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第1篇 无机化学原理 3

第1章　绪论 3

1.1　化学研究的对象 3

1.1.1　化学的定义 3

1.1.2　化学变化的基本特征 4

1.1.3　化学的二级学科 4

1.2　化学与人类社会发展的关系 8

1.2.1　化学在科学中的位置 8

1.2.2　化学对人类创造物质财富的贡献 9

1.2.3　化学与人类生存环境 11

1.2.4　化学与人类健康 12

1.2.5　化学对人类文化发展的影响 12

1.3　无机化学的发展趋势 12

1.3.1　生物无机化学 13

1.3.2　无机固体化学 14

1.3.3　金属有机化学 15

1.3.4　超分子化学 15

1.4　学习无机化学的方法 16

1.4.1　重视化学实验 16

1.4.2　重视化学理论的指导作用 16

1.4.3　在学习中掌握逻辑思维方法 17

1.4.4　抓好各个学习环节 17

1.4.5　学一点化学史 18

本章教学要求 18

第2章　化学热力学初步 19

2.1　热力学基本概念及热力学第一定律 19

2.1.1　基本概念 19

2.1.2　热和功，热力学第一定律 22

2.1.3　化学反应的热效应与焓 24

2.2　赫斯定律及其应用 26

2.2.1　热化学方程式 26

2.2.2　赫斯定律及其应用 27

2.2.3　几种热效应 28

2.3　过程的自发性、熵、热力学第二定律和第三定律 31

2.3.1　过程的自发性 31

2.3.2　熵、热力学第三定律 32

2.3.3　熵变与过程的方向 35

2.4　吉布斯自由能与化学反应自发性判据 36

2.4.1　吉布斯自由能和热力学第二定律 36

2.4.2　标准生成吉布斯自由能 37

2.4.3　吉布斯-亥姆霍兹方程 38

本章教学要求 41

习题 41

第3章　化学反应速率 44

3.1　化学反应速率定义和测定方法 44

3.2　浓度对化学反应速率的影响 46

3.2.1　浓度对化学反应速率的影响与速率方程 46

3.2.2　有效碰撞理论 47

3.3　温度对化学反应速率的影响 49

3.3.1　阿伦尼乌斯反应速率公式 50

3.3.2　阿伦尼乌斯公式的应用 50

3.4　催化剂对化学反应速率的影响 52

3.4.1　过渡状态理论 52

3.4.2　催化剂影响化学反应速率的历程 53

本章教学要求 54

习题 55

第4章　化学平衡 56

4.1　化学平衡的概念 56

4.1.1　化学反应的可逆性和可逆反应 56

4.1.2　化学平衡的定义与特征 56

4.2　化学平衡常数 57

4.2.1　化学平衡常数的概念 57

4.2.2　实验平衡常数 58

4.2.3　标准平衡常数 61

4.2.4　与平衡常数有关的计算 62

4.3　范特霍夫等温式 64

4.3.1　范特霍夫等温式的推导 64

4.3.2　化学反应等温式的应用 65

4.3.3　多重平衡规则 66

4.4　影响化学平衡的因素 68

4.4.1　浓度对化学平衡的影响 68

4.4.2　压力对化学平衡的影响 69

4.4.3　温度对化学平衡的影响 71

4.4.4　勒夏特列原理 73

4.5　溶液 74

4.5.1　难挥发的非电解质稀溶液的依数性 74

4.5.2　电解质溶液 78

4.6　水溶液中的酸碱平衡 79

4.6.1　酸碱理论 79

4.6.2　一元弱酸（碱）的电离平衡 82

4.6.3　多元弱酸（碱）的电离平衡 84

4.6.4　酸碱电离平衡的移动及应用 85

4.7　难溶强电解质的沉淀-溶解平衡 88

4.7.1　溶度积常数 88

4.7.2　溶度积规则 91

4.7.3　同离子效应和盐效应对沉淀生成的影响 91

4.7.4　沉淀的溶解 92

4.7.5　沉淀的转化 93

本章教学要求 94

习题 94

第5章　物质结构 97

5.1　原子结构 97

5.1.1　原子结构发现简史与微观粒子运动的特点 97

5.1.2　量子力学对原子结构的描述及薛定谔方程 100

5.1.3　原子核外电子排布及元素周期表 107

5.2　化学键与分子结构 119

5.2.1　离子键理论 120

5.2.2　价键理论 121

5.2.3　杂化轨道理论 126

5.2.4　价层电子对互斥理论 128

5.2.5　金属键理论 132

5.2.6　分子间作用力及氢键 133

5.3　晶体结构 137

5.3.1　晶体的特征 137

5.3.2　晶体结构的描述 138

5.3.3　晶体的类型 139

本章教学要求 141

习题 141

第6章　氧化还原与电化学 144

6.1　氧化还原的基本概念 144

6.1.1　氧化数 144

6.1.2　氧化还原反应 145

6.1.3　氧化还原反应方程式的配平 146

6.2　原电池、电动势与电极电势 148

6.2.1　原电池 148

6.2.2　电动势与电极电势 151

