目錄
序
前言
第0章 緒論 1
O.1 化學(xué)是研究物質(zhì)變化的科學(xué) 1
0.1.1 化學(xué)的一般定義 1
0.1.2 化學(xué)的新發(fā)展和新地位 2
0.2 研究化學(xué)的目的 5
0.2.1 化學(xué)是人們了解世界、創(chuàng)造社會(huì)的基礎(chǔ) 5
0.2.2 化學(xué)是人類進(jìn)步的關(guān)鍵 5
0.3 無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)科的現(xiàn)狀、發(fā)展和特點(diǎn) 8
0.3.1 無(wú)機(jī)化學(xué)的研究范圍 8
0.3.2 元機(jī)化學(xué)學(xué)科的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)簡(jiǎn)介 8
0.3.3 現(xiàn)代無(wú)機(jī)化學(xué)發(fā)展的特點(diǎn) 15
0.4 學(xué)習(xí)元機(jī)化學(xué)的方法 15
0.4.1 重視化學(xué)理論的指導(dǎo)作用 15
0.4.2 重視化學(xué)史的學(xué)習(xí) 16
0.4.3 重視學(xué)習(xí)中思維方法的訓(xùn)練 18
0.4.4 重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練 18
0.4.5 重視做好化學(xué)習(xí)題 19
習(xí)題 19
第1章 物質(zhì)的聚集狀態(tài) 20
1.1 氣體 21
1.1.1 理想氣體狀態(tài)方程 21
1.1.2 實(shí)際氣體狀態(tài)方程 22
1.1.3 分壓定律和分體現(xiàn)定律 23
1.1.4 氣體擴(kuò)散定律 25
1.1.5 氣體分子運(yùn)動(dòng)論 26
1.1.6 氣體的液化 27
1.2 潛液和液體 29
1.2.1 液體狀態(tài) 29
1.2.2 溶液濃度的表示方法 31
1.2.3 溶液的依數(shù)性 33
1.3 固體 38
1.3.1 晶體 38
1.3.2 非晶體 40
習(xí)題 40
第2章 原子結(jié)構(gòu) 41
2.1 原子結(jié)構(gòu)理論發(fā)展簡(jiǎn)介 41
2.1.1 原子結(jié)構(gòu)模型 41
2.1.2 氫原子光譜 42
2.1.3 玻爾理論 43
2.2 氫原子的量子力學(xué)模型 45
2.2.1 光的披粒工象性 45
2.2.2 電子的披粒二象性 46
2.3 核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述 47
2.3.1 薛定灣方程 47
2.3.2 四個(gè)量子數(shù) 50
2.4 核外電子的排布 51
2.4.1 多電子原子的能級(jí) 51
2.4.2 核外電子的排布規(guī)則 55
2.4.3 電子排布 56
2.5 元素周期律 56
2.5.1 原子的電子組態(tài)與元素分區(qū) 56
2.5.2 原子的電子組態(tài)與元素周期的關(guān)系 57
2.6 元素基本性質(zhì)的周期 58
2.6.1 原子半徑 58
2.6.2 電離能 60
2.6.3 電子親和能 61
2.6.4 元素的電負(fù)性 62
習(xí)題 63
第3章 化學(xué)鍵理論與分子結(jié)構(gòu) 65
3.1 離子鍵理論 66
3.1.1 離子鍵及其特點(diǎn) 66
3.1.2 離子的特征 68
3.1.3 離子極化 70
3.2 共價(jià)鍵 72
3.2.1 現(xiàn)代價(jià)鍵理論 72
3.2.2 價(jià)鍵理論 73
3.2.3 價(jià)層電子對(duì)互斥理論 76
3.2.4 雜化軌道理論 79
3.2.5 分子軌道理論 81
3.3 金屬鍵理論 86
3.4 鍵參數(shù)和共價(jià)分子的性質(zhì) 88
3.4.1 鍵參數(shù) 88
3.4.2 鍵的極性與分子的極性 89
3.5 分子間作用力和氫鍵 90
3.5.1 分子間作用力一一范德華力 90
3.5.2 氫鍵 92
習(xí)題 94
第4章 晶體的結(jié)構(gòu) 96
4.1 晶體的微觀結(jié)構(gòu)特征 97
4.1.1 幾個(gè)基本概念 97
4.1.2 晶系和空間點(diǎn)陣排列形式 100
4.2 晶體的基本類型 102
4.2.1 原子晶體 103
4.2.2 分子晶體 103
4.2.3 離子晶體 104
4.2.4 金屬晶體 106
4.3 晶體缺陷簡(jiǎn)介 109
習(xí)題 110
第5章 化學(xué)熱力學(xué)初步 112
5.1 化學(xué)熱力學(xué)的基本概念 113
