目錄
序
前言
第0章 緒論 1
O.1 化學是研究物質(zhì)變化的科學 1
0.1.1 化學的一般定義 1
0.1.2 化學的新發(fā)展和新地位 2
0.2 研究化學的目的 5
0.2.1 化學是人們了解世界、創(chuàng)造社會的基礎(chǔ) 5
0.2.2 化學是人類進步的關(guān)鍵 5
0.3 無機化學學科的現(xiàn)狀、發(fā)展和特點 8
0.3.1 無機化學的研究范圍 8
0.3.2 元機化學學科的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢簡介 8
0.3.3 現(xiàn)代無機化學發(fā)展的特點 15
0.4 學習元機化學的方法 15
0.4.1 重視化學理論的指導作用 15
0.4.2 重視化學史的學習 16
0.4.3 重視學習中思維方法的訓練 18
0.4.4 重視化學實驗的訓練 18
0.4.5 重視做好化學習題 19
習題 19
第1章 物質(zhì)的聚集狀態(tài) 20
1.1 氣體 21
1.1.1 理想氣體狀態(tài)方程 21
1.1.2 實際氣體狀態(tài)方程 22
1.1.3 分壓定律和分體現(xiàn)定律 23
1.1.4 氣體擴散定律 25
1.1.5 氣體分子運動論 26
1.1.6 氣體的液化 27
1.2 潛液和液體 29
1.2.1 液體狀態(tài) 29
1.2.2 溶液濃度的表示方法 31
1.2.3 溶液的依數(shù)性 33
1.3 固體 38
1.3.1 晶體 38
1.3.2 非晶體 40
習題 40
第2章 原子結(jié)構(gòu) 41
2.1 原子結(jié)構(gòu)理論發(fā)展簡介 41
2.1.1 原子結(jié)構(gòu)模型 41
2.1.2 氫原子光譜 42
2.1.3 玻爾理論 43
2.2 氫原子的量子力學模型 45
2.2.1 光的披粒工象性 45
2.2.2 電子的披粒二象性 46
2.3 核外電子運動狀態(tài)的描述 47
2.3.1 薛定灣方程 47
2.3.2 四個量子數(shù) 50
2.4 核外電子的排布 51
2.4.1 多電子原子的能級 51
2.4.2 核外電子的排布規(guī)則 55
2.4.3 電子排布 56
2.5 元素周期律 56
2.5.1 原子的電子組態(tài)與元素分區(qū) 56
2.5.2 原子的電子組態(tài)與元素周期的關(guān)系 57
2.6 元素基本性質(zhì)的周期 58
2.6.1 原子半徑 58
2.6.2 電離能 60
2.6.3 電子親和能 61
2.6.4 元素的電負性 62
習題 63
第3章 化學鍵理論與分子結(jié)構(gòu) 65
3.1 離子鍵理論 66
3.1.1 離子鍵及其特點 66
3.1.2 離子的特征 68
3.1.3 離子極化 70
3.2 共價鍵 72
3.2.1 現(xiàn)代價鍵理論 72
3.2.2 價鍵理論 73
3.2.3 價層電子對互斥理論 76
3.2.4 雜化軌道理論 79
3.2.5 分子軌道理論 81
3.3 金屬鍵理論 86
3.4 鍵參數(shù)和共價分子的性質(zhì) 88
3.4.1 鍵參數(shù) 88
3.4.2 鍵的極性與分子的極性 89
3.5 分子間作用力和氫鍵 90
3.5.1 分子間作用力一一范德華力 90
3.5.2 氫鍵 92
習題 94
第4章 晶體的結(jié)構(gòu) 96
4.1 晶體的微觀結(jié)構(gòu)特征 97
4.1.1 幾個基本概念 97
4.1.2 晶系和空間點陣排列形式 100
4.2 晶體的基本類型 102
4.2.1 原子晶體 103
4.2.2 分子晶體 103
4.2.3 離子晶體 104
4.2.4 金屬晶體 106
4.3 晶體缺陷簡介 109
習題 110
第5章 化學熱力學初步 112
