简明无机化学

第1章绪论/1

1.1 化学是研究物质变化的科学 1

1.1.1 化学的研究对象 1

1.1.2 化学的研究目的和方法 1

1.1.3 化学的重要性 2

1.2 无机化学的发展简史 2

1.2.1 古代无机化学 2

1.2.2 近代无机化学 3

1.2.3 现代无机化学 4

1.3 无机化学课程的学习方法 4

第2章物质的聚集状态/6

2.1 气体 6

2.1.1 气体的特征 6

2.1.2 气压的产生与测量 7

2.1.3 理想气体 7

2.1.4 实际气体 10

2.1.5 气体分子运动论 12

2.2 液体 14

2.2.1 液体的特征 14

2.2.2 液体的蒸发 14

2.3 固体 16

2.3.1 固体的特征 16

2.3.2 晶体与非晶体 16

2.3.3 晶体的结构 17

本章小结 20

科技人物:范德华 21

奇妙的物质第四态:等离子体(plasma) 22

复习思考题 23

习题 24

第3章原子结构与元素周期系/26

3.1 近代原子结构理论的建立 26

3.1.1 氢原子光谱 26

3.1.2 玻尔理论 27

3.2 核外电子运动的量子力学模型 28

3.2.1 微观粒子的波粒二象性 28

3.2.2 微观粒子运动的统计性规律 29

3.2.3 海森堡测不准原理 29

3.3 核外电子运动状态的描述 30

3.3.1 氢原子的薛定谔方程 30

3.3.2 波函数和原子轨道 31

3.3.3 概率密度和电子云 32

3.3.4 波函数的空间图像 34

3.3.5 四个量子数 36

3.4 核外电子的排布 39

3.4.1 原子的轨道能级图 40

3.4.2 核外电子排布的原则 42

3.4.3 核外电子排布的表示方法 44

3.5 元素周期系 48

3.5.1 元素周期律 48

3.5.2 电子层结构与元素周期表的关系 48

3.5.3 元素周期性 50

本章小结 57

科技人物:门捷列夫 58

科技动态:原子结构模型的发展 60

复习思考题 63

习题 64

第4章化学键与分子结构/66

4.1 共价键理论 66

4.1.1 价键理论 67

4.1.2 杂化轨道理论 73

4.1.3 分子轨道理论 78

4.1.4 价键理论与分子轨道理论的比较 84

4.1.5 键参数与分子的性质 85

4.2 离子键理论 87

4.2.1 离子键的形成 87

4.2.2 离子键的特征 88

4.2.3 离子的极化 88

4.3 金属键理论 91

4.3.1 金属键的改性共价键理论 91

4.3.2 金属键的能带理论 91

4.4 分子间力 93

4.4.1 范德华力 94

4.4.2 氢键 97

本章小结 98

科技人物:鲍林 99

科技动态:价层电子对互斥理论 102

复习思考题 107

习题 108

第5章化学热力学基础/110

5.1 化学热力学的研究范畴 110

5.2 基本概念与术语 111

5.2.1 系统与环境 111

5.2.2 状态和状态函数 111

5.2.3 过程和途径 112

5.2.4 反应进度 113

5.2.5 热化学标准状态 114

5.3 热力学**定律 114

5.3.1 功和热 114

5.3.2 热力学能 116

5.3.3 热力学**定律 116

5.4 热化学 117

5.4.1 化学反应的热效应 117

5.4.2 热化学方程式 118

5.4.3 盖斯定律 119

5.4.4 化学反应热效应的计算 120

5.5 化学反应的方向 125

5.5.1 反应方向的概念 125

5.5.2 反应焓变对反应方向的影响 126

5.5.3 反应熵变对反应方向的影响 127

5.5.4 反应吉布斯自由能变对反应方向的影响 129

本章小结 135

科技人物:吉布斯 136

科技动态:人工制备金刚石的热力学分析 137

复习思考题 139

习题 140

第6章化学动力学基础/143

6.1 化学动力学的研究范畴 143

6.2 化学反应速率 144

6.2.1 反应速率的定义 144

6.2.2 平均反应速率 144

6.2.3 瞬时反应速率 146

6.3 反应速率理论 147

6.3.1 碰撞理论 147

6.3.2 过渡态理论 149

6.4 影响反应速率的因素 150

