无机化学 第4版PDF电子书下载

第1章 化学反应中的质量关系和能量关系 1

1.1物质的聚集态和层次 1

1.1.1物质的聚集态 1

1.1.2 物质的层次 2

1.2化学中的计量 3

1.2.1相对原子质量和相对分子质量 3

1.2.2 物质的量及其单位 4

1.2.3 摩尔质量和摩尔体积 4

1.2.4物质的量浓度 5

1.2.5气体的计量 5

1.2.6化学计量化合物 7

1.3化学反应中的质量关系 8

1.3.1应用化学反应方程式的计算 8

1.3.2 化学计量数与反应进度 9

1.3.3 物料衡算在化工生产中的作用 11

1.4化学反应中的能量关系 11

1.4.1基本概念和术语 11

1.4.2 反应热和反应焓变 13

1.4.3 应用标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓变 16

1.4.4能量衡算在化工生产中的作用 18

[拓宽视野]化学与化工 19

思考题 20

习题 22

第2章 化学反应的方向、速率和限度 24

2.1化学反应的方向和吉布斯自由能变 24

2.1.1化学反应的自发过程 24

2.1.2影响化学反应方向的因素 25

2.1.3 热化学反应方向的判断 28

2.1.4使用△1Gm判据的条件 30

2.2 化学反应速率 31

2.2.1反应 速率的定义 31

2.2.2 化学反应的活化能 32

2.2.3 影响化学反应速率的因素 34

2.3化学反应的限度 39

2.3.1可逆反应与化学平衡 41

2.3.2 平衡常数 41

2.3.3 化学平衡的计算 44

2.4化学平衡的移动 47

2.4.1浓度对化学平衡的影响 47

2.4.2 压力对化学平衡的影响 48

2.4.3 温度对化学平衡的影响 50

2.4.4催化剂和化学平衡 51

[拓宽视野]极端条件对化学反应的影响 52

思考题 54

习题 56

第3章 酸碱反应和沉淀反应 59

3.1水的解离反应和溶液的酸碱性 59

3.1.1酸碱的解离理论 59

3.1.2水的解离反应和 溶液的酸碱性 59

3.2弱电解质的解离反应 61

3.2.1解离平衡和解离常数 61

3.2.2 解离度和稀释定律 62

3.2.3弱酸或弱碱溶液中离子浓度的计算 63

3.2.4多元弱酸的分步解离 64

3.2.5解离平衡的移动 同离子效应 66

3.2.6缓冲溶液 67

3.3盐类的水解反应 68

3.3.1水解 反 应 和水解常数 68

3.3.2分步水解 69

3.3.3 盐溶液pH的近似计算 70

3.3.4影响盐类水解度的因素 70

3.3.5 盐类水解的抑制和利用 71

3.4 沉淀反应 71

3.4.1难溶电解质的溶度积和溶解度 72

3.4.2沉淀反应 74

3.4.3沉淀的溶解和转化 79

3.4.4沉淀反应的应用 81

[拓宽视野]近代酸碱理论简介 83

思考题 84

习题 85

第4章 氧化还原反应与应用电化学 88

4.1氧化还原方程式的配平 88

4.1.1氧化数法 88

4.1.2 离子—电子法（或半电池法） 90

4.1.3 无机物与有机物之间发生的氧化还原反应方程式的配平 91

4.2电极电势 94

4.2.1原电池 94

4.2.2 电极电势的产生 95

4.2.3电极电势的测定 96

4.2.4影响电极电势的因素 97

4.2.5 电极电势的应用 100

4.3 氧化还原反应的方向和限度 102

4.3.1氧化还原反应的方向 102

4.3.2氧化还原反应的限度 103

4.4电势图及其应用 105

4.4.1元素标准电极电势图及其应用 105

4.4.2△fGm?图 107

4.5实用电池 109

4.5.1一次电池 109

4.5.2 二次电池 110

4.5. 3锂离子电池 111

4.5.4燃料电池 111

4.6电解 112

4.6.1电解精制金属 113

4.6.2 电解抛光加工 113

4.7电镀 113

4.8金属腐蚀与防腐 114

4.8.1金属的腐蚀 114

4.8.2 金属腐蚀的预防 115

[拓宽视野]无机非水溶液中的无机化学反应 116

思考题 118

习题 120

