《無機化學簡明教程》系統(tǒng)介紹了化學反應基本原理、酸堿反應、原子結構、分子結構與晶體結構、配位化合物、氧化還原反應、主族元素、副族元素等內(nèi)容,以物質結構和能量變化為主線,以化學平衡理論為依托,以元素化合物的性質及其應用為基本內(nèi)容,構成了完整的知識系統(tǒng)。在內(nèi)容上力求處理好繼承與改革、理論與應用、知識與能力的關系。每章分教學基本要求內(nèi)容,選講內(nèi)容和擴展內(nèi)容(閱讀材料)三個層次。
《無機化學簡明教程》可作為化學、化工、生工、輕工、材料等專業(yè)及其他相關專業(yè)的無機化學課程教材或參考書,也可供相關專業(yè)技術人員、科研人員參考,還可供社會相關讀者閱讀。
化學是研究物質組成、結構、性質及其變化規(guī)律的自然科學,與社會發(fā)展、人們的生活聯(lián)系緊密。無機化學是研究除碳氫化合物及其衍生物外所有元素的單質和化合物的組成、結構、性質和反應規(guī)律以及它們之間相互聯(lián)系的學科。它是高等學;瘜W、化工、生物工程、輕工、材料等專業(yè)開設的第一門基礎課程,也是后續(xù)化學課程的基礎。今天,進入大眾化階段的高等教育,強調(diào)素質教育與能力培養(yǎng),原無機化學課程的學時數(shù)普遍削減,多年使用的無機化學教材深感不適;且由于各高校的學生生源、教學條件和教學環(huán)境的不同,辦學思想和目標也有一定的差異,所以不同類型學校無機化學的課程目標、課程體系、教學思想、教學手段方法都存在著較大差異。我們在教學改革實踐中,經(jīng)常思考、探索應該為一般普通本科理工科大學生提供什么樣的無機化學教材,適應新世紀應用型人才培養(yǎng)的需要,從而達到定位準確、簡明實用、應用性強、提高質量的目的。為此,利用四川省無機化學精品課程建設平臺,確定了編寫本教程的基本思路和框架結構,以物質結構和能量變化為主線,以化學平衡理論為依托,以元素化合物的性質及其應用為基本內(nèi)容展開,構成一個完整的知識系統(tǒng)。在《無機化學簡明教程》的編寫中努力做到以下幾方面。
1力求處理好繼承與改革、理論與應用、知識與能力的關系。
2適應減少課內(nèi)學時,優(yōu)化課程結構的時代要求。結合四大化學整體內(nèi)容,對傳統(tǒng)的無機化學內(nèi)容加以整合、重組、優(yōu)化,如對于熱力學部分,因為在物理化學中將系統(tǒng)學習,故只根據(jù)無機化學課程的需要介紹焓、熵、自由能的物理意義及簡單計算、應用,避免同層次、低水平的重復,既精簡了教學學時,又保持了無機化學學科的科學性和系統(tǒng)性,在有限的教學學時中,讓學生掌握相關知識。
3力求少一些注入式,多一些討論式和研究式,以調(diào)動學生的主觀能動性,培養(yǎng)學生查閱文獻、自學及綜合運用知識解決問題的能力。
4每章(節(jié))編寫了較多的思考題,通過對問題的分析討論,讓學生在課堂教學前對有關內(nèi)容做到心中有數(shù),提高學習的主動性。
5力圖使理論部分的內(nèi)容能“為我所用”、“夠我所用”!皟(nèi)容提要”對知識系統(tǒng)的歸納總結,使學生能抓住重點,找到難點,提高學習效率。
6既講“是什么”,更講“為什么”和“怎么做”,使學生學會提問,學會思維,學會解決。同時通過教材中使用的類比、聯(lián)想和推理等跳躍思維的方法,啟發(fā)學生,使其逐步學會科學的思維方法,增強創(chuàng)新能力。
7避免復雜的理論推導,力求深入淺出,通俗易懂,便于自學。
本教程包含結構理論基礎、化學反應基本原理及元素化學三部分。本書內(nèi)容分為三個層次:(1)課程的基本內(nèi)容,與教學基本要求相呼應;(2)加 號的部分為選講內(nèi)容,可根據(jù)需要靈活選擇,也可供學生自學;(3)閱讀材料為學生選讀內(nèi)容,擴大知識面、拓寬思路,屬于擴展內(nèi)容。本教程由丁杰主編,并負責《無機化學簡明教程》的策劃、編排和審訂及最后的統(tǒng)稿工作,曾鳳春任副主編。全書共八章,第一、二章和第八章由丁杰編寫;第三、四章由曾鳳春編寫;第五章由張英編寫;第六章由蔡述蘭編寫;第七章由黃生田編寫。在編寫過程中,無機化學教研室的有關老師給予了大力支持,特此表示感謝。本教程可作為化學、化工、生物工程、輕工、材料等專業(yè)及其他相關專業(yè)的教材或參考書,也可供社會讀者閱讀。
