了得網研究生_無機化學(無機化學-國家理科基礎科學研究和教學人纔培養基地化學

內容簡介

本書根據大學理科無機化學的要求，結合無機化學學科的發展編寫而成。全書共23章，分上下兩篇。上篇為化學原理，為學生深素及其化合物性質做前期鋪墊。該篇從物質的聚集狀態開始，然後是化學熱力學、化學反應速率、化學平衡、溶液、電解質溶液、難溶性強電解質的沉澱?溶解平衡、氧化還原反應，再到微觀物質的結構理論，即通過原子素性質的周期性、化學鍵與分子結構、配位化合物揭示物質化學變化的本質。素及化合物部分，包括氫和稀有氣體、堿金屬和堿土金屬素素素素、鹵素、銅鋅副族、過渡金屬（一）和過渡金屬（二）素、放射化學素及化合物的性質變化的周期性規律，突出了原子結素及其化合物性質這一本質，在基本無機反應和性質介紹中加強與當前科技發展和實際應用的聯繫。
本書可作為綜合性大學化學類各專業的無機化學教材或普通化學教材，亦可作為其他高等院校與化學相關專業的教學參考書。

上篇
第1章物質的聚集狀態1
1?1氣體1
1?1?1理想氣體狀態方程式1
1?1?2氣體分壓定律2
1?1?3氣體擴散定律3
1?1?4氣體分子的速率分布和能量分布3
1?1?5實際氣體狀態方程式4
1?2液體6
1?2?1氣體的液化6
1?2?2液體的汽化7
1?3固體8
習題9
第2章化學熱力學11上篇
第1章物質的聚集狀態1
1?1氣體1
1?1?1理想氣體狀態方程式1
1?1?2氣體分壓定律2
1?1?3氣體擴散定律3
1?1?4氣體分子的速率分布和能量分布3
1?1?5實際氣體狀態方程式4
1?2液體6
1?2?1氣體的液化6
1?2?2液體的汽化7
1?3固體8
習題9
第2章化學熱力學11
2?1熱力學第一定律12
2?1?1基本概念及術語12
2?1?2能量守恆和轉化定律——熱力學第一定律15
2?1?3焓——恆壓條件下的熱效應16
2?2化學反應熱效應18
2?2?1反應進度18
2?2?2標準摩爾焓變19
2?2?3標準摩爾焓變的求算21
2?3熱力學第二定律、熵函數24
2?3?1可逆過程和最大功25
2?3?2自發過程的共同特性——不可逆性28
2?3?3熱力學第二定律描述30
2?3?4熵函數30
2?4吉布斯自由能與化學反應方向33
2?4?1熱力學第一、二定律的聯合表達式33
2?4?2吉布斯自由能和過程自發進行的方向與限度34
2?4?3標準態下反應摩爾吉布斯自由能的計算35
習題37
第3章化學反應速率40
3?1反應速率的定義40
3?1?1平均速率41
3?1?2瞬時速率41
3?2反應速率理論簡介43
3?2?1踫撞理論43
3?2?2過渡態理論44
3?3濃度對反應速率的影響45
3?3?1反應速率方程46
3?3?2反應級數46
3?3?3反應速率常數46
3?4反應機理47
3?4反應48
3?4?2反應機理探討48
3?5反應物濃度與時間的關繫49
3?5?1零級反應50
3?5?2一級反應50
3?5?3二級反應52
3?5?4三級反應52
3?6溫度對化學反應速率的影響53
3?7催化劑對反應速率的影響55
習題56
第4章化學平衡59
4?1化學反應的可逆性與平衡態59
4?2平衡常數60
4?3外界因素對平衡的影響64
習題66
第5章溶液69
5?1溶液濃度的表示方法69
5?2非電解質稀溶液的依數性70
5?2?1蒸氣壓下降——拉烏爾定律70
5?2?2沸點升高和凝固點降低71
5?2?3依數性的應用73
5?3溶膠74
5?3?1溶膠的制備和淨化74
5?3?2溶膠的光學性質75
5?3?3溶膠的電學性質75
5?3?4溶膠的穩定性和聚沉76
習題77
第6章電解質溶液80
6?1強電解質溶液理論80
6?1?1離子氛和離子強度80
6?1?2活度和活度繫數81
6?2弱酸、弱堿的電離平衡82
6?2弱酸、弱堿的電離平衡82
6?2?2解離度83
6?2?3同離子效應和鹽效應84