第5章 原子结构与元素周期性 123

5.1原子和元素 123

5.1.1原子的组成和元素 123

5.1.2原子轨道能级 124

5.2原子结构的近代概念 125

5.2.1电子的波粒二象性 125

5.2.2 概率 126

5.2.3原子轨道 126

5.2.4电子云 127

5.2.5量子数 129

5.2.6原子的观察和操纵 130

5.3 原子中电子的分布 130

5.3.1基态原f中电子分布原理 130

5.3.2 多电子原子轨道的能级 131

5.3.3基态原子中电子的分布 132

5.3.4简单基态阳离的电子分布 137

5.3.5 元素周期系与核外电子分布的关系 137

5.3.6元素周期表 138

5.4原子性质的周期性 139

5.4.1原子半径 139

5.4.2电离能和电子亲合能 140

5.4.3电负性（x） 142

5.4.4元素的氧化数 142

5.4.5元素的金属性和非金属性 144

[拓宽视野]微观物质的深层次剖示 144

思考题 146

习题 146

第6章 分子的结构与性质 149

6.1键参数 149

6.1.1键能 150

6.1.2 键长 150

6.1.3 键角 151

6.2价键理论 151

6.2.1共价键 152

6.2.2 离子键 156

6.3分子的几何构型 158

6.3.1价键理论的局限性 158

6.3.2杂化轨道理论 159

6.3.３ 价层电子对互斥理论 164

6.4分子轨道理论 169

6.4.1分子轨道的基本概念 170

6.4.2 分子轨道的形成 170

6.4.3分子轨道的能级 172

6.4.4分子轨道理论的应用 174

6.5分子间力和氢键 177

6.5.1分子的极性和变形性 177

6.5.2 分子间力 180

6.5.3氢键 182

6.5.4拓扑键和超分子 185

6.5.5 分子组成、结构的测定和分子工程学 186

[拓宽视野] 分子概念的拓展与化学定义的演化 187

思考题 188

习题 190

第7章 固体的结构与性质 192

7.1晶体和非晶体 192

7.1.1晶体的特征 192

7.1.2晶体的内部结构 193

7.1.3单晶体和多晶体 194

7.1.4非晶体物质 195

7.1.5 液晶 195

7.2 离子晶体及其性质 196

7.2.1离子晶体的特征和性质 196

7.2.2离子晶体中最简单的结构类型 197

7.2.3离子晶体的稳定性 198

7.3原子晶体和分子晶体 199

7.3.1原子晶体 199

7.3.2分子晶体 199

7.4金属晶体 200

7.4.1金属晶体的内部结构 200

7.4.2金属键 200

7.4.3金属键的能带理论 201

7.5 混合型晶体和晶体的缺陷 204

7.5.1混合型晶体 204

7.5.2实际晶体的缺陷及其影响 204

7.5.3非化学计量化合物 206

7.5.4实际晶体的键型变异 206

7.6离子极化对物质性质的影响 207

7.6.1离子的电子构型 207

7.6.2离子极化的概念 208

7.6.3离子极化对物质结构和性质的影响 210

7.7固体的物性 212

7.7.1解理性 212

7.7.2硬度 212

7.7.3非线性光学效应 213

7.7.4超导性 213

7.7.5纳米物质的特异性 214

[拓宽视野] 固相反应 215

思考题 217

习题 218

第8章 配合物的结构和性质 220

8.1配合物的基本概念 220

8.1.1配合物的组成 220

8.1.2 配合物的化学式及命名 223

8.2配合物的化学键理论 224

8.2.1价键理论 225

8.2.2晶体场理论 228

8.3配合物在水溶液中的稳定性 235

8.3.1配位一解离平衡及其平衡常数 235

8.3.2配离子稳定常数的有关计算 236

8.4几类典型的配合物 239

8.4.1简单配合物 239

8.4.2螯合物 239

8.4.3羰合物 240

8.4.4配合物形成体和配位原子在周期系中的分布 241

8.5配位化学的应用 241

[拓宽视野] 配位化学发展前景 244

思考题 245

习题 246

