簡(jiǎn)明無機(jī)化學(xué)

上篇原理·結(jié)構(gòu)
第1章化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)2
1.1基本概念和術(shù)語2
1.1.1體系和環(huán)境2
1.1.2狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)3
1.1.3熱、功和熱力學(xué)能4
1.1.4過程和途徑5
1.1.5熱化學(xué)方程式和反應(yīng)進(jìn)度5
1.2化學(xué)反應(yīng)熱和反應(yīng)焓變6
1.2.1熱力學(xué)第一定律7
1.2.2定容反應(yīng)熱7
1.2.3定壓反應(yīng)熱與反應(yīng)的焓變8
1.2.4Qp與QV的關(guān)系8
1.2.5熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)條件與標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓9
1.3化學(xué)反應(yīng)熱的熱力學(xué)計(jì)算11
1.3.1由標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓計(jì)算反應(yīng)熱11
1.3.2由標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓計(jì)算反應(yīng)熱12
1.3.3由蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱13
1.3.4由鍵焓（能）估算反應(yīng)熱14
1.4化學(xué)反應(yīng)的方向15
1.4.1化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性15
1.4.2熵、熵變及規(guī)律16
1.4.3吉布斯自由能變和化學(xué)反應(yīng)的方向17
1.4.4標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變的計(jì)算18
綜合性思考題21
復(fù)習(xí)思考題21
習(xí)題23

第2章化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)27
2.1化學(xué)反應(yīng)速率的基本概念27
2.1.1化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法27
2.1.2基元反應(yīng)與反應(yīng)機(jī)理28
2.2化學(xué)反應(yīng)速率理論29
2.2.1分子碰撞理論簡(jiǎn)介29
2.2.2過渡狀態(tài)理論簡(jiǎn)介30
2.2.3活化能與反應(yīng)熱的關(guān)系31
2.3濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響32
2.3.1速率方程與反應(yīng)級(jí)數(shù)32
2.3.2質(zhì)量作用定律33
2.3.3濃度與時(shí)間的定量關(guān)系34
2.4溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響35
2.4.1阿倫尼烏斯公式36
2.4.2阿倫尼烏斯公式的應(yīng)用37
2.5催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響37
2.5.1催化劑的基本特征37
2.5.2均相催化和多相催化38
2.5.3酶催化39
綜合性思考題39
復(fù)習(xí)思考題40
習(xí)題41

第3章化學(xué)平衡原理44
3.1化學(xué)平衡系統(tǒng)44
3.1.1實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)44
3.1.2標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)45
3.1.3多重平衡規(guī)則46
3.1.4反應(yīng)商Q47
3.2化學(xué)平衡與吉布斯自由能變47
3.2.1化學(xué)等溫方程與反應(yīng)商判據(jù)47
3.2.2范特霍夫方程49
3.3化學(xué)平衡的移動(dòng)50
3.3.1濃度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響50
3.3.2壓力對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響51
3.3.3溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響52
3.4化學(xué)平衡的計(jì)算53
3.4.1氣體定律53
3.4.2平衡組成的計(jì)算54
綜合性思考題57
復(fù)習(xí)思考題57
習(xí)題58

第4章酸堿平衡62
4.1酸堿質(zhì)子理論62
4.1.1酸堿的定義與共軛酸堿對(duì)62
4.1.2酸堿反應(yīng)63
4.1.3共軛酸堿對(duì)Ka與Kb的關(guān)系63
4.2弱電解質(zhì)的解離平衡64
4.2.1一元弱酸弱堿的解離平衡64
4.2.2多元弱電解質(zhì)的解離平衡67
4.2.3鹽溶液中的解離平衡68
4.2.4酸堿平衡移動(dòng)72
4.3緩沖溶液74
4.3.1緩沖作用原理74
4.3.2緩沖溶液pH值的計(jì)算75
4.3.3緩沖容量及緩沖范圍76
4.3.4緩沖對(duì)的選擇及緩沖溶液的配制78
4.3.5緩沖溶液的生物學(xué)意義78
4.4溶液的濃度79
4.4.1摩爾濃度79
4.4.2質(zhì)量摩爾濃度79
4.4.3摩爾分?jǐn)?shù)79
4.5強(qiáng)電解質(zhì)溶液80
閱讀材料人血液的pH值81
綜合性思考題82
復(fù)習(xí)思考題83
習(xí)題83

