近代化学基础 上 第3版PDF电子书下载

第一章 原子结构和元素周期系 1

1.1 微观粒子运动的特殊性 1

1.1.1 氢原子光谱和原子轨道能级 2

1.1.2 微观粒子运动的波粒二象性 4

1.1.3 微观粒子运动的统计规律 5

1.2 单电子体系核外电子运动的近代描述 6

1.2.1 波函数和原子轨道 6

1.2.2 概率密度和电子云 7

1.2.3 原子轨道及电子云的角度分布图 9

1.2.4 原子轨道及电子云的径向部分 11

1.2.5 四个量子数 11

1.3 多电子原子结构和周期表 14

1.3.1 多电子原子轨道能级图 14

1.3.2 核外电子排布 19

1.3.3 原子的电子层结构与元素周期表 24

1.4 原子结构与元素性质变化的周期性 27

1.4.1 有效核电荷数的周期性 27

1.4.2 原子半径 27

1.4.3 电离能 29

1.4.4 电子亲和能 31

1.4.5 元素的电负性 31

思考题 34

习题 34

第二章 分子结构和晶体结构 37

2.1 离子键和离子晶体 37

2.1.1 离子键的形成和特征 37

2.1.2 离子晶体 38

2.2 共价键理论（Ⅰ）：价键理论 42

2.2.1 键参数 42

2.2.2 共价键的形成和类型 44

2.2.3 杂化轨道理论 47

2.2.4 价层电子对互斥理论 53

2.3 共价键理论（Ⅱ）：分子轨道理论 56

2.3.1 分子轨道理论的要点 57

2.3.2 分子轨道能级及其应用 59

2.4 原子晶体和混合型晶体 62

2.5 金属和金属晶体 63

2.5.1 金属键的自由电子理论 63

2.5.2 金属的分子轨道理论 64

2.5.3 金属晶体 67

2.6 晶体缺陷和非整比化合物 68

2.6.1 整比缺陷（本征缺陷） 69

2.6.2 非整比缺陷 69

2.7 分子间力和氢键 70

2.7.1 分子极性的量度——偶极矩 70

2.7.2 分子间力的本质和类型 71

2.7.3 氢键 72

2.7.4 分子晶体和氢键型晶体 74

2.8 离子的极化作用 76

2.8.1 离子的极化力和变形性 76

2.8.2 离子极化作用对化学键性质的影响 78

2.8.3 离子极化作用对晶体结构的影响 78

思考题 79

习题 80

第三章 配位化合物的结构 82

3.1 配合物的基本概念 82

3.1.1 配合物的定义和组成 82

3.1.2 配体的类型 83

3.1.3 配合物的命名 85

3.2 配合物的价键理论 85

3.2.1 价键理论的基本要点 85

3.2.2 外轨型配合物与内轨型配合物 86

3.2.3 配合物的键型与磁性的关系 88

3.2.4 配合物的空间构型和立体异构 88

3.3 配合物的晶体场理论 91

3.3.1 晶体场理论的基本要点 91

3.3.2 八面体场中中心离子d轨道的分裂 92

3.3.3 分裂能及其影响因素 92

3.3.4 高自旋和低自旋配合物及磁性 95

3.3.5 晶体场稳定化能 97

3.3.6 配合物的吸收光谱 98

3.4 配合物的分子轨道理论简介 100

3.4.1 中心离子与配体的σ键合 101

3.4.2 中心离子与配体的π键合 102

思考题 103

习题 104

第四章 化学反应的基本原理 105

4.1 溶液及理想气体 105

4.1.1 物理量的表示及运算 105

4.1.2 溶液及溶液组成的表示方法 106

4.1.3 理想气体状态方程 107

4.1.4 分压定律 108

4.2 化学反应中的能量关系 109

4.2.1 化学热力学的基本概念 109

4.2.2 热力学第一定律 111

4.2.3 化学反应热 112

4.3 化学反应的方向 117

4.3.1 自发过程 117

4.3.2 熵 118

4.3.3 吉布斯函数 120

4.3.4 化学反应的等温方程 124

4.4 化学反应的限度——化学平衡 125

4.4.1 化学平衡 125

4.4.2 标准平衡常数 125

