基础无机化学PDF电子书下载

编者序 1

第一章 化学的基本概念 1

1 引言 1

1.1 化学的研究对象和目的 1

1.2 化学的发展过程 1

1.3 化学的分支 3

1.4 化学发展的趋势 3

1.5 无机化学课程的任务 4

2 化学的基本定律 4

1.6 质量守恒定律 4

1.7 定比定律 5

1.8 倍比定律 5

1.9 当量定律 5

1.10 关于基本定律的简单结语 8

3 原子分子学说 8

1.11 原子学说 8

1.12 气体反应体积简比定律 9

1.13 亚佛加德罗定律 10

1.14 近代的原子分子学说 11

1.15 原子量和分子量 12

1.16 原子和分子的摩尔质量 12

1.17 化学式、分子式和最简式 13

4 化学中的计量 14

1.18 化学中常用的计量单位 14

1.19 国际单位制(SI)的基本单位 16

1.21 重要的物理常数 17

1.20 重要单位的换算因数 17

第二章 原子的结构 19

1 人们对原子内基本粒子的认识 19

2.1 电子的发现，阴极射线 19

2.2 油滴实验 21

2.3 阳极射线 22

2.4 核型原子 22

2.6 中子 24

2.5 X射线和莫斯莱的工作 24

2.7 氢光谱 25

2 氢原子光谱和能级的概念 25

2.8 玻尔的氢原子模型 26

3 近代原子电子层结构的初步概念 29

2.9 电子云的概念 29

2.10 原子轨道 29

2.11 电子层 30

2.12 原子轨道的形状 30

2.13 原子轨道的伸方向 30

2.14 包林的原子轨道能级图 31

2.15 电子的自旋 31

2.16 电子层最大容量原理 32

2.17 希有气体的原子结构 32

2.18 按能级组排列的元素周期系 32

4 原子核的组成，国际原子量 34

2.20 原子核的组成 34

2.19 关于元素的原子电子层结构和简单结语 34

2.21 原子核组成的中子-质子理论 35

2.22 同位素 35

2.23 元素的国际原子量 35

2.24 测定原子量的物理方法--质谱测定 36

2.25 国际原子量表和它的附注 37

复习问题和作业 38

3.1 离子键的形成 41

1 离子键理论 41

第三章 化学键 41

3.2 电离势和电子亲合势 42

3.3 离子的特征 43

3.4 离子型化合物 45

2 共价键理论 46

3.5 电子配对法 46

3.6 共价键的本性，氢分子的共价键理论 47

3.7 共价键的特征 48

3.8 键参数和物理性质 49

3.9 共价键的极性，化学元素的电负性 52

3.10 极性分子 53

3.11 原子的共价半径 54

3.12 氧化数 54

3.13 化学式的表示方法，路易斯式 55

3.14 配位共价键 60

3 分子间作用力 60

3.15 范德华力 60

3.16 离子的极化作用 62

3.17 氢键 64

复习问题和作业 66

第四章 气体状态 68

4.1 体积和压力 68

4.2 波义尔定律 70

4.3 查理定律 72

4.4 道尔顿分压定律 73

4.5 盖吕萨克定律 74

4.6 理想气体定律 75

4.7 格拉罕姆气体扩散定律 77

4.8 气体扩散的自发性，混乱度的概念 78

4.9 气体分子运动论 79

4.10 分子运动速度的分布规律 82

4.11 实在气体 83

复习问题和作业 84

第五章 固体状态 87

5.1 晶状固体 87

5.2 X射线衍射 87

5.3 晶格 88

5.4 七种经系和十四种晶格 89

5.5 原子半径和离子半径 91

5.6 面心立方晶格 92

5.7 体心立方晶格氯化铯CsCl晶格 93

5.8 离子型晶体的离子半径比定则 93

5.9 紧密堆积结构 94

5.10 晶体的类型 95

5.11 金属键和金属晶体 96

5.12 金属的原子半径 97

5.13 四种类型晶体性质的对比 98

5.14 晶体中的缺陷 98

复习问题和作业 99

第六章 液体和状态变化 101

6.1 液体的一般性质 101

6.2 蒸发热和焓 103

6.3 蒸气压 104

6.4 液体的沸点 107

6.5 液体的凝固点 108

6.6 状态变化：加热曲线和冷却曲线 109

6.7 状态变化和混乱度，熵的概念 111

复习问题和作业 112

7.1 水的性质 114

1 水 114

第七章 水、溶液和胶体 114

7.2 水在自然界中的作用 117

7.3 水的污染问题 118

7.4 水的净化 119

2 溶液 122

7.5 关于溶液的一般概念 122

7.6 溶液浓度的表示方法和互相换算 123

