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第一章绪论 1

§1-1化学是研究物质变化的科学 1

1-1化学研究的对象与内容 1

目 录 1

1-2研究化学的目的 3

1-3研究化学的方法 4

2-1古代化学 6

（1）实用和自然哲学时期（——公元前后） 6

§1-2化学发展简史 6

（2）炼金术、炼丹时期（公元前后—公元1500年） 7

（3）医化学时期（公元1500—1700年） 8

（4）燃素学说时期（公元1700—1774年） 8

2-2近代化学的萌芽 9

2-3化学的现状 10

§1-3无机化学简介 12

3-1无机化学的研究对象和发展 12

3-2无机化学的任务 13

1-1理想气体 16

第二章物质的状态 16

§2-1气体 16

（1）理想气体的状态方程式 17

（2）气体分压定律 19

（3）气体扩散定律 21

1-2实际气体状态方程式 22

1-3气体的液化 25

1-4气体分子的速率分布和能量分布 27

1-5气体分子运动论 30

2-1液体的蒸发 33

§2-2液体 33

（1）蒸发过程 34

（2）饱和蒸气压 34

（3）蒸发热 36

2-2液体的沸点 37

§2-3固体 38

3-1晶体与非晶体 38

3-2晶体的外形 七大晶系 39

（1）十四种晶格 41

3-3晶体的内部结构 41

（2）晶胞 42

第三章原子结构 47

§3-1核外电子的运动状态 47

1-1氢原子光谱和玻尔理论 47

（1）氢原子光谱 47

（2）玻尔理论 50

（1）光的二象性 56

（2）电子的波粒二象性 56

1-2微观粒子的波粒二象性 56

（3）海森堡测不准原理 58

1-3波函数和原子轨道 59

（1）薛定谔方程——微粒的波动方程 59

（2）波函数和原子轨道 63

1-4几率密度和电子云 64

（1）电子云的概念 64

（2）几率密度和电子云 65

（3）几率密度分布的几种表示法 67

1-5波函数的空间图象 67

（1）径向分布 68

（2）角度分布 70

1-6四个量子数 74

（1）主量子数（n） 74

（2）角量子数（l） 75

（3）磁量子数（m） 77

（4）自旋量子数（ms） 78

§3-2核处电子的排布和元素周期系 80

2-1多电子原子的能级 80

（1）鲍林的原子轨道近似能级图 80

（2）屏蔽效应 82

（3）钻穿效应 84

（4）科顿原子轨道能级图 86

2-2核外电子排布的原则 87

（1）能量最低原理 88

（2）保里原理 88

（3）洪特规则 89

2-3原子的电子层结构和元素周期系 91

（1）原子的电子层结构 91

（2）原子的电子层结构与元素的分区 101

（3）原子的电子层结构与周期的关系 102

（4）原子的电子层结构与族的关系 103

§3-3元素基本性质的周期性 104

3-1原子半径 105

（1）原子半径在周期中的变化 105

（2）镧系收缩 107

（3）原子半径在同族中的变化 108

3-2电离能 108

3-3电子亲合能 112

3-4元素的电负性 114

第四章化学键与分子结构 119

§4-1离子键理论 120

1-1离子键的形成 120

1-2离子键的特点 123

（1）离子键的本质是静电作用力 123

（2）离子键没有方向性 123

（3）离子键没有饱和性 124

（4）键的离子性与元素的电负性有关 124

1-3离子的特征 125

（1）离子的电荷 126

（2）离子的电子层构型 126

（3）离子半径 127

1-4离子晶体 132

（1）离子晶体的特性 132

（2）离子晶体的类型 134

（3）离子半径比与配位数和晶体构型的关系 136

1-5晶格能 138

§4-2共价键理论 141

2-1价键理论 142

（1）共价键的本质 143

（2）成键的原理 145

（3）共价键的特点 146

2-2杂化轨道理论 151

（1）杂化与杂化轨道的概念 152

（2）杂化轨道的类型 152

（3）等性杂化与不等性杂化 156

（4）杂化轨道理论的基本要点 157

（1）价层电子对互斥理论的基本要点 159

2-3价层电子对互斥理论 159

（2）判断共价分子结构的一般规则 161

（3）判断共价分子结构的实例 164

2-4分子轨道理论 166

（1）分子轨道理论的基本要点 166

（2）原子轨道线性组合的类型 167

（3）原子轨道线性组合的原则 171

（4）同核双原子分子的分子轨道能级图 173

（5）异核双原子分子的分子轨道能级图 178

2 5键参数与分子的性质 180

