第0章 绪论 1
0.1化学是研究物质变化的科学 1
0.1.1化学的一般定义 1
0.1.2化学的新发展和新地位 2
0.2研究化学的目的 5
0.2.1化学是人们了解世界、创造社会的基础 5
0.2.2化学是人类进步的关键 5
0.3无机化学学科的现状、发展和特点 8
0.3.1无机化学的研究范围 8
0.3.2无机化学学科的现状和发展趋势简介 8
0.3.3现代无机化学发展的特点 15
0.4学习无机化学的方法 15
0.4.1重视化学理论的指导作用 15
0.4.2重视化学史的学习 16
0.4.3重视学习中思维方法的训练 18
0.4.4重视化学实验的训练 18
0.4.5重视做好化学习题 19
习题 19
第1章 物质的聚集状态 20
1.1气体 21
1.1.1理想气体状态方程 21
1.1.2实际气体状态方程 22
1.1.3分压定律和分体积定律 23
1.1.4气体扩散定律 25
1.1.5气体分子运动论 26
1.1.6气体的液化 27
1.2溶液和液体 29
1.2.1液体状态 29
1.2.2溶液浓度的表示方法 31
1.2.3溶液的依数性 33
1.3固体 38
1.3.1晶体 38
1.3.2非晶体 40
习题 40
第2章 原子结构 41
2.1原子结构理论发展简介 41
2.1.1原子结构模型 41
2.1.2氢原子光谱 42
2.1.3玻尔理论 43
2.2氢原子的量子力学模型 45
2.2.1光的波粒二象性 45
2.2.2电子的波粒二象性 46
2.3核外电子运动状态的描述 47
2.3.1薛定谔方程 47
2.3.2四个量子数 50
2.4核外电子的排布 51
2.4.1多电子原子的能级 51
2.4.2核外电子的排布规则 55
2.4.3电子排布 56
2.5元素周期律 56
2.5.1原子的电子组态与元素分区 56
2.5.2原子的电子组态与元素周期的关系 57
2.6元素基本性质的周期 58
2.6.1原子半径 58
2.6.2电离能 60
2.6.3电子亲和能 61
2.6.4元素的电负性 62
习题 63
第3章 化学键理论与分子结构 65
3.1离子键理论 66
3.1.1离子键及其特点 66
3.1.2离子的特征 68
3.1.3离子极化 70
3.2共价键 72
3.2.1现代价键理论 72
3.2.2价键理论 73
3.2.3价层电子对互斥理论 76
3.2.4杂化轨道理论 79
3.2.5分子轨道理论 81
3.3金属键理论 86
3.4键参数和共价分子的性质 88
3.4.1键参数 88
3.4.2键的极性与分子的极性 89
3.5分子间作用力和氢键 90
3.5.1分子间作用力——范德华力 90
3.5.2氢键 92
习题 94
第4章 晶体的结构 96
4.1晶体的微观结构特征 97
4.1.1几个基本概念 97
4.1.2晶系和空间点阵排列形式 100
4.2晶体的基本类型 102
4.2.1原子晶体 103
4.2.2分子晶体 103
4.2.3离子晶体 104
4.2.4金属晶体 106
4.3晶体缺陷简介 109
习题 110
第5章 化学热力学初步 112
5.1化学热力学的基本概念 113
5.1.1系统与环境 113
5.1.2热力学温度和热力学标准压力 114
5.1.3状态和状态函数 114
5.1.4过程与途径 115
5.1.5热力学能、热和功 115
5.2热力学第一定律 117
5.2.1热力学第一定律 117
5.2.2化学反应的热效应与熔变 118
5.2.3化学反应热效应的计算 119
5.3化学反应的方向 125
5.3.1反应的自发性 125
5.3.2熵的初步概念 127
5.3.3吉布斯自由能 131
5.3.4温度对化学反应自发性的影响——吉布斯-亥姆霍兹公式 133
5.3.5化学反应的等温式 135
习题 136
第6章 化学反应动力学基础 138
6.1化学反应速率及其表示方法 139
6.1.1平均速率 139
6.1.2瞬时速率 140
6.2反应速率理论简介 140
6.2.1碰撞理论 140
6.2.2过渡状态理论 142
6.3影响化学反应速率的因素 143
6.3.1浓度对化学反应速率的影响 143
