无机化学 第2版 下PDF电子书下载

第一章 物质的聚集状态热化学基础 1

1-1物质及其“三态” 1

1-2气体 2

（一）气体方程式 3

（二）分压定律 4

1-3液体 9

（一）体系和相的概念 9

（二）液体的蒸气压 10

1-4 固体 13

（一）晶体的各向异性 14

（二）晶体有固定的熔点 14

（三）晶体有一定的几何外形 14

1-5热化学基础 15

（一）体系、状态和状态函数 15

（二）能量守恒和焓 15

（三）Hess定律 19

（四）标准生成焓（标准生成热） 20

（五）反应热效应的表示法 20

习题 21

第二章 原子结构和元素周期律 23

2-1微观粒子的特征 23

（一）微观粒子运动的量子化特性 23

（二）微观粒子的波粒二象性 27

1.光的波粒二象性 27

2.电子的波粒二象性 28

3.统计解释 28

2-2量子力学中氢原子轨道和电子云 29

（一）Schrodinger方程 29

（二）波函数和原子轨道 31

1.波函数和三个量子数 31

2.波函数和原子轨道 32

（三）几率密度和电子云 35

1.电子云的角度分布图 36

2.几率径向分布图 37

2-3多电子原子的结构 39

（一）电子自旋和Pauli不相容原理 39

（二）电子层中的轨道数的最大容量 41

（三）原子的能级 41

1.能量最低原理和近似能级图 41

2.屏蔽效应和钻穿效应 43

（1）屏蔽效应 43

（2）钻穿效应 45

3.原子轨道的能级与原子序数的关系 46

2-4周期系中各元素的原子结构 48

（一）各周期元素的原子的电子层结构 48

（二）从原子结构理解元素周期律 55

（三）元素的分类 57

2-5原子结构与元素性质的关系 57

（一）影响元素金属性和非金属性的因素 58

1.原子的电子层结构 58

2.原子核电荷、原子半径 59

（二）电离势、电子亲合势和电负性——元素的金属性非金属性强弱的量度 61

1.电离势（电离能） 61

2.电子亲合势（电子亲合能） 62

3.电负性 62

（三）元素的化合价 65

习题 68

第三章 分子结构 71

3-1离子键 72

（一）离子键的形成 72

（二）离子的结构 73

1.离子的电荷 73

2.离子的电子构型 74

3.离子半径 75

3-2离子晶体 76

（一）晶格的概念 77

（二）离子晶体最简单的结构类型 78

（三）晶格中离子的配位数 80

（四）离子晶体的晶格能 83

3-3共价键 86

（一）价键理论 86

1.价键理论本质 86

2.价键理论的要点 88

3.原子轨道的重叠 89

4.共价键的类型 92

（1）σ键的形成 92

（2）π键的形成 92

（二）杂化轨道理论 95

1.sp3杂化轨道和有关分子的结构 95

2.sp2杂化轨道和有关分子的结构 96

3.sp杂化轨道和有关分子的结构 97

（三）键参数 99

1.键能 99

2.键长 101

3.键角 102

（四）键的极性 103

3-4极性分子和非极性分子 105

3-5分子间力 108

（一）色散力 110

（二）诱导力 111

（三）取向力 111

3-6离子的极化 113

（一）离子极化的概念 114

（二）离子极化对物质结构的影响 115

习题 117

第四章 氢希有气体 121

4-1氢 121

（一）氢原子结构的特征和原子氢的性质 121

（二）氢气的性质 123

（三）重氢和重水 124

4-2水的特性和氢键 125

（一）水的特性 125

（二）氢键 128

4-3分子晶体 130

4-4希有气体 130

（一）希有气体的结构和性质 130

（二）希有气体的化合物 133

习题 135

第五章 碱金属和碱土金属 137

5-1碱金属和碱土金属的通性 137

