5

1.3 如何学好无机化学 7

本章小结 8

化学家史话——拉瓦锡 9

第2章 气体 10

2.1 气体的性质 10

2.2 理想气体状态方程式 11

2.2.1 气体定律 11

2.2.2 理想气体状态方程 12

2.2.3 理想气体状态方程的应用 13

2.3 气体混合物及分压定律 14

2.3.1 理想气体的混合 14

2.3.2 道尔顿分压定律 15

2.4 气体分子运动论 18

2.4.1 气体分子运动论的基本要点 18

2.4.2 分子的速率分布 19

2.5 真实气体 22

2.6 气体临界现象 25

本章小结 26

化学家史话——道尔顿 26

化学新知识——等离子态和液晶态 27

习题 27

第3章 化学热力学基础 29

3.1 能量转换守恒与热力学能 29

3.1.1 体系与环境 29

3.1.2 状态与状态函数 30

3.1.3 过程与途径 31

3.1.4 热和功 31

3.1.5 热力学能 34

3.1.6 热力学第一定律及其数学表达式 35

3.2 化学反应热效应与焓 36

3.2.1 化学反应的热效应 36

3.2.2 焓与焓变 36

3.2.3 热容 37

3.2.4 恒压反应热与恒容反应热的关系 38

3.2.5 化学反应计量式与反应进度 39

3.2.6 热化学方程式与热力学标准态 40

3.2.7 赫斯定律和反应热的计算 41

3.2.8 键焓与反应热 46

3.3 自发过程和熵 47

3.3.1 自发过程与可逆过程 47

3.3.2 热力学第二定律的几种表述 48

3.3.3 自发的化学反应的推动力 49

3.3.4 熵和熵变 49

3.3.5 混乱度、熵和微观状态数 50

3.3.6 热力学第三定律和标准熵 52

3.3.7 化学反应熵变与熵增加原理 53

3.4 化学反应方向和吉布斯自由能 54

3.4.1 吉布斯自由能与吉布斯自由能判据 54

3.4.2 吉布斯-亥姆霍兹公式与标准吉布斯自由能变ΔrG？ 56

3.4.3 由标准生成吉布斯自由能计算标准吉布斯自由能变ΔrG？ 58

本章小结 59

化学家史话——吉布斯 60

化学新知识——可燃冰 60

习题 61

第4章 化学动力学基础 64

4.1 化学反应速率及其表示法 64

4.1.1 基本术语 64

4.1.2 化学反应速率的表示 65

4.2 浓度对化学反应速率的影响 69

4.2.1 质量作用定律 69

4.2.2 具有简单级数反应的速率方程 70

4.3 温度对化学反应速率的影响 74

4.3.1 范特霍夫规则 74

4.3.2 阿伦尼乌斯公式 74

4.3.3 阿伦尼乌斯活化能 75

4.4 化学反应速率理论简介 76

4.4.1 碰撞理论 77

4.4.2 过渡态理论 78

4.5 催化作用简介 80

4.5.1 催化概念及其特征 80

4.5.2 催化反应的机理 82

4.5.3 均相催化 83

4.5.4 多相催化 83

4.5.5 酶催化反应 84

本章小结 85

化学家史话——古德贝格和瓦格 86

化学新知识——多酸光化学的研究进展 86

习题 87

第5章 化学平衡原理 89

5.1 化学平衡与标准平衡常数 89

5.1.1 化学平衡的基本特征 89

5.1.2 吉布斯自由能与化学平衡——化学反应等温方程式 89

5.1.3 标准平衡常数 90

5.1.4 多重平衡 92

5.2 标准平衡常数的应用 93

5.2.1 判断反应程度 93

5.2.2 预测反应方向 93

5.2.3 计算平衡组成 95

5.3 化学平衡的移动 96

5.3.1 浓度（或分压）对化学平衡的影响 96

5.3.2 压力对化学平衡的影响 96

5.3.3 温度对化学平衡的影响 97

5.3.4 勒夏特列原理 98

本章小结 99

化学家史话——范特霍夫 99

化学新知识——非平衡态热力学 100

习题 101

第6章 酸碱理论与解离平衡 104

6.1 酸碱理论 104

6.1.1 酸碱理论的发展 104

