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第1章 绪论1

1.1化学是一门中心科学1

1.1.1化学的主要特征1

1.1.2化学的发展简史1

1.1.3化学面临的挑战2

1.2无机化学简介3

1.2.1无机化学的现代特征4

1.2.2无机化学的研究领域4

1.3如何学好无机化学5

本章小结6

化学家史话——拉瓦锡7

化学知识拓展——计算机在无机化学中的应用7

第2章 气体9

2.1气体的性质9

2.1.1理想气体状态方程式10

2.1.2理想气体状态方程的应用11

2.2气体混合物及分压定律12

2.2.1理想气体的混合12

2.2.2道尔顿分压定律12

2.3气体分子运动论15

2.3.1气体分子运动论的基本要点15

2.3.2分子的速率分布16

2.4真实气体18

2.5气体临界现象21

本章小结22

化学家史话——道尔顿22

化学知识拓展——等离子态22

习题23

第3章 化学热力学基础24

3.1化学热力学的基本概念24

3.1.1系统与环境24

3.1.2状态与状态函数25

3.1.3过程与途径25

3.1.4热和功26

3.2能量转换守恒与热力学能28

3.2.1热力学能28

3.2.2热力学第一定律29

3.3化学反应热效应和焓29

3.3.1等容反应热与等压反应热29

3.3.2焓与焓变30

3.3.3热力学标准态与热化学方程式33

3.3.4赫斯定律和反应热的计算35

3.4热力学第二定律和熵39

3.4.1化学反应的自发性39

3.4.2热力学第二定律40

3.4.3可逆过程和不可逆过程40

3.4.4熵和熵变41

3.4.5热力学第二定律的熵表述44

3.5化学反应方向和吉布斯自由能45

3.5.1吉布斯自由能及其判据45

3.5.2标准吉布斯自由能变的计算47

本章小结49

化学家史话——吉布斯50

化学知识拓展——21世纪的一种新能源：可燃冰50

习题50

第4章 化学动力学基础53

4.1基本术语、化学反应速率和理论简介53

4.1.1基本术语53

4.1.2化学反应速率的表示54

4.1.3化学反应速率理论简介57

4.2浓度对化学反应速率的影响59

4.2.1质量作用定律59

4.2.2具有简单级数反应的速率方程60

4.3温度对化学反应速率的影响63

4.3.1范特霍夫规则63

4.3.2阿伦尼乌斯公式63

4.3.3阿伦尼乌斯活化能64

4.4催化作用简介65

4.4.1催化概念及其特征65

4.4.2催化反应的机理67

4.4.3均相催化67

4.4.4多相催化68

4.4.5酶催化反应68

本章小结69

化学家史话——古德贝格和瓦格69

化学知识拓展——多酸光化学的研究进展70

习题71

第5章 化学平衡原理72

5.1化学平衡与标准平衡常数72

5.1.1化学平衡的基本特征72

5.1.2吉布斯自由能与化学平衡——化学反应等温方程式72

5.1.3标准平衡常数73

5.1.4多重平衡74

5.2标准平衡常数的应用75

5.2.1预测反应方向75

5.2.2判断反应程度76

5.3化学平衡的移动78

5.3.1浓度（或分压）对化学平衡的影响78

5.3.2压力对化学平衡的影响79

5.3.3温度对化学平衡的影响80

5.3.4勒夏特列原理80

本章小结81

化学家史话——范特霍夫81

化学知识拓展——非平衡态热力学82

习题83

第6章 酸碱理论与解离平衡85

6.1酸碱理论85

6.1.1酸碱理论的发展85

6.1.2酸碱的质子理论85

6.1.3酸碱的电子理论88

6.2弱酸弱碱的解离平衡89

6.2.1水的解离平衡与酸碱指示剂89

6.2.2一元弱酸、一元弱碱溶液的解离平衡91

6.2.3多元弱酸、多元弱碱溶液的解离平衡95

6.2.4两性物质溶液的酸碱平衡98

6.2.5影响盐类水解的因素100

6.3缓冲溶液100

6.3.1同离子效应与盐效应101

6.3.2缓冲溶液及缓冲原理102

6.3.3缓冲溶液pH的近似计算103

6.3.4缓冲容量和缓冲范围104

6.3.5缓冲溶液的配制105

6.3.6人体血液中的缓冲系106

本章小结106

化学家史话——路易斯107

化学知识拓展——酸碱催化剂107

习题107

第7章 沉淀与溶解平衡109

7.1沉淀与溶解平衡109

7.1.1溶解度109

7.1.2溶度积109

7.1.3溶度积和溶解度的关系110