6?3水的解離平衡和溶液的pH值85
6?3?1水的離子積常數85
6?3?2溶液的pH值85
6?3?3酸堿指示劑86
6弱酸的電離平衡87
6?5緩衝溶液89
6?6各種鹽的水解92
6?7影響水解的因素97
6?8酸堿理論的發展98
6?8?1酸堿電離理論98
6?8?2酸堿質子理論98
6?8?3酸堿的強弱99
6?8?4酸堿電子理論100
習題101
第7章難溶性強電解質的沉澱?溶解平衡103
7?1溶度積和溶解度103
7?1?1溶度積常數103
7?1?2溶度積原理104
7?1?3溶度積與溶解度的關繫104
7?1?4鹽效應對溶解度的影響105
7?1?5同離子效應對溶解度的影響105
7?2沉澱?溶解平衡的移動106
7?2?1沉澱的生成106
7?2?2沉澱的溶解107
7?2?3分步沉澱108
7?2?4沉澱的轉化111
習題112
第8章氧化還原反應114
8?1基本概念114
8?1?1化合價、氧化數及確定規則114
8?1?2氧化還原反應及其特征115
8?1?3氧化還原電對116
8?2氧化還原方程式的配平116
8?2?1氧化數法117
8?2?2離子?電子法118
8?3原電池與電極電勢119
8?3?1原電池119
8?3?2電極電勢121
8?3?3標準電極電勢122
8?3?4電池電動勢和化學反應吉布斯自由能的關繫124
8?4影響電極電勢的因素126
8?4?1Nernst方程126
8?4?2濃度、酸度、生成沉澱、生成配合物對電極電勢
的影響127
8?5電極電勢的應用129
8?5?1判斷氧化劑、還原劑的相對強弱130
8?5?2判斷反應進行的方向、氧化還原反應的順序，
選擇合適的氧化劑和還原劑130
8?5?3求平衡常數及溶度積132
素電勢圖解及應用133
8?素電勢圖及應用133
8?6?2氧化態圖135
8?6?3電勢?pH圖136
8?7電解138
8?7?1原電池與電解池138
8?7?2電解定律138
8?7?3分解電壓139
8?8新型化學電池139
習題141
第9章原子素性質的周期性144
9?1核外電子的運動狀態145
9?1?1氫原子光譜145
9?1?2Bohr原子結構模型146
9?2微觀粒子運動的特殊性148
9?2?1微觀粒子具有波粒二像性148
9?2?2測不準原理148
9?3波函數和原子軌道149
9?3?1Schr?dinger方程——微粒的波動方程149
9?3?2波函數和原子軌道（軌函）149
9?4概率密度和電子雲152
9?4?1概率密度152
9?4?2電子雲153
9?5波函數和電子雲的空間圖像154
9?5?1角向部分154
9?5?2原子軌道的徑向部分157
9?5?3電子雲的空間形狀157
9?6原子核外電子素周期繫159
9?6?1多電子原子的原子軌道能級159
9?6?2原子核外電子的排布（電子結構）161
9?6?3原子的電子層素周期性162
9?7原子半徑164
9?7?1原子半徑的概述164
9?7?2原子半徑在周期繫中的變化165
9?8電離能167
9?8?1電離能的概述167
9?8?2電離能在周期繫中的變化167
9?9電子親和能169
9?9?1電子親和能的概述169
9?9?2電子親和能在周期繫中的變化169
9素的電負性170
9?1素電負性的概述170
9?1素電負性在周期繫中的變化及應用170
習題171
第10章化學鍵與分子結構173
10?1離子鍵173
10?1?1離子鍵的形成173
10?1?2離子鍵的特點174
10?1?3離子的特征174
10?1?4離子晶體175
10?2現代共價鍵理論177
10?2?1價鍵理論177
10?2?2雜化軌道理論180
10?2?3價層電子對互斥理論185
10?2?4分子軌道理論188
10?2?5金屬鍵理論193
10?2?6鍵參數195
10?3分子間的作用力198
10?3?1概述198
10?3?2氫鍵199