6.1.2 酸碱的质子理论 105

6.1.3 酸碱的电子理论 107

6.2 弱酸弱碱的解离平衡 110

6.2.1 水的解离平衡与酸碱指示剂 110

6.2.2 一元弱酸、弱碱的解离平衡 113

6.2.3 多元弱酸溶液的解离平衡 116

6.2.4 盐溶液的酸碱平衡 118

6.3 缓冲溶液 124

6.3.1 同离子效应与盐效应 124

6.3.2 缓冲溶液及缓冲原理 126

6.3.3 缓冲溶液pH的近似计算 127

6.3.4 缓冲容量和缓冲范围 128

6.3.5 缓冲溶液的配制 129

6.3.6 人体血液中的缓冲系 130

本章小结 131

化学家史话——路易斯 131

习题 132

第7章 沉淀与溶解平衡 134

7.1 沉淀与溶解平衡 134

7.1.1 溶解度 134

7.1.2 溶度积 134

7.1.3 溶度积和溶解度的关系 135

7.2 沉淀的生成和溶解 138

7.2.1 溶度积规则 138

7.2.2 同离子效应与盐效应 138

7.2.3 沉淀的酸溶解 140

7.2.4 沉淀的配位溶解 145

7.2.5 沉淀的氧化还原溶解 146

7.3 沉淀与溶解的多重平衡 147

7.3.1 分步沉淀 147

7.3.2 沉淀的转化 150

本章小结 152

化学家史话——阿伦尼乌斯 152

化学新知识——沉淀法制备纳米颗粒 152

习题 154

第8章 电化学基础 156

8.1 氧化还原反应 156

8.1.1 氧化数 156

8.1.2 氧化还原的概念 158

8.1.3 氧化还原反应方程式的配平 159

8.2 原电池与电池电动势 161

8.2.1 原电池 161

8.2.2 原电池的最大电功和吉布斯自由能 165

8.3 电极电势 166

8.3.1 标准氢电极和甘汞电极 166

8.3.2 标准电极电势 167

8.3.3 能斯特方程 168

8.4 电动势与电极电势的应用 174

8.4.1 判断氧化剂和还原剂的相对强弱 174

8.4.2 判断氧化还原反应进行的方向 174

8.4.3 判断氧化还原反应进行的程度 176

8.4.4 相关常数的求算 177

8.4.5 元素电势图及其应用 177

8.5 电解与金属防腐 180

8.5.1 电解 180

8.5.2 腐蚀与防护 182

本章小结 185

化学家史话——能斯特 185

化学新知识——燃料电池 186

习题 187

第9章 原子结构与元素周期律 190

9.1 原子核外电子的基本特征 190

9.1.1 原子组成微粒及其相互关系 190

9.1.2 微观粒子的量子化特征 190

9.1.3 微观粒子的波粒二象性 193

9.1.4 测不准原理 194

9.2 单电子原子的结构 194

9.2.1 原子核外电子运动状态的描述方法 194

9.2.2 四个量子数 196

9.2.3 原子轨道与电子云的图形 198

9.3 多电子原子的结构 202

9.3.1 屏蔽效应 202

9.3.2 钻穿效应 202

9.3.3 近似能级图与近似能级公式 203

9.3.4 核外电子的排布规律 206

9.4 元素周期律 208

9.4.1 原子结构与元素周期表 208

9.4.2 原子半径的周期性 210

9.4.3 电离能的周期性 211

9.4.4 电子亲和能的周期性 213

9.4.5 元素电负性的周期性 214

本章小结 216

化学家史话——门捷列夫 217

习题 217

第10章 共价键与分子结构 221

10.1 共价键理论 221

10.1.1 路易斯理论与H2分子 221

10.1.2 现代价键理论 222

10.1.3 共价键的特点 223

10.1.4 共价键的类型 224

10.1.5 键参数 226

10.2 杂化轨道理论 228

10.2.1 原子轨道的杂化 228

10.2.2 杂化轨道类型与分子的空间几何构型 229

10.3 价层电子对互斥理论 233

