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第一篇 知识储备 2

第1章 无机化学简介 2

1.1 化学研究的对象 2

1.1.1 化学是研究物质变化的科学 2

1.1.2 化学在人类社会发展中的作用 3

1.1.3 化学的二级学科 4

1.2 无机化学的发展趋势 6

1.2.1 生物无机化学 6

1.2.2 无机材料化学 7

1.2.3 金属有机化学 7

1.3 学习无机化学的方法 8

1.3.1 兴趣产生动力 8

1.3.2 实践出真知 8

1.3.3 理论指导实践 9

1.3.4 抓好各个学习环节 9

第2章 化学基础知识 11

2.1 化学基本概念 11

2.1.1 分子、原子 11

2.1.2 元素、核素及同位素 12

2.1.3 物质的量及其单位、摩尔质量 13

2.1.4 相对原子质量Ar和相对分子质量Mr 13

2.2 物质的聚集状态 14

2.2.1 气体 14

2.2.2 液体 18

2.2.3 固体 19

2.2.4 等离子体（选学内容） 20

2.3 溶液 20

2.3.1 溶液浓度的表示法 21

2.3.2 稀溶液的依数性 22

2.4 化学反应中的能量关系 26

2.4.1 基本概念和术语 27

2.4.2 反应热效应、焓变 28

2.4.3 热化学方程式 28

2.4.4 热化学定律——盖斯定律 29

2.4.5 生成焓 31

本章小结 32

复习思考题 33

习题 33

第二篇 无机化学基本原理 38

第3章 化学反应速率和化学平衡 38

3.1 化学反应速率 38

3.1.1 化学反应速率的定义 38

3.1.2 化学反应速率的表示方法 39

3.2 影响反应速率的因素 40

3.2.1 浓度或分压对反应速率的影响 40

3.2.2 温度对反应速率的影响 41

3.2.3 催化剂与反应速率 42

3.2.4 影响反应速率的其他因素 43

3.3 活化能 43

3.3.1 碰撞理论、活化能 43

3.3.2 过渡状态理论 45

3.4 化学平衡 46

3.4.1 可逆反应与化学平衡 46

3.4.2 平衡常数 46

3.4.3 平衡常数与平衡转化率 50

3.5 化学平衡的移动 51

3.5.1 浓度或分压对化学平衡的影响 51

3.5.2 压力对化学平衡的影响 52

3.5.3 温度对化学平衡的影响 53

3.5.4 催化剂与化学平衡 53

3.5.5 平衡移动的原理——吕·查德里原理 54

3.6 反应速率与化学平衡的综合应用 54

本章小结 55

复习思考题 56

习题 56

第4章 电解质溶液和离子平衡 61

4.1 水的解离和溶液的pH 61

4.1.1 水的解离平衡 61

4.1.2 溶液的酸碱性和pH 62

4.1.3 酸碱指示剂 63

4.2 弱酸、弱碱的解离平衡 64

4.2.1 一元弱酸、弱碱的解离平衡 64

4.2.2 多元弱酸的解离平衡 68

4.3 同离子效应和缓冲溶液 69

4.3.1 同离子效应 69

4.3.2 缓冲溶液 70

4.4 盐的水解 75

4.4.1 盐的水解、水解常数及水解度 76

4.4.2 盐溶液pH的简单计算 79

4.4.3 影响水解平衡的因素 80

4.4.4 盐类水解平衡的移动及其应用 81

4.5 强电解质理论 81

4.5.1 表观解离度 81

4.5.2 活度 82

4.5.3 离子强度 83

4.5.4 盐效应 84

4.6 酸碱理论的发展 84

4.6.1 酸碱电离理论 84

4.6.2 酸碱质子理论 85

4.6.3 酸碱电子理论（选学内容） 87

4.7 沉淀-溶解平衡 88

4.7.1 沉淀-溶解平衡、溶度积 88

4.7.2 溶解度与溶度积常数的相互换算 89

4.7.3 溶度积常数规则 90

4.7.4 沉淀的生成和溶解 92

4.7.5 沉淀的转化 95

4.7.6 分步沉淀 96

本章小结 98

复习思考题 99

习题 100

第5章 氧化还原反应 105

5.1 氧化还原反应的基本概念 105

5.1.1 氧化数 105

5.1.2 氧化还原电对 108

5.1.3 常见的氧化剂和还原剂 108

5.1.4 氧化还原反应方程式的配平 110

5.2 氧化还原反应与原电池 113

5.2.1 原电池、电池符号 113

5.2.2 电极电势和电动势 115

5.2.3 标准电极电势及其测定 116

5.2.4 原电池的热力学（选学内容） 122

5.2.5 影响电极电势的因素 123

5.3 电极电势的应用 125

5.3.1 判断氧化剂和还原剂的相对强弱 125

5.3.2 判断氧化还原反应进行的方向 127

5.3.3 判断氧化还原反应进行的程度 128

5.3.4 元素标准电极电势图及其应用 128

5.4 化学电源与电解 130

5.4.1 化学电源 130

5.4.2 电解 133

5.5 金属的腐蚀与防护 135