5.1 化學熱力學的基本概念 113
5.1.1 系統(tǒng)與環(huán)境 113
5.1.2 熱力學溫度和熱力學標準壓力 114
5.1.3 狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù) 114
5.1.4 過程與途徑 115
5.1.5 熱力學能、熱和功 115
5.2 熱力學第一定律 117
5.2.1 熱力學第一定律 117
5.2.2 化學反應的熱效應與焰變 118
5.2.3 化學反應熱效應的計算 119
5.3 化學反應的方向 125
5.3.1 反應的自發(fā)性 125
5.3.2 惰的初步概念 127
5.3.3 吉布斯自由能 131
5.3.4 溫度對化學反應自發(fā)性的影響一一吉布斯-亥姆霍茲公式 133
5.3.5 化學反應的等溫式 135
習題 136
第6章 化學反應動力學基礎(chǔ) 138
6.1 化學反應速率及其表示方法 139
6.1.1 平均速率 139
6.1.2 瞬時速率 140
6.2 反應速率理論簡介 140
6.2.1 碰撞理論 140
6.2.2 過技狀態(tài)理論 142
6.3 影響化學反應速率的因素 143
6.3.1 濃度對化學反應速率的影響 143
6.3.2 溫度對化學反應速率的影響 146
6.3.3 催化劑對化學反應速率的影響 147
習題 149
第7章 酸晴和酸堿反應 152
7.1 酸堿電離理論 153
7.2 酸堿溶劑理論簡介 153
7.3 酸堿質(zhì)子理論 154
7.3.1 酸堿的定義 154
7.3.2 酸堿的共輒關(guān)系 155
7.3.3 酸和瞞的反應 156
7.3.4 酸堿的強弱和反應的方向 156
7.3.5 酸堿性強弱與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系 159
7.3.6 超酸 163
7.4 酸堿電子理論 163
7.4.1 酸堿電子理論 163
7.4.2 軟硬酸堿理論 165
7.5 化學中酸堿理論的發(fā)展與創(chuàng)新 167
習題 167
第8章 氧化還原反應 169
8.1 氧化還原的基本概念 169
8.1.1 氧化值 169
8.1.2 氧化還原電對 171
8.1.3 氧化還原方程式的配平 171
8.2 原電池 173
8.2.1 原電池的原理 173
8.2.2 電極反應與電池反應 174
8.2.3 原電池的表示方法 175
8.3 電解和電鍍 175
8.3.1 原電池和電解池 176
8.3.2 電解定律 178
8.4 化學電源筒介 178
8.4.1 酸性鎊鍾電池 179
8.4.2 堿性鎊鍾電池 179
8.4.3 鎳鎘電池 180
8.4.4 鎳氫電池 180
8.4.5 鋰電池和鋰離子電池 180
8.4.6 鉛蓄電池 181
8.4.7 燃料電池 182
習題 184
第9章 配住化合物 186
9.1 配位化合物 186
9.1.1 配位化合物的定義 187
9.1.2 配位化合物的組成 187
9.1.3 配位化合物的類型 189
9.1.4 配位化合物的命名 190
9.2 配位化合物的異構(gòu)現(xiàn)象與立體結(jié)構(gòu) 191
9.2.1 結(jié)構(gòu)異構(gòu) 192
9.2.2 幾何異構(gòu) 192
9.2.3 對映異構(gòu) 194
9.3 配位化合物的化學鍵理論 194
9.3.1 配位化合物的價鍵理論 195
9.3.2 晶體場理論 199
9.4 配位化合物的結(jié)構(gòu)變形一一姜-泰勒效應 208
9.5 配位化合物的重要性 210
9.5.1 配位化合物在無機化學、分析化學方面的應用 210
9.5.2 配位催化 212
9.5.3 生物化學中的配位化合物 212
習題 213
第10章 化學平衡通論 215