第5章沉淀溶解平衡86
5.1溶度積原理86
5.1.1溶度積常數(shù)86
5.1.2溶度積與溶解度87
5.1.3溶度積常數(shù)與自由能變88
5.2沉淀的生成與溶解88
5.2.1溶度積規(guī)則88
5.2.2沉淀的生成89
5.2.3分步沉淀91
5.2.4沉淀的溶解92
5.2.5沉淀的轉(zhuǎn)化96
綜合性思考題96
復(fù)習(xí)思考題97
習(xí)題97

第6章氧化還原反應(yīng)101
6.1氧化還原反應(yīng)方程式的配平101
6.1.1氧化數(shù)101
6.1.2離子-電子法配平反應(yīng)方程式102
6.2原電池與電極電勢(shì)104
6.2.1原電池構(gòu)造104
6.2.2電解與法拉第定律105
6.2.3電極電勢(shì)的產(chǎn)生與測(cè)定106
6.3影響電極電勢(shì)的因素109
6.3.1能斯特方程109
6.3.2濃度對(duì)電極電勢(shì)的影響109
6.3.3酸度對(duì)電極電勢(shì)的影響110
6.3.4生成沉淀對(duì)電極電勢(shì)的影響110
6.3.5生成配合物對(duì)電極電勢(shì)的影響112
6.4電極電勢(shì)的應(yīng)用112
6.4.1判斷原電池正負(fù)極和書寫原電池符號(hào)112
6.4.2比較氧化劑和還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱113
6.4.3選擇合適的氧化劑和還原劑113
6.4.4判斷氧化還原反應(yīng)的方向114
6.4.5判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度115
6.4.6計(jì)算難溶電解質(zhì)的溶度積115
6.4.7元素電勢(shì)圖及其應(yīng)用116
閱讀材料化學(xué)電源實(shí)例118
綜合性思考題121
復(fù)習(xí)思考題122
習(xí)題122

第7章配位化合物126
7.1配合物的基本概念126
7.1.1配合物的定義126
7.1.2配合物的組成127
7.1.3配合物的化學(xué)式及命名128
7.2配位平衡129
7.2.1配位平衡常數(shù)129
7.2.2配位平衡與酸堿平衡131
7.2.3配位平衡與沉淀溶解平衡132
7.2.4配位平衡與氧化還原平衡134
7.2.5配位平衡間的相互轉(zhuǎn)化136
7.3配合物的分類136
7.3.1簡(jiǎn)單配合物136
7.3.2螯合物137
7.3.3特殊配合物138
綜合性思考題139
復(fù)習(xí)思考題139
習(xí)題140

第8章原子結(jié)構(gòu)141
8.1原子結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展141
8.2量子力學(xué)原子模型143
8.2.1核外電子運(yùn)動(dòng)的特征143
8.2.2核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述144
8.2.3量子數(shù)、原子軌道和電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)148
8.3原子核外電子排布與元素周期律151
8.3.1基態(tài)原子中電子排布原理151
8.3.2多電子原子的電子排布152
8.3.3原子的電子層結(jié)構(gòu)與元素周期律156
8.4元素性質(zhì)的周期性157
8.4.1原子半徑157
8.4.2電離能（I）159
8.4.3電子親和能（A）160
8.4.4電負(fù)性（χ）161
閱讀材料中子星知多少？162
復(fù)習(xí)思考題162
習(xí)題163

第9章化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)165
9.1離子鍵理論165
9.1.1離子鍵的理論要點(diǎn)165
9.1.2離子鍵的強(qiáng)度166
9.2價(jià)鍵理論（VB法）167
9.2.1共價(jià)鍵理論的發(fā)展167
9.2.2價(jià)鍵理論要點(diǎn)167
9.2.3共價(jià)鍵的類型168
9.2.4共價(jià)鍵的強(qiáng)度170
9.3雜化軌道理論171
9.3.1雜化軌道理論的建立171
9.3.2雜化軌道類型與分子空間構(gòu)型的關(guān)系171
9.4配合物中的化學(xué)鍵理論175
9.4.1價(jià)鍵理論的要點(diǎn)175
9.4.2配合物的幾何構(gòu)型176
9.5分子軌道理論179
9.5.1分子軌道理論要點(diǎn)180
9.5.2分子軌道能級(jí)及應(yīng)用181
9.6分子間力和氫鍵184
9.6.1分子的極性和變形性184
9.6.2分子間力186
9.6.3分子間力對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響188
9.6.4氫鍵189
閱讀材料富勒烯190
復(fù)習(xí)思考題191
習(xí)題192

