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上篇 无机化学基本理论 1

第1章 绪论 1

1.1化学的基本概念 1

1.2化学的发展简史 2

1.2.1古代化学时期 2

1.2.2近代化学时期 3

1.2.3现代化学时期 4

1.3无机化学课程学习研究的基本内容 4

第2章 物质的聚集状态 5

2.1溶液浓度的基本概念 5

2.1.1物质的聚集状态 5

2.1.2分散体系及溶液 5

2.1.3溶液浓度的概念 6

2.2溶液浓度的表示方法 6

2.3气体 7

2.3.1理想气体状态方程 7

2.3.2实际气体和范德华方程 8

2.3.3分压定律 10

2.3.4分体积定律 11

2.3.5气体扩散定律 12

2.3.6气体分子的速率分布和能量分布 12

2.4液体 14

2.4.1液体的基本性质 14

2.4.2液体分散体系 15

2.5固体 16

第3章 非电解质稀溶液的依数性 18

3.1基本概念 18

3.2非电解质稀溶液的依数性 18

3.2.1溶液的蒸气压下降 18

3.2.2溶液的沸点升高 20

3.2.3溶液的凝固点降低 21

3.2.4溶液的渗透压 23

3.3溶液依数性的应用 24

3.3.1渗透压在生物、医药学上的意义 24

3.3.2反渗透技术及应用 26

第4章 化学热力学基础 28

4.1热力学第一定律 28

4.1.1热力学的一些基本概念 28

4.1.2热力学第一定律的内容 30

4.1.3焓 30

4.2热化学 31

4.2.1反应进度 31

4.2.2热化学方程式 32

4.2.3盖斯定律 33

4.2.4标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓 33

4.3化学反应的方向 35

4.3.1自发过程与可逆过程 35

4.3.2反应热（焓变）和温度对反应方向的影响 36

4.3.3熵变与化学反应的方向 36

4.3.4吉布斯自由能与化学反应方向 37

4.4化学反应的摩尔吉布斯自由能变的计算 39

第5章 化学反应速率 43

5.1化学反应速率的概念和表示方法 43

5.1.1平均速率 43

5.1.2瞬时速率 44

5.2化学反应速率理论 44

5.2.1碰撞理论 44

5.2.2过渡状态理论 45

5.3影响化学反应速率的因素 45

5.3.1浓度对化学反应速率的影响 45

5.3.2温度对化学反应速率的影响 50

5.3.3催化剂对化学反应速率的影响 51

第6章 化学平衡 54

6.1化学反应的可逆性和化学平衡 54

6.1.1化学反应的可逆性 54

6.1.2化学平衡 54

6.2化学平衡常数及其计算 55

6.2.1经验平衡常数 55

6.2.2标准平衡常数 56

6.2.3有关化学平衡常数的计算 58

6.3化学平衡移动 60

6.3.1浓度对化学平衡的影响 60

6.3.2压力对化学平衡的影响 61

6.3.3温度对化学平衡的影响 62

6.3.4催化剂和化学平衡 63

6.3.5勒夏特列原理 63

6.4选择合理生产条件的一般原则 63

第7章 电解质溶液 66

7.1水的解离与溶液的pH值 66

7.1.1水的离子积常数 66

7.1.2溶液的pH值 67

7.1.3酸碱指示剂 67

7.2强电解质溶液理论 69

7.2.1离子氛与离子强度 69

7.2.2活度与活度系数 69

7.3弱电解质的解离平衡 70

7.3.1一元弱酸、弱碱的解离平衡 70

7.3.2多元弱酸的解离平衡 73

7.4缓冲溶液 75

7.4.1缓冲溶液的缓冲原理 76

7.4.2缓冲溶液pH值的计算 76

7.4.3缓冲容量 77

7.4.4缓冲溶液的选择与配制 77

7.4.5血液中的缓冲体系 78

7.5盐类的水解 78

7.5.1各种类型盐的水解 78

7.5.2影响水解平衡移动的因素 81

7.6酸碱的质子理论与电子理论 82

7.6.1酸碱的质子理论 82

7.6.2酸碱的电子理论 84

第8章 难溶强电解质的沉淀-溶解平衡 86

8.1溶度积和溶解度 86

8.1.1溶度积 86

8.1.2溶度积和溶解度的关系 87

8.1.3溶度积规则 88

