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上篇 原理·结构 1

第1章 化学热力学基础 1

1.1基本概念和术语 2

1.1.1体系和环境 2

1.1.2状态和状态函数 2

1.1.3热、功和热力学能 3

1.1.4过程和途径 4

1.1.5热化学方程式和反应进度 4

1.2化学反应热和反应焓变 5

1.2.1热力学第一定律 6

1.2.2定容反应热 6

1.2.3定压反应热与反应的焓变 7

1.2.4 Qp与Qv的关系 7

1.2.5热化学标准条件与标准摩尔生成焓 8

1.3化学反应热的热力学计算 10

1.3.1由标准摩尔生成焓计算反应热 10

1.3.2由标准摩尔燃烧焓计算反应热 11

1.3.3由盖斯定律计算反应热 12

1.3.4由键焓估算反应热 13

1.4化学反应的方向 14

1.4.1化学反应的自发性 14

1.4.2熵、熵变及规律 14

1.4.3吉布斯自由能变和化学反应的方向 16

1.4.4标准吉布斯自由能变的计算 17

综合性思考题 19

复习思考题 19

习题 21

【教学纲要】 25

第2章 化学动力学基础 27

2.1化学反应速率的基本概念 27

2.1.1化学反应速率的表示方法 27

2.1.2基元反应与反应机理 28

2.2化学反应速率理论 29

2.2.1分子碰撞理论简介 29

2.2.2过渡状态理论简介 30

2.2.3活化能与反应热的关系 31

2.3浓度对化学反应速率的影响 32

2.3.1速率方程与反应级数 32

2.3.2质量作用定律 33

2.3.3浓度与时间的定量关系 34

2.4温度对反应速率的影响 35

2.4.1阿伦尼乌斯方程 36

2.4.2阿伦尼乌斯方程的应用 37

2.5催化剂对反应速率的影响 37

2.5.1催化剂的基本特征 37

2.5.2均相催化和多相催化 38

2.5.3酶催化 39

综合性思考题 39

复习思考题 40

习题 41

【教学纲要】 43

第3章 化学平衡原理 44

3.1化学平衡系统 44

3.1.1实验平衡常数 44

3.1.2标准平衡常数 44

3.1.3多重平衡规则 46

3.1.4反应商Q 47

3.2化学平衡与吉布斯自由能变 47

3.2.1化学等温方程与反应商判据 47

3.2.2范特霍夫方程 49

3.3化学平衡的移动 50

3.3.1浓度对化学平衡移动的影响 50

3.3.2压力对化学平衡移动的影响 51

3.3.3温度对化学平衡移动的影响 52

3.4化学平衡的计算 53

3.4.1气体定律 53

3.4.2平衡组成的计算 54

综合性思考题 57

复习思考题 58

习题 59

【教学纲要】 61

第4章 酸碱平衡 63

4.1酸碱质子理论 63

4.1.1酸碱的定义与共轭酸碱对 63

4.1.2酸碱反应 64

4.1.3共轭酸碱对Ka？与Kb？的关系 64

4.2弱电解质的解离平衡 65

4.2.1一元弱酸弱碱的解离平衡 65

4.2.2多元弱电解质的解离平衡 68

4.2.3盐溶液中的解离平衡 69

4.2.4酸碱平衡移动 73

4.3缓冲溶液 75

4.3.1缓冲作用原理 75

4.3.2缓冲溶液pH值的计算 76

4.3.3缓冲容量及缓冲范围 77

4.3.4缓冲对的选择及缓冲溶液的配制 79

4.3.5缓冲溶液的生物学意义 79

4.4溶液的浓度 80

4.4.1物质的量浓度 80

4.4.2质量摩尔浓度 80

4.4.3物质的量分数 80

4.5强电解质溶液 81

阅读材料 82

综合性思考题 83

复习思考题 84

习题 84

【教学纲要】 86

第5章 沉淀溶解平衡 89

5.1溶度积原理 89

5.1.1溶度积常数 89

5.1.2溶度积与溶解度 90

5.1.3溶度积常数与自由能变 90

5.2沉淀的生成与溶解 91

5.2.1溶度积规则 91

5.2.2沉淀的生成 92

5.2.3分步沉淀 94

5.2.4沉淀的溶解 95

5.2.5沉淀的转化 99

综合性思考题 99

复习思考题 100

习题 100

【教学纲要】 104

第6章 氧化还原反应 105

6.1氧化还原反应方程式的配平 105

6.1.1氧化数 105

6.1.2离子—电子法配平反应方程式 106

6.2原电池与电极电势 108

6.2.1原电池构造 108

6.2.2电解与法拉第定律 109

6.2.3电极电势的产生与测定 110

6.3影响电极电势的因素 113

6.3.1能斯特方程 113

6.3.2浓度对电极电势的影响 113

6.3.3酸度对电极电势的影响 114

6.3.4生成沉淀对电极电势的影响 114

6.3.5生成配合物对电极电势的影响 116

6.4电极电势的应用 116

6.4.1判断原电池正负极和书写原电池符号 116

6.4.2比较氧化剂和还原剂的相对强弱 117

6.4.3选择合适的氧化剂和还原剂 117

