簡明無機化學

上篇原理·結(jié)構
第1章化學熱力學基礎2
1.1基本概念和術語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、功和熱力學能4
1.1.4過程和途徑5
1.1.5熱化學方程式和反應進度5
1.2化學反應熱和反應焓變6
1.2.1熱力學第一定律7
1.2.2定容反應熱7
1.2.3定壓反應熱與反應的焓變8
1.2.4Qp與QV的關系8
1.2.5熱力學標準條件與標準摩爾生成焓9
1.3化學反應熱的熱力學計算11
1.3.1由標準摩爾生成焓計算反應熱11
1.3.2由標準摩爾燃燒焓計算反應熱12
1.3.3由蓋斯定律計算反應熱13
1.3.4由鍵焓（能）估算反應熱14
1.4化學反應的方向15
1.4.1化學反應的自發(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反應的方向17
1.4.4標準吉布斯自由能變的計算18
綜合性思考題21
復習思考題21
習題23

第2章化學動力學基礎27
2.1化學反應速率的基本概念27
2.1.1化學反應速率的表示方法27
2.1.2基元反應與反應機理28
2.2化學反應速率理論29
2.2.1分子碰撞理論簡介29
2.2.2過渡狀態(tài)理論簡介30
2.2.3活化能與反應熱的關系31
2.3濃度對化學反應速率的影響32
2.3.1速率方程與反應級數(shù)32
2.3.2質(zhì)量作用定律33
2.3.3濃度與時間的定量關系34
2.4溫度對反應速率的影響35
2.4.1阿倫尼烏斯公式36
2.4.2阿倫尼烏斯公式的應用37
2.5催化劑對反應速率的影響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
復習思考題40
習題41

第3章化學平衡原理44
3.1化學平衡系統(tǒng)44
3.1.1實驗平衡常數(shù)44
3.1.2標準平衡常數(shù)45
3.1.3多重平衡規(guī)則46
3.1.4反應商Q47
3.2化學平衡與吉布斯自由能變47
3.2.1化學等溫方程與反應商判據(jù)47
3.2.2范特霍夫方程49
3.3化學平衡的移動50
3.3.1濃度對化學平衡移動的影響50
3.3.2壓力對化學平衡移動的影響51
3.3.3溫度對化學平衡移動的影響52
3.4化學平衡的計算53
3.4.1氣體定律53
3.4.2平衡組成的計算54
綜合性思考題57
復習思考題57
習題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62
4.1.2酸堿反應63
4.1.3共軛酸堿對Ka與Kb的關系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值的計算75
4.3.3緩沖容量及緩沖范圍76
4.3.4緩沖對的選擇及緩沖溶液的配制78
4.3.5緩沖溶液的生物學意義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摩爾分數(shù)79
4.5強電解質(zhì)溶液80
閱讀材料人血液的pH值81
綜合性思考題82
復習思考題83
習題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
復習思考題97
習題97

第6章氧化還原反應101
6.1氧化還原反應方程式的配平101
6.1.1氧化數(shù)101
6.1.2離子-電子法配平反應方程式102
6.2原電池與電極電勢104
6.2.1原電池構造104
6.2.2電解與法拉第定律105
6.2.3電極電勢的產(chǎn)生與測定106
6.3影響電極電勢的因素109
6.3.1能斯特方程109
6.3.2濃度對電極電勢的影響109
6.3.3酸度對電極電勢的影響110
6.3.4生成沉淀對電極電勢的影響110
6.3.5生成配合物對電極電勢的影響112
6.4電極電勢的應用112
6.4.1判斷原電池正負極和書寫原電池符號112
6.4.2比較氧化劑和還原劑的相對強弱113
6.4.3選擇合適的氧化劑和還原劑113
6.4.4判斷氧化還原反應的方向114
6.4.5判斷氧化還原反應進行的程度115
6.4.6計算難溶電解質(zhì)的溶度積115
6.4.7元素電勢圖及其應用116
閱讀材料化學電源實例118
綜合性思考題121
復習思考題122
習題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
復習思考題139
習題140

第8章原子結(jié)構141
8.1原子結(jié)構理論的發(fā)展141
8.2量子力學原子模型143
8.2.1核外電子運動的特征143
8.2.2核外電子運動狀態(tài)的描述144
8.2.3量子數(shù)、原子軌道和電子運動狀態(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電負性（χ）161
閱讀材料中子星知多少？162
復習思考題162
習題163

第9章化學鍵與分子結(jié)構165
9.1離子鍵理論165
9.1.1離子鍵的理論要點165
9.1.2離子鍵的強度166
9.2價鍵理論（VB法）167
9.2.1共價鍵理論的發(fā)展167
9.2.2價鍵理論要點167
9.2.3共價鍵的類型168
9.2.4共價鍵的強度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型的關系171
9.4配合物中的化學鍵理論175
9.4.1價鍵理論的要點175
9.4.2配合物的幾何構型176
9.5分子軌道理論179
9.5.1分子軌道理論要點180
9.5.2分子軌道能級及應用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
復習思考題191
習題192

第10章固體結(jié)構與性質(zhì)194
10.1晶體及內(nèi)部結(jié)構194
10.1.1晶體結(jié)構的特征194
10.1.2晶體的內(nèi)部結(jié)構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寶石213
復習思考題214
習題214

下篇元素化學
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
復習思考題228
習題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)元素的對角線關系236
12.3.1鋰的特殊性236
12.3.2鈹?shù)奶厥庑?36
12.3.3對角線關系236
12.3.4對角線規(guī)則237
復習思考題237
習題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價電子結(jié)構特征240
13.1.3氧化態(tài)及惰性電子對效應241
13.1.4電負性變化規(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
閱讀材料化學新知識——新型碳、硅、錫材料271
復習思考題272
習題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氮氣的制備及其特性276
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
復習思考題293
習題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
復習思考題322
習題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)元素原子的價電子結(jié)構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
復習思考題340
習題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理356
復習思考題357
習題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核化學簡介373
18.3.1核結(jié)構373
18.3.2核反應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
復習思考題382
習題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)的標準摩爾生成焓、標準生成自由能和標準熵（298.15K，100kPa）386
附錄F水合離子的標準生成焓、標準生成自由能和標準熵389
附錄G標準電極電勢（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394