5-2碱金属和碱土金属化合物的通性 142

5-3碱金属和碱土金属的氧化物和氢氧化物 147

5-4碱金属和碱土金属重要的盐类 150

5-5硬水及其软化方法 157

（一）硬水的概念 157

（二）硬水的软化方法 157

1.煮沸法 157

2.苏打石灰法 157

3.离子交换法 158

习题 159

第六章 化学反应速度和化学平衡 161

6-1化学反应速度 161

6-2影响化学反应速度的因素 163

（一）浓度的影响 163

1.质量作用定律 164

2.关于应用质量作用定律的几个注意问题 166

（二）温度对反应速度的影响和活化分子理论概述 169

1.温度对反应速度的影响 170

2.活化分子理论概述 171

（三）催化剂对反应速度的影响 175

1.催化剂 176

2.催化剂的选择性 177

（四）非均相体系中的反应 178

6-3化学平衡 181

（一）化学平衡 181

（二）平衡常数 183

1.平衡常数的推导 183

2.平衡常数和反应的进行程度 187

3.有关化学平衡的若干计算 189

6-4化学平衡的移动 193

（一）浓度的改变对化学平衡的影响 194

（二）压力的改变对化学平衡的影响 195

（三）温度的改变对化学平衡的影响 198

（四）平衡移动的规律性 201

（五）催化剂与化学平衡的关系 201

6-5化学反应进行的方向和程度 202

（一）熵 203

（二）自由焓 205

1.自由焓变和自发过程 206

2.标准自由焓变 207

3.自由焓变和平衡常数 208

习题 211

第七章 电解质溶液和离子平衡 215

7-1电解质的电离平衡 215

（一）弱电解质的电离平衡 216

1.电离常数 216

2.电离常数和电解质的相对强弱 217

（二）弱电解质溶液中离子浓度的计算 218

（三）分步电离 220

1.多元酸溶液中［H+］的计算 220

2.多元酸在溶液中的各步电离平衡和总平衡 221

7-2强电解质在溶液中的状况 223

（一）强电解质溶液中离子浓度的计算 223

（二）缔合型强电解质和非缔合型强电解质 224

（三）活度 224

7-3水的电离和溶液的酸碱性 226

（一）水的离子积 226

（二）溶液的酸碱性和pH值 227

7-4电离平衡的移动 232

（一）在弱电解质溶液中的同离子效应 232

（二）溶液的稀释 234

7-5盐类水解 235

（一）由一元弱酸或一元弱碱所成盐的水解 235

1.弱酸和强碱所成盐的水解 235

2.弱碱和强酸所成盐的水解 238

3.弱酸和弱碱所成盐的水解 239

（二）分步水解 239

（三）影响水解的因素 240

1.水解产物的性质 241

2.溶液浓度对水解的影响 242

3.温度的影响 243

7-6缓冲溶液 243

（一）缓冲溶液的特性 243

（二）缓冲作用 243

（三）缓冲溶液pH值的计算 245

7-7酸碱的质子理论 250

（一）酸碱的概念 251

（二）酸碱的相对强度 254

（三）在不同溶剂中酸碱的强度和溶剂的水平效应 255

7-8难溶电解质的沉淀和溶解 256

（一）溶度积 256

（二）难溶电解质沉淀的生成和溶解的规律 259

1.沉淀的生成 259

2.沉淀的溶解 261

（三）有关溶度积的一些应用和计算示例 262

7-9离子互换反应及其平衡常数的推导 265

（一）生成沉淀的反应 265

（二）难溶电解质沉淀的转化 266

（三）强酸与弱酸盐的反应 267

（四）一元弱酸和强碱的中和反应 267

（五）溶液中某离子和弱电解质沉淀剂的反应 268

习题 268

第八章 硼、铝、碳、硅及其同族元素 272

8-1硼族元素的通性 272

8-2分子轨道理论 275

（一）分子轨道理论的基本假设 275

（二）分子轨道的形成 275

（三）分子轨道的能量次序 279