第10章固體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)194
10.1晶體及內(nèi)部結(jié)構(gòu)194
10.1.1晶體結(jié)構(gòu)的特征194
10.1.2晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)196
10.1.3單晶體、多晶體和非晶體198
10.1.4晶體類型200
10.2金屬晶體200
10.2.1金屬晶體的結(jié)構(gòu)200
10.2.2金屬鍵理論202
10.3離子晶體204
10.3.1常見的晶體類型204
10.3.2半徑比規(guī)則205
10.3.3晶格能207
10.3.4離子極化209
10.4分子晶體和原子晶體211
10.4.1分子晶體211
10.4.2原子晶體211
10.4.3層狀晶體212
閱讀材料紅寶石與藍(lán)寶石213
復(fù)習(xí)思考題214
習(xí)題214

下篇元素化學(xué)
第11章氫、稀有氣體217
11.1氫217
11.1.1氫的自然資源217
11.1.2氫的成鍵特征218
11.1.3氫的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和用途218
11.1.4氫的制備221
11.1.5氫化物222
11.1.6氫能源223
11.2稀有氣體224
11.2.1稀有氣體的發(fā)現(xiàn)224
11.2.2稀有氣體的性質(zhì)和用途225
11.2.3稀有氣體化合物227
復(fù)習(xí)思考題228
習(xí)題228

第12章s區(qū)元素230
12.1s區(qū)元素概述230
12.1.1s區(qū)元素的存在230
12.1.2s區(qū)元素的通性230
12.2s區(qū)元素的單質(zhì)及其化合物232
12.2.1單質(zhì)的特性232
12.2.2氫化物232
12.2.3氧化物233
12.2.4氫氧化物234
12.2.5重要鹽類及其性質(zhì)234
12.2.6K+，Na+，Mg2+，Ca2+，Ba2+的鑒定235
12.3鋰、鈹?shù)奶厥庑约皊區(qū)元素的對(duì)角線關(guān)系236
12.3.1鋰的特殊性236
12.3.2鈹?shù)奶厥庑?36
12.3.3對(duì)角線關(guān)系236
12.3.4對(duì)角線規(guī)則237
復(fù)習(xí)思考題237
習(xí)題237

第13章p區(qū)元素（一）239
13.1p區(qū)元素概述240
13.1.1p區(qū)的組成元素240
13.1.2價(jià)電子結(jié)構(gòu)特征240
13.1.3氧化態(tài)及惰性電子對(duì)效應(yīng)241
13.1.4電負(fù)性變化規(guī)律241
13.1.5半徑變化規(guī)律241
13.1.6元素性質(zhì)變化的反常性、異樣性、相似性、二次周期性242
13.2硼族元素（ⅢA）244
13.2.1硼族元素的通性244
13.2.2硼及其重要化合物245
13.2.3鋁及其重要化合物253
13.3碳族元素257
13.3.1碳族元素的通性257
13.3.2碳及其重要化合物258
13.3.3硅及其重要化合物262
13.3.4錫、鉛及其重要化合物266
閱讀材料化學(xué)新知識(shí)——新型碳、硅、錫材料271
復(fù)習(xí)思考題272
習(xí)題272

第14章p區(qū)元素（二）275
14.1氮族元素的通性275
14.2氮及其重要化合物276
14.2.1氮?dú)獾闹苽浼捌涮匦?76
14.2.2氨和銨鹽277
14.2.3氮的氧化物、含氧酸及其鹽279
14.3磷及其重要化合物284
14.3.1磷的同素異形體284
14.3.2磷的氫化物284
14.3.3磷的氧化物、含氧酸及其鹽285
14.3.4磷的鹵化物289
14.4砷、銻、鉍及其重要化合物290
14.4.1砷、銻、鉍的單質(zhì)290
14.4.2砷、銻、鉍的氫化物290
14.4.3砷、銻、鉍的氧化物、氫氧化物及含氧酸291
14.4.4砷、銻、鉍的鹽類292
復(fù)習(xí)思考題293
習(xí)題293

