无机化学

绪论1

0.1化学的研究对象1

0.2化学发展简史1

0.3化学在国民经济中的作用5

0.4化学学科的体系6

0.5学习无机化学的方法6

【阅读资料】我国最早的化学研究机构7

第１章 物质及其变化8

1.1一些化学的基本概念8

1.1.1物质的组成8

1.1.2物质的量及其单位8

1.2气体及其分压定律9

1.2.1理想气体状态方程9

1.2.2气体分压定律10

1.2.3气体的扩散定律12

1.3化学反应中的质量关系13

1.3.1应用化学反应方程式的计算13

1.3.2化学计量数与反应进度14

【阅读资料】生物芯片和生物计算机15

思考题16

习题17

第２章 化学热力学初步18

2.1基本概念18

2.1.1系统与环境、组分与相18

2.1.2状态与状态函数19

2.1.3热力学能20

2.1.4热和功20

2.1.5过程与途径20

2.1.6热力学第一定律21

2.2热化学21

2.2.1化学反应热与焓变22

2.2.2化学反应热的计算24

2.3化学反应进行的方向27

2.3.1化学反应自发性的判断28

2.3.2吉布斯自由能变与化学反应的方向29

2.3.3吉布斯自由能变在无机化学中的应用34

【阅读资料】新世纪的绿色能源38

思考题39

习题40

第３章 化学反应速率和化学平衡43

3.1化学反应速率43

3.1.1反应速率的表示方法43

3.1.2反应速率理论44

3.1.3反应物浓度与反应速率的关系46

3.1.4反应速率与温度的关系49

3.1.5催化剂与反应速率的关系51

3.1.6其他因素对化学反应速率的影响53

3.2化学平衡53

3.2.1可逆反应和化学平衡54

3.2.2化学平衡的特点54

3.2.3经验平衡常数55

3.2.4标准平衡常数55

3.2.5平衡常数的推导（阅读）56

3.2.6平衡常数的意义57

3.2.7K?与ΔrG?m的关系57

3.2.8多重平衡规则57

3.3化学平衡的移动58

3.3.1浓度对平衡的影响58

3.3.2压力改变对平衡的影响59

3.3.3温度改变对平衡的影响60

3.3.4催化剂对化学平衡的影响61

3.3.5平衡移动原理——吕查德里原理61

3.4有关化学平衡及其移动的计算61

3.4.1平衡常数的求得61

3.4.2平衡转化率62

3.5反应速率与化学平衡的综合应用63

【阅读资料】光合作用及其应用65

思考题67

习题68

第4章 酸碱平衡和溶解沉淀平衡71

4.1电解质的分类及其解离71

4.1.1电解质的分类71

4.1.2酸碱的分类72

4.1.3强电解质溶液简述72

4.2弱酸、弱碱的解离平衡73

4.2.1一元弱酸、弱碱的解离平衡73

4.2.2多元弱酸的解离76

4.2.3水的解离和溶液的pH值77

4.3同离子效应和缓冲溶液80

4.3.1同离子效应80

4.3.2缓冲溶液81

4.4盐类的水解86

4.4.1各类盐的水解86

4.4.2影响水解平衡的因素89

4.4.3盐类水解的应用90

4.5酸碱质子理论90

4.5.1酸碱的定义90

4.5.2酸碱共轭关系91

4.5.3酸碱的强弱91

4.5.4酸碱反应92

4.6溶解沉淀平衡92

4.6.1沉淀溶解平衡与溶度积92

4.6.2溶度积规律及其应用94

4.6.3沉淀的溶解和转化100

【阅读资料】室温离子液体——绿色替代

溶剂102

思考题103

习题104

第5章 氧化还原反应106

5.1氧化还原反应的基本概念106

5.1.1氧化数106

5.1.2氧化还原反应方程式的配平107

5.2原电池与电极电势109

5.2.1原电池109

5.2.2原电池的组成109

5.2.3原电池的符号111

5.3电极电势111

5.3.1电极电势的产生111

5.3.2标准电极电势112

5.4影响电极电势的因素114

5.4.1Nernst方程式114

5.4.2浓度对电极电势的影响115

5.5电极电势的应用117

5.5.1计算原电池的电动势118

5.5.2判断氧化还原反应进行的方向118

5.5.3比较氧化剂和还原剂的相对强弱119

5.5.4确定氧化还原反应进行的程度120

5.5.5计算一系列平衡常数121

5.6元素电势图121

5.6.1元素标准电势图121

5.6.2元素电势图的应用122

5.7化学电源与电解124

5.7.1化学电源124

5.7.2电解过程简介127

【阅读资料】电化学电容器——新型储能

装置129

思考题130

习题131

第6章 原子结构和元素周期律134

6.1波尔理论与微观粒子特性134

6.1.1光谱及氢原子光谱134

6.1.2波尔理论135

6.1.3波尔理论的成功和缺陷136

