簡(jiǎn)明無(wú)機(jī)化學(xué)

第1章緒論/1
1.1 化學(xué)是研究物質(zhì)變化的科學(xué) 1
1.1.1 化學(xué)的研究對(duì)象 1
1.1.2 化學(xué)的研究目的和方法 1
1.1.3 化學(xué)的重要性 2
1.2 無(wú)機(jī)化學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史 2
1.2.1 古代無(wú)機(jī)化學(xué) 2
1.2.2 近代無(wú)機(jī)化學(xué) 3
1.2.3 現(xiàn)代無(wú)機(jī)化學(xué) 4
1.3 無(wú)機(jī)化學(xué)課程的學(xué)習(xí)方法 4
第2章物質(zhì)的聚集狀態(tài)/6
2.1 氣體 6
2.1.1 氣體的特征 6
2.1.2 氣壓的產(chǎn)生與測(cè)量 7
2.1.3 理想氣體 7
2.1.4 實(shí)際氣體 10
2.1.5 氣體分子運(yùn)動(dòng)論 12
2.2 液體 14
2.2.1 液體的特征 14
2.2.2 液體的蒸發(fā) 14
2.3 固體 16
2.3.1 固體的特征 16
2.3.2 晶體與非晶體 16
2.3.3 晶體的結(jié)構(gòu) 17
本章小結(jié) 20
科技人物:范德華 21
奇妙的物質(zhì)第四態(tài):等離子體(plasma) 22
復(fù)習(xí)思考題 23
習(xí)題 24
第3章原子結(jié)構(gòu)與元素周期系/26
3.1 近代原子結(jié)構(gòu)理論的建立 26
3.1.1 氫原子光譜 26
3.1.2 玻爾理論 27
3.2 核外電子運(yùn)動(dòng)的量子力學(xué)模型 28
3.2.1 微觀粒子的波粒二象性 28
3.2.2 微觀粒子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)性規(guī)律 29
3.2.3 海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理 29
3.3 核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述 30
3.3.1 氫原子的薛定諤方程 30
3.3.2 波函數(shù)和原子軌道 31
3.3.3 概率密度和電子云 32
3.3.4 波函數(shù)的空間圖像 34
3.3.5 四個(gè)量子數(shù) 36
3.4 核外電子的排布 39
3.4.1 原子的軌道能級(jí)圖 40
3.4.2 核外電子排布的原則 42
3.4.3 核外電子排布的表示方法 44
3.5 元素周期系 48
3.5.1 元素周期律 48
3.5.2 電子層結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系 48
3.5.3 元素周期性 50
本章小結(jié) 57
科技人物:門捷列夫 58
科技動(dòng)態(tài):原子結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展 60
復(fù)習(xí)思考題 63
習(xí)題 64
第4章化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)/66
4.1 共價(jià)鍵理論 66
4.1.1 價(jià)鍵理論 67
4.1.2 雜化軌道理論 73
4.1.3 分子軌道理論 78
4.1.4 價(jià)鍵理論與分子軌道理論的比較 84
4.1.5 鍵參數(shù)與分子的性質(zhì) 85
4.2 離子鍵理論 87
4.2.1 離子鍵的形成 87
4.2.2 離子鍵的特征 88
4.2.3 離子的極化 88
4.3 金屬鍵理論 91
4.3.1 金屬鍵的改性共價(jià)鍵理論 91
4.3.2 金屬鍵的能帶理論 91
4.4 分子間力 93
4.4.1 范德華力 94
4.4.2 氫鍵 97
本章小結(jié) 98
科技人物:鮑林 99
科技動(dòng)態(tài):價(jià)層電子對(duì)互斥理論 102
復(fù)習(xí)思考題 107
習(xí)題 108
第5章化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)/110
5.1 化學(xué)熱力學(xué)的研究范疇 110
5.2 基本概念與術(shù)語(yǔ) 111
5.2.1 系統(tǒng)與環(huán)境 111