第9章氢、稀有气体 249

9.1元素概述 249

9.1.1元素的分类 249

9.1.2元素在自然界中的存在形态 250

9.1.3元素的分布和我国的自然资源 251

9.1.4单质的制取方法 253

9.2氢 254

9.2.1氢原子的性质及其成键特征 254

9.2.2 氢气的性质和用途 255

9.2.3氢气的制备方法 257

9.3稀有气体 258

9.3.1稀有气体的存在与发现 258

9.3.2稀有气体的结构、性质和用途 259

9.3.3稀有气体化合物 260

[拓宽视野]元素的起源和演化 262

思考题 263

习题 263

第10章 碱金属和碱土金属元素 264

10.1s区元素概述 264

10.2碱金属和碱土金属的性质 264

10.3氢化物 268

10.4氧化物 269

10.4.1正常氧化物 269

10.4.2过氧化物和超氧化物 270

10.4.3臭氧化物和*低氧化物 271

10.5氢氧化物 272

10.5.1碱金属和碱土金属氢氧化物的碱性 272

10.5.2 碱金属和碱土金属氢氧化物的溶解性 273

10.6盐类 274

10.6.1盐类的性质 274

10.6.2 某些盐类的生产和用途 275

10.7配合物 277

[拓宽视野]我国盐湖资源的开发 279

思考题 279

习题 280

第11章 卤素和氧族元素 282

11.1 p区元素概述 282

11.2卤族元素 283

11.2.1卤族元素通性 283

11.2.2卤素单质 284

11.2.3卤化氢和氢卤酸 288

11.2.4卤化物 291

11.2.5氯的含氧酸及其盐 293

11.2.6拟卤素化合物、离子及其盐 297

11.3氧族元素 297

11.3.1氧族元素概述 297

11.3.2氧和臭氧 298

11.3.3水 300

11.3.4过氧化氢 303

11.3.5硫化氢、硫化物和多硫化物 306

11.3.6硫的氧化物、含氧酸及其盐 309

[拓宽视野]海洋资源的综合利用 317

思考题 319

习题 320

第12章 氮族、碳族和硼族元素 323

12.1氮族元素 323

12.1.1氮族元素概述 323

12.1.2氮气 324

12.1.3氨及铵盐 325

12.1.4氮的氧化物、含氧酸及其盐 328

12.1.5磷的含氧酸及其盐 334

12.1.6砷、锑、铋及其重要化合物 337

12.2碳族元素 341

12.2.1碳族元素概述 341

12.2.2碳及其重要化合物 342

12.2.3硅及其重要化合物 346

12.2.4锡、铅的重要化合物 350

12.3硼族元素 354

12.3.1硼族元素概述 354

12.3.2硼的氢化物 355

12.3.3硼酸及其盐 357

12.3.4 氧化铝和氢氧化铝 358

12.3.5 铝盐 359

12.4对角关系 361

[拓宽视野]氮、碳元素在自然界中的循环 362

思考题 363

习题 364

第13章 过渡元素（一） 368

13.1过渡元素概述 368

13.1.1过渡元素原子的特征 368

13.1.2单质的物理性质 370

13.1.3金属活泼性 370

13.1.4氧化数 371

13.1.5 非整比化合物 373

13.1.6化合物的颜色 373

13.1.7 配位催化 374

13.1.8 磁性 375

13.1.9金属原子簇化合物 375

13.2钛族、钒族元素 375

13.2.1钛族、钒族元素概述 375

13.2.2钛的重要化合物 377

13.2.3钒、铌、钽的重要化合物 380

13.3铬族元素 382

13.3.1铬族元素概述 382

13.3.2 铬的重要化合物 384

13.3.3重要工业铬产品的制备 388

13.3.4钼和钨的重要化合物 388

13.4锰族元素 391

13.4.1锰族元素概述 391

13.4.2锰的重要化合物 392

13.5 铁系和铂系元素 394

13.5.1铁系和铂系元素概述 394

13.5.2铁、钴、镍的化合物 396

13.5.3过渡金属有机化合物与催化 401

[拓宽视野]我国的矿产资源 402

思考题 403

习题 405