5.1.1 系統(tǒng)與環(huán)境 113
5.1.2 熱力學(xué)溫度和熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)壓力 114
5.1.3 狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù) 114
5.1.4 過(guò)程與途徑 115
5.1.5 熱力學(xué)能、熱和功 115
5.2 熱力學(xué)第一定律 117
5.2.1 熱力學(xué)第一定律 117
5.2.2 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)與焰變 118
5.2.3 化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的計(jì)算 119
5.3 化學(xué)反應(yīng)的方向 125
5.3.1 反應(yīng)的自發(fā)性 125
5.3.2 惰的初步概念 127
5.3.3 吉布斯自由能 131
5.3.4 溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性的影響一一吉布斯-亥姆霍茲公式 133
5.3.5 化學(xué)反應(yīng)的等溫式 135
習(xí)題 136
第6章 化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 138
6.1 化學(xué)反應(yīng)速率及其表示方法 139
6.1.1 平均速率 139
6.1.2 瞬時(shí)速率 140
6.2 反應(yīng)速率理論簡(jiǎn)介 140
6.2.1 碰撞理論 140
6.2.2 過(guò)技狀態(tài)理論 142
6.3 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 143
6.3.1 濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 143
6.3.2 溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 146
6.3.3 催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 147
習(xí)題 149
第7章 酸晴和酸堿反應(yīng) 152
7.1 酸堿電離理論 153
7.2 酸堿溶劑理論簡(jiǎn)介 153
7.3 酸堿質(zhì)子理論 154
7.3.1 酸堿的定義 154
7.3.2 酸堿的共輒關(guān)系 155
7.3.3 酸和瞞的反應(yīng) 156
7.3.4 酸堿的強(qiáng)弱和反應(yīng)的方向 156
7.3.5 酸堿性強(qiáng)弱與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系 159
7.3.6 超酸 163
7.4 酸堿電子理論 163
7.4.1 酸堿電子理論 163
7.4.2 軟硬酸堿理論 165
7.5 化學(xué)中酸堿理論的發(fā)展與創(chuàng)新 167
習(xí)題 167
第8章 氧化還原反應(yīng) 169
8.1 氧化還原的基本概念 169
8.1.1 氧化值 169
8.1.2 氧化還原電對(duì) 171
8.1.3 氧化還原方程式的配平 171
8.2 原電池 173
8.2.1 原電池的原理 173
8.2.2 電極反應(yīng)與電池反應(yīng) 174
8.2.3 原電池的表示方法 175
8.3 電解和電鍍 175
8.3.1 原電池和電解池 176
8.3.2 電解定律 178
8.4 化學(xué)電源筒介 178
8.4.1 酸性鎊鍾電池 179
8.4.2 堿性鎊鍾電池 179
8.4.3 鎳鎘電池 180
8.4.4 鎳氫電池 180
8.4.5 鋰電池和鋰離子電池 180
8.4.6 鉛蓄電池 181
8.4.7 燃料電池 182
習(xí)題 184
第9章 配住化合物 186
9.1 配位化合物 186
9.1.1 配位化合物的定義 187
9.1.2 配位化合物的組成 187
9.1.3 配位化合物的類型 189
9.1.4 配位化合物的命名 190
9.2 配位化合物的異構(gòu)現(xiàn)象與立體結(jié)構(gòu) 191
9.2.1 結(jié)構(gòu)異構(gòu) 192
9.2.2 幾何異構(gòu) 192
9.2.3 對(duì)映異構(gòu) 194
9.3 配位化合物的化學(xué)鍵理論 194
9.3.1 配位化合物的價(jià)鍵理論 195
9.3.2 晶體場(chǎng)理論 199
9.4 配位化合物的結(jié)構(gòu)變形一一姜-泰勒效應(yīng) 208