6.4.1 浓度对反应速率的影响 151

6.4.2 温度对反应速率的影响 153

6.4.3 催化剂对反应速率的影响 157

本章小结 159

科技人物:阿仑尼乌斯 160

科技动态:绿色化学与催化剂 162

复习思考题 164

习题 164

第7章化学平衡/167

7.1 化学反应的可逆性与化学平衡 167

7.1.1 化学反应的可逆性 167

7.1.2 化学平衡的定义 168

7.2 平衡常数 169

7.2.1 标准平衡常数 169

7.2.2 实验平衡常数 172

7.2.3 多重平衡规则 173

7.2.4 标准平衡常数的计算 173

7.3 平衡常数K 与ΔrGm 的关系 175

7.3.1 K 与ΔrGm 的关系 175

7.3.2 可逆反应的方向性判据 176

7.3.3 ΔfGm、ΔrGm 与ΔrGm 的关系 177

7.4 化学平衡的移动 177

7.4.1 浓度对化学平衡的影响 177

7.4.2 压力对化学平衡的影响 180

7.4.3 温度对化学平衡的影响 181

7.4.4 催化剂对化学平衡的影响 182

7.5 勒夏特列原理 183

本章小结 183

科技人物:勒夏特列 184

科技动态:选择合理生产条件的一般原则 185

复习思考题 186

习题 187

第8章酸碱平衡/190

8.1 电解质溶液 190

8.1.1 弱电解质溶液的解离特点 191

8.1.2 强电解质溶液的解离特点 191

8.2 酸碱理论的发展 194

8.2.1 酸碱质子理论 195

8.2.2 酸碱电子理论 199

8.3 弱酸弱碱的解离平衡 200

8.3.1 水的解离平衡 200

8.3.2 一元弱酸、弱碱的解离平衡 202

8.3.3 多元弱酸的解离平衡 205

8.3.4 酸碱指示剂 209

8.3.5 影响解离平衡的因素 211

8.4 缓冲溶液 214

8.4.1 缓冲溶液的概念 214

8.4.2 缓冲作用的原理 215

8.4.3 缓冲溶液pH值的计算 216

8.4.4 缓冲范围 219

8.4.5 缓冲能力 220

8.4.6 缓冲溶液的选择和配制原则 221

8.5 盐类的水解 222

8.5.1 盐类水解的概念 222

8.5.2 盐类水解的水解常数 223

8.5.3 影响盐类水解的因素 226

本章小结 227

科技人物:路易斯 228

科技动态:一种新型的强电解质——离子液体 229

复习思考题 230

习题 230

第9章沉淀-溶解平衡/233

9.1 溶度积和溶度积原理 233

9.1.1 溶度积常数 233

9.1.2 溶度积和溶解度的关系 235

9.1.3 溶度积原理 236

9.1.4 影响沉淀-溶解平衡的因素 237

9.2 沉淀-溶解平衡的移动 238

9.2.1 沉淀的生成 238

9.2.2 沉淀的溶解 240

9.2.3 分步沉淀 243

9.2.4 沉淀的转化 245

本章小结 246

科技人物:侯德榜 247

科技动态:奇特的喀斯特地貌 248

复习思考题 249

习题 250

第10章氧化还原平衡/252

10.1 氧化还原反应 252

10.1.1 基本概念与术语 252

10.1.2 氧化还原方程式的配平 254

10.2 氧化还原反应和电极电势 256

10.2.1 氧化还原反应和电子转移 256

10.2.2 原电池 257

10.2.3 电极电势 260

10.3 电极电势和吉布斯自由能变的关系 263

10.3.1 电动势与吉布斯自由能的关系 263

10.3.2 电极电势与吉布斯自由能的关系 263

10.3.3 电极电势与平衡常数的关系 264

10.4 影响电极电势的因素 264

10.4.1 能斯特方程 264

10.4.2 能斯特方程的应用 266

10.5 电极电势的应用 269

10.5.1 判断氧化剂和还原剂的强弱 269

10.5.2 判断原电池的正负极 270

10.5.3 判断氧化还原反应进行的方向 270

10.5.4 衡量氧化还原反应的反应程度 272

10.6 元素电势图及其应用 273

10.6.1 元素电势图 273

10.6.2 元素电势图的应用 274

本章小结 276

科技人物:能斯特 277

新型绿色电池——氢氧燃料电池 278

复习思考题 279