8.2沉淀-溶解平衡的移动 88

8.2.1沉淀的生成 88

8.2.2沉淀的溶解 89

8.2.3同离子效应和盐效应 91

8.3沉淀反应的某些应用 92

第9章 氧化还原反应 96

9.1基本概念 96

9.1.1氧化与还原 96

9.1.2化合价与氧化数 97

9.1.3氧化剂和还原剂 100

9.1.4氧化还原反应的特征与实质 100

9.2氧化还原反应方程式的配平 100

9.2.1离子-电子法（半反应法） 100

9.2.2氧化数法 103

9.3电极电势 105

9.3.1原电池和电极电势 105

9.3.2影响电极电势的因素——能斯特方程 112

9.3.3电极电势的应用 119

9.3.4氧化还原平衡及其应用 123

9.3.5元素电势图及其运用 126

第10章 原子结构与元素周期律 133

10.1核外电子运动的特殊性 133

10.1.1核外电子运动的量子化特征——氢原子光谱和玻尔理论 133

10.1.2微观粒子的波粒二象性 135

10.2核外电子运动状态的描述 137

10.2.1薛定谔方程 137

10.2.2波函数与原子轨道 138

10.2.3四个量子数 138

10.2.4波函数的图像 141

10.2.5电子云及其空间图像 143

10.3多电子原子结构和元素周期律 145

10.3.1原子轨道能级 145

10.3.2基态原子的电子层结构 149

10.3.3原子的电子层结构和元素周期律 152

10.4元素基本性质的周期性 155

10.4.1原子半径 155

10.4.2电离能 157

10.4.3电子亲和能 158

10.4.4元素的电负性 159

第11章 化学键与分子结构 162

11.1离子键理论 162

11.1.1离子键的形成 162

11.1.2离子键的特征 163

11.1.3离子的特征 164

11.1.4离子键的强度 165

11.1.5离子晶体 167

11.2共价键理论 170

11.2.1经典路易斯学说 170

11.2.2价键理论 170

11.2.3杂化轨道理论 173

11.2.4价层电子对互斥理论 175

11.2.5分子轨道理论 179

11.3键参数 182

11.3.1键级 182

11.3.2键能 182

11.3.3键长 183

11.3.4键角 183

11.3.5键矩 183

11.4键的极性与分子的极性 184

11.4.1键的极性 184

11.4.2分子的极性与偶极矩 184

11.5分子间的作用力与氢键 185

11.5.1分子间的作用力 185

11.5.2氢键 187

11.6离子的极化 188

11.6.1离子极化的定义 189

11.6.2离子极化对键型和化合物性质的影响 190

11.6.3化学键的离子性 191

第12章 配位化合物 193

12.1配位化合物的基本概念 193

12.1.1配位化合物发展简史 193

12.1.2配位化合物的定义 194

12.1.3配位化合物的组成 194

12.1.4配合物的命名 196

12.1.5配合物的类型 198

12.2配合物的化学键理论 199

12.2.1配合物的价键理论 199

12.2.2配合物的晶体场理论 202

12.3配合物的稳定性 211

12.3.1配合物的稳定常数 211

12.3.2影响配合物稳定性的因素 214

12.3.3软硬酸碱规则与配离子的稳定性 214

12.4配合平衡的移动 215

12.4.1配合平衡与酸碱解离平衡 216

12.4.2配合平衡与沉淀-溶解平衡 217

12.4.3配合平衡与氧化还原平衡 218

12.4.4配合物的取代反应与配合物的“活动性” 219

12.5配合物的应用 220

中篇 元素化学 224

第13章s区元素 224

13.1 s区元素概述 224

13.2 s区元素的单质 226

13.2.1单质的物理性质 226

13.2.2单质的化学性质 226

13.3重要化合物 227

13.3.1氢化物 227

13.3.2氧化物 228

13.3.3氢氧化物 230

13.3.4重要盐类 231

13.4对角线规则 233

13.5硬水及其软化 234

13.5.1硬水的概念 234

