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第一篇 化学原理基础 1

第一章 原子结构和元素周期表 1

1.1 人类认识原子结构的简单历史 1

1.2 核外电子运动状态 6

1.2.1 核外电子运动的量子化特性——氢原子光谱和玻尔理论 6

1.2.2　核外电子运动的波粒二象性 9

1.2.3　核外电子运动状态的描述 11

1.2.4　电子运动状态特点小结 21

1.3 原子核外电子排布和元素周期表 22

1.3.1 多电子原子的能级 22

1.3.2　核外电子排布 26

1.3.3　原子结构与元素周期系的关系 28

1.3.4　元素周期表中族序数的新标法 35

1.4 元素的电离势、电负性和原子结构 35

1.4.1　电离势 35

1.4.2　电子亲合势 41

1.4.3　电负性 41

习题 44

第二章 化学键与分子结构 47

2.1 化学键参数和分子的性质 47

2.1.1　键参数 47

2.1.2　分子的性质 50

2.2 离子键 52

2.2.1　离子型化合物生成过程的能量变化 52

2.2.2　离子键的本质 55

2.2.3　单键的离子性百分数 55

2.3 共价键 56

2.3.1　现代价键理论 57

2.3.2　杂化 60

2.3.3 价层电子对互斥理论（VSEPR理论）简介 65

2.3.4　现代价键理论的优缺点 68

2.4 分子轨道理论简介 68

2.4.1　分子轨道的含义 69

2.4.2　分子轨道的形成 69

2.4.3　分子轨道中电子的排布 72

2.4.4　键级 73

2.5 金属键和键型过渡 74

2.5.1　金属键 74

2.5.2　键型过渡 76

2.6 分子间作用力和氢键 76

2.6.1　分子间作用力 77

2.6.2　氢键 78

习题 80

第三章 晶体结构 83

3.1 晶体的特征 83

3.1.1　晶体的特征 84

3.1.2　晶体的类型 85

3.2 离子半径 86

3.3 离子晶体 87

3.3.1　离子晶体的特性 87

3.3.2　离子晶体的空间结构类型 87

3.3.3　离子晶体物质的化学式 92

3.4 原子晶体 92

3.5 分子晶体 93

3.6 金属晶体 94

3.6.1　金属晶体的特性 94

3.6.2　金属晶体的紧密堆积 94

3.7 层型晶体 96

3.8 晶体的缺陷 96

3.9 原子半径 98

3.10　离子极化 99

3.10.1　离子的极化作用和变形性 99

3.10.2　离子的极化率 100

3.10.3　离子极化对化学键型的影响 101

3.10.4　离子极化对化合物性质的影响 102

3.11 同质多晶现象和类质同晶现象 103

习题 104

第四章 化学热力学基础 108

4.1 几个基本概念 108

4.1.1　系统与环境 109

4.1.2　状态与状态函数 109

4.1.3　过程和途径 110

4.1.4　热和功 111

4.2 热力学第一定律 111

4.3 化学反应的热效应 112

4.3.1　等容反应热和等压反应热 112

4.3.2　反应进度 113

4.3.3　热化学方程式 114

4.3.4　盖斯定律 116

4.3.5　几种热效应 117

4.4 化学反应的方向 119

4.4.1 自发过程 119

4.4.2　熵的初步概念 121

4.4.3　吉布斯自由能 122

习题 127

第五章 化学反应速率和化学平衡 129

5.1 化学反应速率及反应机理 129

5.1.1　化学反应速率及其表示法 129

5.1.2　化学反应速率的实验测定 131

5.1.3　反应机理概念 132

5.2　反应速率理论 133

5.2.1　碰撞理论 133

5.2.2　过渡态理论 134

5.2.3　活化能与反应热的关系 135

5.3 影响化学反应速率的因素 136

5.3.1　浓度对反应速率的影响 136

5.3.2　温度对反应速率的影响 138

5.3.3　催化剂对反应速率的影响 140

5.4 化学平衡 143

5.4.1　可逆反应和化学平衡 143

5.4.2　平衡常数 144

5.4.3　多重平衡规则 155

5.5 化学平衡的移动 156

5.5.1　浓度对化学平衡的影响 157

5.5.2　压力对化学平衡的影响 158

5.5.3　温度对化学平衡的影响 160

习题 162

第二篇 水溶液平衡 165

第六章 电离平衡 165

6.1　弱电解质的电离平衡和强电解质溶液 165

6.1.1　弱电解质的电离平衡 165

6.1.2　同离子效应和盐效应 167

6.1.3　多元弱酸的电离平衡 169

6.1.4　强电解质溶液 171

6.2 溶液的酸碱性 172

6.2.1　水的电离和pH标度 172

6.2.2　盐类水溶液的酸碱性 174

6.2.3　影响盐类水解的因素 178

6.3 缓冲溶液 179

6.3.1　缓冲作用原理和计算公式 179

6.3.2　缓冲溶液的配制 172

6.3.3　缓冲作用在生物等方面的重要意义 182

6.4 酸碱理论 183

6.4.1　酸碱的质子论 183

6.4.2　酸碱的电子论 186

6.4.3　硬软酸碱（HSAB）规则 186