第14章 过渡元素（二） 409

14.1铜族元素 409

14.1.1铜族元素概述 409

14.1.2 铜的重要化合物 411

14.1.3银的重要化合物 415

14.2锌族元素 417

14.2.1锌族元素概述 417

14.2.2锌的重要化合物 419

14.2.3汞的重要化合物 421

14.3镧系和锕系元素概述 424

14.3.1价层电子构型与氧化数 426

14.3.2原子半径、离子半径和镧系收缩 426

14.3.3金属活泼性 428

14.3.4 离子的颜色 429

14.3.5离子的磁性 430

14.4镧系元素的重要化合物 430

14.4.1 Ln（Ⅲ）的化合物 430

14.4.2 Ln（Ⅱ）和Ln（Ⅳ）的化合物 433

14.5稀土元素 435

14.5.1稀土元素资源 435

14.5.2稀土元素的提取 436

14.5.3稀土元素的应用 438

14.6钍和铀的重要化合物 441

14.6.1钍的重要化合物 441

14.6.2铀的重要化合物 442

14.6.3铀的提炼及浓缩 443

14.7核反应和超铀元素的合成 445

14.7.1放射性衰变和应用 445

14.7.2粒子轰击原子核和新元素的合成 448

14.7.3核裂变和原子弹 451

14.7.4 核聚变和氢弹 452

[拓宽视野]铜的冶炼、金的提取、银的回收 452

思考题 455

习题 457

第15章 元素化学综述（自学为主） 461

15.1单质的晶体结构和性质 461

15.1.1单质的晶体结构和物理性质 461

15.1.2单质的化学性质 464

15.2二元化合物 467

15.2.1氢化物 467

15.2.2氧化物 470

15.2.3 卤化物 473

15.2.4硫化物 475

15.2.5氮化物 477

15.2.6碳化物 479

15.2.7 硼化物 480

15.3 氢氧化物和含氧酸 481

15.3.1氧化物水合物的酸碱性 481

15.3.2 碱的分类和性质 481

15.3.3含氧酸的酸性强度—鲍林规则 483

15.3.4简单含氧酸的结构 484

15.4含氧酸盐的某些性质 485

15.4.1溶解性 485

15.4.2 热稳定性 486

15.4.3氧化还原性 487

15.5 缩合酸 488

思考题 489

第16章 无机物合成 491

16.1高温、低温法 491

16.2高压、低压法 493

16.3水热法 495

16.4 溶胶-凝胶法（sol-gel） 495

16.5电化学合成 496

16.6光化学合成 498

16.7微波等离子技术合成 499

16.8化学气相沉积法 500

16.9低热固相反应合成 502

第17章 生态环境与无机化学 504

17.1生态系统功能与生态环境保护 504

17.1.1生态系统功能与生态平衡 504

17.1.2生态环境保护 506

17.2化学元素与人体健康 506

17.2.1生命必需元素及其生物功能 506

17.2.2生物无机化学在医疗上的应用 509

17.3环境污染及其防治 511

17.3.1大气污染及其防治 511

17.3.2水体污染及其防治 518

17.3.3土壤污染及其防治 520

17.3.4放射性污染及其防护 522

17.4 化学工业“三废”治理 522

17.4.1化学工业“三废”的来源 523

17.4.2化工污染的防治 523

17.5绿色化学 527

17.5.1绿色化学的基本概念 527

17.5.2绿色化学实例 528

[拓宽视野] 无机化学学科发展回顾与展望 530

思考题或小论文 531

附录 532

附录1本书常用量、单位的符号 532

附录2 SI制和我国法定计量单位及国家标准 533

附录3一些基本的物理常数 535

附录4标准热力学数据（298.15K.100 kPa） 535

附录5解离常数（298.15 K ） 538

附录6溶度积常数（298.15 K） 539

附录7标准电极电势（298.15K） 540

附录8常用氧化剂、还原剂及其反应产物 543

附录9常见阴、阳离子的主要鉴定方法 544

参考书及课外读物 551

索引 552