无机化学 上

第一章 绪论 1

1.1 无机化学的研究对象 1

1.1.1 什么是化学 1

1.1.2 无机化学 2

1.1.3 无机化学的发展与任务 4

1.2 无机化学课程的特点和学习方法 5

1.2.1 无机化学课程的特点 5

1.2.2 无机化学课程的学习方法 6

第二章 化学热力学基础 7

2.1 基本概念 7

2.1.1 系统和环境 7

2.1.2 状态和状态函数 7

2.1.3 过程和途径 8

2.1.4 热力学标准态 9

2.1.5 相 9

2.1.6 气体 9

2.2 热力学第一定律 15

2.2.1 热和功 15

2.2.2 热力学能（U） 16

2.2.3 热力学第一定律 16

2.2.4 焓（H） 17

2.3 化学反应热 17

2.3.1 热化学方程式 17

2.3.2 Hess定律 20

2.4 化学热力学的应用 23

2.4.1 自发变化 23

2.4.2 焓和自发变化 23

2.4.3 熵的初步概念 24

2.4.4 Gibbs自由能 25

2.5 化学平衡 28

2.5.1 可逆反应与化学平衡 28

2.5.2 平衡常数 30

2.5.3 平衡的移动 33

文献讨论题 40

习题 41

第三章 化学动力学基础 47

3.1 化学反应速率的定义及其表示法 48

3.1.1 反应速率的定义 48

3.1.2 平均速率 48

3.1.3 瞬时速率 49

3.1.4 用反应进度定义的反应速率 51

3.1.5 碰撞理论和过渡态理论 52

3.2 浓度（或压力）对反应速率的影响 54

3.2.1 基元反应和质量作用定律 55

3.2.2 速率方程 56

3.2.3 反应级数 58

3.2.4 速率常量k 59

3.2.5 由实验数据建立速率方程 59

3.2.6 浓度与反应时间的关系 60

3.3 温度对反应速率的影响 63

3.3.1 范特霍夫经验规则 64

3.3.2 阿仑尼乌斯公式 64

3.3.3 活化能对反应速率的影响 65

3.4 催化剂对反应速率的影响 66

3.4.1 催化剂的概念 66

3.4.2 催化剂与化学反应 66

3.4.3 其他因素对反应速率的影响 67

3.5 反应历程 68

3.5.1 反应速率方程与反应历程的关系 68

3.5.2 由反应机理推导速率方程 69

文献讨论题 71

习题 72

第四章 酸碱平衡 75

4.1 溶液 75

4.1.1 溶液的浓度 75

4.1.2 非电解质稀溶液的通性 76

4.2 酸碱理论 81

4.2.1 酸碱质子理论 81

4.2.2 酸碱电子理论 85

4.3 电离平衡 86

4.3.1 强电解质 86

4.3.2 弱电解质 87

4.4 水溶液化学平衡的计算 92

4.4.1 一元弱酸 92

4.4.2 一元弱碱 94

4.4.3 多元弱酸 95

4.4.4 多元弱碱 97

4.4.5 两性物质的电离 98

4.5 缓冲溶液 100

4.5.1 同离子效应 101

4.5.2 缓冲溶液 101

文献讨论题 106

习题 107

第五章 沉淀溶解平衡 109

5.1 溶度积规则 109

5.1.1 溶解度 109

5.1.2 溶度积常数 109

5.1.3 溶解度和溶度积的关系 110

5.1.4 溶度积规则 111

5.2 沉淀平衡移动 112

5.2.1 同离子效应和盐效应 112

5.2.2 沉淀的溶解 114

5.2.3 pH对某些沉淀反应的影响 117

5.3 分步沉淀与沉淀的转化 118

5.3.1 分步沉淀 118

5.3.2 沉淀的转化 120

5.4 沉淀平衡的应用 121

5.4.1 难溶化合物的制备 121

5.4.2 离子的鉴定 121

5.4.3 除去溶液中的杂质 122

5.4.4 离子的分离 122

文献讨论题 123

习题 123

第六章 氧化还原反应 125

6.1 氧化还原反应的基本概念 125

6.1.1 氧化数 125

6.1.2 氧化还原反应方程式的配平 127

6.2 原电池与电极电势 128

6.2.1 原电池 128

6.2.2 电极电势 132

6.2.3 电极电势的应用 137

6.3 能斯特方程 146

6.3.1 能斯特方程 146

6.3.2 能斯特方程的应用 149