6.4.4判断氧化还原反应的方向 118

6.4.5判断氧化还原反应进行的程度 119

6.4.6计算难溶电解质的溶度积 120

6.4.7元素电势图及其应用 120

阅读材料 122

综合性思考题 125

复习思考题 126

习题 126

【教学纲要】 129

第7章 配位化合物 132

7.1配合物的基本概念 132

7.1.1配合物的定义 132

7.1.2配合物的组成 132

7.1.3配合物的化学式及命名 134

7.2配位平衡 135

7.2.1配位平衡常数 135

7.2.2配位平衡与酸碱平衡 137

7.2.3配位平衡与沉淀溶解平衡 138

7.2.4配位平衡与氧化还原平衡 140

7.2.5配位平衡间的相互转化 142

7.3螯合物 142

7.3.1螯合物的基本概念 142

7.3.2螯合物的应用 143

综合性思考题 144

复习思考题 145

习题 145

【教学纲要】 146

第8章 原子结构 148

8.1原子结构理论的发展 148

8.2量子力学原子模型 150

8.2.1核外电子运动的特征 150

8.2.2核外电子运动状态的描述 152

8.2.3量子数、原子轨道和电子运动状态 155

8.3原子核外电子排布与元素周期律 158

8.3.1基态原子中电子排布原理 158

8.3.2多电子原子的电子排布 159

8.3.3原子的电子层结构与元素周期律 163

8.4元素性质的周期性 165

8.4.1原子半径 165

8.4.2电离能（I） 166

8.4.3电子亲和能（A） 167

8.4.4电负性（x） 168

复习思考题 169

习题 170

【教学纲要】 171

第9章 化学键与分子结构 174

9.1离子键理论 174

9.1.1离子键的理论要点 174

9.1.2离子键的强度 175

9.2价键理论（VB法） 176

9.2.1共价键理论的发展 176

9.2.2价键理论要点 176

9.2.3共价键的类型 177

9.2.4共价键的强度 179

9.3杂化轨道理论 180

9.3.1杂化轨道理论的建立 180

9.3.2杂化轨道类型与分子空间构型的关系 181

9.4配合物中的化学键理论 184

9.4.1价键理论的要点 184

9.4.2配合物的几何构型 184

9.5分子轨道理论 188

9.5.1分子轨道理论要点 189

9.5.2分子轨道能级及应用 190

9.6分子间力和氢键 193

9.6.1分子的极性和变形性 193

9.6.2分子间力 196

9.6.3分子间力对物质物理性质的影响 197

9.6.4氢键 198

复习思考题 199

习题 200

【教学纲要】 201

第10章固体结构与性质 205

10.1晶体及内部结构 205

10.1.1晶体结构的特征 205

10.1.2晶体的内部结构 206

10.1.3单晶体、多晶体和非晶体 209

10.1.4晶体类型 211

10.2金属晶体 211

10.2.1金属晶体的结构 211

10.2.2金属键理论 213

10.3离子晶体 215

10.3.1常见的晶体类型 215

10.3.2半径比规则 216

10.3.3晶格能 218

10.3.4离子极化 220

10.4分子晶体和原子晶体 222

10.4.1分子晶体 222

10.4.2原子晶体 222

10.4.3层状晶体 223

复习思考题 224

习题 225

【教学纲要】 226

下篇 元素化学 227

第11章氢、稀有气体 227

11.1氢 227

11.1.1氢的自然资源 227

11.1.2氢的成键特征 228

11.1.3氢的性质和用途 229

11.1.4氢的制备 231

11.1.5氢化物 232

11.1.6氢能源 234

11.2稀有气体 235

11.2.1稀有气体的发现 235

11.2.2稀有气体的性质和用途 236

11.2.3稀有气体化合物 237

复习思考题 238

习题 239

【教学纲要】 239

第12章s区元素 241

12.1 s区元素概述 241

12.1.1 s区元素的存在 241

12.1.2 s区元素的通性 241

12.2 s区元素的单质及其化合物 243

12.2.1单质的特性 243

12.2.2氢化物 243

12.2.3氧化物 244

12.2.4氢氧化物 245

12.2.5重要盐类及其性质 245

12.2.6 K+，Na+，Mg2+， Ca2+ ，Ba2+的鉴定 246

12.3锂、铍的特殊性 246

12.3.1锂的特殊性 246

12.3.2铍的特殊性 247

12.3.3对角线关系 247

12.3.4对角线规则 247

复习思考题 248

习题 248

【教学纲要】 249

第13章p区元素（一） 250

13.1 p区元素概述 251

13.1.1 p区的组成元素 251

13.1.2价电子结构特征 251

13.1.3氧化态及惰性电子对效应 252