7.7 为什么物质能够溶解 128

3 溶解度 128

7.8 固体在水中的溶解度 131

7.9 气体在水中的溶解度 133

4 稀溶液的通性 133

7.10 蒸气压下降 133

7.11 沸点的上升 135

7.12 凝固点下降 136

7.13 渗透压 137

7.15 溶胶 139

5 胶体 139

7.14 分散体系 139

7.16 高分子溶液 141

7.17 溶胶的稳定性和聚沉 141

7.18 高分子溶液对溶胶的保护作用和敏化作用 142

复习问题和作业 142

第八章 电解质溶液 145

8.1 电解质溶液的依数性 145

8.2 电解质溶液的电导和当量电导 146

8.3 阿累尼乌斯电离理论 147

8.4 强电解质和弱电解质 150

8.5 强电解质的活度和活度系数 152

8.6 强电解质溶液理论 155

复习问题和作业 157

第九章 热化学和化学热力学 159

1 热力学第一定律和热化学 159

9.1 热力学中的一些常用术语 159

9.2 热力学第一定律 160

9.3 体积不变(恒容)情况下的化学反应热 162

9.4 恒压条件下的化学反应热 164

9.5 盖斯定律 166

9.6 生成热 167

9.7 标准状态 168

9.8 燃烧热 169

2 键能、晶格能和电负性 170

9.9 化学键的键性 170

9.10 晶格焓 173

9.11 电负性 174

3 化学反应的自发性 175

9.12 最低能量和最大混乱度的概念 175

9.13 自由能的概念，热力学第二定律 176

9.14 绝对熵和标准自由能，热力学第三定律 178

9.15 温度对自由能变化的影响 181

9.16 简短的结语 182

9.17 热力学原理的应用 183

复习问题和作业 186

第十章 化学动力学 189

10.1 分子碰撞和反应速度 189

10.2 温度和反应速度，活化能 190

10.3 催化剂 192

19.4 希有气体的原子结构和性质 193

10.5 浓度和反应速度 196

10.4 多相反应 196

10.6 反应的级数 199

10.7 速度方程式和温度 200

10.8 反应机理和速度方程式，光化学 202

复习问题和作业 205

第十一章 化学平衡 208

11.1 可逆反应和化学平衡 208

11.2 自由能和化学平衡，化学平衡常数 209

11.3 平衡常数的物理意义 212

11.4 Kp和Kc的关系 214

11.5 书写化学平衡表示式应注意的事项 215

11.6 化学平衡的移动，吕·查德里原理 218

11.7 关于合成氨过程中化学平衡的讨论 225

复习问题和作业 228

1 经典的酸碱概念 231

12.1 水的电离和pH标度 231

第十二章 酸、碱和酸碱平衡 231

12.2 一元弱酸和一元弱碱的电离平衡 235

12.3 电离度 240

12.4 同离子效应 241

12.5 多元弱酸的电离平衡 243

12.6 水解反应 245

2 酸碱概念的新发展 251

12.7 布朗斯特酸碱概念 251

12.8 路易斯的酸碱概念 254

复习问题和作业 255

13.1 溶度积常数 257

1 难溶电解质的溶度积 257

第十三章 沉淀反应 257

13.2 同离子效应 261

13.3 沉淀的生成 261

13.4 沉淀的溶解 263

13.5 分步沉淀 265

2 沉淀反应的某些应用 266

13.6 利用沉淀反应除去溶液中的Fe3+离子 266

13.7 利用沉淀反应除去Cu2+、Pb2+、Cd2+离子等杂质 269

复习问题和作业 269

14.2 氧化还原当量 271

1 氧化还原反应的基本概念 271

14.1 氧化剂的还原剂 271

第十四章 氧化还原反应和电化学 271

2 氧化还原反应的配平 272

14.3 氧化数法 272

14.4 离子-电子法 274

3 氧化还原反应和电化学 275

14.5 电化学 275

14.6 原电池 276

14.7 电极电势 277

14.8 电池的电动势和反应自由能之间的关系 281

14.9 原电池的热力学平衡常数 282

14.10 影响电池电动势的因素 283

4 电极电势和原电池的应用 284

14.11 判断氧化还原反应进行的方向 284

14.12 判断氧还原反应进行的程度 287

14.13 选择氧化剂和还原剂 288

14.14 元素标准电极电势图及其应用 289

14.15 利用原电池测定溶度积常数 292

14.16 利用原电池测定溶液的pH值 293

5 电解和化学电源 293

14.17 电解 293