6.2.3　影响电极电势因素，能斯特方程 157

6.3　原电池的热力学 160

6.3.1　反应自发性的电动势判据 160

6.3.2　氧化还原平衡与其他平衡共存的多重平衡 162

6.4　与电极电势有关的图形 163

6.4.1　电极电势-pH图 163

6.4.2　元素电势图 167

6.5　化学电源与电解 168

6.5.1　化学电源 168

6.5.2　电解 170

本章教学要求 172

习题 173

第7章　配位化学 175

7.1　配位化合物的基本概念 175

7.1.1　配位化合物的定义 175

7.1.2　配位化合物的组成 176

7.1.3　配位化合物的命名 177

7.1.4　配位化合物的异构现象 178

7.2　配位化合物的结构理论 179

7.2.1　价键理论 179

7.2.2　晶体场理论 183

7.3　配位平衡 186

7.3.1　配位-解离平衡与配合物稳定常数 186

7.3.2　配位平衡的移动 187

7.4　配位化合物的应用 189

本章教学要求 190

习题 190

第2篇　元素无机化学 195

第8章　主族元素 195

8.1　s区元素 195

8.1.1　氢 195

8.1.2　碱金属 197

8.1.3　碱土金属 201

8.2　p区元素 204

8.2.1　卤素 204

8.2.2　氧族元素 212

8.2.3　氮族元素 224

8.2.4　碳族元素 238

8.2.5　硼族元素 246

8.3　稀有气体 252

8.3.1　稀有气体的性质 252

8.3.2　稀有气体的化合物 253

8.3.3　稀有气体的用途 254

本章教学要求 254

习题 254

第9章　副族元素 256

9.1　d区元素 256

9.1.1　通性 256

9.1.2　钛 261

9.1.3　钒 263

9.1.4　铬、钼、钨 265

9.1.5　锰 268

9.1.6　铁系元素 271

9.2　ds区元素 277

9.2.1　通性 277

9.2.2　铜、锌族元素的提取 279

9.2.3　铜族、锌族的单质和重要化合物 280

9.2.4　铜族、锌族的配合物 285

9.2.5　铜、锌分族元素的应用和生物无机化学 287

9.3　f区元素 289

9.3.1　镧系元素通性 289

9.3.2　镧系元素的氧化态 290

9.3.3　镧系元素的原子半径、离子半径与镧系收缩 291

9.3.4　镧系元素单质和化合物的性质 291

9.3.5　稀土元素的用途 293

本章教学要求 294

习题 295

第3篇　无机化学进展 301

第10章　无机功能材料 301

10.1　无机光学材料 301

10.1.1　光的频率、能量、波长和颜色 301

10.1.2　发光的基本概念、稀土发光材料 302

10.1.3　稀土发光材料在照明方面的应用 303

10.1.4　稀土发光材料在信息显示方面的应用 305

10.1.5　稀土激光材料 306

10.2　磁性材料 306

10.2.1　磁学基础 307

10.2.2　无机磁性材料 310

10.2.3　分子基磁性材料 312

10.2.4　单分子磁体 314

10.2.5　分子基磁性材料的前景 315

本章教学要求 315

习题 315

第11章　生物无机化学 317

11.1　生物元素 317

11.1.1　生物元素的种类 317

11.1.2　生物元素的功能 318

11.2　重要的生物大分子 319

11.2.1　氨基酸 319

11.2.2　蛋白质 321

11.2.3　核酸 324

11.2.4　酶 328

11.3　生物无机化学的应用研究 329

11.3.1　DNA结构探针 329

11.3.2　化学核酸酶 329

11.3.3　无机药物 330

11.3.4　仿生材料 332

本章教学要求 333

习题 333

第12章　环境无机化学 335

12.1　环境化学 335

12.2　主要无机污染物及其防治 338

12.2.1　含碳化合物 338

12.2.2　含氮化合物 339

12.2.3　含磷化合物 341

12.2.4　臭氧 341

12.2.5　含硫化合物 342

12.2.6　含氟化合物 343

12.2.7　重金属 343

本章教学要求 347

习题 347

参考文献 349

附录 350

附录1　常用物理化学常数 350

附录2　基本SI单位、导出量及与SI单位一起使用的单位 350

附录3　一些单质和化合物的热力学函数（298.15K,101.325 kPa） 351

附录4 常见弱酸、弱碱水溶液电离平衡常数（298.15K） 359

附录5 常见难溶化合物溶度积（298.15K） 360

附录6 常见配离子的累积稳定常数（298.15K） 361

附录7 溶液中的标准电极电势（298.15K） 362

附录8 原子半径（pm） 365

部分习题参考答案 366