6.4 电解的基本原理 154

6.4.1 电解原理 154

6.4.2 电解定律 157

6.4.3 分解电压 158

6.5 电化学应用 159

6.5.1 金属的腐蚀和防护 159

6.5.2 化学电源 161

文献讨论题 165

习题 166

第七章 原子结构和元素周期律 170

7.1 氢原子光谱和玻尔理论 170

7.1.1 氢原子光谱 171

7.1.2 玻尔理论 172

7.2 核外电子运动状态的描述 173

7.2.1 核外电子运动的波粒二象性 173

7.2.2 海森堡测不准原理 174

7.2.3 核外电子运动状态的描述 175

7.3 核外电子排布和元素周期律 179

7.3.1 核外电子排布 179

7.3.2 元素周期律 183

7.4 元素性质的周期性 185

7.4.1 原子半径 185

7.4.2 电离能与电子亲和能 187

7.4.3 电负性 188

7.4.4 元素的氧化数 189

文献讨论题 190

习题 190

第八章 分子结构 192

8.1 分子的性质 192

8.1.1 偶极矩 192

8.1.2 分子的极性和变形性 192

8.1.3 分子组成、结构的测定和分子工程学 195

8.2 价键理论 195

8.2.1 共价键理论 195

8.2.2 杂化轨道理论 203

8.2.3 价层电子对互斥理论 207

8.3 分子轨道理论简介 212

8.3.1 分子轨道的概念 212

8.3.2 分子轨道能级图 216

8.3.3 键的参数 220

8.4 分子间作用力 223

8.4.1 范德华力 223

8.4.2 氢键 225

8.4.3 拓扑键和超分子 228

文献讨论题 229

习题 231

第九章 固体的结构与性质 233

9.1 晶体和非晶体 233

9.1.1 单晶体和多晶体 233

9.1.2 液晶 234

9.1.3 非晶体 234

9.2 晶体的特征 235

9.2.1 晶体的宏观特征 235

9.2.2 晶胞 235

9.3 原子晶体和分子晶体 237

9.3.1 原子晶体 237

9.3.2 分子晶体 238

9.4 金属晶体 239

9.4.1 金属键 239

9.4.2 金属晶体的堆积模型 242

9.5 离子晶体及其性质 245

9.5.1 离子键和晶格能 245

9.5.2 离子晶体结构模型 248

9.5.3 离子晶体的性质 250

9.6 混合型晶体和晶体缺陷 251

9.6.1 混合型晶体 251

9.6.2 实际晶体的缺陷及其影响 252

9.6.3 实际晶体的键型变异 253

9.7 离子极化对物质性质的影响 254

9.7.1 离子的构型 254

9.7.2 离子的极化作用和变形性 254

9.7.3 离子的极化对物质结构和性质的影响 255

9.8 固体的物性 257

9.8.1 解理性 257

9.8.2 硬度 257

9.8.3 非线性光学效应 258

9.8.4 超导性 258

文献讨论题 259

习题 259

第十章 配位化合物 262

10.1 配合物的基本概念 262

10.1.1 配合物的定义及组成 262

10.1.2 配合物的类型和命名 267

10.2 配合物价键理论和晶体场理论 269

10.2.1 价键理论 270

10.2.2 晶体场理论 274

10.3 配合物异构现象与立体结构 280

10.3.1 构造异构 280

10.3.2 立体异构 282

10.4 配合物的稳定性和配位平衡 285

10.4.1 配合物的稳定常数和不稳定常数 285

10.4.2 配位平衡的移动 289

10.5 配位化学的应用 293

习题 295

习题部分参考答案 297

附录 299

附录一 国际相对原子质量 299

附录二 一些物理和化学的基本常数 301

附录三 单位和换算因数（国际单位、词头等） 302

附录四 一些物质的热力学数据（298.1 5 K，100 kPa） 305

附录五 一些酸碱的解离常数（离子强度近于零的稀溶液，25℃） 310

附录六 难溶化合物的溶度积常数（298 K） 311

附录七 一些半反应的标准电极电势（298.1 5 K） 313

附录八 一些配离子的标准稳定常数（298.1 5 K） 320