习题 280

第11章配位平衡/283

11.1 配位化合物的基本概念 284

11.1.1 配位化合物的定义 284

11.1.2 配位化合物的组成 285

11.1.3 配位化合物的命名 287

11.1.4 配位化合物的分类 288

11.2 配位化合物的价键理论 290

11.2.1 价键理论 290

11.2.2 价键理论的优缺点 297

11.3 配位化合物的晶体场理论 297

11.3.1 晶体场理论 297

11.3.2 晶体场理论的应用 301

11.3.3 晶体场理论的优缺点 304

11.4 配位化合物的稳定性 304

11.4.1 稳定常数和不稳定常数 304

11.4.2 逐级稳定常数 306

11.4.3 影响配合物稳定性的因素 308

11.5 配位平衡的移动 310

11.5.1 配位平衡与沉淀溶解平衡 310

11.5.2 配位平衡与氧化还原平衡 311

11.5.3 配位平衡与酸碱平衡 313

11.5.4 配离子之间的平衡 315

本章小结 316

科技人物:乔根森 317

科技动态:奇特的“三明治”结构——二茂铁 319

复习思考题 321

习题 322

第12章d区金属——过渡金属（Ⅰ） /325

12.1 d区元素通性 326

12.1.1 单质的物理性质 326

12.1.2 金属活泼性 326

12.1.3 氧化值 327

12.1.4 配位性 327

12.1.5 离子的颜色 328

12.1.6 磁性 328

12.1.7 催化性 329

12.2 钛副族元素 329

12.2.1 钛副族元素概述 329

12.2.2 钛副族元素重要的化合物 333

12.3 钒副族元素 335

12.3.1 钒副族元素概述 335

12.3.2 钒副族元素重要的化合物 337

12.4 铬副族元素 339

12.4.1 铬副族元素概述 339

12.4.2 铬副族元素重要的化合物 342

12.5 锰副族元素 348

12.5.1 锰副族元素概述 348

12.5.2 锰的重要化合物 349

12.6 ⅧB族元素 351

12.6.1 铁系元素 351

12.6.2 铂系元素 358

科技人物:玛丽·居里 362

科技动态:新型功能性分子——多酸化合物 364

复习思考题 367

习题 368

第13章ds区金属——过渡金属（Ⅱ）/371

13.1 铜族元素 371

13.1.1 铜族元素的通性 371

13.1.2 铜族元素的单质 372

13.1.3 铜族元素的冶炼 373

13.1.4 铜族元素重要的化合物 375

13.1.5 铜族元素与碱金属元素的性质比较 382

13.2 锌族元素 383

13.2.1 锌族元素的通性 383

13.2.2 锌族元素的单质 384

13.2.3 锌族元素的冶炼 385

13.2.4 锌族元素重要的化合物 386

13.2.5 锌族元素与碱土金属元素的性质比较 392

科技动态:*严重的汞中毒事件——日本水俣病事件 393

复习思考题 394

习题 395

第14章f区金属——镧系元素和锕系元素/398

14.1 引言 398

14.2 镧系元素 399

14.2.1 镧系元素的通性 399

14.2.2 镧系元素的单质 403

14.2.3 镧系元素的分离 404

14.2.4 镧系元素重要的化合物 405

14.3 锕系元素 409

14.3.1 锕系元素的通性 409

14.3.2 锕系元素的单质 411

14.3.3 锕系元素重要的化合物 411

科技动态:我国富有的战略资源——稀土材料 413

复习思考题 414

习题 415

习题答案 416

附录 424

附录1 常见物理常数 424

附录2 物质的标准摩尔燃烧焓(298.15K) 424

附录3 一些物质的热力学数据(298.15K) 425

附录4 常见弱酸、弱碱在水中的解离常数(298.15K) 429

附录5 溶度积常数(298.15K) 431

附录6 电极反应的标准电极电势(298.15K) 432

附录7 配离子的标准稳定常数(298.15K) 434

附录8 化合物的分子量 435

附录9 一些金属冶炼的主要过程和反应 437

附录10 水溶液中的离子颜色 439

附录11 常见有色固体物质的颜色 439

参考文献 440