无机化学教学大纲 1
1 绪论 4
1.1 化学的出现与化学的分类 4
1.2 化学研究基本方法——实验方法和理论方法 6
1.2.1 实验方法 6
1.2.2 理论方法 6
1.3 大学化学的学习方法 7
1.3.1 注重以基本自然规律为指导 7
1.3.2 注重模型的引出、理想模型与实际状态的比较 7
1.3.3 注重由特殊到一般、由性质到结构 8
2 溶液 9
2.1 液体的沸点与蒸气压 9
2.1.1 液体的沸点 9
2.1.2 液体的蒸气压 9
2.2 溶液的浓度 10
2.2.1 溶质B的浓度或溶质B的物质的量浓度(cB) 10
2.2.2 溶质B的质量摩尔浓度(mB) 11
2.2.3 B的摩尔分数(xB) 11
2.2.4 质量分数(wB) 11
2.3 难挥发非电解质稀溶液的依数性 12
2.3.1 蒸气压下降—Raoult定律 12
2.3.2 沸点升高 13
2.3.3 凝固点下降 15
2.3.4 渗透压 16
思考题 17
习题 17
第2章检测题 19
3 化学反应中的能量变化 21
3.1 热力学中的常用术语 21
3.1.1 体系与环境 21
3.1.2 状态和状态函数 21
3.1.3 过程和途径 22
3.2 热力学第一定律 23
3.2.1 热力学第一定律 23
3.2.2 内能是状态函数 24
3.2.3 热和功不是状态函数 24
3.3 化学反应的热效应与焓变 24
3.3.1 恒容反应热、恒压反应热与焓变 24
3.3.2 盖斯定律 26
3.4 化学反应的方向 29
3.4.1 反应的自发过程 29
3.4.2 熵和熵变 30
3.4.3 化学反应的判据 31
思考题 35
习题 35
第3章 检测题 37
4 化学反应速率与化学平衡 39
4.1 化学反应速率 39
4.1.1 化学反应速率表示法 39
4.1.2 浓度对反应速率的影响 40
4.1.3 温度对反应速率的影响 43
4.1.4 催化剂对反应速率的影响 46
4.1.5 酶催化作用 47
4.2 化学平衡 48
4.2.1 化学平衡 48
4.2.2 平衡常数和自由能变化的关系 52
4.2.3 化学平衡的移动 54
4.2.4 O2、CO、Hb的平衡 58
思考题 59
习题 59
第4章检测题 61
5 酸碱平衡与沉淀平衡 64
5.1 电解质溶液 64
5.1.1 强电解质与弱电解质 64
5.1.2 强电解质的活度与活度系数 64
5.1.3 电离度 64
5.2 酸碱理论 65
5.2.1 酸碱质子理论 65
5.2.2 酸碱电子理论 67
5.3 弱电解质的电离平衡 68
5.3.1 一元弱酸、弱碱的电离平衡 68
5.3.2 多元弱酸的电离 70
5.4 同离子效应和缓冲溶液 72
5.4.1 同离子效应 72
5.4.2 缓冲溶液 73
5.4.3 盐效应 74
5.5 盐类水解 75
5.5.1 盐类水解、水解常数 75
5.5.2 影响水解平衡移动的因素 79
5.6 沉淀溶解平衡 80
5.6.1 溶度积常数 80
5.6.2 沉淀的生成 82
5.6.3 分步沉淀 84
5.6.4 沉淀的溶解与转化 84
思考题 86
习题 86
第5章检测题 88
6 原子结构 91
6.1 玻尔的氢原子模型 91
6.1.1 玻尔模型建立的基础 91
6.1.2 玻尔的氢原子模型 92
6.2 氢原子的量子力学模型 93
6.2.1 微观粒子的波粒二象性 93
6.2.2 氢原子的量子力学模型 95
6.3 多电子原子结构 101
6.3.1 屏蔽效应与钻穿效应 101
6.3.2 多电子原子核外电子排布 103
6.4 电子层结构与元素周期表 104
6.4.1 周期 104
6.4.2 族 104
6.4.3 特征电子组态 105
6.5 元素的基本性质的周期性 105
6.5.1 原子半径 105
6.5.2 原子的电离能 106
6.5.3 原子的电子亲合能 107
6.5.4 元素的电负性 107
思考题 109
习题 109
第6章检测题 111
7 分子结构与晶体结构 112
7.1 离子键 112
7.1.1 离子键 112
7.1.2 离子的性质 113
7.2 共价键 114
7.2.1 现代价键理论 114
7.2.2 杂化轨道理论 117
7.3 价层电子对互斥理论 121
7.4 分子轨道理论简介 123
7.4.1 分子轨道理论的基本要点 123
7.4.2 分子轨道的形成 124
7.4.3 同核双原子分子的分子轨道能级图 125
7.4.4 分子轨道理论的应用实例 126
7.4.5 氢键与蛋白质结构 127
7.5 分子间作用力和氢键 129
7.5.1 分子的极性和偶极矩 129
7.5.2 分子间作用力 129
7.5.3 氢键 131
7.6 晶体结构 132
7.6.1 晶体的基本概念 132
7.6.2 离子晶体 132
7.6.3 原子晶体 133
7.6.4 分子晶体 133
思考题 134
习题 134
第7章检测题 136
8 氧化还原反应 138
8.1 氧化还原反应及其方程式的配平 138
