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第1篇 化学基础知识与基本原理 3

第1章 气体与溶液 3

1.1气体状态方程 3

1.1.1理想气体状态方程及其应用 3

1.1.2道尔顿分压定律 4

1.1.3格雷姆气体扩散定律 6

1.1.4实际气体状态方程 6

1.2相变与相平衡 7

1.2.1相的有关概念 7

1.2.2相平衡 8

1.3溶液 10

1.3.1溶液浓度的表示方法 10

1.3.2非电解质稀溶液的依数性 11

第2章 化学动力学基础 18

2.1化学反应速率的表示方法 18

2.1.1化学反应速率 18

2.1.2平均速率 18

2.1.3瞬时速率 19

2.2化学反应速率理论简介 20

2.2.1有效碰撞理论 20

2.2.2过渡状态理论 21

2.3影响化学反应速率的因素 22

2.3.1浓度对化学反应速率的影响 22

2.3.2温度对化学反应速率的影响 24

2.3.3催化剂对化学反应速率的影响 25

第3章 化学热力学基础 29

3.1基本概念 29

3.1.1体系与环境 29

3.1.2状态与状态函数 29

3.1.3过程与途径 30

3.1.4热、功、热力学能 31

3.1.5热容 32

3.2热力学第一定律 32

3.3热化学 33

3.3.1化学反应的热效应 33

3.3.2Qp与Qv的关系 34

3.3.3焓变与热力学能变的表示方法与单位 34

3.3.4反应热的计算 35

3.4化学反应进行的方向 38

3.4.1自发过程和可逆过程 38

3.4.2化学反应方向的判据 39

第4章 化学平衡常数 46

4.1可逆反应与化学平衡 46

4.1.1可逆反应 46

4.1.2化学平衡 46

4.1.3标准平衡常数 46

4.1.4多重平衡原理 49

4.2化学平衡常数的计算 49

4.2.1解题步骤 49

4.2.2平衡转化率与平衡常数的相互换算 49

4.2.3计算平衡组成 50

4.3化学反应方向的判断 50

4.3.1通过比较反应商与标准平衡常数的关系来判断反应方向 50

4.3.2通过标准平衡常数与自由能变的关系来判断反应方向 51

4.4化学平衡的移动 51

4.4.1浓度对化学平衡移动的影响 51

4.4.2压力对化学平衡移动的影响 52

4.4.3温度对化学平衡移动的影响 53

4.4.4催化剂对化学平衡的影响 54

第5章 酸碱解离平衡 58

5.1电解质溶液理论 58

5.2弱酸弱碱的解离平衡 60

5.2.1水的解离平衡和溶液的pH 60

5.2.2一元弱酸弱碱的解离平衡 63

5.2.3多元弱酸弱碱的解离平衡 66

5.3缓冲溶液 66

5.3.1定义与组成 66

5.3.2缓冲溶液的缓冲原理 67

5.3.3缓冲溶液pH的计算 67

5.3.4缓冲溶液的缓冲能力和有效缓冲范围 68

5.4盐的水解 69

5.4.1弱酸强碱盐的水解——溶液显碱性 69

5.4.2弱碱强酸盐的水解———溶液显酸性 71

5.4.3一元弱酸弱碱盐的水解（双水解） 72

5.4.4多元弱酸酸式盐的水解 72

5.4.5影响盐类水解的因素 74

5.5溶液酸碱理论的发展 75

5.5.1酸碱质子理论 75

5.5.2酸碱电子理论 77

5.5.3酸碱溶剂体系理论 78

第6章 沉淀溶解平衡 82

6.1溶度积 82

6.1.1溶度积常数 82

6.1.2溶度积规则 83

6.1.3溶度积与溶解度之间的换算 83

6.2影响沉淀溶解平衡的因素 84

6.2.1同离子效应 84

6.2.2盐效应 85

6.2.3酸度的影响 86

6.3沉淀的生成和溶解 86

6.3.1沉淀的生成 86

6.3.2分步沉淀 87

6.3.3沉淀的转化 88

6.3.4沉淀的溶解 88

第7章 氧化还原反应 93

7.1基本概念 93

7.1.1化合价与氧化数 93

7.1.2氧化还原反应相关概念 93

7.2氧化还原方程式的配平 95

7.2.1氧化数法 95

7.2.2离子-电子法 96

7.3原电池 97

7.3.1原电池的工作原理 97

7.3.2电极的类型 97

7.3.3原电池符号 98

