無機化學(xué)

第1章化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)知識1
1．1基本概念和術(shù)語1
1．1．1原子量和分子量1
1．1．2物質(zhì)的量及單位1
1．1．3摩爾質(zhì)量和摩爾體積2
1．2氣體2
1．2．1理想氣體狀態(tài)方程2
1．2．2理想氣體混合物5
1．3溶液7
1．3．1溶液濃度的表示方法7
1．3．2物質(zhì)的溶解度8
思考題9
習(xí)題9
第2章化學(xué)反應(yīng)的方向11
2．1化學(xué)反應(yīng)方向的焓變判據(jù)11
2．1．1熱力學(xué)中常用的術(shù)語12
2．1．2熱力學(xué)第一定律15
2．1．3常見化學(xué)反應(yīng)的過程15
2．1．4化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)17
2．1．5熱效應(yīng)的計算19
2．1．6焓變對化學(xué)反應(yīng)方向的影響23
2．2化學(xué)反應(yīng)方向的熵變判據(jù)23
2．2．1熵及熵的性質(zhì)23
2．2．2熵變對化學(xué)反應(yīng)方向的影響25
2．3化學(xué)反應(yīng)方向的吉布斯自由能變判據(jù)27
2．3．1吉布斯自由能27
2．3．2吉布斯自由能變對化學(xué)反應(yīng)方向的影響28
思考題30
習(xí)題31
第3章化學(xué)反應(yīng)的限度33
3．1化學(xué)平衡狀態(tài)33
3．1．1可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡33
3．1．2化學(xué)平衡常數(shù)33
3．2化學(xué)反應(yīng)方向判據(jù)39
3．2．1摩爾反應(yīng)吉布斯自由能與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的關(guān)系39
3．2．2非平衡狀態(tài)（non-equilibriumstate）化學(xué)反應(yīng)的方向39
3．3化學(xué)平衡的移動40
3．3．1濃度對化學(xué)平衡的影響41
3．3．2壓力對化學(xué)平衡的影響42
3．3．3溫度對化學(xué)平衡的影響43
3．3．4呂·查德理原理45
思考題45
習(xí)題46
第4章化學(xué)反應(yīng)速率49
4．1反應(yīng)速率的定義49
4．1．1平均速率49
4．1．2瞬時速率50
4．2反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的關(guān)系50
4．2．1速率方程50
4．2．2動力學(xué)方程52
4．3反應(yīng)速率理論簡介54
4．3．1基本概念和術(shù)語54
4．3．2碰撞理論55
4．3．3過渡態(tài)理論56
4．4影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素57
4．4．1溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響57
4．4．2催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響59
思考題60
習(xí)題61
第5章酸堿平衡63
5．1電解質(zhì)溶液63
5．1．1強電解質(zhì)溶液63
5．1．2弱電解質(zhì)溶液64
5．2酸堿理論64
5．2．1酸堿理論的發(fā)展64
5．2．2酸堿質(zhì)子理論65
5．3水溶液的酸堿平衡67
5．3．1水的離子積67
5．3．2水溶液中的酸堿性和pH值68
5．3．3弱酸、弱堿的離解平衡(dissociation equilibrium)68
5．4酸堿溶液pH值的計算70
5．4．1一元弱酸、弱堿水溶液中的有關(guān)計算70
5．4．2多元弱酸、弱堿的水溶液中的有關(guān)計算74
5．4．3兩性物質(zhì)的離解平衡76
5．5緩沖溶液77
5．5．1同離子效應(yīng)77
5．5．2緩沖溶液的組成及緩沖作用77
5．5．3緩沖溶液pH值的計算78
5．5．4緩沖溶液的緩沖容量和緩沖范圍79
5．5．5緩沖溶液的選擇和配制80
思考題81
習(xí)題82
第6章沉淀-溶解平衡84
6．1溶度積原理84
6．1．1溶度積84
6．1．2溶度積與溶解度84
6．2沉淀溶解平衡的移動85
6．2．1同離子效應(yīng)85
6．2．2鹽效應(yīng)86
6．2．3酸效應(yīng)86
6．2．4配合效應(yīng)86
6．3溶度積規(guī)則及應(yīng)用86
6．3．1溶度積規(guī)則86
6．3．2沉淀生成87
6．3．3沉淀溶解88
6．3．4分步沉淀90
6．3．5沉淀的轉(zhuǎn)化91
思考題91
習(xí)題93
第7章氧化還原反應(yīng)及電化學(xué)基礎(chǔ)94
7．1氧化還原反應(yīng)的基本概念94
7．1．1氧化數(shù)94
7．1．2氧化還原反應(yīng)95
7．1．3氧化還原反應(yīng)方程式配平95
7．2原電池98
7．2．1原電池組成和原電池符號98
7．2．2電極類型99
7．2．3電池電動勢100
7．2．4電池電動勢與電池反應(yīng)吉布斯自由能的關(guān)系100