13.5.2硬水的软化 234

第14章p区元素 237

14.1 p区元素概述 237

14.2卤族元素 238

14.2.1卤族元素通性 238

14.2.2卤素单质 238

14.2.3卤化氢和氢卤酸 240

14.2.4卤素的含氧化物 240

14.3氧族元素 242

14.3.1氧族元素概述 242

14.3.2氧及其化合物 243

14.3.3硫及其化合物 246

14.4氮族元素 252

14.4.1氮族元素的基本性质 252

14.4.2氮和氮的化合物 253

14.4.3磷及其化合物 259

14.4.4砷、锑、铋 263

14.5碳族元素 265

14.5.1碳族元素通性 265

14.5.2碳及碳的化合物 265

14.5.3硅及其重要化合物 268

14.5.4锡、铅 270

14.6硼族元素 273

14.6.1硼族元素通性 273

14.6.2硼及其重要的化合物 274

14.6.3金属铝 277

第15章d区元素 281

15.1 d区元素的通性 282

15.2 d区元素的重要化合物 284

15.2.1铬及其化合物 284

15.2.2锰及其化合物 285

15.2.3钛及其化合物 287

15.2.4铁、钴、镍及其化合物 288

第16章ds区元素 297

16.1 ds区元素的通性 297

16.1.1铜族元素的通性 297

16.1.2锌族元素的通性 298

16.2 ds区元素的重要化合物 298

16.2.1铜族元素及其化合物 298

16.2.2锌族及其化合物 303

下篇 无机化学知识拓展 308

第17章 无机化学的未来及发展 308

17.1配位化学的发展 308

17.2元素的分离 309

17.2.1溶剂萃取法 309

17.2.2沉淀分离法 311

17.2.3离子交换法 311

17.3有机金属化学 311

17.3.1有机金属化合物的分类 312

17.3.2金属羰基配合物 312

17.3.3金属不饱和烃化合物 313

17.3.4金属夹心配合物 313

17.4超分子化学 314

17.4.1超分子化学研究的对象 314

17.4.2超分子化学的一些基本概念 314

第18章 生物无机化学 317

18.1生物无机化学研究的对象 317

18.2生命元素 318

18.3生物体内的重要配体 319

18.3.1氨基酸、肽和蛋白质 319

18.3.2 卟啉类化合物 320

18.3.3核酸 321

18.4生物体中的金属螯合物 322

18.5生物无机化学的研究方向 323

第19章 微量元素化学 327

19.1元素的分类 327

19.2生命元素在人体内的分布 329

19.3元素与人体健康 330

19.3.1生物体内元素的生物功能 330

19.3.2微量元素与中医 332

19.3.3微量元素与食补 333

19.4微量元素与现代医药 333

第20章 水环境与大气环境化学 336

20.1水环境 336

20.1.1水的结构与性质 336

20.1.2水中的重金属污染及其治理方法 336

20.2大气环境化学 338

20.2.1臭氧层的破坏与保护 338

20.2.2二氧化碳与温室效应 341

20.2.3光化学污染的形成与治理 341

20.2.4酸雨的形成与防治 342

20.3绿色化学与清洁生产 343

20.3.1绿色化学简介 343

20.3.2清洁生产技术 345

第21章 新能源化学——氢和氢能源 347

21.1氢的结构、性质 347

21.2氢能源 349

21.2.1储氢材料 349

21.2.2氢能的用途 350

21.3低碳经济 350

21.3.1低碳经济的概念 350

21.3.2低碳技术 351

21.3.3低碳发展 352

21.3.4低碳生活方式 353

21.3.5低碳社会 354

附录 355

附录A常用酸、碱在水中的解离平衡常数（298.15 K） 355

附录B常用难溶电解质的溶度积常数（291～298 K） 357

附录C某些电对的标准电极电势（298.15 K） 358

附录D常见配离子的稳定常数（298.15 K） 364

附录E元素周期表 368

参考文献 370