（1）键级 180

（2）键能 181

（3）键长 182

（4）键角 183

（5）键的极性 184

2-6分子晶体和原子晶体 186

（1）分子晶体 186

（2）原子晶体 187

3-1金属键的改性共价理论 188

§4-3金属键理论 188

3-2金属键的能带理论 189

3-3金属晶体 194

§4-4分子间作用力 195

4-1极性分子与非极性分子 195

4-2分子间作用力（范德华力） 199

4 3离子的极化 201

（1）离子的极化作用 203

（2）离子的变形性 203

（4）离子极化学说在晶体化学中的应用 204

（3）相互极化作用（或附加极化作用） 204

4-4氢键 205

（1）氢键的形成 206

（2）氢键的特点 208

（3）氢键对化合物性质的影响 209

第五章 氢和稀有气体 213

§5-1氢 213

1 1氢在自然界中的分布 213

（3）独特的键型 214

（2）形成共价键 214

（1）形成离子键 214

1-2氢的成键特征 214

1-3氢的性质和用途 215

（1）单质氢 215

（2）原子氢 216

1 4氢的制备 217

1-5氢化物 218

（1）离子型氢化物 218

（2）金属型氢化物 220

（3）分子型氢化物 221

1-6氢能源 222

§5-2稀有气体 223

2-1历史的回顾 223

2-2通性和用途 224

2-3稀有气体在自然界的分布和从空气中分离稀有气体 226

2-4化合物 227

（1）氙的氟化物的合成和性质 228

（2）含氧化合物 230

（3）其它稀有气体化合物 231

2-5稀有气体化合物的结构 232

（1）杂化轨道法 232

（2）价层电子对互斥理论 233

（3）MO法处理氙化合物的分子结构 234

第六章化学热力学初步 236

§6-1热力学第一定律 236

1-1基本概念 236

（1）体系和环境 236

（2）状态和状态函数 237

（3）过程和途径 238

（4）体积功和p-V图 239

（5）热力学能 241

1-2热力学第一定律 242

（1）热力学第一定律的内容 242

（2）功和热 243

1-3可逆途径 245

§6-2热化学 248

2-1化学反应的热效应 248

（2）恒压反应热 249

（1）恒容反应热 249

（3）Qp和Qv的关系 251

2-2盖斯定律 254

（1）热化学方程式 254

（2）盖斯定律 255

2-3生成热 256

（1）生成热的定义 257

（2）标准生成热的应用 258

2 4燃烧热 260

2-5从键能估算反应热 261

§6-3化学反应的方向 262

3-1反应方向概念 262

（1）标准状态下的化学反应 262

（2）化学反应进行的方式 263

3-2反应焓变对反应方向的影响 264

3 3状态函数熵 265

（1）混乱度和微观状态数 265

（2）状态函数熵 266

（3）热力学第三定律和标准熵 268

（4）对过程熵变情况的估计 269

3-4状态函数吉布斯自由能 270

（1）吉布斯自由能判据 270

（2）标准生成吉布斯自由能 272

第七章化学反应的速率 279

§7-1化学反应速率的定义及其表示方法 279

§7-2反应速率理论简介 282

2-1碰撞理论 282

（1）活化配合物 285

2-2过渡状态理论 285

（2）反应历程－势能图 286

§7-3影响化学反应速率的因素 287

3-1浓度对化学反应速率的影响 287

（1）反应物浓度与反应速率的关系 287

（2）反应的分子数和反应级数 291

（3）速率常数k 294

3-2温度对化学反应速率的影响 295

3-3催化剂对化学反应速率的影响 299

（1）均相催化 300

（2）多相催化 301

（3）催化剂的选择性 303

第八章化学平衡 307

§8-1化学反应的可逆性和化学平衡 307

§8-2平衡常数 308

2-1经验平衡常数 308

2-2平衡常数与化学反应的程度 311

2-3标准平衡常数 312

2-4标准平衡常数与化学反应的方向 313

§8-3标准平衡常数K？与△rGm？的关系 315

3-1化学反应等温式 315

3-2△？Gm？、△rGm？和△rGm的关系 317

§8-4化学平衡的移动 318

4-1浓度对平衡的影响 318

4-2压强对平衡的影响 319

4-3温度对平衡的影响 321

4-4选择合理生产条件的一般原则 322

§9-1溶液 328

第九章溶液 328

1-1溶液浓度的表示方法 329

（1）质量摩尔浓度 329

（2）物质的量浓度 329

（3）质量分数 330