7．2．5標(biāo)準(zhǔn)電動勢與電池反應(yīng)平衡常數(shù)101
7．3電極電勢101
7．3．1電極電勢的產(chǎn)生101
7．3．2標(biāo)準(zhǔn)電極電勢102
7．3．3標(biāo)準(zhǔn)電極電勢計算104
7．4影響電極電勢的因素105
7．4．1能斯特(Nernst)方程105
7．4．2濃度對電極電勢的影響106
7．4．3酸度對電極電勢的影響109
7．5電極電勢及電池電動勢的應(yīng)用110
7．5．1電極電勢應(yīng)用110
7．5．2電池電動勢應(yīng)用112
7．6元素電勢圖113
7．7水的電勢-pH圖114
思考題115
習(xí)題117
第8章原子結(jié)構(gòu)119
8．1原子的玻爾模型120
8．1．1經(jīng)典物理學(xué)局限性120
8．1．2氫原子光譜121
8．1．3氫原子的玻爾模型122
8．2原子的量子力學(xué)模型123
8．2．1微觀粒子的波粒二象性123
8．2．2微觀粒子測不準(zhǔn)關(guān)系124
8．2．3波函數(shù)和薛定諤方程125
8．2．4原子核外電子運動狀態(tài)126
8．2．5波函數(shù)和電子云的空間圖形129
8．3多電子結(jié)構(gòu)和元素周期律131
8．3．1屏蔽效應(yīng)和鉆穿效應(yīng)131
8．3．2鮑林近似能級圖133
8．3．3多電子原子的核外電子排布規(guī)律134
8．3．4原子核外電子排布與元素周期律136
8．4主要原子參數(shù)及其變化規(guī)律139
8．4．1原子半徑139
8．4．2電離能140
8．4．3電子親和能141
8．4．4電負(fù)性142
思考題143
習(xí)題144
第9章分子結(jié)構(gòu)147
9．1離子鍵理論147
9．1．1離子鍵的形成147
9．1．2離子的特征149
9．1．3離子晶體151
9．1．4離子極化作用154
9．2共價鍵理論155
9．2．1價鍵理論156
9．2．2雜化軌道理論160
9．2．3價電子對互斥理論165
9．2．4分子軌道理論168
9．2．5原子晶體172
9．3金屬鍵理論172
9．3．1改性共價鍵理論172
9．3．2金屬能帶理論173
9．3．3金屬晶體174
9．4分子間作用力175
9．4．1分子的極性與變形性176
9．4．2分子間作用力177
9．4．3氫鍵179
9．4．4分子晶體180
思考題180
習(xí)題181
第10章配位化合物183
10．1基本概念183
10．1．1配合物的組成183
10．1．2配合物的命名185
10．1．3螯合物186
10．1．4新型配合物187
10．2配合物的空間構(gòu)型和磁性188
10．2．1配合物的空間構(gòu)型188
10．2．2配合物的磁性189
10．3配合物的化學(xué)鍵理論189
10．3．1價鍵理論189
10．3．2晶體場理論195
10．4配合物的穩(wěn)定性200
10．4．1配位平衡和平衡常數(shù)200
10．4．2影響配位化合物穩(wěn)定性的因素202
10．4．3配位平衡的移動203
10．5配合物的應(yīng)用207
10．5．1在分析化學(xué)中的應(yīng)用207
10．5．2在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用209
10．5．3在生命科學(xué)中的作用210
10．5．4與生物化學(xué)的關(guān)系210
思考題211
習(xí)題212
第11章主族金屬元素（一）214
11．1s區(qū)元素概述214
11．2堿金屬215
11．2．1堿金屬單質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)215
11．2．2堿金屬的氫化物217
11．2．3堿金屬的氧化物217
11．2．4堿金屬的氫氧化物219
11．2．5堿金屬重要鹽類的性質(zhì)220
11．2．6堿金屬配位化合物220
11．3堿土金屬220
11．3．1堿土金屬單質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)220
11．3．2堿土金屬的氫化物221
11．3．3堿土金屬的氧化物222
11．3．4堿土金屬的氫氧化物222
11．3．5堿土金屬的鹽類223
11．3．6堿土金屬配位化合物223
11．4鋰、鈹?shù)奶厥庑?24
11．4．1對角線規(guī)則224
11．4．2鋰的特殊性及鋰、鎂的相似性224
11．4．3鈹?shù)奶厥庑约扳?、鋁的相似性224
11．5堿金屬和堿土金屬的生物效應(yīng)225
11．5．1堿金屬的生物效應(yīng)225
11．5．2堿土金屬的生物效應(yīng)226
思考題227
習(xí)題227
第12章主族金屬元素(二)229
12．1p區(qū)元素概述229
12．2鋁229
12．2．1鋁的物理化學(xué)性質(zhì)229
12．2．2氧化鋁和氫氧化鋁230
12．2．3鋁鹽231
12．3錫、鉛232
12．3．1錫和鉛的物理化學(xué)性質(zhì)233
12．3．2錫和鉛的氧化物和氫氧化物233
12．3．3錫和鉛的化合物235
12．3．4Sn(Ⅱ)的還原性和Pb(Ⅳ)的氧化性236
12．4砷、銻、鉍237
12．4．1砷、銻、鉍的物理化學(xué)性質(zhì)237
