本书常用的符号意义和单位 1
绪论 4
1 化学反应中质量和热量计量关系 6
1.1 计量单位和术语 6
1.1.1 元素的相对原子质量和相对分子质量 6
1.1.2 物质的量及其单位 7
1.1.3 物质的量浓度 8
1.1.4 质量摩尔浓度 8
1.2.1 应用化学方程式的计算 9
1.2 化学反应中物质的量关系 9
1.1.7 体积分数 9
1.1.6 质量分数 9
1.1.5 摩尔分数和摩尔比 9
1.2.2 化学计量系数 11
1.2.3 反应进度 11
1.3 化学反应的焓变 13
1.3.1 系统、环境和相 13
1.3.2 化学反应热和焓变 14
习题 18
2 化学反应速率 20
2.1 化学反应速率的表示方法 20
2.2.1 碰撞理论 22
2.2 反应速率理论概要 22
2.2.2 过渡状态理论 23
2.3 影响反应速率的因素 24
2.3.1 浓度或分压对反应速率的影响 24
2.3.2 温度对反应速率的影响 26
2.3.3 催化剂对反应速率的影响 26
2.3.4 影响多相反应速率的因素 28
2.4.2 光化学反应 29
2.4.3 等离子体化学反应 29
2.4.1 超高压反应 29
2.4 超常条件下对化学反应的影响 29
2.4.4 摩擦化学反应 30
2.4.5 超声化学反应 30
2.4.6 微波化学反应 31
习题 31
3 化学平衡 33
3.1 可逆反应与化学平衡 33
3.2 平衡常数 35
3.2.1 实验平衡常数 35
3.2.2 标准平衡常数 36
3.4 有关化学平衡的计算 37
3.3 多重平衡规则 37
3.5.1 浓度(或分压)变化对化学平衡的影响 40
3.5 化学平衡的移动 40
3.5.2 系统总压力变化对化学平衡的影响 41
3.5.3 温度变化对化学平衡的影响 43
3.5.4 平衡移动的总规律——勒夏特列原理 43
3.6 化学反应速率和化学平衡在工业中综合应用的举例 44
3.6.1 接触法制硫酸的生产中反应速率与化学平衡的问题 44
3.6.2 NH3氧化法生产HNO3的反应速率问题 46
习题 48
4.1 酸碱的解离理论 50
4 酸碱反应 50
4.1.1 酸碱的定义 51
4.1.2 酸碱反应 51
4.1.3 酸碱的强度 51
4.2 水溶液中酸或碱的解离平衡 52
4.2.1 水的离子积和溶液的pH 52
4.2.2 一元弱酸、弱碱的解离平衡 54
4.2.3 多元弱酸的解离平衡 57
4.3 同离子效应和缓冲溶液 59
4.3.1 同离子效应 59
4.3.2 缓冲溶液 60
4.4 盐类的水解 63
4.4.1 弱酸强碱盐 63
4.4.2 弱碱强酸盐 64
4.4.3 弱酸弱碱盐 65
4.4.4 影响盐类水解的因素 65
4.5 酸碱质子理论 66
4.5.1 酸碱的定义 67
4.5.2 酸碱反应 68
习题 69
5.1.1 溶度积 71
5.1 难溶电解质沉淀的生成与溶解 71
5 沉淀反应 71
5.1.2 溶度积和溶解度的相互换算 72
5.1.3 溶度积规则 74
5.2 同离子效应和盐效应 75
5.2.1 同离子效应 75
5.2.2 盐效应 76
5.3 分步沉淀和沉淀的转化 76
5.3.1 分步沉淀 76
5.3.2 沉淀的转化 78
5.4.1 除去杂质Fe3+ 79
5.4 沉淀反应的应用举例 79
5.4.2 制备锰盐时除去Cu2+、pb2+、Cd2+等杂质 81
习题 82
6 原子结构与元素周期表 84
6.1 人类对原子结构的认识过程 84
6.2 核外电子运动状态的近代描述 87
6.2.1 原子轨道 87
6.2.2 电子云 90
6.2.3 四种量子数 92
6.3 原子中核外电子的排布 93
6.3.1 核外电子排布的规律 94
6.3.2 周期表中各元素原子的电子层结构 96
6.3.3 原子电子层结构与元素周期表的关系 103
6.4 原子结构与元素性质的关系 106
6.4.1 有效核电荷 107
6.4.2 原子半径 107
6.4.3 电离能 108
6.4.4 电子亲和能 112
6.4.5 电负性 112
6.4.7 氧化态 113
6.4.6 元素的金属性和非金属性 113
习题 115
7 分子结构 117
7.1 共价键 117
7.1.1 价键理论 118
7.1.2 共价键的键参数 121
7.2 杂化轨道与分子的几何构型 123
7.2.1 sp杂化轨道 123
7.2.2 sp2杂化轨道 124
7.2.3 sp3杂化轨道 125
7.3 分子间力 127