13.1.4电负性变化规律 252

13.1.5半径变化规律 252

13.1.6元素性质变化的反常性、异样性、二次周期性 253

13.2硼族元素（ⅢA） 255

13.2.1硼族元素的通性 255

13.2.2硼及其重要化合物 256

13.2.3铝及其重要化合物 265

13.3碳族元素 269

13.3.1碳族元素的通性 269

13.3.2碳及其重要化合物 270

13.3.3硅及其重要化合物 274

13.3.4锡、铅及其重要化合物 277

13.3.5新型无机材料简介 282

复习思考题 283

习题 283

【教学纲要】 285

第14章P区元素（一）氮族元素 290

14.1氮族元素的通性 290

14.2氮及其重要化合物 291

14.2.1氮气的制备及其特性 291

14.2.2氨和铵盐 292

14.2.3氮的氧化物、含氧酸及其盐 294

14.3磷及其重要化合物 299

14.3.1磷的同素异形体 299

14.3.2磷的氢化物 300

14.3.3磷的氧化物、含氧酸及其盐 300

14.3.4磷的卤化物 304

14.4砷、锑、铋及其重要化合物 305

14.4.1砷、锑、铋的单质 305

14.4.2砷、锑、铋的氢化物 305

14.4.3砷、锑、铋的氧化物、氢氧化物及含氧酸 306

14.4.4砷、锑、铋的盐类 307

复习思考题 308

习题 308

【教学纲要】 310

第15章P区元素（二） 313

15.1氧族元素 313

15.1.1氧族元素的通性 313

15.1.2氧及其化合物 315

15.1.3硫及其化合物 318

15.2卤素 328

15.2.1卤素元素的通性 328

15.2.2卤素单质 329

15.2.3卤化氢和氢卤酸 332

15.2.4卤化物 334

15.2.5卤素含氧酸及其盐 334

15.2.6拟卤素 338

复习思考题 339

习题 339

【教学纲要】 341

第16章d区元素（一） 344

16.1 d区元素的通性 344

16.1.1 d区元素原子的价电子结构 344

16.1.2 d区元素的原子半径 344

16.1.3 d区元素的氧化态 344

16.1.4 d区元素的物理性质 345

16.1.5 d区元素的化学性质 345

16.1.6 d区元素的离子颜色 346

16.2钛及其重要化合物 346

16.2.1钛的性质和用途 346

16.2.2钛的重要化合物 347

16.3钒及其重要化合物 348

16.3.1五氧化二钒 348

16.3.2钒酸及其盐 348

16.4铬、钼、钨及其重要化合物 349

16.4.1铬、钼、钨的性质和用途 349

16.4.2铬的重要化合物 349

16.4.3钼和钨的重要化合物 352

16.5锰及其重要化合物 352

16.5.1锰的性质和用途 352

16.5.2锰的重要化合物 353

16.6铁、钴、镍及其重要化合物 355

16.6.1铁、钴、镍的性质和用途 355

16.6.2铁、钴、镍的氧化物和氢氧化物 355

16.6.3铁、钴、镍的盐类 356

16.6.4铁、钴、镍的配合物 356

复习思考题 358

习题 358

【教学纲要】 360

第17章d区元素（二） 363

17.1铜、锌族元素的通性 363

17.2铜、锌族元素单质的性质和用途 364

17.2.1铜族元素单质的性质和用途 364

17.2.2锌族元素单质的性质和用途 365

17.3铜和银的重要化合物 366

17.3.1氧化物和氢氧化物 366

17.3.2盐类 367

17.3.3配合物 369

17.3.4 Cu （Ⅰ）和Cu（Ⅱ）的相互转化 371

17.4锌族元素的重要化合物 372

17.4.1氧化物和氢氧化物 372

17.4.2盐类 373

17.4.3配合物 375

17.4.4 Hg（Ⅰ）和Hg（Ⅱ）的相互转化 376

复习思考题 376

习题 377

【教学纲要】 379

第18章f区元素 381

18.1镧系元素 381

18.1.1稀土元素通性 381

18.1.2镧系元素通性 382

18.1.3镧系元素的重要化合物 386

18.2锕系元素 391

18.2.1锕系元素的通性 391

18.2.2钍和铀的重要化合物 392

18.3核化学简介 395

18.3.1核结构 395

18.3.2核反应 399

18.3.3核能的利用 400

复习思考题 403

习题 403

【教学纲要】 404

附录A基本物理常数表 405

附录B单位换算 405

附录C常用的酸碱密度、百分比浓度 406

附录D弱酸、弱碱的解离常数 406

附录E难溶化合物的溶度积常数 407

附录F一些物质的标准生成焓、标准生成自由能和标准熵 409

附录G水合离子的标准生成焓、标准生成自由能和标准熵 412

附录H标准电极电势 413

附录I一些配离子的稳定常数 416

参考文献 417