14.18 化学电源 296

复习问题和作业 297

1 关于原子电子层结构的进一步讨论 300

15.1 电子的二重性--粒子和波 300

15.2 海森堡测不准原理 300

第十五章 原子电子层结构和周期系 300

15.3 薛定格波动方程式和它的解 301

15.4 径向函数和角度函数 303

15.5 包里不相容原理 305

15.6 屏蔽和穿透 306

15.7 电中性原子中原子轨道能量的变迁 308

2 轨道电子充填和元素周期系 309

15.8 元素的周期律、周期系和周期表 309

15.9 周期系中各元素的电子层结构 312

15.10 原子电子层结构和元素周期律的关系 313

复习问题和作业 318

16.1 分子轨道理论的基本论点 320

1 分子轨道理论 320

第十六章 分子轨道理论和分子的结构 320

16.2 s-s原子轨道的线性组合 321

16.3 3s-p重叠 322

16.4 p-p重叠 323

16.8 原子轨道线性组合的一些规则 324

16.6 原子轨道的d-d组合 324

16.7 原子轨道的非键组合 324

16.5 原子轨道的p-d组合 324

16.9 分子轨道法处理的实例，同核双原子分子的分子轨道能级图 326

16.10 异核双原子分子的分子轨道能级图 327

16.11 形成分子时的能量变化 328

16.12 键级 330

16.13 分子轨道理论在金属键理论中的应用--能带理论 330

2 轨道杂化理论 333

16.14 甲烷分子的结构 333

16.15 三氟化硼BF3的分子结构 334

16.17 轨道杂化理论的基本论点 335

16.16 二氯化铍BeCl2气态分子的结构 335

16.18 π键 337

16.19 不定域π键(大π键) 338

16.20 等电子系列 339

16.21 各类型sp杂化的可能路易斯结构式 341

16.22 包括d轨道的杂化结构 341

16.23 包括d轨道杂化结构的等电子体 343

3 电子对互斥理论 344

16.24 电子对互斥理论的基本论点 344

16.25 多于2对电子(或多于2组电子对)的分子结构 345

16.26 用电子对互斥理论判断共价分子结构的一般规则 348

16.27 判断分子结构的实例--CLF3的分子结构 349

16.28 简短的结论 350

4 共价分子的外形 351

16.29 范德华半径和分子的外形 351

复习问题和作业 352

1 氢 355

17.1 氢原子和单质 355

第十七章 s组元素--氢、碱金属和碱土金属元素 355

17.2 氢原子的成键特征 356

17.3 发生氢气的方法 356

17.4 氢的化合物 357

17.5 离子型氢化物和复合氢化物 358

17.6 氢能源和过渡金属氢化物 359

2 碱金属碱土金属元素通论 362

17.7 碱金属碱土金属元素的氧化态表现 362

17.8 第ⅠA和ⅡA族元素的原子半径和离子半径 362

17.9 第ⅠA族和ⅡA族元素形成化合物时的成键特征 363

17.10 碱金属和碱土金属单质的物理性质和化学性质 363

17.11 碱金属和碱土金属元素的氧化物 364

17.12 碱金属碱土金属元素的氢氧化物 366

17.13 苛性碱的化学作用 367

17.14 碱金属和碱土金属的盐和它们在水中的溶解度 369

17.15 碱金属元素卤化物的晶格焓 370

17.16 碱金属元素卤化物的生成热 371

17.17 碱金属和碱土金属的一般制备方法 374

复习问题和作业 375

第十八章 非金属元素的通性 377

18.1 非金属元素的氧化态表现 377

18.2 非金属元素的原子半径和离子半径 378

18.3 含氧酸和碱的电离 380

18.4 非金属元素的电离势、电子亲合势和电负性 382

18.5 非金属元素在形成化合物时的成键特征 383

18.6 非金属元素的存在状况和单质的物理性质 384

18.7 非金属单质的结构 385

18.8 非金属单质的一般制备方法 387

18.9 非金属元素的氢化物 389

复习问题和作业 391

19.1 希有气体的发现史 392

19.2 希有气体在自然中的分布 392

1 希有气体 392

第十九章 非金属元素分论(一)希有气体和卤族元素 392

19.3 从空气中分离希有气体的方法 393

19.5 希有气体的用途 393

19.6 希有气体的化合物 394

19.7 在水溶液中Xe系统的标准氧化还原电势 395

19.8 希有气体化合物的价键结构 396

19.10 大气的组成和大气污染问题 397

19.9 希有气体化合物的实际应用 397