（4）摩尔分数 331

（5）体积分数 331

1-2溶解度原理 331

（1）温度对溶解度的影响 333

（2）压强的影响——亨利（Henry）定律 334

1-3分配定律 335

§9-2非电解质稀溶液的依数性 337

2-1蒸气压下降——拉乌尔（Raoult）定律 337

2-2沸点升高 339

2-3凝固点下降 340

2-4渗透压 341

2-5依数性的应用 342

3-2溶胶 345

（1）溶胶的制备和净化 345

3-1分散体系 345

§9-3溶胶 345

（2）溶胶的光学性质 347

（3）溶胶的电泳和粒子结构 348

3-3溶胶的聚沉和稳定性 351

（1）电解质的聚沉作用 352

（2）电解质混合物的聚沉作用 352

（4）溶胶的稳定性 353

（3）相互聚沉现象 353

3-4高分子溶液 354

第十章 电解质溶液 359

§10-1强电解质溶液理论 360

1-1离子氛和离子强度 361

1-2活度和活度系数 362

§10-2弱酸、弱碱的解离平衡 363

2-1一元弱酸、弱碱的解离平衡 363

（1）解离常数和解离度 363

（2）同离子效应和盐效应 367

（1）水的离子积常数 369

2-2水的离子积和溶液的pH值 369

（2）溶液的pH值 370

（3）酸碱指示剂 371

2-3多元弱酸的解离平衡 372

2-4缓冲溶液 376

§10-3盐的水解 378

3-1各种盐的水解 379

（1）弱酸强碱盐 379

（2）强酸弱碱盐 381

（3）弱酸弱碱盐 382

（4）弱酸的酸式盐 384

3-2影响水解的因素 385

（1）平衡常数的影响 385

（2）外界条件的影响 386

§10-4酸碱理论的发展 387

4-1酸碱质子理论 387

（1）酸碱定义 387

（2）酸碱的强度 388

（3）酸碱反应 389

（1）酸碱定义 392

（2）反应 392

4-2酸碱电子理论 392

§10-5难溶性强电解质的沉淀－溶解平衡 394

5-1溶度积和溶解度 394

（1）溶度积常数 394

（2）溶度积与溶解度的关系 397

5-2沉淀－溶解平衡的移动 399

（1）沉淀的生成 399

（2）沉淀的溶解 400

（3）分步沉淀 402

（4）沉淀的转化 405

第十一章氧化还原反应 410

§11-1基本概念 410

1-1原子价和氧化数 410

1-2氧化还原反应的特征 412

1-3氧化剂和还原剂 413

1-4氧化还原电对 414

2-1氧化数法 415

§11-2氧化还原反应方程式的配平 415

2-2离子－电子法 418

§11-3 电极电势 421

3-1原电池和电极电势 421

（1）原电池 421

（2）电极电势 423

（3）标准氢电极和标准电极电势 424

（4）电极的类型与原电池的表示法 428

3-2电池的电动势和化学反应吉布斯自由能的关系 431

（1）定性讨论 433

3-3影响电极电势的因素 433

（2）奈斯特方程 434

3-4电极电势的应用 441

（1）判断氧化剂和还原剂的强弱 441

（2）求平衡常数和溶度积常数 441

（3）判断氧化还原反应进行的方向和进行的程度 444

§11-4电势图解及其应用 447

4-1元素电势图 447

4-2氧化态图 450

（1）水的热力学稳定区 452

4-3 电势-pH图及其应用 452

（2）应用 456

§11-5 电解 458

5-1原电池和电解池 458

5-2电解定律 460

5-3分解电压 461

§11-6化学电源简介 463

（二）单位和换算因数 470

（一）普通物理常数 470

附录 470

（三） 国际相对原子质量表（1979） 471

（四）热力学数据（298.15K） 473

（五）弱酸、弱碱在水中的离解常数（298K） 490

（六）微溶化合物的溶度积（291—298K） 492

（七）标准电极电势（298K） 495

（八）配合物的稳定常数（291—298K） 509

第十二章卤素 515

§12-1 卤素的通性 515

目 录 515

元素周期表 515

§12-2卤素单质及其化合物 520

2-1卤素的成键特征 520

2-2卤素在自然界中的分布 521

2-3单质 522

2-4卤化氢和氢卤酸 531

2-5卤化物和卤素互化物 536

2-6卤素的氧化物 539

2-7卤素的含氧酸及其盐 542

2-8拟卤素和拟卤化物 549

§12-3含氧酸的氧化还原性 552

3-1含氧酸氧化还原性的周期性 553

3-2影响含氧酸氧化能力强弱的因素 554

习题 558

第十三章氧族元素 560