9.5 配位化合物的重要性 210
9.5.1 配位化合物在無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)方面的應(yīng)用 210
9.5.2 配位催化 212
9.5.3 生物化學(xué)中的配位化合物 212
習(xí)題 213
第10章 化學(xué)平衡通論 215
10.1 可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài) 215
10.1.1 可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡 215
10.1.2 化學(xué)平衡的基本特征 216
10.1.3 化學(xué)平衡常數(shù) 217
10.2 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 219
10.2.1 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) 219
10.2.2 化學(xué)反應(yīng)方向的判斷 222
10.2.3 化學(xué)反應(yīng)等溫式 223
10.2.4 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K與AG的關(guān)系 223
10.3 化學(xué)平衡的移動(dòng) 225
10.3.1 濃度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的影響 225
10.3.2 壓力對(duì)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的影響 227
10.3.3 溫度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的影響 229
10.3.4 從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)等方面來(lái)選擇合理的生產(chǎn)條件 230
習(xí)題 232
第11章 酸葡解離平衡 234
11.1 強(qiáng)電解質(zhì)溶液 234
11.1.1 離子氛與離子強(qiáng)度 235
11.1.2 活度與活皮系數(shù) 236
11.2 弱酸、弱堿的解離平衡 237
11.2.1 水的離子積與溶液的pH 237
11.2.2 一元弱酸、弱堿的解離平衡 238
11.2.3 酸醺指示劑 244
11.2.4 緩沖溶液 246
11.3 鹽類水解 248
習(xí)題 252
第12章 沉淀 溶解平衡 253
12.1 溶度積規(guī)則 253
12.1.1 榕度秧常數(shù) 253
12.1.2 溶度現(xiàn)與辯解度的相互換算 255
12.1.3 溶度積規(guī)則及其應(yīng)用 256
12.2 分步沉淀 259
12.3 沉淀的轉(zhuǎn)化 261
12.4 沉淀的潛解 262
12.4.1 生成弱電解質(zhì)使沉淀溶解 262
12.4.2 通過(guò)氧化還原反應(yīng)使沉淀溶解 263
12.4.3 通過(guò)配位反應(yīng)使沉淀溶解 263
習(xí)題 264
第13章 配位平衡 266
13.1 配位平衡常數(shù) 266
13.1.1 穩(wěn)定常數(shù)和不穩(wěn)定常數(shù) 267
13.1.2 配離子的逐級(jí)穩(wěn)定常數(shù) 268
13.2 影響配位化合物在水溶液中穩(wěn)定性的因素 270
13.2.1 中心原子的結(jié)梅和險(xiǎn)質(zhì)的影響 270
13.2.2 配體性質(zhì)的影響 271
13.3 配位平衡移動(dòng) 273
13.3.1 配離子之間的轉(zhuǎn)化 273
13.3.2 酸堿解離平衡對(duì)配位平衡的影響 274
13.3.3 沉淀-溶解平衡對(duì)配位平衡的影響 274
13.3.4 氧化還原平衡對(duì)配位平衡的影響 275
習(xí)題 276
第14章 氧化還原平衡 277
14.1 電極電勢(shì) 277
14.1.1 電極電勢(shì)的產(chǎn)生一一雙電層理論 277
14.1.2 標(biāo)準(zhǔn)氫電極和甘示電極 278
14.1.3 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)表 280
14.2 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)的應(yīng)用 282
14.2.1 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氧化還原反應(yīng)方向的判斷 282