7.3.1 分子的极性 128
7.3.2 范德华力 129
7.3.3 氢键 131
7.3.4 超分子 133
习题 133
8 晶体结构 135
8.1 晶体的基本知识 135
8.1.1 晶体的宏观特征 135
8.1.2 晶体的微观结构 136
8.2 离子键和离子晶体 138
8.2.1 离子键的形成 138
8.1.3 晶体的基本类型 138
8.2.2 离子晶体 139
8.3 原子晶体和分子晶体 141
8.3.1 原子晶体 141
8.3.2 分子晶体 141
8.4 金属键和金属晶体 142
8.5 晶体的缺陷和非整比化合物 143
8.5.1 晶体缺陷 144
8.5.2 非整比化合物 146
8.6 液晶 146
习题 148
9 氧化还原反应 电化学基础 149
9.1 氧化还原反应 149
9.1.1 氧化和还原 氧化剂和还原剂 149
9.1.2 氧化还原反应方程式的配平 151
9.2 原电池 153
9.2.1 原电池的概念 153
9.2.2 原电池的表示方法 155
9.2.3 原电池的电动势 156
9.3 电极电势 156
9.3.1 金属电极电势的产生 156
9.3.2 电极电势的确定 157
9.3.3 能斯特方程式 160
9.4 电极电势的应用 162
9.4.1 判断氧化剂和还原剂的相对强弱 162
9.4.2 判断氧化还原反应的方向 163
9.4.3 离子-电子法配平氧化还原反应的离子方程式 164
9.5 元素电势图及其应用 164
9.5.1 元素电势图的表示法 165
9.5.2 元素电势图的应用示例 165
9.6 化学电源 166
9.6.1 原电池 167
9.6.2 蓄电池 169
9.6.3 燃料电池 170
习题 171
10 s区元素 174
10.1 氢 174
10.1.1 氢在元素周期表中的位置问题 174
10.1.2 氢的存在、性质和用途 174
10.1.3 氢气的工业生产 176
10.1.4 氢能源 177
10.2 s区元素通论 178
10.2.1 元素的原子结构和主要性质 178
10.2.2 单质的主要性质 180
10.3 碱金属和碱土金属的盐类 181
10.3.1 通性 181
10.3.2 碳酸钠和过碳酸钠 183
10.3.3 碳酸钙 184
10.3.4 硫酸钠 185
10.3.5 硬水及其软化 186
习题 188
11 p区元素 189
11.1 p区元素通论 189
11.2.1 硼单质 190
11.2 硼、碳、硅单质 190
11.2.2 碳单质 191
11.2.3 硅单质 192
11.3 硼、碳、硅的重要化合物 193
11.3.1 硼烷和硅烷 193
11.3.2 卤化物 194
11.3.3 氧化物 195
11.3.4 含氧酸及其盐 198
11.4 高温结构陶瓷 201
11.5 铝、锡、铅概述 201
11.6.1 氧化物及其氢氧化物 202
11.6 铝、锡、铅的重要化合物 202
11.6.2 氯化物 203
11.6.3 硫化物 204
11.7 氮族元素 205
11.7.1 概述 205
11.7.2 氮气 206
11.7.3 氨及铵盐 206
11.7.4 氮的氧化物 207
11.7.5 硝酸及其盐 208
11.7.6 亚硝酸及其盐 210
11.8.1 磷单质 211
11.8 磷及其化合物 211
11.8.2 磷的氧化物 212
11.8.3 磷的含氧酸 212
11.8.4 磷酸盐及多聚磷酸盐 213
11.8.5 磷的氯化物 215
11.9 砷、锑、铋 215
11.9.1 概述 215
11.9.2 氢化物 216
11.9.3 氧化物及其水合物 216
11.9.4 氯化物 217
11.9.5 硫化物 218
11.10 半导体材料 218
11.11 氧和硫 220
11.11.1 氧的单质 220
11.11.2 过氧化氢 221
11.11.3 硫单质 223
11.11.4 硫化氢和金属硫化物 224
11.11.5 多硫化物 226
11.11.6 二氧化硫、亚硫酸及其盐 226
11.11.7 硫酸及其盐 227
11.11.8 过硫酸及其盐 229
11.11.9 硫代硫酸钠 229
11.11.10 连二亚硫酸钠 230
11.12 卤素 230
11.12.1 概述 230
11.12.2 卤素单质 231
11.12.3 卤化氢和卤化物 234
11.12.4 卤素的氧化物 236
11.12.5 卤素含氧酸及其盐 237
