绪论 1
第1章 化学反应的方向、限度和速率 3
1.1 化学反应的方向 3
1.1.1 化学热力学的基本概念 3
1.1.2 热力学第一定律 6
1.1.3 焓与焓变 6
1.1.4 热化学方程式 7
1.1.5 标准摩尔反应焓的计算 9
1.1.6 化学反应的方向 11
1.2 气体的性质 14
1.2.1 理想气体状态方程 14
1.2.2 道尔顿分压定律 15
1.3 化学反应的限度 16
1.3.1 化学平衡 16
1.3.2 平衡常数 17
1.3.3 化学平衡的移动 20
1.4 化学反应速率 25
1.4.1 反应速率的定义 25
1.4.2 基元反应与质量作用定律 26
1.4.3 速率方程 26
1.4.4 反应速率的影响因素 27
习题 29
第2章 酸碱平衡 34
2.1 酸碱理论 34
2.1.1 酸碱电离理论 34
2.1.2 酸碱质子理论 35
2.1.3 酸碱电子理论 37
2.2 水溶液中酸碱的电离平衡 37
2.2.1 水的电离常数 37
2.2.2 溶液的pH值 38
2.2.3 一元弱酸碱的电离常数 38
2.2.4 多元弱酸碱的电离常数 39
2.2.5 酸碱的强弱 40
2.3 酸碱溶液中pH值的计算 41
2.3.1 一元弱酸碱溶液 41
2.3.2 缓冲溶液 42
2.3.3 多元弱酸碱 46
2.4 质子平衡式 47
2.4.1 酸碱溶液中的平衡关系 47
2.4.2 质子平衡式(PBE) 48
2.4.3 溶液中酸碱各种存在形式的分布 49
2.4.4 用PBE计算溶液的pH值 51
2.5 强电解质的电离 58
2.5.1 离子氛 58
2.5.2 活度和活度系数 58
习题 59
第3章 定量分析概论 61
3.1 分析方法的分类 61
3.1.1 化学分析法 61
3.1.2 仪器分析法 62
3.2 定量分析的误差 62
3.2.1 误差的分类 62
3.2.2 误差的表示方法 64
3.3 数据处理 65
3.3.1 平均值的置信区间 65
3.3.2 可疑数据的取舍 66
3.4 有效数字 67
3.4.1 有效数字的概念 67
3.4.2 数的修约 68
3.4.3 有效数字的运算规则 69
3.5 滴定分析概述 69
3.5.1 常用术语 69
3.5.2 滴定分析法的方法及方式 70
3.6 基准物质和标准溶液 71
3.6.1 基准物质 71
3.6.2 标准溶液的配制 72
3.6.3 标准溶液的浓度表示方法 72
3.6.4 滴定分析法中的计算 74
习题 76
第4章 酸碱滴定法 79
4.1 酸碱指示剂 79
4.1.1 变色原理和变色范围 79
4.1.2 混合指示剂 81
4.1.3 影响指示剂变色范围的因素 81
4.1.4 指示剂的选择原则 82
4.2 酸碱滴定曲线 82
4.2.1 强碱(酸)滴定强酸(碱) 82
4 2.2 强碱(酸)滴定一元弱酸(碱) 85
4.2.3 多元弱酸的滴定 88
4.3 酸碱滴定法的应用 90
4.3.1 混合碱的分析 90
4.3.2 铵盐中氮含量的测定 92
习题 92
第5章 沉淀溶解平衡 95
5.1 沉淀溶解平衡 95
5.1.1 溶度积常数 95
5.1.2 溶解度 96
5.2 沉淀溶解平衡的移动 98
5.2.1 溶度积规则 98
5.2.2 沉淀的生成与溶解 99
5.2.3 分步沉淀和沉淀转化 101
5.3 影响沉淀溶解度的因素 103
5.3.1 同离子效应 103
5.3.2 盐效应 104
5.3.3 酸效应 104
5.3.4 配位效应 105
习题 106
第6章 沉淀滴定法 108
6.1 沉淀滴定法概述 108
6.2 莫尔法(Mohr法) 108
6.2.1 方法原理 108
6.2.2 滴定条件 109
6.2.3 应用范围 110
6.3 佛尔哈德法(Volhard法) 110
6.3.1 方法原理 110
6.3.2 滴定条件 111
6.2.3 应用范围 111
6.4 法扬司法(Fajans法) 111
6.4.1 方法原理 111
6.4.2 法扬司法常用吸附指示剂 112
6.4.3 滴定条件 112
6.5 沉淀滴定法的应用 113
6.5.1 银量法常用标准溶液的配制和标定 113
6.5.2 银量法的应用示例 113
习题 114
第7章 重量分析法 115