14.2.2 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氧化劑和還原劑的選擇 284
14.2.3 標(biāo)準(zhǔn)電池電動(dòng)勢(shì)與氧化還原反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) 284
14.3 元素電勢(shì)圖及其應(yīng)用 285
14.3.1 元素電勢(shì)圄 285
14.3.2 元素電勢(shì)圖的應(yīng)用 285
14.4 能斯特方程及其應(yīng)用 287
14.4.1 能斯特方程 287
14.4.2 能斯特方程的應(yīng)用 288
14.4.3 電勢(shì)-pH 圖及其應(yīng)用 294
14.4.4 弗洛斯特圄及其應(yīng)用 296
習(xí)題 298
第15章 堿金屬與暗土金屬 300
15.1 堿金屬、堿土金屬的通性 300
15.1.1 物理性質(zhì) 302
15.1.2 化學(xué)性質(zhì) 302
15.1.3 金屬單質(zhì)的制備 305
15.2 含氧化合物 306
15.2.1 氧化物 306
15.2.2 氫氧化物 309
15.3 鹽類 310
15.3.1 晶體類型 310
15.3.2 鹽的溶解性 311
15.3.3 復(fù)鹽 312
15.3.4 含氧酸鹽的熱穩(wěn)定性 312
15.3.5 重要的鹽簡(jiǎn)介 312
15.3.6 硬水及其軟化 314
15.4 惺、鍵的特殊性與對(duì)角線規(guī)則 315
15.4.1 鏗和鍍的特殊性 315
15.4.2 對(duì)角線規(guī)則 315
習(xí)題 316
第16章 珊族元素 318
16.1 硼族元素概述 318
16.2 硼單質(zhì)及其化合物 320
16.2.1 單質(zhì)硼 320
16.2.2 硼的氫化物 321
16.2.3 硼的含氧化合物 323
16.2.4 硼的鹵化物 328
16.3 鋁單質(zhì)及其化合物 329
16.3.1 鋁單質(zhì) 329
16.3.2 鋁的含氧化合物 331
16.3.3 鋁的三鹵化物 331
16.4 鎵、錮和鉈 332
16.5 惰性電子對(duì)效應(yīng) 333
習(xí)題 335
第17章 碳族元素 336
17.1 碳族元素的通性 336
17.2 碳族元素的單質(zhì)及其化合物 338
17.2.1 碳的單質(zhì) 338
17.2.2 氧化物 340
17.2.3 含氧酸及其鹽 342
17.3 硅單質(zhì)及其化合物 344
17.3.1 單質(zhì)硅 344
17.3.2 硅的含氧化合物 345
17.3.3 硅炕 349
17.3.4 硅的鹵化物 349
17.4 緒、錫、鉛 350
17.4.1 單質(zhì) 350
17.4.2 重要化合物 352
習(xí)題 355
第18章 氯族元素 356
18.1 氮族元素的通性 357
18.2 氮及其化合物 358
18.2.1 單質(zhì)的制備、性質(zhì)和用途 358
18.2.2 氧化物 359
18.2.3 氮的氫化物 361
18.2.4 含氧酸及其鹽 364
18.2.5 氮的鹵化物 369
18.3 磷及其化合物 370
18.3.1 磷單質(zhì) 370
18.3.2 磷的氫化物 373
18.3.3 氧化物 373
18.3.4 含氧酸及其鹽 374
18.3.5 鹵化物 378
18.4 砷、銻、鏘 379
18.4.1 單質(zhì) 379
18.4.2 重要化合物 380
習(xí)題 385
第19章 氧族元素 387
19.1 氧族元素的基本性質(zhì) 387
19.1.1 氧族概述 387
19.1.2 氧族元素的一般性質(zhì) 389
19.1.3 氧的特殊性 390
19.2 臭氧和過(guò)氧化氫 391
19.2.1 臭氧 391
19.2.2 過(guò)氧化氫 393
19.3 硫及其化合物 396
19.3.1 單質(zhì)硫 396
19.3.2 硫的價(jià)鍵特征 398
19.3.3 含硫的化合物的性質(zhì) 399
19.3.4 硫的含氧化合物 401
習(xí)題 408
第20章 鹵素 410
20.1 鹵素的通性 410
20.2 鹵素單質(zhì)及其化合物 412
20.2.1 鹵素單質(zhì)的性質(zhì)、制備及用途 412
20.2.2 鹵化氫和氫鹵酸 418
20.2.3 鹵化物、鹵素互化物、多鹵化物 421
20.2.4 氧化物、含氧酸及其鹽 426
20.2.5 含氧酸的氧化性和熱穩(wěn)定性的變化規(guī)律 432
20.2.6 含氧酸的酸性強(qiáng)弱變化規(guī)律 433
習(xí)題 434
第21章 氫和稀有氣體 435
