无机化学

目录 序 前言 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 元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 学习元机化学的方法 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 分压定律和分体现定律 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 潜液和液体 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 光的波粒工象性 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 分子间作用力一一范德华力 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**定律 117 5.2.1 热力学**定律 117 5.2.2 化学反应的热效应与焰变 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一一吉布斯-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 酸碱的共辄关系 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 化学电源筒介 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一一姜-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K与AG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 活度与活皮系数 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 溶度秧常数 253 12.1.2 溶度现与辩解度的相互换算 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 沉淀的潜解 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 中心原子的结梅和险质的影响 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 电极电势的产生一一双电层理论 277 14.1.2 标准氢电极和甘示电极 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 元素电势圄 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