7.2沉淀的生成和溶解112

7.2.1溶度积规则112

7.2.2同离子效应与盐效应112

7.2.3沉淀的酸溶解113

7.2.4沉淀的配位溶解118

7.2.5沉淀的氧化还原溶解119

7.3沉淀与溶解的多重平衡119

7.3.1分步沉淀119

7.3.2沉淀的转化121

本章小结123

化学家史话——阿伦尼乌斯123

化学知识拓展——沉淀法制备纳米颗粒124

习题125

第8章 电化学基础127

8.1氧化还原反应127

8.1.1氧化数127

8.1.2氧化还原的概念128

8.1.3氧化还原反应方程式的配平129

8.2原电池与电池电动势131

8.2.1原电池131

8.2.2可逆电池134

8.2.3原电池的最大电功和吉布斯自由能134

8.3电极电势135

8.3.1电极电势的产生——双电层理论135

8.3.2标准氢电极和甘汞电极135

8.3.3标准电极电势136

8.3.4能斯特方程137

8.4电动势与电极电势的应用141

8.4.1判断氧化剂和还原剂的相对强弱141

8.4.2判断氧化还原反应进行的方向141

8.4.3判断氧化还原反应进行的程度143

8.4.4相关常数的求算143

8.4.5元素电势图及其应用144

8.5电解与金属防腐146

8.5.1电解147

8.5.2腐蚀与防护148

本章小结150

化学家史话——能斯特150

化学知识拓展——化学电源151

习题153

第9章 原子结构与元素周期律156

9.1原子核外电子的基本特征156

9.1.1原子组成微粒及其相互关系156

9.1.2微观粒子的量子化特征156

9.1.3微观粒子的波粒二象性特征159

9.1.4测不准原理159

9.2单电子原子的结构160

9.2.1原子核外电子运动状态的描述方法160

9.2.2四个量子数161

9.2.3波函数与电子云的图形162

9.3多电子原子的结构166

9.3.1屏蔽效应166

9.3.2钻穿效应167

9.3.3近似能级图与近似能级公式167

9.3.4核外电子的排布规律169

9.4元素周期律172

9.4.1原子结构与元素周期表172

9.4.2原子半径的周期性173

9.4.3电离能的周期性174

9.4.4电子亲和能的周期性175

9.4.5元素电负性的周期性176

本章小结177

化学家史话——门捷列夫与元素周期律178

化学知识拓展——元素发现的历程178

习题179

第10章 共价键与分子结构181

10.1共价键理论181

10.1.1路易斯理论与H2分子181

10.1.2现代价键理论182

10.1.3共价键的特点183

10.1.4共价键的类型184

10.1.5键参数185

10.2杂化轨道理论187

10.2.1原子轨道的杂化187

10.2.2杂化轨道类型与分子的空间几何构型188

10.3价层电子对互斥理论191

10.3.1价层电子对互斥理论的基本要点191

10.3.2价层电子对数的确定193

10.3.3稳定结构的确定194

10.4分子轨道理论195

10.4.1分子轨道的形成196

10.4.2分子轨道的应用示例198

10.4.3离域π键简介201

本章小结202

化学家史话——鲍林202

化学知识拓展——富勒烯203

习题204

第11章 固体结构206

11.1晶体结构206

11.1.1晶体的结构特征206

11.1.2晶格理论的基本概念207

11.2金属键理论与金属晶体210

11.2.1金属键理论210

11.2.2等径圆球的密置层与非密置层213

11.2.3金属晶体的密堆积结构214

11.3离子键理论与离子晶体215

11.3.1离子键理论215

11.3.2离子晶体的结构形式217

11.3.3离子晶体的半径比规则218

11.3.4离子键强度与离子晶体的晶格能220

11.3.5离子极化与键型变异223

11.4分子间作用力与分子晶体226

11.4.1分子的偶极矩与极化率226

11.4.2分子间力——范德华力228

11.4.3氢键230

11.4.4分子晶体232

11.5原子晶体和混合型晶体232

11.5.1原子晶体232

11.5.2混合型晶体233

本章小结234

化学家史话——德拜234

化学知识拓展——丹尼尔·谢赫特曼发现准晶体235

习题237

第12章 配位化学基础239

12.1配合物的基础知识240

12.1.1配合物的组成240

12.1.2配合物的命名241

