工科无机化学 第3版PDF电子书下载

1 物质的状态 1

1.1 气体 1

1.1.1 理想气体状态方程 1

1.1.2 气体分压定律和分体积定律 2

1.1.3 气体分子运动论 5

1.1.4 实际气体 7

1.2 液体和溶液 8

1.2.1 液体 8

1.2.2 溶液 10

1.2.3 稀溶液的性质 11

1.3 固体 16

复习思考题 17

习题 17

知识链接 等离子体 18

2 化学反应中的能量关系 20

2.1 化学反应中的能量守恒热化学 20

2.1.1 一些常用术语 20

2.1.2 能量守恒定律 内能 20

2.1.3 焓 化学反应中的焓变 22

2.1.4 化学反应的热效应 23

2.1.5 标准摩尔生成焓 25

2.1.6 标准摩尔燃烧焓 26

2.1.7 盖斯定理 26

2.2 化学反应的自发性 28

2.2.1 焓变与反应的自发性 29

2.2.2 摩尔吉布斯自由能变 29

2.2.3 摩尔熵变 31

2.2.4 摩尔焓变、摩尔熵变、摩尔吉布斯自由能变的关系 32

复习思考题 34

习题 35

知识链接 离子反应的摩尔焓变、摩尔吉布斯自由能变和摩尔熵变 37

3 化学反应速率和化学平衡 39

3.1 化学反应速率 39

3.2 影响反应速率的因素 40

3.2.1 浓度对反应速率的影响 40

3.2.2 温度对反应速率的影响 42

3.2.3 催化剂对反应速率的影响 44

3.2.4 影响多相反应速率的因素 45

3.3 反应速率理论和反应机理 46

3.3.1 碰撞理论活化能 46

3.3.2 过渡态理论 47

3.3.3 活化能与反应速率的关系 48

3.3.4 反应机理 49

3.4 化学平衡 50

3.4.1 可逆反应和化学平衡 50

3.4.2 平衡常数 51

3.4.3 平衡常数的组合——多重平衡规则 53

3.4.4 有关平衡常数的计算 54

3.4.5 平衡常数与摩尔反应吉布斯自由能变 55

3.5 化学平衡的移动 56

3.5.1 浓度对化学平衡的影响 56

3.5.2 压力对化学平衡的影响 58

3.5.3 温度对化学平衡的影响 59

3.5.4 催化剂与化学平衡 60

3.5.5 平衡移动的总规律 60

习题 61

复习思考题 61

知识链接 化学反应速率和化学平衡原理的应用 64

4 电解质溶液和离子平衡 67

4.1 电解质溶液 67

4.1.1 阿仑尼乌斯解离理论 67

4.1.2 强电解质在溶液中的状况 68

4.2 弱酸、弱碱的解离平衡 70

4.2.1 一元弱酸、弱碱的解离平衡 70

4.2.2 多元弱酸的解离平衡 73

4.2.3 影响解离平衡的因素 74

4.2.4 水的解离和溶液的酸碱性 76

4.3 缓冲溶液 79

4.3.1 缓冲作用原理 79

4.3.2 缓冲溶液pH值的计算 80

4.3.3 缓冲物质的选择和缓冲溶液的配制 82

4.4 盐类的水解 83

4.4.1 盐类的水解反应、水解常数 83

4.4.2 多元弱酸盐和多元弱碱盐的水解 85

4.4.3 影响盐类水解反应的因素 86

4.5.2 酸碱的溶剂理论 87

4.5.1 酸碱的水-离子理论 87

4.5 近代酸碱理论简介 87

4.5.3 酸碱的质子理论 88

4.5.4 酸碱的电子理论 89

4.6 难溶强电解质的沉淀——溶解平衡 90

4.6.1 溶度积和溶度积规则 90

4.6.2 沉淀的生成和溶解 93

4.6.3 分步沉淀和沉淀转化 99

复习思考题 102

习题 103

知识链接 质子酸碱强度 105

5 原子结构和元素周期系 109

5.1 原子结构理论的早期发展 109

5.2 原子的玻尔模型 110

5.2.1 玻尔理论 111

5.2.2 玻尔理论的应用 112

5.3 原子的量子力学模型 113

5.3.1 微观粒子的波粒两象性 113

5.3.2 核外电子运动状态的近代描述 115

5.3.3 原子轨道和电子云的图像 121

5.4 原子核外电子的排布 123

5.4.1 多电子原子的能级 124

5.4.2 核外电子排布的规则 125

5.4.3 核外电子排布的表示方法 126

5.5 元素周期系 130

5.5.1 原子的电子层结构和元素周期系 131