6.1.4微观粒子的特性136

6.2核外电子运动状态描述138

6.2.1薛定谔方程138

6.2.2波函数、原子轨道和电子云138

6.2.3四个量子数的物理意义142

6.3核外电子排布145

6.3.1多电子原子的能级145

6.3.2核外电子排布原则与基态原子的电子构型146

6.3.3原子结构和元素周期的关系149

6.4原子结构和元素某些性质的周期性变化150

6.4.1有效核电荷151

6.4.2原子半径151

6.4.3电离能(I)152

6.4.4电子亲和能(Y)153

6.4.5电负性(Ｘ)154

6.4.6金属性和非金属性155

【阅读资料】微观物质的深层次剖示155

思考题156

习题157

第7章 分子结构和晶体158

7.1离子键158

7.1.1离子键的形成158

7.1.2离子键的特点158

7.1.3离子的特征159

7.2共价键160

7.2.1路易斯理论160

7.2.2现代价键理论160

7.2.3共价键的形成160

7.2.4共价键理论要点161

7.2.5共价键的特征161

7.2.6共价键的类型162

7.2.7几个重要的键参数163

7.3价层电子对互斥理论简介165

7.3.1价层电子对互斥理论要点166

7.3.2推断分子或离子空间构型的步骤166

7.4杂化轨道理论167

7.4.1价键理论的局限性167

7.4.2杂化轨道理论的基本要点168

7.4.3杂化类型与分子几何构型168

7.5分子轨道理论170

7.5.1分子轨道理论基本要点170

7.5.2形成分子轨道的原则170

7.5.3分子轨道的能级172

7.5.4分子轨道中电子填充的原理172

7.5.5分子轨道理论的应用实例173

7.6金属键和键性过渡174

7.6.1金属键理论174

7.6.2键型过渡175

7.7分子间作用力和氢键175

7.7.1分子的极性和变形性176

7.7.2分子间作用力177

7.7.3范德华力与物理性质的关系178

7.7.4氢键179

7.8晶体结构181

7.8.1晶体的概念181

7.8.2晶体的基本类型181

7.8.3离子晶体182

7.8.4原子晶体183

7.8.5分子晶体183

7.8.6金属晶体183

7.8.7混合型晶体184

7.8.8离子极化对物质性质的影响184

7.8.9其他一些固体物质186

【阅读资料】软物质187

思考题189

习题190

第8章 配位化合物192

8.1配位化合物的基本概念192

8.1.1配位化合物的定义192

8.1.2配合物的组成192

8.1.3配位化合物的命名194

8.2配位化合物的化学键理论195

8.2.1配合物的价键理论195

8.2.2外轨型配位化合物和内轨型配位化合物197

8.2.3价键理论的应用198

8.2.4晶体场理论198

8.2.5螯合物204

8.3配位平衡204

8.3.1配合物的不稳定常数与稳定常数204

8.3.2稳定常数的应用205

8.4配位化学的制备和应用208

8.4.1配合物的制备208

8.4.2配位化合物的应用209

【阅读资料】我国配位化学进展211

思考题212

习题214

第9章 非金属元素（一）

氢稀有气体卤素216

9.1氢216

9.1.1氢的性质216

9.1.2氢气的制备216

9.1.3氢的用途217

9.2稀有气体217

9.2.1稀有气体的存在与制备218

9.2.2稀有气体的性质和用途218

9.2.3重要稀有气体化合物219

9.3卤族元素219

9.3.1在自然界中的存在219

9.3.2卤素的通性220

9.3.3卤素单质221

9.3.4卤素的氢化物225

9.3.5卤化物227

9.3.6卤素的含氧酸及其盐229

9.4拟卤素231

9.4.1拟卤素与卤素性质的对比231

9.4.2含氰废水的处理232

9.5分子型氢化物的结构及其性质变化的规律性233

9.5.1分子结构233

9.5.2热稳定性233

9.5.3还原性233

9.5.4水溶液性质233

【阅读资料】碘在人体中的作用235

思考题236

习题236

第10章 非金属元素（二）

氧硫氮磷碳硅硼238

10.1氧238

10.1.1氧族元素的通性238

10.1.2氧及其化合物238

10.2硫及其化合物242

10.2.1单质硫242

10.2.2硫化氢和硫化物243

10.2.3硫的含氧化合物和含氧酸246

10.2.4硫的含氧酸盐248

10.3氮族元素及其化合物252

10.3.1氮族元素通性252

10.3.2氮气252

10.3.3氨和铵盐253

10.3.4氮的含氧化合物255