6.3.2温度对化学反应速率的影响 146
6.3.3催化剂对化学反应速率的影响 147
习题 149
第7章 酸碱和酸碱反应 152
7.1酸碱电离理论 153
7.2酸碱溶剂理论简介 153
7.3酸碱质子理论 154
7.3.1酸碱的定义 154
7.3.2酸碱的共轭关系 155
7.3.3酸和碱的反应 156
7.3.4酸碱的强弱和反应的方向 156
7.3.5酸碱性强弱与分子结构的关系 159
7.3.6超酸 163
7.4酸碱电子理论 163
7.4.1酸碱电子理论 163
7.4.2软硬酸碱理论 165
7.5化学中酸碱理论的发展与创新 167
习题 167
第8章 氧化还原反应 169
8.1氧化还原的基本概念 169
8.1.1氧化值 169
8.1.2氧化还原电对 171
8.1.3氧化还原方程式的配平 171
8.2原电池 173
8.2.1原电池的原理 173
8.2.2电极反应与电池反应 174
8.2.3原电池的表示方法 175
8.3电解和电镀 175
8.3.1原电池和电解池 176
8.3.2电解定律 178
8.4化学电源简介 178
8.4.1酸性锌锰电池 179
8.4.2碱性锌锰电池 179
8.4.3镍镉电池 180
8.4.4镍氢电池 180
8.4.5锂电池和锂离子电池 180
8.4.6铅蓄电池 181
8.4.7燃料电池 182
习题 184
第9章 配位化合物 186
9.1配位化合物 186
9.1.1配位化合物的定义 187
9.1.2配位化合物的组成 187
9.1.3配位化合物的类型 189
9.1.4配位化合物的命名 190
9.2配位化合物的异构现象与立体结构 191
9.2.1结构异构 192
9.2.2几何异构 192
9.2.3对映异构 194
9.3配位化合物的化学键理论 194
9.3.1配位化合物的价键理论 195
9.3.2晶体场理论 199
9.4配位化合物的结构变形——姜-泰勒效应 208
9.5配位化合物的重要性 210
9.5.1配位化合物在无机化学、分析化学方面的应用 210
9.5.2配位催化 212
9.5.3生物化学中的配位化合物 212
习题 213
第10章 化学平衡通论 215
10.1可逆反应与化学平衡状态 215
10.1.1可逆反应与化学平衡 215
10.1.2化学平衡的基本特征 216
10.1.3化学平衡常数 217
10.2化学反应进行的方向 219
10.2.1标准平衡常数 219
10.2.2化学反应方向的判断 222
10.2.3化学反应等温式 223
10.2.4标准平衡常数Kθ与△rGθm的关系 223
10.3化学平衡的移动 225
10.3.1浓度对标准平衡常数的影响 225
10.3.2压力对标准平衡常数的影响 227
10.3.3温度对标准平衡常数的影响 229
10.3.4从热力学和动力学等方面来选择合理的生产条件 230
习题 232
第11章 酸碱解离平衡 234
11.1强电解质溶液 234
11.1.1离子氛与离子强度 235
11.1.2活度与活度系数 236
11.2弱酸、弱碱的解离平衡 237
11.2.1水的离子积与溶液的pH 237
11.2.2一元弱酸、弱碱的解离平衡 238
11.2.3酸碱指示剂 244
11.2.4缓冲溶液 246
11.3盐类水解 248
习题 252
第12章 沉淀-溶解平衡 253
12.1溶度积规则 253
12.1.1溶度积常数 253
12.1.2溶度积与溶解度的相互换算 255
12.1.3溶度积规则及其应用 256
12.2分步沉淀 259
12.3沉淀的转化 261
12.4沉淀的溶解 262
12.4.1生成弱电解质使沉淀溶解 262
12.4.2通过氧化还原反应使沉淀溶解 263
12.4.3通过配位反应使沉淀溶解 263
习题 264
第13章 配位平衡 266
13.1配位平衡常数 266
13.1.1稳定常数和不稳定常数 267
13.1.2配离子的逐级稳定常数 268
13.2影响配位化合物在水溶液中稳定性的因素 270
13.2.1中心原子的结构和性质的影响 270
13.2.2配体性质的影响 271
