簡明無機化學

第1章緒論/1
1.1 化學是研究物質變化的科學 1
1.1.1 化學的研究對象 1
1.1.2 化學的研究目的和方法 1
1.1.3 化學的重要性 2
1.2 無機化學的發(fā)展簡史 2
1.2.1 古代無機化學 2
1.2.2 近代無機化學 3
1.2.3 現(xiàn)代無機化學 4
1.3 無機化學課程的學習方法 4
第2章物質的聚集狀態(tài)/6
2.1 氣體 6
2.1.1 氣體的特征 6
2.1.2 氣壓的產(chǎn)生與測量 7
2.1.3 理想氣體 7
2.1.4 實際氣體 10
2.1.5 氣體分子運動論 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 晶體的結構 17
本章小結 20
科技人物:范德華 21
奇妙的物質第四態(tài):等離子體(plasma) 22
復習思考題 23
習題 24
第3章原子結構與元素周期系/26
3.1 近代原子結構理論的建立 26
3.1.1 氫原子光譜 26
3.1.2 玻爾理論 27
3.2 核外電子運動的量子力學模型 28
3.2.1 微觀粒子的波粒二象性 28
3.2.2 微觀粒子運動的統(tǒng)計性規(guī)律 29
3.2.3 海森堡測不準原理 29
3.3 核外電子運動狀態(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 電子層結構與元素周期表的關系 48
3.5.3 元素周期性 50
本章小結 57
科技人物:門捷列夫 58
科技動態(tài):原子結構模型的發(fā)展 60
復習思考題 63
習題 64
第4章化學鍵與分子結構/66
4.1 共價鍵理論 66
4.1.1 價鍵理論 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 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 98
科技人物:鮑林 99
科技動態(tài):價層電子對互斥理論 102
復習思考題 107
習題 108
第5章化學熱力學基礎/110
5.1 化學熱力學的研究范疇 110
5.2 基本概念與術語 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 過程和途徑 112
5.2.4 反應進度 113
5.2.5 熱化學標準狀態(tài) 114
5.3 熱力學第一定律 114
5.3.1 功和熱 114
5.3.2 熱力學能 116
5.3.3 熱力學第一定律 116
5.4 熱化學 117
5.4.1 化學反應的熱效應 117
5.4.2 熱化學方程式 118
5.4.3 蓋斯定律 119
5.4.4 化學反應熱效應的計算 120
5.5 化學反應的方向 125
5.5.1 反應方向的概念 125
5.5.2 反應焓變對反應方向的影響 126
5.5.3 反應熵變對反應方向的影響 127
5.5.4 反應吉布斯自由能變對反應方向的影響 129
本章小結 135
科技人物:吉布斯 136
科技動態(tài):人工制備金剛石的熱力學分析 137
復習思考題 139
習題 140
第6章化學動力學基礎/143
6.1 化學動力學的研究范疇 143
6.2 化學反應速率 144
6.2.1 反應速率的定義 144
6.2.2 平均反應速率 144
6.2.3 瞬時反應速率 146
6.3 反應速率理論 147
6.3.1 碰撞理論 147
6.3.2 過渡態(tài)理論 149
6.4 影響反應速率的因素 150
6.4.1 濃度對反應速率的影響 151
6.4.2 溫度對反應速率的影響 153
6.4.3 催化劑對反應速率的影響 157
本章小結 159
科技人物:阿侖尼烏斯 160
科技動態(tài):綠色化學與催化劑 162
復習思考題 164
習題 164
第7章化學平衡/167
7.1 化學反應的可逆性與化學平衡 167
7.1.1 化學反應的可逆性 167
7.1.2 化學平衡的定義 168
7.2 平衡常數(shù) 169
7.2.1 標準平衡常數(shù) 169
7.2.2 實驗平衡常數(shù) 172
7.2.3 多重平衡規(guī)則 173
7.2.4 標準平衡常數(shù)的計算 173
7.3 平衡常數(shù)K 與ΔrGm 的關系 175
7.3.1 K 與ΔrGm 的關系 175
7.3.2 可逆反應的方向性判據(jù) 176
7.3.3 ΔfGm、ΔrGm 與ΔrGm 的關系 177
7.4 化學平衡的移動 177
7.4.1 濃度對化學平衡的影響 177
7.4.2 壓力對化學平衡的影響 180
7.4.3 溫度對化學平衡的影響 181
7.4.4 催化劑對化學平衡的影響 182
7.5 勒夏特列原理 183
本章小結 183
科技人物:勒夏特列 184
科技動態(tài):選擇合理生產(chǎn)條件的一般原則 185
復習思考題 186