5.2.2 狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù) 111
5.2.3 過(guò)程和途徑 112
5.2.4 反應(yīng)進(jìn)度 113
5.2.5 熱化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) 114
5.3 熱力學(xué)第一定律 114
5.3.1 功和熱 114
5.3.2 熱力學(xué)能 116
5.3.3 熱力學(xué)第一定律 116
5.4 熱化學(xué) 117
5.4.1 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) 117
5.4.2 熱化學(xué)方程式 118
5.4.3 蓋斯定律 119
5.4.4 化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的計(jì)算 120
5.5 化學(xué)反應(yīng)的方向 125
5.5.1 反應(yīng)方向的概念 125
5.5.2 反應(yīng)焓變對(duì)反應(yīng)方向的影響 126
5.5.3 反應(yīng)熵變對(duì)反應(yīng)方向的影響 127
5.5.4 反應(yīng)吉布斯自由能變對(duì)反應(yīng)方向的影響 129
本章小結(jié) 135
科技人物:吉布斯 136
科技動(dòng)態(tài):人工制備金剛石的熱力學(xué)分析 137
復(fù)習(xí)思考題 139
習(xí)題 140
第6章化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)/143
6.1 化學(xué)動(dòng)力學(xué)的研究范疇 143
6.2 化學(xué)反應(yīng)速率 144
6.2.1 反應(yīng)速率的定義 144
6.2.2 平均反應(yīng)速率 144
6.2.3 瞬時(shí)反應(yīng)速率 146
6.3 反應(yīng)速率理論 147
6.3.1 碰撞理論 147
6.3.2 過(guò)渡態(tài)理論 149
6.4 影響反應(yīng)速率的因素 150
6.4.1 濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響 151
6.4.2 溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響 153
6.4.3 催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響 157
本章小結(jié) 159
科技人物:阿侖尼烏斯 160
科技動(dòng)態(tài):綠色化學(xué)與催化劑 162
復(fù)習(xí)思考題 164
習(xí)題 164
第7章化學(xué)平衡/167
7.1 化學(xué)反應(yīng)的可逆性與化學(xué)平衡 167
7.1.1 化學(xué)反應(yīng)的可逆性 167
7.1.2 化學(xué)平衡的定義 168
7.2 平衡常數(shù) 169
7.2.1 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) 169
7.2.2 實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù) 172
7.2.3 多重平衡規(guī)則 173
7.2.4 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的計(jì)算 173
7.3 平衡常數(shù)K 與ΔrGm 的關(guān)系 175
7.3.1 K 與ΔrGm 的關(guān)系 175
7.3.2 可逆反應(yīng)的方向性判據(jù) 176
7.3.3 ΔfGm、ΔrGm 與ΔrGm 的關(guān)系 177
7.4 化學(xué)平衡的移動(dòng) 177
7.4.1 濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響 177
7.4.2 壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響 180
7.4.3 溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響 181
7.4.4 催化劑對(duì)化學(xué)平衡的影響 182
7.5 勒夏特列原理 183
本章小結(jié) 183
科技人物:勒夏特列 184