4.4.3 化学平衡的移动 127

4.4.4 平衡组成和平衡转化率的计算 130

4.5 化学反应速率 131

4.5.1 化学反应速率的定义 131

4.5.2 影响化学反应速率的因素 132

思考题 138

习题 138

第五章 酸碱反应 141

5.1 酸碱质子理论 141

5.1.1 酸碱定义和共轭酸碱对 141

5.1.2 酸碱反应的实质 142

5.1.3 溶剂的酸碱性 143

5.2 酸碱反应常数 144

5.2.1 溶剂的质子自递反应常数 144

5.2.2 弱酸和弱碱的解离常数 146

5.2.3 中和反应常数 150

5.2.4 水解反应及水解常数 150

5.2.5 解离度和稀释定律 152

5.3 酸碱水溶液pH的计算 152

5.3.1 分布系数和分布曲线 152

5.3.2 溶液平衡的基本关系式 156

5.3.3 酸碱水溶液pH的计算 157

5.4 酸碱缓冲溶液 162

5.4.1 缓冲溶液的类型 162

5.4.2 缓冲作用原理 163

5.4.3 缓冲溶液pH的计算 164

思考题 168

习题 169

第六章 沉淀反应 171

6.1 沉淀-溶解平衡和溶度积 171

6.1.1 沉淀-溶解平衡 171

6.1.2 溶度积和溶度积规则 172

6.2 溶解度和影响溶解度的因素 176

6.2.1 溶解度 176

6.2.2 同离子效应和盐效应 178

6.2.3 酸效应 180

6.2.4 水解效应 182

6.2.5 配位效应 184

6.3 分步沉淀和沉淀转化 185

6.3.1 分步沉淀 185

6.3.2 沉淀的转化 186

6.4 沉淀分离法简介 188

6.4.1 沉淀的形成 188

6.4.2 影响沉淀纯度的因素 189

6.4.3 沉淀条件的选择 192

6.4.4 应用示例 193

思考题 196

习题 196

第七章 配位反应 198

7.1 酸碱电子理论与配位反应 198

7.1.1 酸碱定义 198

7.1.2 酸碱反应 199

7.1.3 硬软酸碱原则 201

7.2 配合物的稳定常数 203

7.2.1 稳定常数 203

7.2.2 逐级稳定常数 204

7.2.3 累积稳定常数 204

7.2.4 EDTA及其螯合物 205

7.2.5 螯合物的稳定常数 207

7.2.6 配合物的稳定性 208

7.2.7 配合物的分布系数 209

7.3 配位反应的副反应 212

7.3.1 主反应与副反应 212

7.3.2 条件稳定常数 216

7.4 配位平衡的移动 217

7.4.1 配离子之间的平衡 217

7.4.2 配位平衡和氧化还原平衡 217

7.4.3 配位平衡和沉淀平衡 218

思考题 220

习题 220

第八章 氧化还原反应 223

8.1 基本概念 223

8.1.1 氧化数 223

8.1.2 半反应和氧化还原电对 224

8.2 氧化还原反应方程式的配平 225

8.2.1 氧化数法 225

8.2.2 离子-电子法 226

8.3 原电池和电极电势 227

8.3.1 原电池 227

8.3.2 电极电势 229

8.3.3 标准电极电势 230

8.4 影响电极电势的因素 232

8.4.1 能斯特方程 232

8.4.2 溶液浓度的影响 234

8.4.3 溶液酸度的影响 235

8.4.4 沉淀反应的影响 236

8.4.5 配位反应的影响 237

8.5 电极电势的应用 238

8.5.1 标准电动势和标准平衡常数 239

8.5.2 条件电极电势和条件平衡常数 240

8.5.3 氧化还原反应的方向和次序 241

8.5.4 元素电势图及其应用 243

8.6 电解和化学电源简介 244

8.6.1 电解 244

8.6.2 化学电源 246

思考题 249

习题 250

第九章 化学分析 253

9.1 误差与有效数字 253

9.1.1 误差 253

9.1.2 有效数字 255