第15章p區(qū)元素（三）295
15.1氧族元素295
15.1.1氧族元素的通性295
15.1.2氧及其化合物297
15.1.3硫及其化合物300
15.2鹵素310
15.2.1鹵素元素的通性310
15.2.2鹵素單質(zhì)311
15.2.3鹵化氫和氫鹵酸314
15.2.4鹵化物316
15.2.5鹵素含氧酸及其鹽317
15.2.6擬鹵素320
閱讀材料單質(zhì)氟的制備321
復(fù)習(xí)思考題322
習(xí)題322

第16章d區(qū)元素（一）325
16.1d區(qū)元素的通性325
16.1.1d區(qū)元素原子的價(jià)電子結(jié)構(gòu)325
16.1.2d區(qū)元素的原子半徑325
16.1.3d區(qū)元素的氧化態(tài)325
16.1.4d區(qū)元素的物理性質(zhì)326
16.1.5d區(qū)元素的化學(xué)性質(zhì)326
16.1.6d區(qū)元素的離子顏色327
16.2鈦及其重要化合物327
16.2.1鈦的性質(zhì)和用途327
16.2.2鈦的重要化合物328
16.3釩及其重要化合物329
16.3.1五氧化二釩329
16.3.2釩酸及其鹽329
16.4鉻、鉬、鎢及其重要化合物330
16.4.1鉻、鉬、鎢的性質(zhì)和用途330
16.4.2鉻的重要化合物330
16.4.3鉬和鎢的重要化合物333
16.5錳及其重要化合物333
16.5.1錳的性質(zhì)和用途333
16.5.2錳的重要化合物333
16.6鐵、鈷、鎳及其重要化合物335
16.6.1鐵、鈷、鎳的性質(zhì)和用途335
16.6.2鐵、鈷、鎳的氧化物和氫氧化物336
16.6.3鐵、鈷、鎳的鹽類336
16.6.4鐵、鈷、鎳的配合物337
閱讀材料具有抗癌活性的金屬茂配合物339
復(fù)習(xí)思考題340
習(xí)題340

第17章d區(qū)元素（二）343
17.1銅、鋅族元素的通性343
17.2銅、鋅族元素單質(zhì)的性質(zhì)和用途344
17.2.1銅族元素單質(zhì)的性質(zhì)和用途344
17.2.2鋅族元素單質(zhì)的性質(zhì)和用途345
17.3銅和銀的重要化合物346
17.3.1氧化物和氫氧化物346
17.3.2鹽類347
17.3.3配合物349
17.3.4Cu（Ⅰ）和Cu（Ⅱ）的相互轉(zhuǎn)化351
17.4鋅族元素的重要化合物352
17.4.1氧化物和氫氧化物352
17.4.2鹽類353
17.4.3配合物355
17.4.4Hg（Ⅰ）和Hg（Ⅱ）的相互轉(zhuǎn)化356
閱讀材料汞的危害機(jī)理356
復(fù)習(xí)思考題357
習(xí)題357

第18章f區(qū)元素360
18.1鑭系元素360
18.1.1稀土元素通性360
18.1.2鑭系元素通性361
18.1.3鑭系元素的重要化合物364
18.2錒系元素369
18.2.1錒系元素的通性369
18.2.2釷和鈾的重要化合物371
18.3核化學(xué)簡(jiǎn)介373
18.3.1核結(jié)構(gòu)373
18.3.2核反應(yīng)377
18.3.3核能的利用378
閱讀材料釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)——把釷變廢為寶轉(zhuǎn)化成為核燃料381
復(fù)習(xí)思考題382
習(xí)題382

附錄383
附錄A基本物理常數(shù)表383
附錄B單位換算383
附錄C弱酸、弱堿的解離常數(shù)（298.15K）384
附錄D難溶化合物的溶度積常數(shù)（291～298K） 384
附錄E一些物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓、標(biāo)準(zhǔn)生成自由能和標(biāo)準(zhǔn)熵（298.15K，100kPa）386
附錄F水合離子的標(biāo)準(zhǔn)生成焓、標(biāo)準(zhǔn)生成自由能和標(biāo)準(zhǔn)熵389
附錄G標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)（298.15K）390
附錄H常見配離子的穩(wěn)定常數(shù)（298.15K）392

參考文獻(xiàn)394