10?3?3離子的極化作用201
習題203
第11章配位化合物205
11?1配位化合物的基本概念205
11?1?1配位化合物的定義205
11?1?2配位化合物的組成206
11?1?3配位化合物的命名209
11?1?4配位化合物的類型210
11?1?5配合物的立體構型和幾何異構212
11?2配位化合物的化學鍵理論212
11?2?1價鍵理論213
11?2?2晶體場理論215
11?3配位化合物的穩定性225
11?3?1配位化合物的穩定常數225
11?3?2影響配位化合物穩定的因素227
11?3?3軟硬酸堿理論與配離子穩定性229
11?4配位平衡的移動230
11?4?1配位平衡與酸堿電離平衡230
11?4?2配位平衡與沉澱?溶解平衡231
11?4?3配位平衡與氧化還原平衡233
11?5配合物的取代反應與配合物的“活動性”234
11?6配位化合物的應用236
習題237
下篇
第12章氫和稀有氣體239
12?1氫239
12?1?1氫在自然界的分布239
12?1?2氫的成鍵特征240
12?1?3氫的性質和用途241
12?1?4氫的制備242
12?1?5氫化物243
12?1?6氫能源245
12?2稀有氣體246
12?2?1稀有氣體的性質246
12?2?2稀有氣體的用途246
12?2?3稀有氣體的化合物247
12?2?4稀有氣體化合物的結構（價鍵理論，分子軌道
理論討論）250
習題251
第13章堿金屬和堿土金屬253
13?1堿金屬和堿土金屬的通性253
13?2堿金屬和堿土金屬的單質255
13?2?1物理性質255
13?2?2化學性質255
13?2?3金屬單質的制備258
13?3堿金屬和堿土金屬化合物259
13?3?1M+和M2+的特征259
13?3?2氧化物260
13?3?3氫氧化物262
13?3?4鹽類264
13?3?5配位化合物266
13?3?6生物效應267
13?4離子晶體鹽類的溶解性268
習題270
第14素271
14?素的通性271
14?2硼和鋁的單質及其化合物272
14?2?1單質272
14?2?2硼的氫化物276
14?2?3硼和鋁的鹵化物279
14?2?4含氧化合物281
14?3鎵、銦、鉈283
14?3?1鎵、銦、鉈的單質283
14?3?2鎵、銦、鉈的化合物285
14?4惰性電子對效應和周期表中的斜線關繫286
14?4?1惰性電子對效應286
14?4?2周期表中的斜對角線關繫287
習題287
第15素289
15?素的通性289
15?素的單質及其化合物291
15?2?素在自然界中的分布291
15?2?素單質292
15?2?3碳的化合物297
15?2?4含氧酸及其鹽302
15?2?5氫化物307
15?2?6鹵化物和硫化物308
15?3無機化合物的水解性311
15?3?1影響水解的因素312
15?3?2水解產物的類型312
習題314
第16素315
16?素的通性315
16?2氮及其化合物316
16?2?1氮的成鍵特征316
16?2?2單質氮317
16?2?3氮的氫化物318
16?2?4氮的含氧化合物323
16?3磷及其化合物329
16?3?1磷的成鍵特征329
16?3?2單質磷和磷化氫330
16?3?3磷的含氧化合物332
16?3?4磷的鹵化物337
16?3?5鹵氧化磷337
16?4砷、銻、鉍338
16?4?1砷、銻、鉍的成鍵特征338
16?4?2砷、銻、鉍的單質338
16?4?3砷、銻、鉍的氫化物339
16?4?4砷、銻、鉍的氧化物340
16?4?5砷、銻、鉍的三鹵化物341
16?4?6砷、銻、鉍的硫化物342
習題343
第17素347
17?素的通性347
17?2氧、臭氧349
17?2?1氧在自然界的分布349
17?2?2氧的制備和空氣液化349
17?2?3氧的結構、性質和用途350