7.4电极电势 99

7.4.1电极电势产生的原因 99

7.4.2标准电极电势的测量 99

7.4.3标准电极电势表 100

7.5电池反应的热力学 101

7.5.1电动势与自由能变的关系 101

7.5.2电动势与平衡常数的关系 101

7.6影响电极电势大小的因素 102

7.6.1能斯特方程 102

7.6.2氧化型、还原型离子浓度对E的影响 103

7.6.3酸度对E的影响 103

7.6.4沉淀生成对E的影响 104

7.7电极电势的应用 105

7.7.1元素电势图及其应用 105

7.7.2电势-pH图及其应用 105

7.7.3判断氧化还原反应进行的方向 107

7.7.4求反应的平衡常数 108

第2篇 物质结构基础 115

第8章 原子结构与元素周期律 115

8.1经典的原子结构模型 115

8.1.1古希腊的原子概念 115

8.1.2道尔顿的原子论 115

8.1.3原子模型的早期探索与发现 116

8.1.4卢瑟福的原子核式模型 117

8.2玻尔氢原子结构理论和微观粒子运动规律 118

8.2.1氢原子光谱与玻尔的原子模型 118

8.2.2电子的波粒二象性 120

8.2.3微观粒子的测不准原理 121

8.3核外电子运动状态的描述 122

8.3.1主量子数n 123

8.3.2角量子数l 123

8.3.3磁量子数m 124

8.3.4自旋量子数ms 124

8.4原子核外电子的排布与元素周期律 125

8.4.1原子核外电子的排布 125

8.4.2元素周期律 129

第9章 共价分子结构与共价键理论 136

9.1路易斯电子配对理论 136

9.2现代价键理论 137

9.2.1现代价键理论的提出 137

9.2.2现代价键理论的基本要点 138

9.2.3杂化轨道理论 141

9.2.4价层电子对互斥理论 146

9.3分子轨道理论 148

9.3.1分子轨道理论的基本要点 148

9.3.2原子轨道线性组合成分子轨道的原则 149

9.3.3同核双原子分子的分子轨道能级图 150

9.3.4异核双原子分子的分子轨道能级图 151

9.4键参数 152

9.4.1键级 152

9.4.2键能 152

9.4.3键长 153

9.4.4键角 153

第10章 晶体结构 157

10.1晶体结构基础知识 157

10.1.1晶体与非晶体的结构特点 157

10.1.2晶系与晶格 157

10.1.3晶体的类型 158

10.2离子键与离子晶体 159

10.2.1离子键 159

10.2.2离子晶体 163

10.2.3离子的极化与变形 165

10.3分子间力与分子晶体 168

10.3.1分子的极性与磁性 168

10.3.2分子间作用力 170

10.3.3氢键 171

10.4金属键与金属晶体 173

10.4.1金属键与金属原子的堆积方式 173

10.4.2金属键理论 173

10.5原子晶体与混合型晶体 175

第11章 配位化学基础 179

11.1配合物的基本概念 179

11.1.1 配合物的定义 179

11.1.2配合物的组成 180

11.1.3配合物的命名 182

11.1.4配合物的类型 184

11.2配合物的异构现象 185

11.2.1立体异构 185

11.2.2结构异构 187

11.3配合物的价键理论 188

11.3.1配合物价键理论的基本要点 188

11.3.2内轨型配合物与外轨型配合物 190

11.3.3配合物中的反馈π键 193

11.4配合物的晶体场理论 194

11.4.1晶体场理论的基本要点 194

11.4.2中心原子或离子的d轨道能级分裂 194

11.4.3影响中心原子或离子d轨道分裂能的因素 197

11.4.4电子成对能 199

11.4.5晶体场稳定化能 200

11.4.6晶体场理论的应用 200

11.5配位平衡 203

11.5.1配合物的形成常数 203

11.5.2配位平衡的移动 205

第3篇 元素化合物 215

第12章s区元素 215

12.1 s区元素概述 215

12.1.1元素的存在形式 215

12.1.2碱金属和碱土金属的通性 215