5.5.1 金属的腐蚀 135

5.5.2 金属的防护 136

本章小结 138

复习思考题 139

习题 140

第6章 原子结构与元素周期律 145

6.1 原子核外电子的运动状态 146

6.1.1 微观粒子的基本属性 146

6.1.2 波函数与原子轨道 147

6.1.3 概率密度与电子云 148

6.1.4 四个量子数 150

6.1.5 多电子原子轨道的能级 153

6.2 原子核外电子排布与元素周期律 156

6.2.1 基态原子中电子的排布原理 156

6.2.2 基态原子中的电子排布 158

6.2.3 元素周期表 162

6.3 元素基本性质的周期性变化规律 166

6.3.1 有效核电荷 167

6.3.2 原子半径 167

6.3.3 电离能 170

6.3.4 电子亲和能 171

6.3.5 电负性 173

6.3.6 元素的氧化数 174

本章小结 175

复习思考题 176

习题 176

第7章 化学键理论与分子结构 181

7.1 共价键理论 181

7.1.1 经典路易斯学说 181

7.1.2 价键理论 182

7.1.3 杂化轨道理论 187

7.1.4 价层电子对互斥理论（选学内容） 190

7.1.5 分子轨道理论（选学内容） 194

7.2 离子键理论 198

7.2.1 离子键的形成 198

7.2.2 离子键的性质 199

7.2.3 离子键的强度与玻恩-哈伯循环 200

7.2.4 离子的特征 200

7.2.5 离子极化作用（选学内容） 202

7.2.6 离子晶体（选学内容） 205

7.3 金属键理论（选学内容） 207

7.3.1 自由电子理论 207

7.3.2 金属键的能带理论 208

7.3.3 金属晶体的紧密堆积 209

7.4 分子间作用力和氢键 209

7.4.1 分子的极性 210

7.4.2 分子间作用力 211

7.4.3 氢键 212

7.4.4 分子晶体与原子晶体（选学内容） 215

本章小结 216

复习思考题 217

习题 218

第8章 配位化合物 222

8.1 配合物的基本概念 222

8.1.1 配合物的定义 222

8.1.2 配合物的组成 223

8.1.3 配合物的命名 225

8.2 配合物的价键理论 226

8.2.1 配合物中的化学键 226

8.2.2 中心价层轨道杂化与配合物的空间构型 227

8.2.3 内轨配合物与外轨配合物 230

8.3 配合物在水溶液中的状况 230

8.3.1 配位平衡 230

8.3.2 配位平衡的移动及其应用 233

8.4 螯合物 236

8.4.1 螯合物的概念 236

8.4.2 螯合物的特性 237

8.5 配合物形成体在周期表中的分布 238

8.6 配合物的应用 239

8.6.1 在无机化学方面的应用 239

8.6.2 在分析化学方面的应用 239

8.6.3 在电镀工业中的应用 240

8.6.4 环境保护 240

8.6.5 配合催化 240

8.6.6 生物体中的配合物 241

本章小结 241

复习思考题 242

习题 243

第三篇 重要元素及其化合物 248

第9章 主族金属元素（一） 248

9.1 化学元素的自然资源 248

9.1.1 地壳中元素的分布和存在类型 248

9.1.2 元素资源的存在形式和提取、利用 249

9.2 碱金属 251

9.2.1 碱金属元素概述 251

9.2.2 金属钠和钾 252

9.2.3 碱金属的氢化物 253

9.2.4 碱金属的氧化物和氢氧化物 253

9.2.5 钠盐和钾盐 255

9.3 碱土金属 257

9.3.1 碱土金属元素概述 257

9.3.2 碱土金属的氧化物和氢氧化物 258

9.3.3 碱土金属的盐类 259

9.4 锂、铍的特殊性和对角线规则 260

9.4.1 锂、铍的特殊性 260

9.4.2 对角线规则 261

9.5 应用 261

9.5.1 锂电池 261

9.5.2 锂离子电池 262

9.5.3 硬水软化和纯水制备 262

本章小结 265

复习思考题 266

习题 266

第10章 主族金属元素（二） 270

10.1 p区元素概述 270

10.2 铝 272

10.2.1 金属铝 272

10.2.2 铝的化合物 275

10.2.3 应用——无机阻燃剂 278

10.3 锡、铅 278

10.3.1 锡、铅的单质 278

10.3.2 锡、铅的化合物 280

10.3.3 含铅废水的处理（选学内容） 284

10.3.4 应用改进的铅酸蓄电池——密封胶体蓄电池（选学内容） 284

10.4 砷、锑、铋 285

10.4.1 砷、锑、铋的存在和性质 285

10.4.2 砷、锑、铋的化合物 286

10.4.3 含砷废水的处理（选学内容） 289

10.5 惰性电子对效应（选学内容） 290

本章小结 291

复习思考题 291

习题 291

第11章 非金属元素（一） 296