12.1.3配合物的分类243

12.2配合物的空间构型和异构现象244

12.2.1配合物的空间构型244

12.2.2配合物的异构现象245

12.3配离子的稳定性247

12.3.1中心离子本性对配离子稳定性的影响247

12.3.2配体本性对配离子稳定性的影响248

12.3.3中心离子与配体的关系对配离子稳定性的影响248

12.4配合物的价键理论249

12.4.1配合物价键理论的要点249

12.4.2配离子的空间构型与杂化方式的关系249

12.4.3配合物的磁性250

12.5配合物的晶体场理论251

12.5.1中心离子d轨道的能级分裂252

12.5.2影响分裂能大小的因素253

12.5.3中心离子d电子的分布255

12.5.4晶体场稳定化能256

12.5.5配离子的电子吸收光谱259

12.6配位平衡260

12.6.1配位平衡的表示方法260

12.6.2配合物平衡浓度的计算261

12.6.3配位平衡的移动261

本章小结264

化学家史话——维尔纳265

化学知识拓展——配位超分子化学265

习题266

第13章 氢和稀有气体268

13.1氢268

13.1.1氢原子的成键特征268

13.1.2氢化物269

13.2稀有气体271

13.2.1稀有气体的存在和分离271

13.2.2稀有气体结构与用途271

13.2.3稀有气体的化合物272

本章小结274

化学史话——莱姆塞和稀有元素的发现275

化学知识拓展——氢能源276

习题277

第14章 碱金属和碱土金属279

14.1 s区元素概述279

14.2 s区元素的单质280

14.2.1单质的物理性质和化学性质280

14.2.2s区元素的存在和单质制备281

14.3 s区元素的化合物282

14.3.1氧化物283

14.3.2氢氧化物285

14.3.3重要的盐类及其性质286

14.4锂、铍的特殊性质——对角线规则289

14.4.1锂与镁的相似性289

14.4.2铍与铝的相似性289

本章小结290

化学史话——光谱分析法与铯、铷的发现290

化学知识拓展——药物作用的靶点：钙离子通道简介291

习题291

第15章 卤族元293

15.1 p区元素概述293

15.1.1元素性质及变化规律293

15.1.2多种氧化数294

15.1.3化合物的成键特征295

15.2卤素295

15.2.1卤素的通性295

15.2.2卤素单质296

15.2.3卤素的氢化物299

15.2.4卤化物和多卤化物301

15.2.5卤素的含氧化合物305

15.2.6拟卤素310

本章小结311

化学史话——单质氟的制备311

化学知识拓展——萤石与夜明珠311

习题312

第16章 氧族元素314

16.1氧族元素概述314

16.2氧及其化合物315

16.2.1氧和臭氧315

16.2.2过氧化氢318

16.3硫及其化合物319

16.3.1单质硫319

16.3.2硫化氢和硫化物320

16.3.3二氧化硫、亚硫酸及其盐324

16.3.4三氧化硫、硫酸及其盐325

16.3.5硫的其他含氧酸及其盐327

16.3.6氯磺酸和二氯化硫酰331

16.4硒及其化合物331

本章小结332

化学史话——氧气和硫的发现333

化学知识拓展——石油化工中的非加氢脱硫技术333

习题334

第17章 氮族元素336

17.1氮族元素概述336

17.2氮族元素的单质337

17.2.1氮和磷337

17.2.2砷、锑、铋339

17.3氮的化合物339

17.3.1氮的氢化物339

17.3.2氮的氧化物341

17.3.3氮的含氧酸及其盐343

17.4磷的化合物346

17.4.1磷的氢化物346

17.4.2磷的氧化物346

17.4.3磷的含氧酸及其盐347

17.5砷、锑、铋的化合物351

17.5.1氢化物和氧化物351

17.5.2氢氧化物352

17.5.3砷、锑、铋的盐353

本章小结354

化学史话——世界锑都：湖南锡矿山和广西南丹354

化学知识拓展——新型半导体材料砷化镓355

习题355

第18章 碳族元素357

18.1碳族元素概述357

18.2碳族元素的单质358

18.2.1碳358

18.2.2硅和锗360

18.2.3锡和铅362

18.3碳的化合物362

18.3.1一氧化碳和二氧化碳362

18.3.2碳酸及其盐364

18.3.3碳化物365