10.1 可逆反應與化學平衡狀態(tài) 215
10.1.1 可逆反應與化學平衡 215
10.1.2 化學平衡的基本特征 216
10.1.3 化學平衡常數(shù) 217
10.2 化學反應進行的方向 219
10.2.1 標準平衡常數(shù) 219
10.2.2 化學反應方向的判斷 222
10.2.3 化學反應等溫式 223
10.2.4 標準平衡常數(shù)K與AG的關(guān)系 223
10.3 化學平衡的移動 225
10.3.1 濃度對標準平衡常數(shù)的影響 225
10.3.2 壓力對標準平衡常數(shù)的影響 227
10.3.3 溫度對標準平衡常數(shù)的影響 229
10.3.4 從熱力學和動力學等方面來選擇合理的生產(chǎn)條件 230
習題 232
第11章 酸葡解離平衡 234
11.1 強電解質(zhì)溶液 234
11.1.1 離子氛與離子強度 235
11.1.2 活度與活皮系數(shù) 236
11.2 弱酸、弱堿的解離平衡 237
11.2.1 水的離子積與溶液的pH 237
11.2.2 一元弱酸、弱堿的解離平衡 238
11.2.3 酸醺指示劑 244
11.2.4 緩沖溶液 246
11.3 鹽類水解 248
習題 252
第12章 沉淀 溶解平衡 253
12.1 溶度積規(guī)則 253
12.1.1 榕度秧常數(shù) 253
12.1.2 溶度現(xiàn)與辯解度的相互換算 255
12.1.3 溶度積規(guī)則及其應用 256
12.2 分步沉淀 259
12.3 沉淀的轉(zhuǎn)化 261
12.4 沉淀的潛解 262
12.4.1 生成弱電解質(zhì)使沉淀溶解 262
12.4.2 通過氧化還原反應使沉淀溶解 263
12.4.3 通過配位反應使沉淀溶解 263
習題 264
第13章 配位平衡 266
13.1 配位平衡常數(shù) 266
13.1.1 穩(wěn)定常數(shù)和不穩(wěn)定常數(shù) 267
13.1.2 配離子的逐級穩(wěn)定常數(shù) 268
13.2 影響配位化合物在水溶液中穩(wěn)定性的因素 270
13.2.1 中心原子的結(jié)梅和險質(zhì)的影響 270
13.2.2 配體性質(zhì)的影響 271
13.3 配位平衡移動 273
13.3.1 配離子之間的轉(zhuǎn)化 273
13.3.2 酸堿解離平衡對配位平衡的影響 274
13.3.3 沉淀-溶解平衡對配位平衡的影響 274
13.3.4 氧化還原平衡對配位平衡的影響 275
習題 276
第14章 氧化還原平衡 277
14.1 電極電勢 277
14.1.1 電極電勢的產(chǎn)生一一雙電層理論 277
14.1.2 標準氫電極和甘示電極 278
14.1.3 標準電極電勢表 280
14.2 標準電極電勢的應用 282
14.2.1 標準狀態(tài)下氧化還原反應方向的判斷 282
14.2.2 標準狀態(tài)下氧化劑和還原劑的選擇 284
14.2.3 標準電池電動勢與氧化還原反應的標準平衡常數(shù) 284
14.3 元素電勢圖及其應用 285
14.3.1 元素電勢圄 285
14.3.2 元素電勢圖的應用 285
14.4 能斯特方程及其應用 287
14.4.1 能斯特方程 287
14.4.2 能斯特方程的應用 288
14.4.3 電勢-pH 圖及其應用 294
14.4.4 弗洛斯特圄及其應用 296
習題 298
第15章 堿金屬與暗土金屬 300
15.1 堿金屬、堿土金屬的通性 300
15.1.1 物理性質(zhì) 302
15.1.2 化學性質(zhì) 302
15.1.3 金屬單質(zhì)的制備 305
15.2 含氧化合物 306
15.2.1 氧化物 306
15.2.2 氫氧化物 309
15.3 鹽類 310