9.2 重量分析法 257

9.2.1 重量分析法的分类 257

9.2.2 重量分析法对沉淀形式和称量形式的要求 258

9.2.3 重量分析法结果的计算 258

9.3 滴定分析法概述 259

9.3.1 滴定分析法的基本概念 259

9.3.2 滴定分析法的分类和对反应的要求 260

9.3.3 基准物质和标准溶液 261

9.3.4 滴定分析的计算 262

9.4 滴定分析原理 264

9.4.1 滴定曲线 265

9.4.2 影响滴定突跃的因素 267

9.4.3 滴定终点的确定 270

9.4.4 滴定误差和直接滴定条件 272

9.5 滴定分析法的应用 275

9.5.1 酸碱滴定法的应用 275

9.5.2 配位滴定法的应用 278

9.5.3 氧化还原滴定法的应用 281

9.5.4 沉淀滴定法的应用 283

思考题 284

习题 285

第十章 物质概述 287

10.1 元素的自然资源 287

10.2 元素的氧化态和吉布斯函变-氧化态图 289

10.3 单质 292

10.3.1 单质的分类 292

10.3.2 单质的结构及性质 292

10.3.3 同素异形体 297

10.3.4 单质的制备方法 302

10.4 氢及氢能源 307

10.4.1 氢 307

10.4.2 氢能源 311

10.5 稀有气体 311

10.5.1 稀有气体的性质和用途 311

10.5.2 稀有气体化合物 312

思考题 314

习题 314

第十一章 主族元素的二元化合物 316

11.1 二元化合物的组成及成键特性 316

11.2 氢化物 316

11.2.1 氢化物的类型和性质 317

11.2.2 过氧化氢 321

11.2.3 氮的氢化物——氨、联氨和羟胺 323

11.2.4 硼烷 326

11.2.5 硅烷 331

11.2.6 硫化氢及多硫化氢 331

11.3 硼化物、碳化物及氮化物 332

11.3.1 硼化物、碳化物及氮化物的分类 332

11.3.2 硼化物、碳化物及氮化物的制备 333

11.3.3 硼化物、碳化物及氮化物的性质和用途 334

11.4 硫化物 335

11.4.1 硫化物的溶解度 335

11.4.2 硫化物的还原性 336

11.4.3 硫化物的酸碱性 337

11.5 卤化物 338

11.5.1 卤化物的性质 338

11.5.2 卤化物的制备 341

11.5.3 卤化物的用途简介 342

思考题 343

习题 344

第十二章 主族元素的氧化物、氢氧化物、含氧酸及含氧酸盐 346

12.1 氧化物的性质递变规律 346

12.1.1 酸碱性 346

12.1.2 氧化还原性 347

12.1.3 稳定性 348

12.2 氧化物水合物的酸碱性和含氧酸强度判断 348

12.2.1 氧化物水合物的酸碱性——R—O—H经验规则 348

12.2.2 含氧酸的强度——鲍林规则 350

12.3 碱金属和碱土金属的氧化物、过氧化物及超氧化物 351

12.3.1 氧化物 351

12.3.2 过氧化物 352

12.3.3 超氧化物 353

12.4 硼和铝的含氧化合物 353

12.4.1 硼的含氧化合物 353

12.4.2 铝的含氧化合物 356

12.5 硅的含氧化合物 359

12.5.1 二氧化硅 359

12.5.2 硅酸和硅胶 359

12.5.3 硅酸盐 360

12.6 锡、铅的含氧化合物 362

12.6.1 锡、铅的氧化物和氢氧化物 362

12.6.2 锡（Ⅱ）的还原性和铅（Ⅳ）的氧化性 363

12.7 氮族元素的含氧化合物 364

12.7.1 氮的含氧化合物 364

12.7.2 磷的含氧化合物 370

12.7.3 砷、锑、铋的含氧化合物和硫代酸盐 376

12.8 硫的含氧化合物 379

12.8.1 亚硫酸及其盐 380

12.8.2 连二亚硫酸钠 381

12.8.3 硫酸及其盐 382

12.8.4 硫代硫酸及其盐 384