5.5.2 原子结构与元素性质的周期性 133

习题 141

复习思考题 141

知识链接 143

(一)原子轨道和电子云的径向分布图 143

(二)钻穿效应 145

6 分子结构 146

6.1 价键理论 146

6.1.1 共价键的本质 146

6.1.2 共价键的特征 147

6.1.3 共价键的类型 147

6.1.4 键参数 149

6.1.5 价键理论的应用 151

6.2 杂化轨道理论 152

6.2.1 杂化轨道概念的形成及其理论要点 152

6.2.2 s和p原子轨道杂化的三种方式 153

6.2.3 等性杂化和不等性杂化轨道 155

6.3 分子轨道理论 157

6.3.1 分子轨道理论的基本观点及其要点 157

6.3.2 分子轨道的形成 157

6.3.3 分子轨道能级图与应用示例 159

6.4.1 分子间力 162

6.4 分子间力和氢键 162

6.4.2 氢键 166

复习思考题 168

习题 169

知识链接 价层电子对互斥理论 170

7 晶体结构 175

7.1 晶体的内部结构 175

7.1.1 晶格和晶胞 175

7.1.2 晶体的基本类型 176

7.2.1 三种典型的离子晶体 178

7.2 离子晶体 178

7.2.2 离子半径和配位比 179

7.2.3 晶格能 181

7.2.4 离子的极化 183

7.3 金属晶体 186

7.3.1 金属键 186

7.3.2 金属晶体的紧密堆积结构 187

7.3.3 金属的原子半径 188

7.4 晶体缺陷 189

习题 190

复习思考题 190

知识链接 191

(一)非化学计量化合物 191

(二)超导材料 193

8 氧化还原反应和电化学基础 194

8.1 氧化还原反应 194

8.1.1 氧化值与化合价 194

8.1.2 氧化还原反应 195

8.1.3 氧化还原反应方程式的配平 196

8.2.1 原电池 199

8.2 原电池和电极电势 199

8.2.2 电极电势 201

8.2.3 电极电势的应用 208

8.2.4 吉布斯自由能变和电池电动势以及平衡常数之间的关系 211

8.2.5 元素电势图及其应用 212

8.2.6 电势-pH图 214

复习思考题 215

习题 215

知识链接 化学电源简介 218

9.1.1 配位化合物的组成 222

9 配位化合物 222

9.1 配位化合物的基本概念 222

9.1.2 配位化合物的命名 225

9.2 配位化合物中的化学键 226

9.2.1 价键理论 226

9.2.2 晶体场理论 230

9.3 配合物在水溶液中的状况 236

9.3.1 配合物的不稳定常数 237

9.3.2 配位平衡与沉淀溶解平衡 239

9.3.3 配离子之间的平衡 241

9.3.4 配位平衡与氧化还原平衡 242

9.3.5 配位平衡与酸碱平衡 244

9.3.6 配位取代反应 244

9.4 螯合物 245

9.4.1 螯合物的结构特点 245

9.4.2 螯合物的性质特点 246

9.4.3 配合物形成体在周期系中的分布情况 247

9.5 配位化合物应用简介 247

习题 250

复习思考题 250

知识链接 252

(一)软硬酸碱理论简介 252

(二)生物无机化学简介 255

10 s区元素——氢、碱金属和碱土金属 257

10.1 氢 257

10.1.1 氢在周期表中的位置和性质 257

10.1.2 氢化物 258

10.1.3 氢的制备和氢能源 259

10.2.1 碱金属和碱土金属的通性 260

10.2 碱金属和碱土金属 260

10.2.3 碱金属和碱土金属的化合物 262

10.2.2 碱金属和碱土金属的一般制备方法 262

10.2.4 锂和铍的特殊性、对角线规则 270

复习思考题 270

习题 271

知识链接 272

(一)我国的丰产元素——锂 272

(二)艾林汉姆图及其应用 273

11.1.1 原子半径 275

11 d区元素——过渡元素(一) 275

11.1 过渡元素的通性 275

11.1.2 单质的物理性质 276

11.1.3 金属活泼性 276

11.1.4 氧化值 277

11.1.5 离子的颜色 277

11.2.1 钛单质的性质及提取 278