7.1 重量分析法的分类 115
7.1.1 沉淀重量法 115
7.1.2 气化法 115
7.1.3 电解法 115
7.2 重量分析法对沉淀的要求 116
7.2.1 对沉淀形式的要求 116
7.2.2 对称量形式的要求 116
7.2.3 对沉淀剂的要求 116
7.3 沉淀的类型与纯度 117
7.3.1 沉淀的类型 117
7.3.2 沉淀形成的一般过程 117
7.3.3 共沉淀与后沉淀 118
7.3.4 提高沉淀纯度的方法 120
7.4 沉淀条件的选择 120
7.4.1 晶形沉淀的沉淀条件 121
7.4.2 无定形沉淀的沉淀条件 121
7.4.3 均相沉淀法 122
7.4.4 影响沉淀溶解度的因素 122
7.5 称量形式的获得 123
7.5.1 沉淀的过滤和洗涤 123
7.5.2 沉淀的烘干和灼烧 124
7.6 重量分析法的计算与应用 124
7.6.1 重量分析法的计算 124
7.6.2 重量分析法的应用 125
习题 126
第8章 配位化合物 128
8.1 配合物的基本概念 128
8.1.1 配合物的组成 128
8.1.2 配合物的命名及化学式的书写 130
8.2 配合物的分类和异构现象 131
8.2.1 配合物的分类 131
8.2.2 配合物的异构现象 133
8.3 配合物的化学键理论 134
8.3.1 价键理论 134
8.3.2 晶体场理论 136
8.4 配合物在溶液中的离解平衡 139
8.4.1 配合物的平衡常数 139
8.4.2 关于配位平衡的计算 140
8.5 配合物的性质及应用 142
习题 144
第9章 配位滴定法 147
9.1 EDTA及其螯合物 147
9.2 副反应和条件稳定常数 148
9.3 金属离子指示剂 154
9.4 配位滴定曲线 156
9.5 配位滴定中酸度的控制 159
9.6 提高配位滴定选择性的方法 161
9.6.1 分步滴定的条件 161
9.6.2 控制溶液的酸度 161
9.6.3 使用掩蔽剂和解蔽剂 162
9.6.4 选用其他滴定剂 165
9.7 配位滴定的方式和应用 165
9.7.1 直接滴定法 165
9.7.2 返滴定法 166
9.7.3 间接滴定法 166
9.7.4 置换滴定法 167
习题 167
第10章 氧化还原反应和电化学基础 170
10.1 氧化还原反应 170
10.1.1 元素的氧化数 170
10.1.2 氧化和还原的定义 171
10.1.3 氧化还原反应 171
10.1.4 氧化还原反应方程式的配平 172
10.2 原电池 174
10.2.1 原电池的组成 174
10.2.2 原电池符号 175
10.3 电极电势 175
10.3.1 电极电势的产生 175
10.3.2 标准氢电极 176
10.3.3 电动势与标准电极电势 176
10.3.4 标准电极电势表 177
10.3.5 电池电动势Ecell和△rGm的关系 177
10.4 能斯特方程 178
10.4.1 电极反应的能斯特方程 178
10.4.2 电池反应的能斯特方程 179
10.5 影响电极电势的因素 180
10.6 电极电势的应用 182
10.6.1 判断氧化剂和还原剂的相对强弱 182
10.6.2 判断氧化还原反应的方向 183
10.6.3 计算氧化还原反应的平衡常数 184
10.7 元素电势图 185
习题 187
第11章 氧化还原滴定法 190
11.1 氧化还原滴定法对反应的要求 190
11.2 氧化还原滴定曲线 191
11.2.1 滴定曲线的绘制 191
11.2.2 滴定突跃范围 193
11.3 氧化还原滴定中的指示剂 193
11.4 常用的几种氧化还原滴定法 194
11.4.1 高锰酸钾法 194
11.4.2 重铬酸钾法 196
11.4.3 碘量法 197
11.5 氧化还原滴定结果的计算 200
习题 202
第12章 原子结构 205
12.1 核外电子运动状态 205
12.1.1 氢原子光谱 205
12.1.2 玻尔的原子结构理论 206
12.1.3 微观粒子运动的波粒二象性 208
12.1.4 测不准原理 208
12.2 核外电子运动状态描述 209
12.2.1 薛定谔方程 209
12.2.2 四个量子数 209