10.3.1 价层电子对互斥理论的基本要点 233

10.3.2 价层电子对数的确定 236

10.3.3 稳定结构的确定 236

10.4 分子轨道理论 238

10.4.1 分子轨道的形成 239

10.4.2 分子轨道的应用示例 241

本章小结 244

化学家史话——鲍林 245

化学新知识——富勒烯 245

习题 246

第11章 固体结构 249

11.1 晶体结构 249

11.1.1 晶体的结构特征 249

11.1.2 晶格理论的基本概念 250

11.2 金属键理论与金属晶体 254

11.2.1 金属键理论 254

11.2.2 等径圆球的密置层与非密置层 258

11.2.3 金属晶体的密堆积结构 259

11.3 离子键理论与离子晶体 261

11.3.1 离子键理论 261

11.3.2 离子晶体的结构型式 263

11.3.3 离子晶体的半径比规则 265

11.3.4 离子键强度与离子晶体的晶格能 267

11.3.5 离子极化与键型变异 270

11.4 分子间作用力与分子晶体 274

11.4.1 分子的偶极矩与极化率 274

11.4.2 分子间力——范德华力 276

11.4.3 氢键 278

11.4.4 分子晶体 282

11.5 原子晶体和混合型晶体 282

11.5.1 原子晶体 282

11.5.2 混合型晶体 283

本章小结 284

化学家史话——德拜 284

化学新知识——红宝石与蓝宝石 285

习题 285

第12章 配位化学基础 288

12.1 配合物的基础知识 288

12.1.1 配合物的组成 288

12.1.2 配合物的分类 290

12.1.3 配合物的命名 292

12.2 配合物的空间构型和异构现象 293

12.2.1 配合物的空间构型 293

12.2.2 配合物的异构现象 294

12.3 配离子的稳定性 297

12.3.1 中心离子本性对配离子稳定性的影响 297

12.3.2 配体本性对配离子稳定性的影响 297

12.3.3 中心离子与配体的关系对配离子稳定性的影响 298

12.4 配合物的价键理论 298

12.4.1 配合物价键理论的要点 298

12.4.2 配离子的空间构型与杂化方式的关系 299

12.4.3 配合物的磁性 300

12.5 配合物的晶体场理论 301

12.5.1 中心离子d轨道的能级分裂 301

12.5.2 影响分裂能大小的因素 303

12.5.3 中心离子d电子的分布 305

12.5.4 晶体场稳定化能（CFSE） 306

12.5.5 配离子的电子吸收光谱 310

12.6 配位平衡 311

12.6.1 配位平衡的表示方法 311

12.6.2 配合物平衡浓度的计算 312

12.6.3 配位平衡的移动 313

12.7 配合物的应用 317

12.7.1 医药方面的应用 317

12.7.2 生物方面的应用 318

12.7.3 化学方面的应用 318

12.7.4 冶金工业的应用 318

12.7.5 其他方面的应用 319

本章小结 319

化学家史话——维尔纳 320

习题 320

第13章 氢和稀有气体 323

13.1 氢 323

13.1.1 氢原子的成键特征 323

13.1.2 氢化物 324

13.2 稀有气体 328

13.2.1 稀有气体的发现 328

13.2.2 稀有气体的存在和分离 328

13.2.3 稀有气体的性质和用途 329

13.2.4 稀有气体的化合物 330

本章小结 332

化学史话——莱姆塞和稀有元素的发现 333

习题 334

第14章 碱金属和碱土金属 336

14.1 s区元素概述 336

14.2 s区元素的单质 337

14.2.1 单质的物理性质和化学性质 337

14.2.2 s区元素的存在和单质制备 339

14.3 s区元素的化合物 340

14.3.1 氧化物 340

14.3.2 氢氧化物 343