§13-1氧族元素的通性 560

§13-2氧、臭氧 563

2-1氧在自然界中的分布 563

2-2氧的制备和空气液化 564

2-3氧的结构、性质和用途 565

2-4臭氧 570

2-5氧的成键特征 574

2-6氧化物 577

§13-3 水 580

3-1水在自然界中的分布 580

3-2水的结构 581

3-3水的物理性质 583

3-4水的状态图 586

3-5水的化学性质 589

3-6水的污染与净化 591

§13-4过氧化氢 593

4-1过氧化氢的分子结构 593

4-2过氧化氢的性质和用途 594

4-3过氧化氢的制备 596

§13-5硫和它的化合物 598

5-1单质硫 598

5-2硫在形成化合物时的价键特征 600

5-3硫的氧化态－吉布斯自由能图 601

5-4单质硫的制备、性质和用途 602

5-5硫化氢和硫化物 603

5-6硫属元素的氧化物 607

5-7硫属元素的含氧酸 612

5-8硫的卤化物 626

§13-6无机酸强度的变化规律 627

6-1影响无机酸强度的直接因素 627

6-2氢化物酸性强弱的规律 628

6-3含氧酸的酸性强弱的规律 631

习题 634

第十四章氮族元素 637

§14-1氮族元素的通性 637

§14-2氮和它的化合物 641

2-1氮的成键特征和价键结构 641

2-2氮元素的氧化态－吉布斯自由能图 643

2-3氮在自然界中的分布和单质氮 644

2-4氮的氢化物 647

2-5氮的含氧化合物 659

2-6氮的卤化物 669

3-1磷原子的成键特征和价键结构 670

§14-3磷和它的化合物 670

3-2磷元素的氧化态－吉布斯自由能图 672

3-3磷在自然界的分布和单质磷 673

3-4磷化氢 676

3-5磷的含氧化合物 678

3-6磷的硫化物 689

3-7磷的卤化物 690

§14-4砷、锑、铋 693

4-1砷、锑、铋的成键特征 694

4-3砷、锑、铋的单质 695

4-2砷、锑、铋的氧化态－吉布斯自由能图 695

4-4砷、锑、铋的氢化物 697

4-5砷、锑、铋的氧化物 699

4-6砷、锑、铋的三卤化物 703

4-7砷、锑、铋的硫化物 704

§14-5盐类的热分解 707

5-1无机含氧酸盐热分解的类型和规律 707

5-2无机含氧酸盐热分解的本质和对某些规律的解释 716

习题 723

§15-1碳族元素的通性 726

第十五章碳族元素 726

§15-2碳族元素的单质及其化合物 729

2-1碳族元素在自然界中的分布 729

2-2碳族元素的单质 730

2-3氧化物 740

2-4含氧酸及其盐 745

2-5氢化物 754

2-6卤化物和硫化物 756

3-1影响水解的因素 758

§15-3无机化合物的水解性 758

3-2水解产物的类型 762

习题 765

第十六章硼族元素 767

§16-1硼族元素的通性 767

§16-2硼族元素的单质及其化合物 769

2-1硼族元素在自然界中的分布 769

2-2硼族元素的单质 769

2-3硼的氢化物 776

2-4卤化物 780

2-5含氧化合物 782

§16-3惰性电子对效应和周期表中的斜线关系 788

3-1惰性电子对效应 788

3-2周期表中的斜线关系 790

习题 791

第十七章碱金属和碱土金属 793

§17-1 碱金属和碱土金属的通性 793

§17-2碱金属和碱土金属的单质 795

2-1物理性质和化学性质 795

2-2制备方法简介 798

§17-3化合物 799

3-1 M+和M2+离子的特征 799

3-2氧化物 800

3-3氢氧化物 803

3-4盐类 807

§17-4离子晶体盐类的溶解性 811

习题 816

§18-1铜族元素 818

1-1 通性 818

第十八章铜、锌副族 818

1-2单质的物理性质和化学性质 822

1-3铜族元素的存在和冶炼 823

1-4铜族元素的重要化合物 826

1-5 ⅠB族元素和ⅠA族元素性质的对比 840

§18-2锌族元素 840

2-1通性 840

2-2单质的物理性质和化学性质 844

2-3锌、汞的存在和冶炼 846

2-4锌族元素的重要化合物 847

2-5 ⅡB族元素和ⅡA族元素性质的对比 853

习题 855

第十九章配位化合物 858

§19-1配位化合物的基本概念 858

1-1配位化合物的定义 858

1-2配位化合物的组成 860

1-3配合物的命名 866

1-4配合物的类型 867

1-5空间结构与异构现象 870

2-1价键理论 876

§19-2配合物的化学键理论 876