15.3.1 晶體類型 310
15.3.2 鹽的溶解性 311
15.3.3 復鹽 312
15.3.4 含氧酸鹽的熱穩(wěn)定性 312
15.3.5 重要的鹽簡介 312
15.3.6 硬水及其軟化 314
15.4 惺、鍵的特殊性與對角線規(guī)則 315
15.4.1 鏗和鍍的特殊性 315
15.4.2 對角線規(guī)則 315
習題 316
第16章 珊族元素 318
16.1 硼族元素概述 318
16.2 硼單質(zhì)及其化合物 320
16.2.1 單質(zhì)硼 320
16.2.2 硼的氫化物 321
16.2.3 硼的含氧化合物 323
16.2.4 硼的鹵化物 328
16.3 鋁單質(zhì)及其化合物 329
16.3.1 鋁單質(zhì) 329
16.3.2 鋁的含氧化合物 331
16.3.3 鋁的三鹵化物 331
16.4 鎵、錮和鉈 332
16.5 惰性電子對效應 333
習題 335
第17章 碳族元素 336
17.1 碳族元素的通性 336
17.2 碳族元素的單質(zhì)及其化合物 338
17.2.1 碳的單質(zhì) 338
17.2.2 氧化物 340
17.2.3 含氧酸及其鹽 342
17.3 硅單質(zhì)及其化合物 344
17.3.1 單質(zhì)硅 344
17.3.2 硅的含氧化合物 345
17.3.3 硅炕 349
17.3.4 硅的鹵化物 349
17.4 緒、錫、鉛 350
17.4.1 單質(zhì) 350
17.4.2 重要化合物 352
習題 355
第18章 氯族元素 356
18.1 氮族元素的通性 357
18.2 氮及其化合物 358
18.2.1 單質(zhì)的制備、性質(zhì)和用途 358
18.2.2 氧化物 359
18.2.3 氮的氫化物 361
18.2.4 含氧酸及其鹽 364
18.2.5 氮的鹵化物 369
18.3 磷及其化合物 370
18.3.1 磷單質(zhì) 370
18.3.2 磷的氫化物 373
18.3.3 氧化物 373
18.3.4 含氧酸及其鹽 374
18.3.5 鹵化物 378
18.4 砷、銻、鏘 379
18.4.1 單質(zhì) 379
18.4.2 重要化合物 380
習題 385
第19章 氧族元素 387
19.1 氧族元素的基本性質(zhì) 387
19.1.1 氧族概述 387
19.1.2 氧族元素的一般性質(zhì) 389
19.1.3 氧的特殊性 390
19.2 臭氧和過氧化氫 391
19.2.1 臭氧 391
19.2.2 過氧化氫 393
19.3 硫及其化合物 396
19.3.1 單質(zhì)硫 396
19.3.2 硫的價鍵特征 398
19.3.3 含硫的化合物的性質(zhì) 399
19.3.4 硫的含氧化合物 401
習題 408
第20章 鹵素 410
20.1 鹵素的通性 410
20.2 鹵素單質(zhì)及其化合物 412
20.2.1 鹵素單質(zhì)的性質(zhì)、制備及用途 412
20.2.2 鹵化氫和氫鹵酸 418
20.2.3 鹵化物、鹵素互化物、多鹵化物 421
20.2.4 氧化物、含氧酸及其鹽 426
20.2.5 含氧酸的氧化性和熱穩(wěn)定性的變化規(guī)律 432
20.2.6 含氧酸的酸性強弱變化規(guī)律 433
習題 434
第21章 氫和稀有氣體 435
21.1 氫 436
21.1.1 氫的存在 436
21.1.2 氫的成鍵特征 436
21.1.3 氧的性質(zhì)和應用 437
21.1.4 氫的制備 438
21.1.5 氫化物 439
21.1.6 氫能源 441
21.2 稀有氣體 442
21.2.1 稀有氣體的發(fā)現(xiàn) 442
21.2.2 稀有氣體的性質(zhì)和用途 443