12.2碱金属和碱土金属的单质 217

12.2.1单质的冶炼 217

12.2.2单质的物理性质 218

12.2.3单质的化学性质 219

12.3碱金属和碱土金属的化合物 220

12.3.1氧化物和氢氧化物 220

12.3.2氢化物 224

12.3.3盐类 224

第13章P区元素（一） 232

13.1硼、铝 232

13.1.1 硼单质的结构 232

13.1.2 硼、铝单质的制备 233

13.1.3硼、铝单质的化学性质与用途 235

13.1.4硼的化合物 236

13.1.5铝的化合物 240

13.2镓、铟、铊 242

13.2.1镓、铟、铊的单质 242

13.2.2镓、铟、铊的主要化合物 242

13.3碳、硅、锗、锡、铅 244

13.3.1碳、硅的单质 244

13.3.2碳、硅的化合物 246

13.3.3锗、锡、铅的单质及其化合物 253

第14章P区元素（二） 262

14.1氮族元素 262

14.1.1氮及其化合物 263

14.1.2磷及其化合物 270

14.1.3砷、锑、铋及其化合物 276

14.2氧族元素 281

14.2.1氧族元素概述 281

14.2.2自然界中的氧元素 281

14.2.3硫的单质与化合物 286

14.3卤族元素 296

14.3.1卤族元素的通性 296

14.3.2卤族元素的单质 297

14.3.3卤族元素的化合物 302

14.4无机酸强度的变化规律 311

14.4.1影响无机酸强度的直接因素 311

14.4.2氢化物酸性强弱的变化规律 311

14.4.3含氧酸酸性强弱的变化规律 312

第15章ds区元素 318

15.1铜副族 318

15.1.1铜族元素的原子结构与性质 318

15.1.2铜族元素的单质 318

15.1.3铜族元素的化合物 320

15.2锌副族 327

15.2.1锌族元素的原子结构与性质 327

15.2.2锌族元素的单质 328

15.2.3锌族元素的化合物 329

第16章d区元素 336

16.1 d区元素概述 336

16.1.1 d区元素原子的电子构型 336

16.1.2 d区元素的通性 336

16.1.3 d区元素在自然界的存在形式 336

16.2钛副族 338

16.2.1单质钛 338

16.2.2钛的化合物 339

16.3钒副族 341

16.3.1钒副族的单质 341

16.3.2钒的氧化物和钒酸盐 341

16.4铬副族 343

16.4.1铬、钼、钨单质的制备与性质 343

16.4.2铬的化合物 345

16.4.3钼和钨的化合物 348

16.5锰副族 349

16.5.1锰副族单质的冶炼 349

16.5.2锰的单质和化合物 350

16.6铁系元素 354

16.6.1铁系元素的单质 354

16.6.2铁系元素的化合物 356

16.7铂系元素 366

16.7.1铂系元素的单质 366

16.7.2铂系元素的化合物 368

第17章 镧系和锕系元素 373

17.1镧系元素 373

17.1.1镧系元素的分布 373

17.1.2镧系元素的制备和用途 373

17.1.3镧系元素的性质 374

17.1.4镧系元素的化合物 376

17.2锕系元素 377

17.2.1锕系元素与镧系元素的相似之处 378

17.2.2锕系元素的氧化态和离子的颜色 378

17.2.3锕系元素的离子半径和配位数 379

17.2.4锕系元素的氧化还原反应 379

附录 382

附录1常用物理化学常数 382

附录2无机化合物的标准热力学数据（298 K） 382

附录3常见无机酸、有机酸在水溶液中的解离常数（298 K） 394

附录4常见无机碱、有机碱在水溶液中的解离常数（298 K） 395

附录5难溶化合物的溶度积常数 396

附录6标准电极电势（298 K） 398

附录7元素的第一电离能（kJ·mol-1） 406

附录8元素的电子亲和能（kJ·mol-1） 406

附录9元素的原子半径（pm） 407

附录10元素的电负性 408

附录11金属-无机配位体配合物的稳定常数 408

附录12常见离子和化合物的颜色 411