14.3.3 重要的盐类及其性质 344

14.4 锂、铍的特殊性质——对角线规则 348

14.4.1 锂与镁的相似性 348

14.4.2 铍与铝的相似性 349

14.4.3 硼和硅的相似性 349

本章小结 349

化学史话——光谱分析法与铯、铷的发现 350

习题 351

第15章 卤素元素 353

15.1 p区元素概述 353

15.1.1 元素性质及变化规律 353

15.1.2 多种氧化数 355

15.1.3 化合物的成键特征 355

15.2 卤素 355

15.2.1 卤素的通性 356

15.2.2 卤素单质 357

15.2.3 卤素的氢化物 360

15.2.4 卤化物和多卤化物 363

15.2.5 卤素的含氧化合物 367

15.2.6 拟卤素 373

本章小结 374

化学史话——单质氟的制备 374

习题 375

第16章 氧族元素 377

16.1 氧族元素概述 377

16.2 氧及其化合物 378

16.2.1 氧 378

16.2.2 臭氧 380

16.2.3 过氧化氢 382

16.3 硫及其化合物 383

16.3.1 单质硫 383

16.3.2 硫化氢和硫化物 385

16.3.3 二氧化硫、亚硫酸及其盐 388

16.3.4 三氧化硫、硫酸及其盐 390

16.3.5 硫的其他含氧酸及其盐 393

16.3.6 氯磺酸和二氯化硫酰 397

本章小结 398

化学史话——氧气和硫的发现 398

习题 399

第17章 氮族元素 402

17.1 氮族元素概述 402

17.2 氮族元素的单质 403

17.2.1 氮 403

17.2.2 磷 404

17.2.3 砷、锑、铋 405

17.3 氮的化合物 406

17.3.1 氮的氢化物 406

17.3.2 氮的氧化物 410

17.3.3 氮的含氧酸及其盐 412

17.4 磷的化合物 415

17.4.1 磷的氢化物（膦） 415

17.4.2 磷的氧化物 416

17.4.3 磷的含氧酸及其盐 417

17.5 砷、锑、铋的化合物 422

17.5.1 氢化物 422

17.5.2 氧化物 423

17.5.3 氢氧化物 423

17.5.4 砷、锑、铋的盐 424

17.5.5 砷、锑、铋的硫化物 425

本章小结 425

化学新知识——新型半导体材料砷化镓 426

习题 426

第18章 碳族元素 429

18.1 碳族元素概述 429

18.2 碳族元素的单质 430

18.2.1 碳 430

18.2.2 硅和锗 433

18.2.3 锡和铅 435

18.3 碳的化合物 435

18.3.1 一氧化碳 436

18.3.2 二氧化碳 436

18.3.3 碳酸及其盐 437

18.3.4 碳化物 439

18.4 硅的化合物 441

18.4.1 二氧化硅 441

18.4.2 硅酸及其盐 442

18.4.3 硅的卤化物 446

18.5 锡、铅的化合物 447

18.5.1 锡、铅氧化物的酸碱性 447

18.5.2 锡、铅化合物的氧化还原性 448

18.5.3 锡、铅的盐 449

本章小结 450

化学新知识——新型碳、硅、锡材料 450

习题 451

第19章 硼族元素 453

19.1 硼族元素概述 453

19.2 硼族元素的单质 454

19.2.1 硼 454

19.2.2 铝 454

19.3 硼的化合物 455

19.3.1 硼的氢化物 455

19.3.2 硼的含氧化合物 456

19.3.3 硼的卤化物 459

19.3.4 氮化硼 460

19.4 铝的化合物 460

19.4.1 氧化铝和氢氧化铝 460

19.4.2 铝的卤化物 461

19.4.3 铝的含氧酸盐 462

19.5 p区元素化合物性质的递变规律 462

19.5.1 p区元素的氧化物及其水合物 462

19.5.2 p区元素含氧酸盐的热稳定性 467

本章小结 469