第一章 化學反應基本原理
第一節(jié) 化學熱力學簡介
一、局限性
二、熱力學專門術語
第二節(jié) 化學反應的方向
一、自發(fā)過程
二、化學反應熱效應、反應焓變
三、標準態(tài)時反應的方向
第三節(jié) 反應的限度——化學平衡
一、反應限度的判據(jù)——化學平衡
二、多重平衡規(guī)則——平衡常數(shù)的組合
三、平衡計算——應用
四、化學平衡移動
第四節(jié) 化學反應速率
一、反應速率的概念
二、反應速率理論
三、影響反應速率的因素
閱讀材料反應原理綜合應用
習題
第二章 酸堿反應
第一節(jié) 酸堿理論
一、酸堿電離理論
二、酸堿質子理論
三、Lewis酸堿電子理論
第二節(jié) 酸堿平衡
一、電離平衡
二、水解平衡
三、沉淀平衡
四、影響酸堿平衡的因素
習題
第三章 原子結構
第一節(jié) 原子核外的電子運動
一、核外電子運動的量子化
二、電子運動的二象性
三、核外電子運動的描述
第二節(jié) 原子結構與元素周期表
一、多電子原子軌道能級
二、基態(tài)原子的電子排布
三、原子結構與元素周期表
第三節(jié) 元素性質的周期性
一、原子半徑
二、電離能(I)
三、電子親和能(A)
四、電負性(χ)
習題
第四章 分子結構與晶體結構
第一節(jié) 化學鍵與鍵參數(shù)
一、化學鍵及其類型
二、鍵參數(shù)
第二節(jié) 離子鍵和離子化合物
一、離子鍵與離子化合物
二、離子晶體及其特性
三、晶格能——離子晶體強度的表征
第三節(jié) 共價鍵與共價化合物
一、價鍵理論
二、雜化軌道理論
三、價層電子對互斥理論*(VSEPR)
四、分子軌道理論
五、分子間作用力
六、共價物質的晶體結構
第四節(jié) 金屬鍵與金屬晶體
一、金屬晶體
二、金屬鍵的自由電子理論——改性共價鍵理論
三、金屬鍵的能帶理論簡介*(分子軌道理論的應用)
第五節(jié) 離子極化
一、離子極化
二、離子極化規(guī)律
三、離子極化對物質結構和性質的影響
習題
第五章 配位化合物
第一節(jié) 配位化合物基本概念
一、配位化合物的定義
二、配合物組成
三、配位化合物的命名
第二節(jié) 配位化合物的結構
一、價鍵理論——VB法應用
二、晶體場理論*
第三節(jié) 配位平衡——配合物的穩(wěn)定性
一、配位平衡及其平衡常數(shù)
二、配離子平衡常數(shù)的應用——有關計算
閱讀材料
習題
第六章 氧化還原反應
第一節(jié) 氧化還原反應基本概念
一、氧化數(shù)
二、氧化還原反應——對立的統(tǒng)一體
三、氧化還原反應方程式配平
第二節(jié) 原電池與電極電勢
一、原電池
二、電極電勢及其測定
三、電極電勢的意義和應用
四、影響電極電勢的因素
五、元素電勢圖及其應用
閱讀材料
習題
第七章 主族元素
第一節(jié) s區(qū)元素
一、結構特征及性質變化規(guī)律
二、堿金屬和堿土金屬的單質
三、堿金屬和堿土金屬的化合物
四、鋰、鈹?shù)奶厥庑约皩切砸?guī)則
習題
第二節(jié) p區(qū)元素
一、鹵素
習題
二、氧、硫
習題
三、氮族元素
習題
四、碳、硅、硼和錫、鉛、鋁
習題
五、氫、稀有氣體*
習題
閱讀材料
第八章 副族元素
第一節(jié) 過渡元素通論
第二節(jié) d區(qū)元素
一、鈦釩
二、鉻錳
三、鐵系元素——Fe、Co、Ni
第三節(jié) ds區(qū)元素
一、概述
二、銅和銀的重要化合物
三、鋅、鎘、汞的重要化合物
習題
附錄
附錄1 一些物質的熱力學性質
附錄2 常用酸堿指示劑
附錄3 常見弱電解質的電離常數(shù)
附錄4 難溶電解質的溶度積
附錄5 某些配離子的標準穩(wěn)定常數(shù)
附錄6 標準電極電勢
參考文獻