18.4硅的化合物367

18.4.1二氧化硅367

18.4.2硅酸及其盐368

18.4.3硅的卤化物371

18.5锡、铅的化合物371

18.5.1锡、铅氧化物的酸碱性371

18.5.2锡、铅化合物的氧化还原性372

18.5.3锡、铅的盐373

本章小结374

化学史话——侯德榜与纯碱374

化学知识拓展——新型碳、硅、锡材料375

习题376

第19章 硼族元素378

19.1硼族元素概述378

19.2硼族元素的单质378

19.2.1硼和铝378

19.2.2镓、铟、铊380

19.3硼的化合物380

19.3.1硼的氢化物380

19.3.2硼的含氧化合物381

19.3.3硼的卤化物383

19.3.4氮化硼384

19.4铝的化合物385

19.4.1氧化铝和氢氧化铝385

19.4.2铝的卤化物385

19.4.3铝的含氧酸盐386

19.5镓、铟、铊的化合物386

19.6 p区元素化合物性质的递变规律387

19.6.1 p区元素的氧化物及其水合物387

19.6.2 p区元素含氧酸盐的热稳定性391

本章小结393

化学史话——氧化铝的拜耳法生产393

化学知识拓展——无机纤维394

习题395

第20章 过渡元素（Ⅰ）396

20.1过渡元素概述396

20.1.1过渡元素的通性396

20.1.2过渡元素的结构特性397

20.1.3过渡元素单质的化学性质398

20.1.4非化学计量化合物400

20.1.5过渡元素的配合物和性质400

20.2钛副族元素402

20.2.1钛副族元素的通性402

20.2.2钛的化合物404

20.2.3锆和铪的化合物407

20.3钒副族元素408

20.3.1钒副族元素的通性408

20.3.2钒的化合物409

20.3.3铌和钽的化合物412

20.4铬副族元素412

20.4.1铬副族元素的通性412

20.4.2铬的化合物415

20.4.3钼和钨的化合物421

20.4.4 多酸型配合物422

20.5锰副族元素424

20.5.1锰副族元素的通性424

20.5.2锰的化合物425

本章小结429

化学史话——钛的发现和用途429

化学知识拓展——钒的液流电池431

习题431

第21章 过渡元素（Ⅱ）434

21.1铁系元素434

21.1.1铁系元素的通性434

21.1.2铁、钴、镍的单质435

21.1.3铁、钴、镍的氧化物和氢氧化物435

21.1.4铁、钴、镍的化合物437

21.1.5铁系元素的配合物439

21.2铂系元素443

21.2.1铂系元素通性443

21.2.2铂系金属的化合物444

21.2.3铂系元素的配合物445

21.3过渡金属有机化合物447

21.3.1概述447

21.3.2羰基化合物448

21.3.3不饱和烃配合物449

21.3.4铂类配合物抗肿瘤药物450

本章小结452

化学史话——伍德沃德与维生素B12452

化学知识拓展——铁氧体453

习题454

第22章 铜副族和锌副族元素456

22.1铜副族元素456

22.1.1铜副族元素的通性456

22.1.2铜副族元素的重要化合物458

22.1.3铜、银、金的配合物462

22.1.4 Cu（Ⅰ）和Cu（Ⅱ）的相互转化463

22.1.5ⅠB族元素和IA族元素性质对比464

22.2锌副族元素464

22.2.1锌副族元素的通性464

22.2.2锌副族元素的重要化合物466

22.2.3 Hg（Ⅱ）和Hg（Ⅰ）的相互转化470

22.2.4 ⅡB族元素与ⅡA族元素性质的对比470

本章小结470

化学史话——传说中的水银471

化学知识拓展——铜锌的生物化学472

习题473

第23章 镧系元素与锕系元素475

23.1镧系元素与锕系元素概述475

23.1.1镧系元素与锕系元素简介475

23.1.2镧系元素与锕系元素的原子半径和电离能477

23.1.3镧系元素与锕系元素的物理化学性质478

23.2镧系元素479

23.2.1镧系元素的通性479

23.2.2镧系元素的重要化合物480

23.2.3镧系元素的分离482

23.3锕系元素483

23.3.1锕系元素的通性483

23.3.2钍及其化合物484

23.3.3铀元素485

本章小结486

化学史话——徐光宪创造的“中国稀土传奇”486

化学知识拓展——LED光电材料487

习题488

习题参考答案490

主要参考书目497

附录510