1.H +2分子离子和He2分子 280

2.Li2分子和Be2分子 281

3.B2分子和C2分子 282

（四）键级 283

（五）分子轨道法与价键法的比较 284

8-3硼的化合物 284

（一）硼的氢化物 285

1.硼烷的结构 285

2.硼烷的性质 287

（二）硼的卤化物 287

（三）硼的含氧化合物 289

1.氧化硼 290

2.正硼酸 290

3.硼酸盐 292

8-4铝的化合物 293

（一）铝的含氧化合物 293

1.氧化铝 293

2.氢氧化铝 294

3.铝盐和铝酸盐 295

（二）铝的卤化物 296

8-5碳族元素的通性 298

8-6碳的同素异性体 301

（一）金刚石和石墨 301

（二）炭黑、吸附作用 305

8-7原子晶体 306

8-8碳的简单化合物 306

（一）碳的含氧化合物 306

1.碳的氧化物 306

2.碳酸和碳酸盐 309

（二）碳化物 312

8-9硅的重要化合物 313

（一）二氧化硅 313

（二）硅酸和硅胶 315

（三）硅酸盐 316

（四）天然硅酸盐 317

（五）分子筛 321

（六）同类型硅的化合物和碳的化合物的比较 323

8-10锡和铅的重要化合物 324

（一）氧化物和氢氧化物的酸碱性 325

（二）Sn（Ⅱ）的还原性和Pb（Ⅳ）的氧化性 326

（三）锡、铅的盐类的水解 327

（四）锡、铅的硫化物和硫代酸盐 328

8-11对角线规则 328

习题 329

第九章 氧化还原反应电化学基础 333

9-1氧化还原反应 333

（一）氧化数 333

（二）氧化和还原氧化剂和还原剂 335

（三）一些常见氧化剂和还原剂的变化规律 338

9-2氧化还原反应方程式的配平 338

（一）氧化数法 338

（二）离子－电子法 342

9-3原电池 345

（一）原电池的概念 345

（二）原电池的表示方法 347

（三）原电池的电动势 348

9-4电极电位 349

（一）金属电极电位的产生 349

（二）电极电位的确定 350

（三）影响电极电位的因素 355

（四）标准电极电位与标准自由焓变的关系 358

1.自由焓变与原电池电动势的关系 358

2.标准电极电位与标准自由焓变的关系 358

3.Nernst方程式的导出 362

9-5标准电极电位的应用 363

（一）比较氧化剂和还原剂的相对强弱 363

（二）预测氧化还原反应可能进行的方向 364

（三）判断氧化还原反应进行的程度 368

9-6元素电位图？-pH图 370

（一）元素电位图 370

（二）？-pH图 373

9-7电解 376

（一）电解池 376

（二）分解电压 377

习题 380

附录Ⅰ本书所用的有关单位 384

附录Ⅱ一些物质的标准生成焓、标准生成自由焓和标准熵的数据 388

附录Ⅲ元素周期表（见书末插页） 401

附录Ⅳ主族元素和过渡元素的第一电离势（kJ·mo1-1） 401

附录Ⅴ元素的电子亲合势（kJ·mo1-1） 402

附录Ⅵ标准电极电位（291～298K） 403

第十章 氮、磷及其同族元素 411

10-1氮族元素的通性 411

10-2氮气 413

10-3氨和铵盐 417

（一）氨分子结构 417

（二）氨的性质 419

（三）铵盐 422

（四）价层电子对互斥理论（VSEPR理论） 423

10-4酸碱的溶剂理论 428

10-5氮的氧化物、含氧酸及其盐 431

（一）氮的氧化物 431

（二）硝酸 433

（三）硝酸盐 438

（四）亚硝酸及其盐 439

（五）NO -3和NO -2的鉴定反应 440

10-6氮化硼等电子原理 440

（一）氮化硼（BN）n 440

（二）等电子原理 442

10-7 磷及其主要化合物 444

（一）磷的单质 444

（二）磷酐 445