17?2?4臭氧352
17?2?5氧的成鍵特征354
17?2?6氧化物355
17?3水356
17?3?1水的結構和水的物理性質356
17?3?2水的化學性質358
17?3?3水的污染與淨化359
17?4過氧化氫360
17?4?1過氧化氫的分子結構360
17?4?2過氧化氫的性質和用途361
17?4?3過氧化氫的制備362
17?5硫和它的化合物362
17?5?1硫的存在和用途362
17?5?2硫的成鍵特征363
17?5?3硫的制備、性質和用途364
17?5?4H2S和硫化物364
17?5?5氧化物366
17?5?6硫的含氧酸368
17?5?7硫的其它化合物373
17?6硒和碲375
17?6?1氫化物375
17?6?2含氧酸375
17?6?3用途376
17?7無機酸強度的變化規律377
17?7?1影響無機酸強度的直接因素：電子密度377
17?7?2氫化物酸性強弱規律377
17?7?3含氧酸的酸性強弱規律378
習題379
第18章鹵素381
18?1鹵素的通性381
18?2鹵素單質及其化合物384
18?2?1鹵素的成鍵特征384
18?2?2鹵素單質及性質384
18?2?3鹵素的存在、制取和用途387
18?3鹵化氫和氫鹵酸390
18?3?1鹵化氫的物理性質390
18?3?2鹵化氫的化學性質390
18?3?3氫鹵酸的制法392
18?4鹵化物、鹵素互化物、擬鹵素和擬鹵化物393
18?4?1鹵化物393
18?4?2鹵素互化物394
18?4?3擬鹵素和擬鹵化物394
18?5鹵素的含氧化合物395
18?5?1鹵素的氧化物395
18?5?2鹵素的含氧酸及其鹽396
18?6含氧酸的氧化還原性399
18?6?1含氧酸氧化還原的周期性399
18?6?2影響含氧酸氧化能力的因素400
習題402
第19章銅、鋅副族404
19?1素405
19?1?1素單質405
19?1?2銅的化合物406
19?1?3銀的化合物408
19?1?4金的化合物410
19?2素410
19?2?1素單質410
19?2?2鋅和鎘的化合物411
19?2?3汞的化合物412
19?2?4素與素性質的對比415
習題415
第20章過渡金屬(一)418
20?1素418
20?1?1素概述及通性418
20?1?2鈦419
20?1?3鈦的重要化合物420
20?1?4鋯與鉿422
20?2素423
20?2?1素概述及通性423
20?2?2釩423
20?2?3釩的重要化合物424
20?2?4鈮和鉭426
20?3素426
20?3?1素概述及通性426
20?3?2鉻426
20?3?3鉬和鎢430
20?4錳副族432
20?4?1素概述及通性432
20?4?2錳433
20?4?3锝和錸435
習題435
第21章過渡金屬(二)438
21?素438
21?1?素概述及通性438
21?1?2鐵440
21?1?3鈷和鎳445
21?素446
21?2?素的單質446
21?2?素化合物448
習題451
第22素453
22?素453
22?1?素的通性453
22?1?素的單質456
22?1?素的重要化合物458
22?素463
22?2?素在自然界中的存在和分布463
22?2?素的分組464
22?2?素的分離464
22?2?素的用途466
22?素469
22?3?素的通性469
22?3?素的單質471
22?3?3釷及其化合物471
22?3?4鈾及其化合物472
習題474
第23章放射化學475
23?1原子核的基本性質476
23?1?1原子核的半徑與密度476
23?1?2原子核結構模型476
23?1?3亞原子粒子479
23?2核轉變化學480
23?2?1核衰變480
23?2?2原子核衰變的一般規律481
23?2?3核反應482
23?3放射性化合物的合成及應用484