复习问题和作业 400

2 卤族元素 400

19.11 卤族元素的成键特征 400

19.12 卤素在自然界中的分布 401

19.13 单质的制备和用途 401

19.14 卤素单质的物理性质 402

19.15 卤素单质的化学性质 403

19.16 卤化氢和氢卤酸 404

19.17 卤化物 408

19.18 卤族元素的含氧化合物 410

19.19 卤素互化物 419

19.20 多卤化物和多卤离子 419

19.21 卤素在化合物中的价键结构 420

19.22 卤族元素的分析化学性质 420

复习问题和作业 421

第二十章 非金属元素分论(二)氧和硫 422

1 氧和氧化物 422

20.1 氧原子和单质分子的结构 422

20.2 氧在形成化合物时的价键特征 423

20.3 氧在自然界中的分布和性质 425

20.4 氧化物 427

20.5 过氧化氢和过氧化物 429

20.6 氧系统的氧化还原电势图 432

2 硫和它的化合物 433

20.7 单质硫的分子结构 433

20.8 硫在形成化合物时的成键特征和价键结构 434

20.9 单质硫的制取、性质和用途 435

20.10 硫化氢和硫化物 436

20.11 硫的含氧化合物 440

20.12 硫的其他含氧酸 445

20.13 硫、硫化物、硫含氧酸及其盐系统的氧化还原电势图 448

20.14 硫的卤化物 448

20.15 硒和碲 449

复习问题和作业 450

第二十一章 非金属元素分论(三)氮和磷 452

1 氮和它的化合物 452

21.1 氮的成键特征和价键结构 452

21.2 氮在自然界中的分布和单质氮 453

21.3 氨 455

21.4 氮肥料 459

21.5 氮化物 461

21.6 氮的含氧化合物 462

21.7 氮在化合物溶液系统中的氧化还原电势图 466

21.8 氮的卤化物 467

2 磷和它的化合物 467

21.9 磷原子在形成化合物时的成键特征和价键结构 467

21.10 磷在自然界的分布和单质磷 468

21.11 磷的含氧化合物 470

21.12 磷的硫化物 477

21.13 磷化氢 477

21.14 磷化物 478

21.15 磷的卤化物 478

复习问题和作业 480

第二十二章 非金属元素分论(四)碳、硅和硼 482

1 碳和它的一些化合物 482

22.1 碳单质和它们的结构 482

22.2 碳在形成化合物时的成键特征和价键结构 483

22.3 二的化碳和碳酸盐 483

22.4 一氧化碳 487

22.5 四氯化碳和二硫化碳 488

22.6 氰化物和硫氰化物 489

22.7 碳化物 489

2 硅和它的化合物 490

22.8 硅在自然界中的存在形式 490

22.9 硅在形成化合物时的成键特征和价键结构 491

22.10 单质硅 491

22.11 二氧化硅 492

22.12 硅酸、胶态二氧化硅和二氧化硅凝胶 492

22.13 硅酸盐 493

22.14 四卤化硅 494

22.15 氟硅酸钠 495

22.16 分子筛 495

3 硼和它的化合物 495

22.17 硼的原子特征 495

22.18 乙硼烷的结构 496

22.19 三中心键 497

22.20 单质硼和它们的结构 498

22.21 硼在形成化合物时的成键特征 499

22.22 简短的结论 508

复习问题和作业 508

第二十三章 铝 配位化合物的初步概念 510

1 铝 510

23.1 铝原子的电子层结构和化学特征 510

23.2 金属铝 510

23.3 氧化铝和氢氧化铝 511

23.4 铝盐 511

23.5 铝的卤化物 511

23.6 金属铝的冶炼原理 512

23.7 对角关系(铝和铍的类似性) 512

复习问题和作业 513

2 配位化合物化学的初步概念 514

23.8 配位化合物的形成 514

23.10 配位化合物的命名法 515

23.9 配位化合物各组成部分的名称 515

23.11 配位化合物价键力的本性 516

23.12 配位化合物的结构体系 519

23.13 内络盐 519

23.14 配位化合物在溶液中的离解平衡 521

复习问题和作业 523

24.1 原子的电子层结构 524

24.2 形成化合物时的氧化态表现 524

第十四章 低熔合金元素通论(锌族、镓族、锗族和砷族元素) 524

24.3 单质的一些物理性质和化学性质 525

24.4 重要化合物的一般性质 527

24.5 化合物的颜色和键的共价性 529

24.6 本区域元素不同氧化态之间的氧化还原性 530