（三）磷酸及其盐 447

（四）亚磷酸 451

（五）磷的氯化物 451

10-8砷、锑、铋 453

（一）砷、锑、铋单质 453

（二）砷、锑、铋的氢化物 453

（三）砷、锑、铋的氧化物及其水合物 454

（四）砷、锑、铋的盐类 456

习题 458

第十一章 氧、硫及其同族元素 460

11-1氧族元素通性 460

11-2氧 462

（一）氧分子结构和性质 462

（二）臭氧的结构和性质 464

11-3氧化物 466

（一）氧化物概述 466

（二）过氧化氢的结构和性质 469

（三）过氧化钠 471

11-4硫 471

11-5硫化氢和硫化物 473

（一）硫化氢 473

（二）金属硫化物 474

（三）多硫化氢和多硫化物 478

11-6二氧化硫亚硫酸及其盐 478

（一）二氧化硫的结构和性质 478

（二）亚硫酸及其盐 480

11-7三氧化硫硫酸及其盐 481

（一）三氧化硫 481

（二）硫酸 482

（三）硫酸盐 486

11-8硫的其他含氧酸盐 487

（一）硫代硫酸钠 488

（二）连二亚硫酸钠 489

（三）过硫酸盐 489

11-9含硫废气的处理 490

习题 491

第十二章 氯及其同族元素 494

12-1卤素的通性 494

（一）卤族元素的原子结构和性质 494

（二）卤族单质的分子结构和物理性质 495

（三）卤族单质的化学性质 497

（四）卤素的制备 500

（五）卤素的用途 502

12-2卤化氢和氢卤酸 503

（一）卤化氢的分子结构和性质 503

（二）氢卤酸的制备 509

12-3卤素的含氧化合物 511

（一）卤素的含氧化合物概述 511

（二）氯的含氧化合物的主要类型 512

（三）次氯酸及其盐 514

（四）亚氯酸及其盐 517

（五）氯酸及其盐 517

（六）高氯酸及其盐 519

（七）溴、碘的含氧化合物简介 519

12-4拟卤素 521

（一）拟卤素概念 521

（二）氰、氰化氢和氰化物 522

（三）氧氰、氰酸和氰酸盐 522

（四）硫氰、硫氰酸和硫氰酸盐 523

（五）卤素互化物和多卤化物 523

习题 525

第十三章 金属通论 527

13-1金属晶体的密堆积 528

13-2金属键 530

（一）金属键的改性共价键理论（自由电子理论）简介 530

（二）金属键的能带理论及其应用 531

13-3金属单质化学性质的概述 536

（一）金属与氧（空气）的作用 536

（二）金属与水的作用 537

（三）金属与酸的作用 537

（四）金属与强碱的作用 538

13-4金属的存在和制备 539

（一）金属的存在 539

（二）金属的制备 539

习题 544

第十四章 配位化合物 546

14-1配合物的概念和组成 546

14-2配合物中的化学键 551

（一）价键理论 552

（二）晶体场理论概述 559

14-3配合物在溶液中的状况 569

（一）配离子的离解平衡 569

（二）利用不稳定常数进行有关计算的示例 574

14-4螯合物 575

（一）螯合物的概念 575

（二）配合物（包括螯合物）形成体在周期表中分布情况 579

（三）螯合物的若干重要特性 579

14-5配离子的转化 580

（一）配离子间的转化 580

（二）配离子和难溶电解质间的转化 582

14-6配合物的重要性和应用示例 582

（一）配合物的颜色和溶解度 582

（二）降低金属离子浓度 586

（三）配合物电极电位 587

14-7广义酸碱和软硬酸碱原理 589

（一）酸碱的电子论 589

（二）软硬酸碱原理及其应用示例 590

习题 593

第十五章 过渡元素（一） 595

15-1过渡元素概述 595

（一）元素的原子结构和性质 595

（二）过渡金属的性质 600

（三）过渡元素化合物的一般性质 602