21.1 氫 436
21.1.1 氫的存在 436
21.1.2 氫的成鍵特征 436
21.1.3 氧的性質(zhì)和應(yīng)用 437
21.1.4 氫的制備 438
21.1.5 氫化物 439
21.1.6 氫能源 441
21.2 稀有氣體 442
21.2.1 稀有氣體的發(fā)現(xiàn) 442
21.2.2 稀有氣體的性質(zhì)和用途 443
21.2.3 稀有氣體的存在和分離 444
21.2.4 稀有氣體化合物 445
21.2.5 稀有氣體化合物的結(jié)構(gòu) 448
習(xí)題 449
第22章 過(guò)渡元素概論 451
22.1 過(guò)渡元素的概念 452
22.2 過(guò)渡元素的通性 452
22.2.1 原子半徑 453
22.2.2 過(guò)元素的物理性質(zhì) 453
22.3 過(guò)渡元素的化學(xué)性質(zhì) 456
22.3.1 過(guò)渡金屬單質(zhì)的化學(xué)活潑性 456
22.3.2 過(guò)渡元素的氧化態(tài)及其穩(wěn)定性 456
22.4 元機(jī)顏料和化合物的顏色460
22.4.1 元機(jī)顏料 460
22.4.2 過(guò)渡元素的離子的顏色 460
22.5 過(guò)渡元素的磁性 461
22.6 過(guò)夜元素配位化合物 462
22.7 過(guò)渡金屬與工業(yè)催化 463
習(xí)題 463
第23章 4～7 族重要元素及其化合物 465
23.1 鐵分族 465
23.1.1 鉑及其重要化合物 465
23.1.2 鉑和鑭 469
23.2 鉑分族 469
23.2.1 鉑及其重要化合物 469
23.2.2 鉑和鈕 472
23.3 錨分鉑 473
23.3.1 錯(cuò)及其重要化合物 473
23.3.2 錮和鎢 478
23.4 鉑分族 479
23.4.1 鉑元素及其重要的化合物 479
23.4.2 鉑和鎢 483
習(xí)題 484
第24章 8～10 族元素 486
24.1 鐵系元素資源 486
24.1.1 鐵系元素概述 486
24.1.2 鐵系元素的重要化合物 488
24.2 鉛系元素499
24.2.1 鈾系元素概述 499
24.2.2 鈾系元素的重要化合物 501
習(xí)題 502
第25章 11族元素和12 族元素 504
25.1 銅族元素 504
25.1.1 單質(zhì) 506
25.1.2 銅的化合物 507
25.1.3 銀的重要化合物 512
25.1.4 金的重要化合物 514
25.2 鐵族元素 514
25.2.1 單質(zhì) 516
25.2.2 重要化合物 516
25.2.3 鉈的生物作用和含鋪、柔廢水的處理 520
習(xí)題 522
第26章 鋪票元素和銅系元素 524
26.1 錮系元素 524
26.1.1 制系元素的通性 524
26.1.2 帽系元素單質(zhì) 528
26.1.3 制系元素的重要化合物 530
26.2 稀土元素 535
26.2.1 稀土元素的發(fā)現(xiàn) 535
26.2.2 稀土礦物 536
26.2.3 稀土元素提取 538
26.2.4 稀土元素的相互分離 539
26.2.5 稀土元素的應(yīng)用簡(jiǎn)介 542
26.3 銅系元素簡(jiǎn)介 545
習(xí)題 548
第27章 核化學(xué) 549
27.1 原子核的組成和基本粒子的概念 550
27.1.1 原子核的組成 550
27.1.2 亞原子位子 550
27.2 放射性衰變自發(fā)核反應(yīng) 552
27.3 誘導(dǎo)核反應(yīng) 555
27.3.1 中子捕獲反應(yīng)和其他雙核反應(yīng) 555
27.3.2 人工核反應(yīng) 556
27.3.3 核裂變與核聚變 556
27.4 質(zhì)量虧損和核結(jié)合能 558
27.5 放射性核素的應(yīng)用 559
27.6 超重元素的合成及其鑒定方法 561
27.6.1 超重元素的合成 561
27.6.2 超重元素的鑒定方法 563
習(xí)題 564
參考文獻(xiàn) 565
附錄 566
附錄1 我國(guó)的法定計(jì)量單位 566
附錄2 一些物理和化學(xué)的基本常數(shù) 566
附錄3 一些弱酸、弱堿在水中的解離平衡常數(shù)K（298K） 567
附錄4 常見(jiàn)難溶電解質(zhì)的溶度積KL（298K） 568
附錄5 常見(jiàn)配位化舍物的穩(wěn)定常數(shù) 570
附錄6 常見(jiàn)單質(zhì)和化合物的熱力學(xué)函數(shù)（298K 100kPa） 575
附錄7 常見(jiàn)電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)（298K） 579