2-2晶体场理论 884

§19-3配位化合物的稳定性 898

3-1配位化合物的稳定常数 898

3-2影响配位化合物稳定性的因素 903

3-3配合平衡的移动 914

§19-4配位化合物的重要性 920

4-1在无机化学方面的应用 920

4-2在分析化学方面的应用 923

4-3配合催化 925

4-4生物化学中的配位化合物 927

习题 928

第二十章过渡金属（Ⅰ） 931

§20-1 引言 931

§20-2钛副族 932

2-1钛副族概述 932

2-2钛的重要化合物 935

2-3锆和铪的化合物 940

3-1钒副族概述 942

§20-3钒副族 942

3-2钒的重要化合物 945

3-3铌和钽的化合物 948

§20-4铬副族 950

4-1铬副族概述 950

4-2铬的重要化合物 956

4-3钼和钨的重要化合物 968

§20-5锰副族 973

5-1锰副族概述 973

5-2氧化数为+7的锰的化合物 978

5-3氧化数为+4的锰的化合物 981

5-4氧化数为+2的锰的化合物 983

§20-6生产实例分析——重铬酸钠的生产 985

§20-7无机物的颜色 991

7-1物质显色的若干规律 991

7-2物质呈色的原因和影响因素 995

习题 1007

§21-1铁系元素 1011

1-1铁系元素概述 1011

第二十一章过渡金属（Ⅱ） 1011

1-2铁 1015

1-3钴和镍 1026

§21-2铂系元素 1035

2-1铂系元素概述 1035

2-2铂和钯的重要化合物 1040

§21-3过渡金属的通性 1043

3-1过渡金属单质的某些物理性质 1043

3-2过渡金属的电离势 1046

3-3过渡金属的氧化态及其稳定性 1049

3-4过渡金属及其化合物的磁性 1056

3-5过渡金属离子及化合物的颜色 1058

3-6配位场效应对过渡金属离子半径以及热力学 1059

性质的影响 1059

3-7含有金属－金属键的过渡金属化合物 1062

习题 1065

第二十二章 镧系元素和锕系元素 1068

§22-1引言 1068

2-1 镧系元素在周期表中的位置及其电子层结构 1069

§22-2镧系元素的电子层结构和通性 1069

2-2镧系收缩 1071

2-3镧系元素的氧化态 1073

§22-3镧系元素离子和化合物 1077

3-1镧系元素离子和化合物的颜色 1077

3-2镧系元素离子和化合物的磁性 1078

3-3镧系元素的发光材料 1080

§22-4镧系元素的重要化合物和镧系金属 1081

4-1 氧化数为+3的化合物 1081

4-2氧化数为+4和+2的化合物 1089

4-3配位化合物 1091

4-4镧系金属单质 1094

§22-5锕系元素的电子层结构和通性 1097

5-1锕系元素在周期表中的位置及其电子层结构 1097

5-2锕系元素的氧化态、离子半径和配位数 1099

5-3锕系离子的颜色及磁性 1104

5-4锕系元素的氧化还原反应 1105

§22-6钍和铀的化合物 1106

6-1钍的化合物 1106

6-2铀的化合物 1107

习题 1110

第二十三章 原子核化学 1112

§23-1历史的回顾 1112

§23-2核结构 1115

2-1核模型 1116

2-2核力 1117

2-3核的稳定性 1118

2-4质能转换、核的结合能 1119

3-1核衰变 1123

§23-3核反应 1123

3-2原子核衰变的规律 1125

3-3诱导核反应 1129

§23-4核能的释放 1134

4-1核裂变能 1135

4-2核聚变能 1138

§23-5核化学成就的重要意义 1139

5-1揭示了合成新元素的可能性，发展了周期系 1139

5-2为获得新能源指明了方向 1143

习题 1145

§24-1生物无机化学研究的内容 1147

第二十四章 生物无机化学简介 1147

§24-2生物体中的元素及其生理作用 1148

2-1生命元素 1148

2-2生物体内元素的生理功能 1150

2-3有害元素 1152

2-4微量元素和地方病 1153

§24-3重要的生物配体及其金属配合物 1155

3-1生物体内的配位体 1156

4-1血红蛋白和肌红蛋白 1162

§24-4铁蛋白和含铁酶 1162

4-2铁硫蛋白 1166

§24-5铜蛋白 1167

§24-6含锌酶 1167

§24-7 维生素B12和B12辅酶 1169

§24-8钠、钾、钙的生物功能 1172

8-1钠、钾的生物功能 1172

8-2钙的生物功能——“信使”作用 1173

问题 1174

索引 1175