11.1 氢 296

11.1.1 氢的性质 297

11.1.2 氢的制法 298

11.1.3 氢的用途与氢能源开发 299

11.2 稀有气体 300

11.2.1 稀有气体的性质 300

11.2.2 稀有气体的用途 302

11.3 卤素 302

11.3.1 卤素的单质 303

11.3.2 卤化氢和氢卤酸 308

11.3.3 卤化物 311

11.3.4 氯的含氧酸及其盐 312

11.4 拟卤素 315

11.4.1 氰的几种重要化合物 316

11.4.2 含氰废水的处理 317

本章小结 318

复习思考题 318

习题 319

第12章 非金属元素（二） 322

12.1 氧及其化合物 322

12.1.1 氧 322

12.1.2 臭氧 324

12.1.3 过氧化氢 326

12.1.4 氧化物 329

12.2 硫及其化合物 330

12.2.1 单质硫 331

12.2.2 硫化氢和氢硫酸 331

12.2.3 金属硫化物 333

12.2.4 硫的氧化物 334

12.2.5 硫的含氧酸 336

12.2.6 硫的含氧酸盐 338

12.3 氮及其化合物 340

12.3.1 氮气 340

12.3.2 氨和铵盐 341

12.3.3 氮的氧化物 343

12.3.4 硝酸和硝酸盐 344

12.3.5 亚硝酸和亚硝酸盐 347

12.4 磷及其化合物 347

12.4.1 单质磷 347

12.4.2 磷的氧化物 348

12.4.3 磷的含氧酸和含氧酸盐 349

12.4.4 磷的氢化物和氯化物 352

12.5 碳、硅、硼及其化合物 353

12.5.1 碳及其化合物 354

12.5.2 硅及其化合物 358

12.5.3 硼及硼的化合物 362

本章小结 364

复习思考题 365

习题 365

第13章 过渡元素（一） 371

13.1 过渡元素的通性 371

13.2 铜族元素 374

13.2.1 铜族元素的通性和单质 374

13.2.2 铜的化合物 376

13.2.3 银的化合物 381

13.2.4 从废水、废渣中回收银 383

13.2.5 Ⅰ B族元素和ⅠA族元素性质的对比 383

13.3 锌族元素 384

13.3.1 锌族元素的通性和单质 384

13.3.2 锌的化合物 387

13.3.3 镉的化合物和含镉废水的处理 388

13.3.4 汞的化合物 389

13.3.5 含汞废水的处理 393

13.3.6 ⅡB族元素和ⅡA族元素性质的对比 394

13.4 微量元素与人体健康 394

本章小结 395

复习思考题 395

习题 396

第14章 过渡元素（二） 400

14.1 铬及其化合物 400

14.1.1 铬 400

14.1.2 铬的氧化物和氢氧化物 401

14.1.3 铬（Ⅲ）盐 402

14.1.4 铬酸盐和重铬酸盐 403

14.1.5 含铬废水的处理（选学内容） 404

14.2 锰及其化合物 405

14.2.1 金属锰 405

14.2.2 锰（Ⅱ）化合物 406

14.2.3 锰（Ⅳ）化合物 407

14.2.4 锰（Ⅶ）化合物 408

14.3 铁、钴、镍 409

14.3.1 铁系元素概述 409

14.3.2 铁系元素的氧化物和氢氧化物 411

14.3.3 铁盐 412

14.3.4 钴盐和镍盐 414

14.3.5 铁系元素的配位化合物 414

14.4 钛与钒（选学内容） 416

14.4.1 钛 416

14.4.2 钒 418

14.5 镧系元素和锕系元素（选学内容） 419

14.5.1 镧系元素 419

14.5.2 稀土元素的应用 421

14.5.3 锕系元素 421

本章小结 424

复习思考题 424

习题 425

第四篇 化学与社会 430

第15章 化学与社会发展 430

15.1 能源的综合利用 430

15.1.1 煤及其综合利用 430

15.1.2 石油与石油化工 433

15.1.3 现代新能源 434

15.2 功能非凡的材料 436

15.2.1 金属材料——现代社会的坚实支柱 436

15.2.2 无机非金属功能材料 438

15.2.3 高分子材料 441

15.2.4 复合材料 442

15.3 境保护与可持续发展 444

15.3.1 大气污染 444

15.3.2 水体的污染与防护 446

部分习题参考答案 448

附录 453

附录A 本书常用量符号和单位 453

附录B 我国法定计量单位 455

附录C 一些常用的物理化学常数 457

附录D 标准热力学数据（298.15K,100kPa） 458

附录E 解离常数（298.15K） 460

附录F 溶度积常数（298.15K） 461

附录G 标准电极电势（298.15K） 463

附录H 一些常见配离子的稳定常数 466

附录I 一些物质的商品名或俗名 467

参考文献 470