23?3?1放射性化合物的合成484
23?3?2放射性化合物的應用485
習題485
附錄486
附錄1常用單位換算表486
附錄2一些化學物質的熱力學數據487
附錄3凝固點降低常數489
附錄4沸點升高常數489
附錄5弱酸的電離常數490
附錄6難溶化合物的溶度積491
附錄7配離子的不穩定常數492
附錄8標準電極電勢（25℃）492
參考文獻503

前言

化學是在原子、分子層次研究物質性質及其變化規律的科學，是一門以實驗為基礎的、富有創造性的中心學科。無機化學素及無機化合物的組成、結構、性質的科學，是歷史最悠久的化學分支學科。20世紀以來，無機化學從宏觀到微觀、從合成到結構不斷豐富和發展，並與其它學科交叉與融合，形成了配位化學、固體無機化學、核化學、有機金屬化學、物理無機化學、生物無機化學、原子團簇化學、納米材料化學等分支學科。
無機化學課程是高等學校化學、化工、輕工、材料、環境、藥學、冶金等類有關專業的第一門化學基礎課，是連接中學化學和大學化學的橋梁，在所有化學課程中，廣泛性最強。其目的是培養學生具有解決一般無機化學問題，培養學生的創新意識和科學素養，使學生具備潛在的發展能力，為後續課程的學習打下良好基礎。因此它是培養上述各類專業人纔的整體知識結構及能力結構的重要組成部分。
四川大學無機化學課程經過幾代教師的不斷努力，在教材建設、課程改革、師資隊伍建設、教學可利用資源的立體化等方面取得了突出的成績。近年國家理科基礎科學研究和教學人纔培養基地（化學）、“基礎學科撥尖學生培養試驗計劃”（化學）相繼在四川大學設立，無機化學課程作為其重要組成部分，在國內同類高校中具有一定的影響力。化學是在原子、分子層次研究物質性質及其變化規律的科學，是一門以實驗為基礎的、富有創造性的中心學科。無機化學素及無機化合物的組成、結構、性質的科學，是歷史最悠久的化學分支學科。20世紀以來，無機化學從宏觀到微觀、從合成到結構不斷豐富和發展，並與其它學科交叉與融合，形成了配位化學、固體無機化學、核化學、有機金屬化學、物理無機化學、生物無機化學、原子團簇化學、納米材料化學等分支學科。
無機化學課程是高等學校化學、化工、輕工、材料、環境、藥學、冶金等類有關專業的第一門化學基礎課，是連接中學化學和大學化學的橋梁，在所有化學課程中，廣泛性最強。其目的是培養學生具有解決一般無機化學問題，培養學生的創新意識和科學素養，使學生具備潛在的發展能力，為後續課程的學習打下良好基礎。因此它是培養上述各類專業人纔的整體知識結構及能力結構的重要組成部分。
四川大學無機化學課程經過幾代教師的不斷努力，在教材建設、課程改革、師資隊伍建設、教學可利用資源的立體化等方面取得了突出的成績。近年國家理科基礎科學研究和教學人纔培養基地（化學）、“基礎學科撥尖學生培養試驗計劃”（化學）相繼在四川大學設立，無機化學課程作為其重要組成部分，在國內同類高校中具有一定的影響力。
李瑞祥、曾紅梅、周向葛等編寫的《無機化學》由四川大學、四川師範大學、成都理工大學等校依據教育部高等學校化學類專業教學指導分委員會編制的《高等學校化學類專業指導性專業規範》編寫，參加編寫人員均是長期從事無機化學課程教學和科學研究的一線教師，不但具有豐富的教學經驗，在學科發展方向上也具有良好的把握能力。該教材是他們多年教學經驗和科研體驗的結晶，具有以下特點：
1?體繫更為合理。教材按化學原理、化學素化學三部分編寫，把握了理論知識的繫統性，三部分內容前後貫通，形成一體。3?課文中合理介紹了相關的科技前沿知識，引導學生關注國家和社會發展面臨的重大科學技術問題，從而引發他們的專業學習興趣，激發學習積極性和專業自豪感。
我相信這本教材的出版將會對高校化學類專業的教學改革以及提高教學質量起到促進作用，我也希望它能在使用過程中得到編者和廣大讀者的精心培育。
史啟禎
2013年8月

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