11.13 拟卤素 240
11.14 稀有气体 241
11.15 大气污染及其防治 243
11.16 超临界流体 246
11.16.1 超临界CO2 247
11.16.2 超临界水 248
习题 249
12 配位化合物 252
12.1 配位化合物的基本概念 252
12.1.1 配合物的组成 252
12.1.2 配合物的命名 256
12.2.1 中心离子价轨道的杂化 258
12.2 配位化合物中的化学键 258
12.2.2 配合物的空间构型 259
12.3 配位反应 260
12.3.1 配合物的不稳定常数和稳定常数 260
12.3.2 应用配合物不稳定常数的计算 262
12.3.3 配位反应 265
12.3.4 配位反应的应用 266
习题 268
13 d区元素(一) 270
13.1 d区元素通论 271
13.1.1 原子的电子层构型和原子半径 271
13.1.3 单质的物理性质 273
13.1.2 氧化态 273
13.1.4 单质的化学性质 274
13.1.5 氧化物及其水合物的酸碱性 275
13.1.6 配合物形成体 276
13.1.7 水合离子的颜色 276
13.1.8 催化性能 276
13.2 钛 277
13.2.1 金属钛 277
13.2.2 钛的重要化合物 277
13.2.3 纳米TiO2 278
13.3.1 金属铬 282
13.3 铬 282
13.3.2 铬(Ⅲ)的化合物 283
13.3.3 铬(Ⅵ)的化合物 285
13.3.4 含铬废水的处理 286
13.4 锰 287
13.4.1 金属锰 287
13.4.2 锰的氧化物及氢氧化物 288
13.4.3 锰(Ⅱ)的化合物 289
13.4.4 锰(Ⅳ)的化合物 289
13.4.6 锰(Ⅶ)的化合物 290
13.4.5 锰(Ⅵ)的化合物 290
13.5 铁、钴、镍 291
13.5.1 铁、钴、镍的单质 292
13.5.2 铁、钴、镍的氧化物和氢氧化物 292
13.5.3 铁、钴、镍的盐 293
13.5.4 铁、钴、镍的配合物 296
13.6 铂系元素 299
13.6.1 铂族金属的性质和用途概述 300
13.6.2 铂、钯的重要化合物 301
13.7.1 金属的腐蚀 303
13.7 金属的腐蚀与防腐 303
13.7.2 金属的防腐 304
习题 305
14 d区元素(二) 308
14.1 铜族和锌族元素通论 308
14.1.1 铜族元素通论 308
14.1.2 锌族元素通论 309
14.2 铜、银、金 310
14.2.1 单质的性质 310
14.2.2 铜的主要化合物 312
14.2.3 银的主要化合物 315
14.3.1 单质的性质 318
14.3 锌、镉、汞 318
14.3.2 锌的主要化合物 320
14.3.3 汞的主要化合物 321
14.4 微量元素与人体健康 324
习题 326
15 f区元素 327
15.1 镧系元素的通性 327
15.1.1 价电子层结构 327
15.1.2 氧化态 328
15.1.5 化学活泼性 329
15.1.3 离子的颜色 329
15.1.4 磁性 329
15.1.6 镧系元素的相似性 330
15.2 稀土元素的重要化合物 330
15.2.1 氧化物和氢氧化物 330
15.2.2 盐类 331
15.3 稀土元素的提取和分离 332
15.3.1 稀土元素的提取 332
15.3.2 稀土元素的分离 333
15.4.1 在冶金工业中的应用 334
15.4.2 在催化剂方面的应用 334
15.4 稀土元素的应用 334
15.4.3 在玻璃、陶瓷工业中的应用 335
15.4.4 在新材料方面的应用 335
习题 335
16 无机化工与环境 336
16.1 无机化工的门类 336
16.1.1 无机化肥工业 336
16.1.2 酸碱工业 336
16.1.3 无机盐工业 336
16.1.4 无机化学试剂工业 336
16.2 无机化工“三废”对环境的污染 337
16.1.5 无机精细化工 337
16.3 “三废”污染的一般防治方法 338
16.3.1 采用新技术、改革旧工艺 338
16.3.2 综合利用 339
16.3.3 “三废”的处理 339
16.3.4 绿色化学 341
习题 343
附录 344
附录Ⅰ 本书所用的有关单位 344
附录Ⅱ 一些物质的标准摩尔生成焓 346
附录Ⅲ 标准电极电势 351
参考文献 358