24.7 本区域金属的冶炼 534

24.8 本区域元素的环境化学 537

复习问题和作业 539

25.1 过渡元素的电离能 542

1 过渡元素的通性 542

第二十五章 过渡元素 542

25.2 过渡元素的氧化态表现 543

25.3 过渡元素的原子半径和单质的物理性质 545

25.4 过渡金属的化学性质 546

25.5 过渡元素形成化合物时的价键特征 547

25.6 过渡元素在各氧化态化合物中的离子半径 547

25.7 过渡元素化合物的一般性质 548

25.8 过渡金属和化合物的磁性 549

25.9 过渡金属的一般制备方法 551

2 过渡元素的氧化还原性 552

25.10 钛族元素 552

25.11 钒族元素 553

25.12 铬族元素 554

25.13 锰 556

25.14 铁素元素 558

25.15 铂系元素 560

25.16 铜族元素 561

复习问题和作业 565

第二十六章 过渡元素的配位化学 567

26.1 关于配位体 567

26.2 配位化合物的异构现象 570

26.3 过渡元素配位化合物中的化学键本性--电子配对法 574

26.4 晶体势场理论 577

26.5 过渡元素配位化合物的分子轨道理论 582

26.6 配位化学的应用 583

复习问题和作业 584

第二十七章 镧系元素和锕系元素 586

1 镧系元素的通性 586

27.1 价电子层结构 586

27.2 氧化态表现 588

27.3 原子半径和离子半径 589

27.4 离子的颜色 590

27.5 标准电极电势 591

27.6 三价化合物 592

2 镧系元素的重要化合物 592

27.7 四价化合物 594

27.8 络合物 595

3 希土元素氯化物的热力学 595

27.9 希土元素氯化物的标准水合焓 595

27.10 水合希土元素氯化物的标准生成焓 597

27.11 无水希土元素氯化物的晶格能 597

4 锕系元素的通性 599

5 钍和铀的化合物 601

27.12 钍的重要化合物 601

复习问题和作业 602

第二十八章 化学元素的周期性 603

1 单质 603

28.1 周期系中元素单质的存在状况 603

28.2 单质的物理性质 604

28.3 元素的氧化态表现 607

2 元素的化学性质和化合物性质的周期性 607

28.4 元素的第一电离势和元素的金属性 608

28.5 离子半径和氧化物水合物的酸碱性 609

28.6 元素的电负性和化合物的键型 611

28.7 含氧酸盐 611

28.8 卤化物 614

28.9 生成配位化合物的倾向 614

复习问题和作业 618

28.10 简短的结论 618

第二十九章 化学元素周期系的新发展 619

1 天然放射性和人工放射性 619

29.1 质量亏损和原子核的结合能 619

29.2 天然放射性 620

29.3 天然放射系 621

29.4 人工放射性 622

29.5 人造高能粒子 622

29.6 原子核的裂变和聚变--原子能 624

29.7 锝、砹、钷和钫的人工合成 626

2 化学元素的人工合成 626

29.8 铀后元素的合成 627

29.9 超重元素的合成 629

3 从马克思主义的认识论看周期系理论的发展 630

29.10 周期系理论的几个重要发展过程 630

29.11 锕系理论的提出和最后证实 632

29.12 元素周期系的远景 633

附录一 无机化学实验中可能遇到的有毒物质 636

第三十章 附录 636

附录二 换算因数 637

附录三 元素的电离能 638

附录四 分子的电离能和电子亲合势 640

附录五 热力学数据表 641

附录六 分子的偶极矩和键长(气相) 652

附录七 化学式为ABn型的分子和离子的平均键能和键长 653

附录八 多原子分子的平均键能和键长 655

2.一些盐的溶解度 656

1.一些盐溶液的比重 656

附录九 常用理化数据 656

3.硫酸溶液的比重 657

4.硝酸溶液的比重 657

5.盐酸溶液的比重 658

6.氨水的比重 658

7.苛性钾和苛性钠溶液在15℃时的比重 658

11.沸点升高常数 659

10.凝固点降低常数 659

9.17.5℃时比重和波美度对照表(适用于比水轻的液体) 659

8.17.5℃时比重和波美度对照表(适用于比水重的液体) 659

12.弱酸的电离常数 660

14.难溶化合物的溶度积 661

15.络离子的不稳定常数 662

16.化学元素的相对丰度 662

17.标准电极电势(25℃) 663

18.四位对数表 671

13.弱碱的电离常数 690