習題 187
第8章酸堿平衡/190
8.1 電解質溶液 190
8.1.1 弱電解質溶液的解離特點 191
8.1.2 強電解質溶液的解離特點 191
8.2 酸堿理論的發(fā)展 194
8.2.1 酸堿質子理論 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 227
科技人物:路易斯 228
科技動態(tài):一種新型的強電解質——離子液體 229
復習思考題 230
習題 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 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 沉淀的轉化 245
本章小結 246
科技人物:侯德榜 247
科技動態(tài):奇特的喀斯特地貌 248
復習思考題 249
習題 250
第10章氧化還原平衡/252
10.1 氧化還原反應 252
10.1.1 基本概念與術語 252
10.1.2 氧化還原方程式的配平 254
10.2 氧化還原反應和電極電勢 256
10.2.1 氧化還原反應和電子轉移 256
10.2.2 原電池 257
10.2.3 電極電勢 260
10.3 電極電勢和吉布斯自由能變的關系 263
10.3.1 電動勢與吉布斯自由能的關系 263
10.3.2 電極電勢與吉布斯自由能的關系 263
10.3.3 電極電勢與平衡常數(shù)的關系 264
10.4 影響電極電勢的因素 264
10.4.1 能斯特方程 264
10.4.2 能斯特方程的應用 266
10.5 電極電勢的應用 269
10.5.1 判斷氧化劑和還原劑的強弱 269
10.5.2 判斷原電池的正負極 270
10.5.3 判斷氧化還原反應進行的方向 270
10.5.4 衡量氧化還原反應的反應程度 272
10.6 元素電勢圖及其應用 273
10.6.1 元素電勢圖 273
10.6.2 元素電勢圖的應用 274
本章小結 276
科技人物:能斯特 277
新型綠色電池——氫氧燃料電池 278
復習思考題 279
習題 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 配位化合物的價鍵理論 290
11.2.1 價鍵理論 290
11.2.2 價鍵理論的優(yōu)缺點 297
11.3 配位化合物的晶體場理論 297
11.3.1 晶體場理論 297
11.3.2 晶體場理論的應用 301
11.3.3 晶體場理論的優(yōu)缺點 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 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 316
科技人物:喬根森 317
科技動態(tài):奇特的“三明治”結構——二茂鐵 319
復習思考題 321
習題 322
第12章d區(qū)金屬——過渡金屬（Ⅰ） /325
12.1 d區(qū)元素通性 326
12.1.1 單質的物理性質 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
科技動態(tài):新型功能性分子——多酸化合物 364
復習思考題 367
習題 368
第13章ds區(qū)金屬——過渡金屬（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 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 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比較 392
科技動態(tài):最嚴重的汞中毒事件——日本水俁病事件 393
復習思考題 394
習題 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 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 411
14.3.3 錒系元素重要的化合物 411
科技動態(tài):我國富有的戰(zhàn)略資源——稀土材料 413
復習思考題 414
習題 415
習題答案 416
附錄 424
附錄1 常見物理常數(shù) 424
附錄2 物質的標準摩爾燃燒焓(298.15K) 424
附錄3 一些物質的熱力學數(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 電極反應的標準電極電勢(298.15K) 432
附錄7 配離子的標準穩(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程和反應 437
附錄10 水溶液中的離子顏色 439
附錄11 常見有色固體物質的顏色 439
參考文獻 440