13.3配位平衡移动 273
13.3.1配离子之间的转化 273
13.3.2酸碱解离平衡对配位平衡的影响 274
13.3.3沉淀-溶解平衡对配位平衡的影响 274
13.3.4氧化还原平衡对配位平衡的影响 275
习题 276
第14章 氧化还原平衡 277
14.1电极电势 277
14.1.1电极电势的产生——双电层理论 277
14.1.2标准氢电极和甘汞电极 278
14.1.3标准电极电势表 280
14.2标准电极电势的应用 282
14.2.1标准状态下氧化还原反应方向的判断 282
14.2.2标准状态下氧化剂和还原剂的选择 284
14.2.3标准电池电动势与氧化还原反应的标准平衡常数 284
14.3元素电势图及其应用 285
14.3.1元素电势图 285
14.3.2元素电势图的应用 285
14.4能斯特方程及其应用 287
14.4.1能斯特方程 287
14.4.2能斯特方程的应用 288
14.4.3电势-pH图及其应用 294
14.4.4弗洛斯特图及其应用 296
习题 298
第15章 碱金属与碱土金属 300
15.1碱金属、碱土金属的通性 300
15.1.1物理性质 302
15.1.2化学性质 302
15.1.3金属单质的制备 305
15.2含氧化合物 306
15.2.1氧化物 306
15.2.2氢氧化物 309
15.3盐类 310
15.3.1晶体类型 310
15.3.2盐的溶解性 311
15.3.3复盐 312
15.3.4含氧酸盐的热稳定性 312
15.3.5重要的盐简介 312
15.3.6硬水及其软化 314
15.4锂、铍的特殊性与对角线规则 315
15.4.1锂和铍的特殊性 315
15.4.2对角线规则 315
习题 316
第16章 硼族元素 318
16.1硼族元素概述 318
16.2硼单质及其化合物 320
16.2.1单质硼 320
16.2.2硼的氢化物 321
16.2.3硼的含氧化合物 323
16.2.4硼的卤化物 328
16.3铝单质及其化合物 329
16.3.1铝单质 329
16.3.2铝的含氧化合物 331
16.3.3铝的三卤化物 331
16.4镓、铟和铊 332
16.5惰性电子对效应 333
习题 335
第17章 碳族元素 336
17.1碳族元素的通性 336
17.2碳族元素的单质及其化合物 338
17.2.1碳的单质 338
17.2.2氧化物 340
17.2.3含氧酸及其盐 342
17.3硅单质及其化合物 344
17.3.1单质硅 344
17.3.2硅的含氧化合物 345
17.3.3硅烷 349
17.3.4硅的卤化物 349
17.4锗、锡、铅 350
17.4.1单质 350
17.4.2重要化合物 352
习题 355
第18章 氮族元素 356
18.1氮族元素的通性 357
18.2氮及其化合物 358
18.2.1单质的制备、性质和用途 358
18.2.2氧化物 359
18.2.3氮的氢化物 361
18.2.4含氧酸及其盐 364
18.2.5氮的卤化物 369
18.3磷及其化合物 370
18.3.1磷单质 370
18.3.2磷的氢化物 373
18.3.3氧化物 373
18.3.4含氧酸及其盐 374
18.3.5卤化物 378
18.4砷、锑、铋 379
18.4.1单质 379
18.4.2重要化合物 380
习题 385
第19章 氧族元素 387
19.1氧族元素的基本性质 387
19.1.1氧族概述 387
19.1.2氧族元素的一般性质 389
19.1.3氧的特殊性 390
19.2臭氧和过氧化氢 391
19.2.1臭氧 391
19.2.2过氧化氢 393
19.3硫及其化合物 396
19.3.1单质硫 396
19.3.2硫的价键特征 398
19.3.3含硫的化合物的性质 399
19.3.4硫的含氧化合物 401
习题 408
第20章 卤素 410
20.1卤素的通性 410
20.2卤素单质及其化合物 412
20.2.1卤素单质的性质、制备及用途 412
20.2.2卤化氢和氢卤酸 418