21.2.3 稀有氣體的存在和分離 444
21.2.4 稀有氣體化合物 445
21.2.5 稀有氣體化合物的結(jié)構(gòu) 448
習題 449
第22章 過渡元素概論 451
22.1 過渡元素的概念 452
22.2 過渡元素的通性 452
22.2.1 原子半徑 453
22.2.2 過元素的物理性質(zhì) 453
22.3 過渡元素的化學性質(zhì) 456
22.3.1 過渡金屬單質(zhì)的化學活潑性 456
22.3.2 過渡元素的氧化態(tài)及其穩(wěn)定性 456
22.4 元機顏料和化合物的顏色460
22.4.1 元機顏料 460
22.4.2 過渡元素的離子的顏色 460
22.5 過渡元素的磁性 461
22.6 過夜元素配位化合物 462
22.7 過渡金屬與工業(yè)催化 463
習題 463
第23章 4～7 族重要元素及其化合物 465
23.1 鐵分族 465
23.1.1 鉑及其重要化合物 465
23.1.2 鉑和鑭 469
23.2 鉑分族 469
23.2.1 鉑及其重要化合物 469
23.2.2 鉑和鈕 472
23.3 錨分鉑 473
23.3.1 錯及其重要化合物 473
23.3.2 錮和鎢 478
23.4 鉑分族 479
23.4.1 鉑元素及其重要的化合物 479
23.4.2 鉑和鎢 483
習題 484
第24章 8～10 族元素 486
24.1 鐵系元素資源 486
24.1.1 鐵系元素概述 486
24.1.2 鐵系元素的重要化合物 488
24.2 鉛系元素499
24.2.1 鈾系元素概述 499
24.2.2 鈾系元素的重要化合物 501
習題 502
第25章 11族元素和12 族元素 504
25.1 銅族元素 504
25.1.1 單質(zhì) 506
25.1.2 銅的化合物 507
25.1.3 銀的重要化合物 512
25.1.4 金的重要化合物 514
25.2 鐵族元素 514
25.2.1 單質(zhì) 516
25.2.2 重要化合物 516
25.2.3 鉈的生物作用和含鋪、柔廢水的處理 520
習題 522
第26章 鋪票元素和銅系元素 524
26.1 錮系元素 524
26.1.1 制系元素的通性 524
26.1.2 帽系元素單質(zhì) 528
26.1.3 制系元素的重要化合物 530
26.2 稀土元素 535
26.2.1 稀土元素的發(fā)現(xiàn) 535
26.2.2 稀土礦物 536
26.2.3 稀土元素提取 538
26.2.4 稀土元素的相互分離 539
26.2.5 稀土元素的應用簡介 542
26.3 銅系元素簡介 545
習題 548
第27章 核化學 549
27.1 原子核的組成和基本粒子的概念 550
27.1.1 原子核的組成 550
27.1.2 亞原子位子 550
27.2 放射性衰變自發(fā)核反應 552
27.3 誘導核反應 555
27.3.1 中子捕獲反應和其他雙核反應 555
27.3.2 人工核反應 556
27.3.3 核裂變與核聚變 556
27.4 質(zhì)量虧損和核結(jié)合能 558
27.5 放射性核素的應用 559
27.6 超重元素的合成及其鑒定方法 561
27.6.1 超重元素的合成 561
27.6.2 超重元素的鑒定方法 563
習題 564
參考文獻 565
附錄 566
附錄1 我國的法定計量單位 566
附錄2 一些物理和化學的基本常數(shù) 566
附錄3 一些弱酸、弱堿在水中的解離平衡常數(shù)K（298K） 567
附錄4 常見難溶電解質(zhì)的溶度積KL（298K） 568
附錄5 常見配位化舍物的穩(wěn)定常數(shù) 570
附錄6 常見單質(zhì)和化合物的熱力學函數(shù)（298K 100kPa） 575
附錄7 常見電極的標準電極電勢（298K） 579