科技動(dòng)態(tài):選擇合理生產(chǎn)條件的一般原則 185
復(fù)習(xí)思考題 186
習(xí)題 187
第8章酸堿平衡/190
8.1 電解質(zhì)溶液 190
8.1.1 弱電解質(zhì)溶液的解離特點(diǎn) 191
8.1.2 強(qiáng)電解質(zhì)溶液的解離特點(diǎn) 191
8.2 酸堿理論的發(fā)展 194
8.2.1 酸堿質(zhì)子理論 195
8.2.2 酸堿電子理論 199
8.3 弱酸弱堿的解離平衡 200
8.3.1 水的解離平衡 200
8.3.2 一元弱酸、弱堿的解離平衡 202
8.3.3 多元弱酸的解離平衡 205
8.3.4 酸堿指示劑 209
8.3.5 影響解離平衡的因素 211
8.4 緩沖溶液 214
8.4.1 緩沖溶液的概念 214
8.4.2 緩沖作用的原理 215
8.4.3 緩沖溶液pH值的計(jì)算 216
8.4.4 緩沖范圍 219
8.4.5 緩沖能力 220
8.4.6 緩沖溶液的選擇和配制原則 221
8.5 鹽類的水解 222
8.5.1 鹽類水解的概念 222
8.5.2 鹽類水解的水解常數(shù) 223
8.5.3 影響鹽類水解的因素 226
本章小結(jié) 227
科技人物:路易斯 228
科技動(dòng)態(tài):一種新型的強(qiáng)電解質(zhì)——離子液體 229
復(fù)習(xí)思考題 230
習(xí)題 230
第9章沉淀-溶解平衡/233
9.1 溶度積和溶度積原理 233
9.1.1 溶度積常數(shù) 233
9.1.2 溶度積和溶解度的關(guān)系 235
9.1.3 溶度積原理 236
9.1.4 影響沉淀-溶解平衡的因素 237
9.2 沉淀-溶解平衡的移動(dòng) 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 沉淀的轉(zhuǎn)化 245
本章小結(jié) 246
科技人物:侯德榜 247
科技動(dòng)態(tài):奇特的喀斯特地貌 248
復(fù)習(xí)思考題 249
習(xí)題 250
第10章氧化還原平衡/252
10.1 氧化還原反應(yīng) 252
10.1.1 基本概念與術(shù)語(yǔ) 252
10.1.2 氧化還原方程式的配平 254
10.2 氧化還原反應(yīng)和電極電勢(shì) 256
10.2.1 氧化還原反應(yīng)和電子轉(zhuǎn)移 256
10.2.2 原電池 257
10.2.3 電極電勢(shì) 260
10.3 電極電勢(shì)和吉布斯自由能變的關(guān)系 263
10.3.1 電動(dòng)勢(shì)與吉布斯自由能的關(guān)系 263
10.3.2 電極電勢(shì)與吉布斯自由能的關(guān)系 263
10.3.3 電極電勢(shì)與平衡常數(shù)的關(guān)系 264
10.4 影響電極電勢(shì)的因素 264
10.4.1 能斯特方程 264
10.4.2 能斯特方程的應(yīng)用 266
10.5 電極電勢(shì)的應(yīng)用 269
10.5.1 判斷氧化劑和還原劑的強(qiáng)弱 269
10.5.2 判斷原電池的正負(fù)極 270
10.5.3 判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向 270
10.5.4 衡量氧化還原反應(yīng)的反應(yīng)程度 272
10.6 元素電勢(shì)圖及其應(yīng)用 273
10.6.1 元素電勢(shì)圖 273
10.6.2 元素電勢(shì)圖的應(yīng)用 274
本章小結(jié) 276
科技人物:能斯特 277
新型綠色電池——?dú)溲跞剂想姵?278
復(fù)習(xí)思考題 279
習(xí)題 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 配位化合物的定義 284
11.1.2 配位化合物的組成 285
11.1.3 配位化合物的命名 287
11.1.4 配位化合物的分類 288
11.2 配位化合物的價(jià)鍵理論 290
11.2.1 價(jià)鍵理論 290
11.2.2 價(jià)鍵理論的優(yōu)缺點(diǎn) 297
11.3 配位化合物的晶體場(chǎng)理論 297
11.3.1 晶體場(chǎng)理論 297
11.3.2 晶體場(chǎng)理論的應(yīng)用 301
11.3.3 晶體場(chǎng)理論的優(yōu)缺點(diǎn) 304