12.8.5 过硫酸及其盐 384

12.9 卤素的含氧酸及含氧酸盐 385

12.9.1 次卤酸及其盐 386

12.9.2 卤酸及其盐 387

12.9.3 高卤酸及其盐 388

12.9.4 氯、溴、碘的吉布斯函变-氧化态图 389

思考题 390

习题 391

第十三章 过渡元素及其简单化合物 394

13.1 过渡元素通性 394

13.1.1 原子半径和离子半径 395

13.1.2 氧化态 396

13.1.3 金属的化学活泼性 397

13.1.4 氧化物及其水合物的酸碱性 399

13.1.5 水合离子的颜色 400

13.2 钛和钛的化合物 401

13.2.1 单质的性质及制备 401

13.2.2 钛的重要化合物 403

13.2.3 钛合金 407

13.3 钒和钒的化合物 408

13.3.1 单质的性质和用途 408

13.3.2 钒的重要化合物 409

13.4 铬、钼、钨及其化合物 412

13.4.1 单质的性质和用途 413

13.4.2 铬的元素电势图 414

13.4.3 铬的重要化合物 414

13.4.4 铬、钼、钨的吉布斯函变-氧化态图 419

13.4.5 钼、钨的多酸和多酸盐 420

13.5 锰和锰的化合物 422

13.5.1 单质的性质和用途 422

13.5.2 锰的元素电势图和吉布斯函变-氧化态图 422

13.5.3 锰的重要化合物 424

13.6 铁、钴、镍及其化合物 427

13.6.1 单质的性质和用途 428

13.6.2 铁、钴、镍的元素电势图和吉布斯函变-氧化态图 428

13.6.3 铁、钴、镍的重要化合物 430

13.7 铜族元素及其化合物 434

13.7.1 单质的性质和用途 435

13.7.2 铜、银、金的重要化合物 436

13.8 锌族元素及其化合物 442

13.8.1 单质的性质和用途 442

13.8.2 锌、镉、汞的重要化合物 445

13.9 稀土元素及其化合物 450

13.9.1 稀土元素在自然界中的分布和存在状态 450

13.9.2 镧系元素的电子层结构和性质 451

13.9.3 单质的性质和用途 454

13.9.4 稀土元素的重要化合物 455

思考题 458

习题 459

第十四章 过渡元素的配位化合物 462

14.1 简单配合物 462

14.1.1 钛的配合物 462

14.1.2 铬的配合物 464

14.1.3 铁、钴、镍的配合物 465

14.1.4 铜、银、金的配合物 468

14.1.5 锌、镉、汞的配合物 473

14.1.6 铂的配合物 473

14.2 螯合物 475

14.3 多核配合物 477

14.4 簇状配合物 478

14.4.1 金属原子簇中的M—M键 479

14.4.2 金属原子簇的分类 481

14.4.3 金属原子簇的结构 481

14.4.4 金属原子簇的应用 487

思考题 488

习题 489

附录 491

附录Ⅰ 国际单位制（SI） 491

附录Ⅱ 一些物理和化学的基本常数（2012年国际推荐值） 492

附录Ⅲ 国际相对原子质量表（2009,IUPAC） 494

附录Ⅳ 一些化合物的相对分子质量 495

附录Ⅴ 某些物质的标准生成焓，标准生成吉布斯函数，标准熵及热容（298.15K） 498

附录Ⅵ 弱酸和弱碱的解离常数 503

附录Ⅶ 难溶化合物溶度积常数 504

附录Ⅷ 金属离子氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH 506

附录Ⅸ 金属配合物的稳定常数（20～25℃） 507

附录Ⅹ 一些金属离子的lgαM（OH）值 509

附录Ⅺ 金属离子氨羧配位剂形成的配合物的稳定常数（lgKMY） 510

附录Ⅻ 标准电极电势（298 K） 511

附录ⅩⅢ 条件电极电势EΘ′ 518

附录ⅩⅣ 预处理时常用的试剂 520

附录ⅩⅤ 配位滴定中常用的掩蔽剂 521

附录ⅩⅥ 常用的指示剂 523