12.2.3 波函数和原子轨道 211
12.2.4 概率密度和电子云 211
12.2.5 径向分布图 212
12.3 多电子原子轨道的能级 213
12.3.1 鲍林近似能级图 214
12.3.2 科顿原子轨道能级图 214
12.3.3 屏蔽效应和钻穿效应 215
12.4 基态原子的核外电子排布 216
12.4.1 能量最低原理 216
12.4.2 泡利不相容原理 217
12.4.3 洪特规则 218
12.4.4 元素原子的电子层结构 218
12.5 元素周期表 221
12.5.1 周期与能级组 221
12.5.2 主族与副族 222
12.5.3 五个区 222
12.6 原子参数的周期性 223
12.6.1 原子半径 223
12.6.2 电离能 225
12.6.3 电子亲和能 226
12.6.4 电负性 227
习题 228
第13章 分子结构 230
13.1 现代价键理论 230
13.1.1 氢分子的形成 230
13.1.2 价键理论基本要点 231
13.1.3 共价键的特征 231
13.1.4 共价键的键型 232
13.1.5 键参数 233
13.2 杂化轨道理论 234
13.2.1 杂化轨道理论的基本要点 235
13.2.2 杂化轨道的基本类型 235
13.3 价层电子对互斥理论 238
13.3.1 价层电子对互斥理论的基本要点 238
13.3.2 判断分子空间构型的基本步骤 239
13.4 分子轨道理论 241
13.4.1 分子轨道理论基本要点 241
13.4.2 几种简单的分子轨道的形成 243
习题 244
第14章 晶体结构 246
14.1 晶体 246
14.1.1 晶体的特征 246
14.1.2 晶体的内部结构 246
14.2 原子晶体 247
14.3 金属晶体 248
14.3.1 金属键 248
14.3.2 金属键的能带理论 248
14.3.3 金属晶体 249
14.4 离子晶体 250
14.4.1 离子键 250
14.4.2 离子的特征 251
14.4.3 离子晶体 252
14.4.4 离子的极化 255
14.5 分子晶体 256
14.5.1 分子间力 256
14.5.2 氢键 258
14.5.3 分子晶体 260
14.6 石墨——混合键型晶体 261
14.7 总结 261
习题 262
第15章 主族元素 264
15.1 碱金属和碱土金属 264
15.1.1 单质 264
15.1.2 化合物 266
15.2 硼族元素 269
15.2.1 硼及其化合物 269
15.2.2 铝及其化合物 271
15.3 碳族元素 272
15.3.1 碳及其化合物 273
15.3.2 硅及其化合物 275
15.4 氮族元素 277
15.4.1 氮的化合物 278
15.4.2 磷及其化合物 281
15.4.3 砷、锑、铋及其重要化合物 283
15.5 氧族元素 284
15.5.1 氧及其化合物 285
15.5.2 硫及其化合物 287
15.6 卤素 290
15.6.1 单质 290
15.6.2 卤化氢与卤化物 291
15.6.3 卤素含氧酸及其盐 292
15.7 氢和稀有气体 293
15.7.1 氢 293
15.7.2 稀有气体 294
15.8 p区元素小结 294
15.8.1 单质的聚集状态 294
15.8.2 p区元素的次级周期性 295
15.8.3 含氧酸及其盐的强度变化规律 296
习题 298
第16章 副族元素 301
16.1 d区元素 301
16.1.1 d区元素综述 301
16.1.2 钛 303
16.1.3 钒 304
16.1.4 铬和钼 304
16.1.5 锰 306
16.1.6 铁系金属 306
16.2 ds区元素 309
16.2.1 铜分族 309
16.2.2 锌分族 312
16.3 f区元素 314
习题 315
部分习题答案 317
附录 321
附录1 一些物质的热力学性质(298.1 5K,p?=100kPa) 321
附录2 弱酸、弱碱的电离常数K? 322
附录3 常见难溶电解质的溶度积常数K?(298.1 5K) 322
附录4 标准电极电势E?(298.1 5K) 323
附录5 一些物质的摩尔质量 326