6.5　沉淀溶解平衡和溶度积 188

6.6　沉淀的生成和溶解 191

6.6.1　沉淀的生成 191

6.6.2　沉淀的溶解 196

习题 197

第七章 氧化还原反应 200

7.1 氧化还原反应的基本概念 200

7.1.1　氧化和还原 200

7.1.2　氧化数 200

7.2 氧化还原方程式配平 202

7.2.1　氧化数法 202

7.2.2　离子电子法 203

7.3 电极电势 205

7.3.1　原电池 205

7.3.2　电极电势 206

7.3.3　能斯特（Nernst）方程式 209

7.3.4　原电池的电动势与△rG的关系 210

7.4 电极电势的应用 212

7.4.1　计算原电池的电动势 212

7.4.2　判断氧化还原反应进行的方向 213

7.4.3　选择氧化剂和还原剂 215

7.4.4　判断氧化还原反应进行的次序 215

7.4.5　求平衡常数和溶度积常数 216

7.5 元素电势图及其应用 217

习题 221

第八章 配位化合物 223

8.1 配位化合物的组成和定义 223

8.2 配位化合物的类型和命名 224

8.2.1　配合物的类型 224

8.2.2　配合物的命名 226

8.3 配位化合物的化学键本性 226

8.4 配位解离平衡 231

8.4.1　配位解离平衡和平衡常数 231

8.4.2　配位解离平衡的移动 234

8.5 螯合物的稳定性 237

8.6 配体对中心原子的影响和配体反应性 240

8.7 配合物在生物、医药等方面的应用 241

习题 242

第三篇 元素化学 244

第九章 非金属元素 244

9.1 卤素 244

9.1.1　卤素通性 244

9.1.2　卤素单质 248

9.1.3　卤化氢和氢卤酸 253

9.1.4　卤化物 256

9.1.5　卤素的含氧酸及其盐 259

9.1.6　卤素离子的鉴定及生物学效应 264

9.1.7　含氧酸的氧化还原性 265

9.2 氧、硫和硒 267

9.2.1　氧族元素的通性 267

9.2.2　氧 268

9.2.3　硫及其化合物 272

9.2.4　硒及其化合物 283

9.2.5　离子鉴定及生物学效应 284

9.2.6　无机酸强度变化规律 286

9.3 氮和磷 289

9.3.1　氮族元素的通性 289

9.3.2　氮及其化合物 290

9.3.3　磷及其化合物 300

9.3.4　离子鉴定 305

9.3.5　无机含氧酸盐的热分解 306

9.4 碳、硅 308

9.4.1　碳族元素的通性 308

9.4.2　碳及其化合物 310

9.4.3　二氧化硅和硅酸盐 317

9.4.4　离子鉴定及生物学效应 321

9.5 硼及其重要化合物 322

9.5.1　单质硼 322

9.5.2　硼的氢化物 324

9.5.3　硼的含氧化合物 328

习题 333

第十章 金属元素 333

10.1 概述 333

10.1.1 金属在自然界中的分布及其分类 333

10.1.2　金属的物理性质 333

10.1.3　金属的化学性质 334

10.2 碱金属 334

10.2.1　碱金属的通性 335

10.2.2　碱金属单质 336

10.2.3　氧化物和氢氧化物 337

10.2.4　碱金属盐 340

10.2.5　钠、钾离子的鉴定及生物学效应 342

10.3 碱土金属 343

10.3.1　碱土金属的通性 343

10.3.2　氢氧化物 344

10.3.3　盐类的性质 346

10.3.4　离子鉴定及钙、镁的生物学效应 347

10.4 铝和砷分族 348

10.4.1　铝及其化合物 349

10.4.2　砷、锑、铋的重要化合物 351

10.4.3　离子鉴定及生物学效应 354

10.5 锗、锡、铅 355

10.5.1　锗、锡、铅的性质和用途 356

10.5.2　锡和铅的氧化物和氢氧化物 356

10.5.3　锡和铅的盐类 358

10.5.4　锡和铅的硫化物 360

习题 360

第十一章 过渡元素 365

11.1 过渡元素的通性 365

11.1.1　过渡元素的原子结构特征 365

11.1.2　过渡元素的基本性质变化特征 365

11.1.3　过渡金属单质的物理性质 367

11.1.4　过渡金属的化学性质 368

11.1.5　过渡元素的生物学效应 372

11.2 铬、锰 374

11.2.1 铬、锰的价电子构型和吉布斯能—氧化态图 376

11.2.2　铬、锰单质的性质及用途 376

11.2.3　铬的重要化合物 376

11.2.4　锰的重要化合物 380

11.2.5　离子鉴定及生物学效应 382

113.3　铁、钴、镍、铂 385

11.3.1　氧化物和氢氧化物 385

11.3.2　盐类 387

11.3.3　配合物 389

11.3.4　铁元素的生物学效应与离子鉴定 394

11.3.5　铂及其化合物 396

11.4 铜、银、锌、汞 397

11.4.1　单质的性质及用途 397

11.4.2　铜的重要化合物 399

11.4.3　银的重要化合物 403

11.4.4　锌的重要化合物 406

11.4.5　汞的重要化合物 407

11.4.6　离子鉴定及生物学效应 408

习题 411

附录 414