20.2.3卤化物、卤素互化物、多卤化物 421
20.2.4氧化物、含氧酸及其盐 426
20.2.5含氧酸的氧化性和热稳定性的变化规律 432
20.2.6含氧酸的酸性强弱变化规律 433
习题 434
第21章 氢和稀有气体 435
21.1氢 436
21.1.1氢的存在 436
21.1.2氢的成键特征 436
21.1.3氢的性质和应用 437
21.1.4氢的制备 438
21.1.5氢化物 439
21.1.6氢能源 441
21.2稀有气体 442
21.2.1稀有气体的发现 442
21.2.2稀有气体的性质和用途 443
21.2.3稀有气体的存在和分离 444
21.2.4稀有气体化合物 445
21.2.5稀有气体化合物的结构 448
习题 449
第22章 过渡元素概论 451
22.1过渡元素的概念 452
22.2过渡元素的通性 452
22.2.1原子半径 453
22.2.2过渡元素的物理性质 453
22.3过渡元素的化学性质 456
22.3.1过渡金属单质的化学活泼性 456
22.3.2过渡元素的氧化态及其稳定性 456
22.4无机颜料和化合物的颜色 460
22.4.1无机颜料 460
22.4.2过渡元素的离子的颜色 460
22.5过渡元素的磁性 461
22.6过渡元素配位化合物 462
22.7过渡金属与工业催化 463
习题 463
第23章 4～7族重要元素及其化合物 465
23.1钦分族 465
23.1.1钦及其重要化合物 465
23.1.2锆和铪 469
23.2钒分族 469
23.2.1钒及其重要化合物 469
23.2.2铌和钽 472
23.3铬分族 473
23.3.1铬及其重要化合物 473
23.3.2钼和钨 478
23.4锰分族 479
23.4.1锰元素及其重要的化合物 479
23.4.2锝和铼 483
习题 484
第24章 8～10族元素 486
24.1铁系元素资源 486
24.1.1铁系元素概述 486
24.1.2铁系元素的重要化合物 488
24.2铂系元素 499
24.2.1铂系元素概述 499
24.2.2铂系元素的重要化合物 501
习题 502
第25章 11族元素和12族元素 504
25.1铜族元素 504
25.1.1单质 506
25.1.2铜的化合物 507
25.1.3银的重要化合物 512
25.1.4金的重要化合物 514
25.2锌族元素 514
25.2.1单质 516
25.2.2重要化合物 516
25.2.3锌的生物作用和含镉、汞废水的处理 520
习题 522
第26章 镧系元素和锕系元素 524
26.1镧系元素 524
26.1.1镧系元素的通性 524
26.1.2镧系元素单质 528
26.1.3镧系元素的重要化合物 530
26.2稀土元素 535
26.2.1稀土元素的发现 535
26.2.2稀土矿物 536
26.2.3稀土元素提取 538
26.2.4稀土元素的相互分离 539
26.2.5稀土元素的应用简介 542
26.3锕系元素简介 545
习题 548
第27章 核化学 549
27.1原子核的组成和基本粒子的概念 550
27.1.1原子核的组成 550
27.1.2亚原子粒子 550
27.2放射性衰变——自发核反应 552
27.3诱导核反应 555
27.3.1中子捕获反应和其他双核反应 555
27.3.2人工核反应 556
27.3.3核裂变与核聚变 556
27.4质量亏损和核结合能 558
27.5放射性核素的应用 559
27.6超重元素的合成及其鉴定方法 561
27.6.1超重元素的合成 561
27.6.2超重元素的鉴定方法 563
习题 564
参考文献 565
附录 566
附录1我国的法定计量单位 566
附录2一些物理和化学的基本常数 566
附录3一些弱酸、弱碱在水中的解离平衡常数Kθ（298K） 567
附录4常见难溶电解质的溶度积Kθsp（298K） 568
附录5常见配位化合物的稳定常数 570
附录6常见单质和化合物的热力学函数（298K，100kPa） 575
附录7常见电极的标准电极电势（298K） 579