11.1.8 催化性 278

11.2 钛、钒及其化合物 278

11.1.7 磁性 278

11.1.6 配合性 278

11.2.2 钛的化合物 279

11.2.3 二氧化钛的制取 280

11.2.4 钒及其化合物 281

11.3 铬及其化合物 282

11.3.1 不同氧化态的铬存在形式及常见反应 283

11.3.2 铬的重要化合物 285

11.4.1 不同氧化态的锰存在形式及常见反应 286

11.4 锰及其化合物 286

11.4.2 锰的重要化合物 288

11.4.3 关于氧化还原反应的几点讨论 289

11.5 铁、钴、镍及其化合物 291

11.5.1 铁、钴、镍的一般性质 291

11.5.2 铁、钴、镍的化合物 291

复习思考题 296

习题 297

知识链接 我国的丰产元素——钼和钨 299

12.1.1 铜族元素通性 301

12.1 铜族元素 301

12 ds区元素——过渡元素(二) 301

12.1.2 铜族元素的单质 302

12.1.3 铜族元素的化合物 303

12.1.4 Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)的互相转化 306

12.2 锌族元素通性 307

12.2.1 锌族元素的通性 307

12.2.2 锌族元素的单质 308

12.2.3 锌族元素的化合物 309

12.2.4 Hg(Ⅰ)和Hg(Ⅱ)的互相转化 312

复习思考题 313

习题 314

知识链接 315

(一)微量元素与人体健康 315

(二)重金属污染及防治 316

13 p区元素(一)——硼族和碳族 319

13.1 p区元素概述 319

13.2 硼族元素 320

13.2.1 硼的化合物 321

13.2.2 铝的化合物 325

13.3 碳族元素 326

13.3.1 碳及其化合物 327

13.3.2 硅及其化合物 331

13.3.3 锡、铅的化合物 334

复习思考题 337

习题 337

知识链接 新型无机材料 339

14.1 氮族元素 342

14.1.1 氮族元素通性 342

14 p区元素(二)——氮族和氧族 342

14.1.2 氮及其化合物 343

14.1.3 磷及其化合物 352

14.1.4 砷、锑、铋及其化合物 356

14.2 氧族元素 360

14.2.1 氧族元素通性 360

14.2.2 氧及其化合物 361

14.2.3 硫及其化合物 365

14.2.4 硒和碲 372

复习思考题 373

习题 374

知识链接 我国的丰产元素——锑 377

15 p区元素(三)——卤素和稀有气体 379

15.1 卤素 379

15.1.1 卤素通性 379

15.1.2 卤素的单质 380

15.1.3 卤化氢和卤化物 384

15.1.4 卤素的含氧化合物 388

15.1.5 拟卤素 394

15.2.1 稀有气体的性质和用途 395

15.2 稀有气体 395

15.2.2 稀有气体的存在和分离 396

15.2.3 稀有气体的化合物 397

复习思考题 398

习题 398

知识链接 稀有气体的发现 400

16 f区元素——镧系和锕系 402

16.1 镧系元素 402

16.1.1 镧系元素概述 402

16.1.2 我国的丰产元素——稀土元素 406

16.2.1 锕系元素概述 411

16.2 锕系元素 411

16.2.2 铀的化合物简介 413

复习思考题 413

习题 413

知识链接 核化学简介 414

部分习题参考答案 420

附录 423

附录一 法定计量单位 423

附录二 基本物理常数 426

附录三 一些常见物质的△fH？、△fG？、S？数据(298 K) 427

附录四 一些弱电解质的解离常数(298 K) 432

附录五 溶度积常数(298 K) 433

附录六 标准电极电势(298 K) 435

附录七 配离子的标准不稳定常数(298 K) 440

附录八 一些金属冶炼的主要过程与反应 442

附录九 水溶液中离子的颜色 444

附录十 常见的有色固体物质的颜色 445

附录十一 有害物质的排放标准 446

附录十二 一些物质的商品名或俗名 447