8.1.1 氧化数 138
8.1.2 氧化与还原,氧化剂与还原剂 138
8.1.3 氧化还原反应式的配平 139
8.2 电极电势 142
8.2.1 氧化还原反应实质与原电池 142
8.2.2 电极电势 143
8.2.3 标准氢电极和标准电极电势 144
8.3 标准电极电势的应用 147
8.3.1 判断氧化剂和还原剂的相对强弱 147
8.3.2 判断氧化还原反应的方向 147
8.3.3 求反应的平衡常数 148
8.3.4 元素电势图及其应用 150
8.4 影响电极电势的因素 151
8.4.1 能斯特(Nernst)方程 151
8.4.2 浓度对电极电势的影响 152
思考题 154
习题 154
第8章检测题 157
9 配位化合物 159
9.1 配合物的基本概念 159
9.1.1 配合物的定义 159
9.1.2 配合物的组成 159
9.1.3 配合物的命名 161
9.2 配合物的化学键理论 161
9.2.1 价键理论要点 162
9.2.2 配离子的空间构型 162
9.2.3 高自旋配合物和低自旋配合物 165
9.3 螯合物 165
9.4 配合物的稳定性 166
9.4.1 配离子的稳定常数 166
9.4.2 稳定常数的应用 168
9.5 配合物的应用 170
思考题 172
习题 172
第9章检测题 174
10 p区元素 176
10.1 卤素 176
10.1.1 卤素的通性 176
10.1.2 卤素单质 177
10.1.3 卤化氢和氢卤酸 179
10.1.4 卤素含氧酸及其盐 180
10.1.5 卤化物 184
10.1.6 常用的含卤素药物 185
10.2 氧族元素 185
10.2.1 通性 185
10.2.2 氧和硫的单质 186
10.2.3 过氧化氢 188
10.2.4 硫化氢和金属硫化物 189
10.2.5 硫的含氧酸及其盐 191
10.3 氮族元素 195
10.3.1 通性 195
10.3.2 氮、磷的单质 196
10.3.3 氮和氢的化合物 197
10.3.4 氮的含氧酸及其盐 199
10.3.5 磷的含氧化合物 202
10.3.6 砷、锑、铋的化合物 204
10.4 碳、硅、硼 207
10.4.1 碳、硅、硼的成键特征 207
10.4.2 碳、碳酸、碳酸盐 207
10.4.3 二氧化硅、硅酸和硅酸盐 210
10.4.4 分子筛 211
10.4.5 硼酸及硼砂 212
10.5 铝、锡、铅 214
10.5.1 通性 214
10.5.2 铝、锡、铅的单质 214
10.5.3 铝的化合物 216
10.5.4 锡、铅的化合物 218
11 s区元素 221
11.1 氢 221
11.1.1 氢的电子层结构及成键特征 221
11.1.2 氢的性质 221
11.1.3 离子型氢化物 222
11.2 碱金属和碱土金属 223
11.2.1 通性 223
11.2.2 单质的化学性质 224
11.2.3 碱金属和碱土金属的重要化合物 225
12 d区和ds区元素 229
12.1 d区和ds区元素通性 229
12.1.1 结构特征 229
12.1.2 原子半径 229
12.1.3 单质的物理性质 230
12.1.4 单质的化学活泼性 230
12.1.5 多种氧化态 231
12.1.6 水合离子的颜色 232
12.1.7 易成配合物 233
12.2 铬和锰的化合物 233
12.2.1 铬的重要化合物 233
12.2.2 锰的重要化合物 235
12.3 铁、钴、镍的化合物 237
12.3.1 铁的重要化合物 237
12.3.2 钴和镍的重要化合物 238
12.4 铂及其配合物 239
12.5 铜和银 240
12.5.1 铜和银的单质 240
12.5.2 铜的重要化合物 241
12.5.3 银的重要化合物 242
12.6 锌和汞 244
12.6.1 锌和汞的单质 245
12.6.2 锌的重要化合物 245
12.6.3 汞的重要化合物 246
13 无机化学实验 249
实验一 酸碱滴定 249
实验二 化学反应速率 251
实验三 药用氯化钠的制备、性质及杂质限度检查 254
实验四 硫酸亚铁铵的制备 258
实验五 铜、银、锌、镉、汞 260
实验六 氧、硫 265
实验七 配合物 268
实验八 葡萄糖酸锌Zn(C6H11O7)2·3H2O的制备 272
习题、检测题参考答案 273
第2章习题 273
第2章检测题 274
第3章习题 274
第3章检测题 275
第4章习题 276
第4章检测题 277
第5章习题 278
第5章检测题 281
第6章习题 282
第6章检测题 283
第7章习题 283
第7章检测题 284
第8章习题 285
第8章检测题 287
第9章习题 288
第9章检测题 290
附录 291
附录一 难溶化合物的溶度积 291
附录二 物质的热力学性质 293
附录三 标准电极电势 296
附录四 金属配合物稳定常数 302
元素周期表 305
无机化学教学日历 306