12．4．2砷、銻、鉍的氧化物和氧化物的水合物238
12．4．3砷、銻、鉍的化合物239
思考題241
習(xí)題241
第13章非金屬元素244
13．1概述244
13．1．1單質(zhì)244
13．1．2化合物245
13．2鹵素248
13．2．1鹵素單質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)248
13．2．2鹵化氫和氫鹵酸251
13．2．3鹵化物、鹵素互化物和多鹵化物254
13．2．4鹵素的氧化物、含氧酸和鹽257
13．2．5擬鹵素262
13．3氧族元素263
13．3．1氧族元素的通性263
13．3．2氧和臭氧265
13．3．3硫及其化合物268
13．3．4硒、碲及其化合物278
13．4氮族元素281
13．4．1氮及其化合物281
13．4．2磷及其化合物291
13．5碳、硅、硼300
13．5．1碳、硅、硼的物理化學(xué)性質(zhì)301
13．5．2碳的氧化物、含氧酸和鹽303
13．5．3硅的氧化物、含氧酸和鹽305
13．5．4硼的氧化物、氫化物、含氧酸和鹽307
13．6氫和稀有氣體310
13．6．1氫310
13．6．2稀有氣體312
思考題315
習(xí)題315
第14章過渡元素（一）317
14．1過渡元素概述317
14．2鈦副族317
14．2．1鈦的物理、化學(xué)性質(zhì)318
14．2．2鈦的氧化物和鈦酸鹽319
14．2．3鈦的鹵化物320
14．2．4鋯和鉿的重要化合物321
14．3釩副族321
14．3．1釩族元素的物理化學(xué)性質(zhì)321
14．3．2釩族元素的重要化合物322
14．4鉻副族324
14．4．1鉻的物理化學(xué)性質(zhì)324
14．4．2鉻(Ⅲ)的化合物325
14．4．3Cr(Ⅵ)化合物328
14．4．4鉬和鎢的重要化合物331
14．5錳副族333
14．5．1錳的物理化學(xué)性質(zhì)334
14．5．2Mn(Ⅱ)的化合物334
14．5．3Mn(Ⅳ)的化合物335
14．5．4Mn(Ⅵ)和Mn(Ⅶ)的化合物336
14．5．5锝和錸的重要化合物338
14．6鐵系元素339
14．6．1鐵系元素單質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)340
14．6．2鐵系元素的氧化物和氫氧化物341
14．6．3鐵鹽、鈷鹽和鎳鹽342
14．6．4鐵系元素的配合物344
14．7鉑系元素348
14．7．1鉑系元素單質(zhì)的重要物理化學(xué)性質(zhì)349
14．7．2鉑系元素的重要化合物350
14．8稀土元素和鑭系元素351
14．9錒系元素簡介356
思考題358
習(xí)題359
第15章過渡元素(二)362
15．1銅副族元素362
15．1．1銅副族元素單質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)363
15．1．2銅副族元素的氧化物和氫氧化物364
15．1．3銅副族元素的化合物365
15．1．4銅副族元素的配合物369
15．1．5銅(Ⅰ)與銅(Ⅱ)的相互轉(zhuǎn)化370
15．2鋅副族元素371
15．2．1鋅副族元素單質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)372
15．2．2鋅副族元素的氧化物和氫氧化物374
15．2．3鋅副族元素的化合物375
思考題379
習(xí)題380
第16章常見離子的分離和鑒定382
16．1離子的分離和鑒定概述382
16．1．1鑒定反應(yīng)和鑒定反應(yīng)的條件382
16．1．2鑒定反應(yīng)的靈敏度和選擇性383
16．1．3空白試驗和對照試驗384
16．1．4離子分別鑒定和混合離子分離鑒定385
16．2常見陽離子的分離和鑒定385
16．2．1陽離子與常用試劑的反應(yīng)385
16．2．2陽離子混合物的分離鑒定方法389
16．3常見陰離子的分離和鑒定402
16．3．1陰離子的初步檢驗402
16．3．2陰離子的鑒定403
思考題406
習(xí)題407
附錄408
附錄1常用物理量、單位和符號408
附錄2國際單位制(SI)409
附錄3一些基本的物理常數(shù)410
附錄4一些物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)數(shù)據(jù)(298．15K，100kPa)411
附錄5一些有機物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓ΔcHm417
附錄6弱酸弱堿在水中的解離常數(shù)(298．15K)417
附錄7常用緩沖溶液的配制及pH范圍418
附錄8難溶電解質(zhì)的溶度積(298K)418
附錄9標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(298．15K)419
附錄10一些弱電解質(zhì)、難溶物和配離子標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(298．15K)425
附錄11元素原子參數(shù)428
附錄12鮑林(Pauling)離子半徑429
附錄13某些鍵的鍵能和鍵長430
附錄14一些配離子的穩(wěn)定常數(shù)(298K)431
參考文獻(xiàn)432
元素周期表