（四）过渡元素形成配合物的倾向 607

（五）过渡元素的顺磁性 607

15-2钛及其同族元素 608

（一）钛的性质和用途 608

（二）钛的重要化合物 609

（三）锆的性质和用途 611

15-3钒及其同族元素 611

（一）五氧化二钒 612

（二）钒酸及其盐 612

（三）铌和钽 614

15-4铬及其同族元素 615

（一）铬的性质和用途 615

（二）铬（Ⅲ）的化合物 617

（三）铬（Ⅵ）的化合物 620

（四）含铬污水的处理 624

（五）钼和钨 625

15-5锰及其重要化合物 626

（一）锰的氧化物和氢氧化物 627

（二）锰（Ⅱ）的化合物 628

（三）锰（Ⅳ）的化合物 629

（四）锰酸盐 629

（五）高锰酸盐 630

（六）锰的标准生成自由焓－氧化态图 632

15-6铁、钴、镍及其重要化合物 635

（一）铁系元素的一般性质 635

（二）铁的氧化物和氢氧化物 635

（三）铁（Ⅱ）盐和铁（Ⅲ）盐及其相互转化 637

（四）铁的配合物 641

（五）钴和镍的重要化合物 642

（六）关于配合物稳定性进一步讨论 645

15-7羰基配合物的生成 647

15-8铂系金属 649

习题 650

第十六章 过渡元素（二） 654

16-1铜族元素通性 654

（一）铜族元素的原子结构和性质 654

（二）铜族单质的性质 654

16-2铜的化合物 658

（一）铜的氧化物和氢氧化物 659

（二）氯化铜和硫酸铜 660

（三）铜的配合物 662

16-3银的化合物 664

（一）氧化银 665

（二）卤化银 665

（三）硝酸银 666

（四）银的配合物 666

16-4锌族元素的通性 669

（一）锌族元素的原子结构和性质 669

（二）锌族单质的性质 670

16-5锌的主要化合物 672

（一）氧化锌和氢氧化锌 672

（二）硫化锌 673

（三）氯化锌 673

16-6汞的主要化合物 674

（一）汞的氧化物 675

（二）汞的氯化物 675

（三）汞的硝酸盐 676

习题 677

第十七章 镧系元素和锕系元素 679

17-1镧系元素的通性 679

（一）氧化态的变化 681

（二）离子的颜色 683

（三）物质的磁性 684

（四）化学活泼性 685

17-2希土元素的重要化合物 686

17-3希土元素的分离 690

（一）有机溶剂萃取法 691

（二）离子交换法 694

17-4希土元素的应用 696

17-5锕系元素的通性 697

17-6放射性同位素 700

17-7原子核反应 702

（一）放射性元素的蜕变 703

（二）粒子轰击原子核 703

（三）核裂变反应 703

（四）热核反应 704

（五）核反应中质和能的关系 704

习题 705

第十八章 无机化合物主要类型概述 707

18-1氢化物 707

（一）离子型氢化物 707

（二）共价型氢化物（分子型氢化物） 708

（三）金属型氢化物 711

（四）聚合型氢化物 711

18-2卤化物 712

（一）卤化物的组成 712

（二）卤化物的分类和结构 713

（三）卤化物的性质 714

18-3氧化物 719

（一）氧化物的组成和结构 719

（二）氧化物的性质 720

18-4氢氧化物和含氧酸 723

（一）碱式电离和酸式电离 723

（二）酸、碱的强弱比较 725

（三）碱的分类和性质 726

（四）含氧酸的分类 727

（五）简单含氧酸的结构 728

（六）含氧酸的性质 729

18-5含氧酸盐 731

（一）含氧酸盐的组成 731

（二）含氧酸盐的性质 733

习题 735

附录Ⅶ无机物的化学键主要类型概述 737

附录Ⅷ晶体的主要类型概述 741

附录Ⅸ几个简单分子和多原子分子的电子云和价键表示式 744

索引 748