11.4 配位化合物的穩(wěn)定性 304
11.4.1 穩(wěn)定常數(shù)和不穩(wěn)定常數(shù) 304
11.4.2 逐級(jí)穩(wěn)定常數(shù) 306
11.4.3 影響配合物穩(wěn)定性的因素 308
11.5 配位平衡的移動(dòng) 310
11.5.1 配位平衡與沉淀溶解平衡 310
11.5.2 配位平衡與氧化還原平衡 311
11.5.3 配位平衡與酸堿平衡 313
11.5.4 配離子之間的平衡 315
本章小結(jié) 316
科技人物:喬根森 317
科技動(dòng)態(tài):奇特的“三明治”結(jié)構(gòu)——二茂鐵 319
復(fù)習(xí)思考題 321
習(xí)題 322
第12章d區(qū)金屬——過(guò)渡金屬（Ⅰ） /325
12.1 d區(qū)元素通性 326
12.1.1 單質(zhì)的物理性質(zhì) 326
12.1.2 金屬活潑性 326
12.1.3 氧化值 327
12.1.4 配位性 327
12.1.5 離子的顏色 328
12.1.6 磁性 328
12.1.7 催化性 329
12.2 鈦副族元素 329
12.2.1 鈦副族元素概述 329
12.2.2 鈦副族元素重要的化合物 333
12.3 釩副族元素 335
12.3.1 釩副族元素概述 335
12.3.2 釩副族元素重要的化合物 337
12.4 鉻副族元素 339
12.4.1 鉻副族元素概述 339
12.4.2 鉻副族元素重要的化合物 342
12.5 錳副族元素 348
12.5.1 錳副族元素概述 348
12.5.2 錳的重要化合物 349
12.6 ⅧB族元素 351
12.6.1 鐵系元素 351
12.6.2 鉑系元素 358
科技人物:瑪麗·居里 362
科技動(dòng)態(tài):新型功能性分子——多酸化合物 364
復(fù)習(xí)思考題 367
習(xí)題 368
第13章ds區(qū)金屬——過(guò)渡金屬（Ⅱ）/371
13.1 銅族元素 371
13.1.1 銅族元素的通性 371
13.1.2 銅族元素的單質(zhì) 372
13.1.3 銅族元素的冶煉 373
13.1.4 銅族元素重要的化合物 375
13.1.5 銅族元素與堿金屬元素的性質(zhì)比較 382
13.2 鋅族元素 383
13.2.1 鋅族元素的通性 383
13.2.2 鋅族元素的單質(zhì) 384
13.2.3 鋅族元素的冶煉 385
13.2.4 鋅族元素重要的化合物 386
13.2.5 鋅族元素與堿土金屬元素的性質(zhì)比較 392
科技動(dòng)態(tài):最嚴(yán)重的汞中毒事件——日本水俁病事件 393
復(fù)習(xí)思考題 394
習(xí)題 395
第14章f區(qū)金屬——鑭系元素和錒系元素/398
14.1 引言 398
14.2 鑭系元素 399
14.2.1 鑭系元素的通性 399
14.2.2 鑭系元素的單質(zhì) 403
14.2.3 鑭系元素的分離 404
14.2.4 鑭系元素重要的化合物 405
14.3 錒系元素 409
14.3.1 錒系元素的通性 409
14.3.2 錒系元素的單質(zhì) 411
14.3.3 錒系元素重要的化合物 411
科技動(dòng)態(tài):我國(guó)富有的戰(zhàn)略資源——稀土材料 413
復(fù)習(xí)思考題 414
習(xí)題 415
習(xí)題答案 416
附錄 424
附錄1 常見物理常數(shù) 424
附錄2 物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓(298.15K) 424
附錄3 一些物質(zhì)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)(298.15K) 425
附錄4 常見弱酸、弱堿在水中的解離常數(shù)(298.15K) 429
附錄5 溶度積常數(shù)(298.15K) 431
附錄6 電極反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)(298.15K) 432
附錄7 配離子的標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定常數(shù)(298.15K) 434
附錄8 化合物的分子量 435
附錄9 一些金屬冶煉的主要過(guò)程和反應(yīng) 437
附錄10 水溶液中的離子顏色 439
附錄11 常見有色固體物質(zhì)的顏色 439
參考文獻(xiàn) 440