10.3.5含氮氧化物废气的处理260

10.3.6磷及其化合物260

10.4碳、硅、硼及其化合物264

10.4.1碳及其化合物265

10.4.2硅的化合物269

10.4.3硼的化合物271

【阅读资料】一氧化氮——一种重要的生物

活性分子273

思考题274

习题275

第11章 主族金属元素（一）碱金属

和碱土金属277

11.1碱金属和碱土金属的通性277

11.2s区元素的单质278

11.2.1物理性质278

11.2.2化学性质278

11.2.3单质的制备279

11.3碱金属和碱土金属的氧化物279

11.4氢氧化物280

11.5碱金属和碱土金属的盐类282

11.6硬水软化和纯水制备285

11.7R—O—H规则286

【阅读资料】膜分离技术288

思考题289

习题290

第12章 主族金属元素（二）

铝锡铅砷锑铋291

12.1铝及其重要化合物291

12.1.1单质铝291

12.1.2氧化铝和氢氧化铝292

12.1.3铝盐293

12.2锡、铅及其重要化合物294

12.2.1锡、铅的单质294

12.2.2锡、铅的氧化物及其水化物295

12.2.3锡、铅的盐类及其水解296

12.2.4含铅废水的处理297

12.3砷、锑、铋及其化合物297

12.3.1砷、锑、铋的单质297

12.3.2氢化物297

12.3.3氧化物及其水合物298

12.3.4含砷废水的处理299

【阅读资料】铅对人体健康的影响299

思考题301

习题302

第13章 过渡金属元素304

13.1过渡元素的通性304

13.1.1过渡元素原子结构特征304

13.1.2氧化态304

13.1.3单质的物理性质305

13.1.4单质的化学性质305

13.1.5配位性305

13.1.6离子的颜色305

13.1.7磁性及催化性306

13.2钛和钛的重要化合物306

13.2.1单质钛306

13.2.2钛的化合物307

13.3铬和铬的重要化合物308

13.3.1铬单质308

13.3.2铬(Ⅲ)的化合物308

13.3.3铬(Ⅵ)的化合物310

13.3.4含铬废水的处理311

13.4锰及其化合物312

13.4.1金属锰312

13.4.2Mn(Ⅱ)的化合物312

13.4.3Mn(Ⅳ)的化合物313

13.4.4Mn(Ⅶ)的化合物314

13.5铁系元素的重要化合物315

13.5.1铁系元素的单质315

13.5.2铁系元素的氧化物和氢氧化物316

13.5.3铁、钴、镍的盐类317

13.5.4铁系元素的配位化合物319

13.6铜副族元素320

13.6.1铜副族元素的单质320

13.6.2铜的重要化合物321

13.6.3银的重要化合物324

13.7锌副族元素325

13.7.1锌副族元素的单质325

13.7.2锌、镉的重要化合物326

13.7.3汞的重要化合物327

13.7.4锌副族元素的配合物328

13.7.5含镉和含汞废水的处理328

13.8稀土元素和镧系元素简介329

13.8.1镧系元素的通性330

13.8.2稀土元素的应用330

【阅读资料】铜、锌的生物化学331

思考题332

习题333

附录335

附录1一些基本物理量335

附录2 一些物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成自由能和标准摩尔熵的数据(298.15K，100kPa)335

附录3常见弱酸或弱碱的解离常数(298.15K)337

附录4常见难溶电解质的溶度积(298.15K)337

附录5常见配离子的稳定常数(298.15K)338附录6常见氧化还原电对的标准电极电势(298.15K)338

附录7某些物质的商品名或俗名340

附录8主要的化学矿物341

附录9有害物质的排放标准344

参考文献345

《无机化学》是根据教育部“卓越工程师教育培养计划”的精神，按照应用技术型高校无机化学教学基本要求编写的。理论部分以“必须”、“通俗易理解”、“够用”、“应用”为原则，讲解原理多应用通俗的课堂语言和生产实例；元素部分突出典型和通用元素及化合物知识的介绍，以及部分产品的生产工艺，有助于提高学生的生产意识、经济意识、生产安全意识、合理利用资源及环境保护意识。 主要内容,基本原理和重要规律有：物质及其变化、化学热力学及化学反应速率和化学平衡，这些原理具体应用的酸碱平衡和溶解沉淀平衡、氧化?还原反应、配位化合物等；物质结构部分分为原子结构和元素周期律、分子结构和晶体两章；元素部分有非金属两章和金属三章。 《无机化学》可作为应用技术型高校化工、材料、轻工、医药、生物类无机化学或基础化学教材，也可作为高职院校相关专业的教材，以及相关领域工厂、企业技术人员及自学者的参考书。