化学新知识——无机纤维 470

习题 470

第20章 过渡元素（Ⅰ） 472

20.1 过渡元素概述 472

20.1.1 过渡元素简介 472

20.1.2 过渡元素的物理性质 474

20.1.3 过渡元素的原子半径和电离能 474

20.1.4 过渡元素单质的化学性质 475

20.1.5 过渡元素的氧化态 475

20.1.6 非化学计量化合物 476

20.1.7 过渡元素的配合物 477

20.1.8 过渡元素离子的颜色 477

20.1.9 过渡元素及其化合物的磁性 478

20.2 钛副族元素 479

20.2.1 钛副族元素的通性 479

20.2.2 钛的化合物 481

20.2.3 锆和铪的化合物 485

20.3 钒副族元素 487

20.3.1 钒副族元素的通性 487

20.3.2 钒的化合物 488

20.3.3 铌和钽的化合物 491

20.4 铬副族元素 492

20.4.1 铬副族元素的通性 492

20.4.2 铬的化合物 495

20.4.3 钼、钨的化合物 503

20.4.4 多酸型配合物 504

20.5 锰副族元素 506

20.5.1 锰副族元素的通性 506

20.5.2 锰的化合物 508

本章小结 512

化学新知识——形状记忆合金 513

习题 515

第21章 过渡元素（Ⅱ） 518

21.1 铁系元素 518

21.1.1 铁系元素的通性 518

21.1.2 铁、钴、镍的单质 519

21.1.3 铁、钴、镍的氧化物和氢氧化物 520

21.1.4 铁、钴、镍的化合物 521

21.1.5 铁系元素的配合物 524

21.1.6 铁系元素的生物化学 527

21.2 铂系元素 530

21.2.1 铂系元素通性 530

21.2.2 铂系金属的化合物 531

21.2.3 铂系元素的配合物 532

21.3 过渡金属有机化合物 535

21.3.1 概述 535

21.3.2 羰基化合物 536

21.3.3 不饱和烃配合物 538

本章小结 540

化学新知识——金属配合物抗肿瘤药物 540

习题 542

第22章 铜副族和锌副族元素 545

22.1 铜副族元素 545

22.1.1 铜副族元素简介 545

22.1.2 铜副族元素的重要化合物 548

22.1.3 铜、银、金的配合物 552

22.1.4 Cu（Ⅰ）和Cu（Ⅱ）的相互转化 553

22.1.5 ⅠB族元素和ⅠA族元素性质对比 554

22.2 锌副族元素 555

22.2.1 锌副族元素简介 555

22.2.2 锌副族元素的重要化合物 557

22.2.3 Hg（Ⅱ）和Hg（Ⅰ）的相互转化 562

22.2.4 ⅡB族元素与ⅡA族元素性质的对比 562

本章小结 563

化学新知识——铜锌的生物化学 563

习题 565

第23章 镧系元素与锕系元素 568

23.1 镧系元素与锕系元素概述 568

23.1.1 镧系元素与锕系元素简介 568

23.1.2 镧系元素与锕系元素的物理化学性质 570

23.1.3 镧系元素与锕系元素的原子半径和电离能 571

23.2 镧系元素 573

23.2.1 镧系元素的通性 573

23.2.2 镧系元素的重要化合物 575

23.3 锕系元素 578

23.3.1 锕系元素的通性 578

23.3.2 钍及其化合物 578

23.3.3 铀元素 579

本章小结 580

化学新知识——热核反应 581

习题 582

习题参考答案 584

附录 592

本书所用我国法定计量单位说明 592

附表一 常见物质在298.15K的ΔfH？、ΔfG？、S？ 593

附表二 某些物质在298.15K的ΔcH？ 596

附表三 弱酸、弱碱的解离常数（298.15K） 597

附表四 溶度积常数（298.15K） 599

附表五 某些配离子的标准稳定常数（298.15K） 601

附表六 标准电极电势（298.15K） 601

主要参考书目 605