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上篇 原理·结构1

第1章 化学热力学基础1

1.1基本概念和术语2

1.1.1体系和环境2

1.1.2状态和状态函数2

1.1.3热、功和热力学能3

1.1.4过程和途径4

1.1.5热化学方程式和反应进度4

1.2化学反应热和反应焓变5

1.2.1热力学第一定律6

1.2.2定容反应热6

1.2.3定压反应热与反应的焓变7

1.2.4 Qp与Qv的关系7

1.2.5热化学标准条件与标准摩尔生成焓8

1.3化学反应热的热力学计算10

1.3.1由标准摩尔生成焓计算反应热10

1.3.2由标准摩尔燃烧焓计算反应热11

1.3.3由盖斯定律计算反应热12

1.3.4由键焓估算反应热13

1.4化学反应的方向14

1.4.1化学反应的自发性14

1.4.2熵、熵变及规律14

1.4.3吉布斯自由能变和化学反应的方向16

1.4.4标准吉布斯自由能变的计算17

综合性思考题19

复习思考题19

习题21

【教学纲要】25

第2章 化学动力学基础27

2.1化学反应速率的基本概念27

2.1.1化学反应速率的表示方法27

2.1.2基元反应与反应机理28

2.2化学反应速率理论29

2.2.1分子碰撞理论简介29

2.2.2过渡状态理论简介30

2.2.3活化能与反应热的关系31

2.3浓度对化学反应速率的影响32

2.3.1速率方程与反应级数32

2.3.2质量作用定律33

2.3.3浓度与时间的定量关系34

2.4温度对反应速率的影响35

2.4.1阿伦尼乌斯方程36

2.4.2阿伦尼乌斯方程的应用37

2.5催化剂对反应速率的影响37

2.5.1催化剂的基本特征37

2.5.2均相催化和多相催化38

2.5.3酶催化39

综合性思考题39

复习思考题40

习题41

【教学纲要】43

第3章 化学平衡原理44

3.1化学平衡系统44

3.1.1实验平衡常数44

3.1.2标准平衡常数44

3.1.3多重平衡规则46

3.1.4反应商Q47

3.2化学平衡与吉布斯自由能变47

3.2.1化学等温方程与反应商判据47

3.2.2范特霍夫方程49

3.3化学平衡的移动50

3.3.1浓度对化学平衡移动的影响50

3.3.2压力对化学平衡移动的影响51

3.3.3温度对化学平衡移动的影响52

3.4化学平衡的计算53

3.4.1气体定律53

3.4.2平衡组成的计算54

综合性思考题57

复习思考题58

习题59

【教学纲要】61

第4章 酸碱平衡63

4.1酸碱质子理论63

4.1.1酸碱的定义与共轭酸碱对63

4.1.2酸碱反应64

4.1.3共轭酸碱对Ka？与Kb？的关系64

4.2弱电解质的解离平衡65

4.2.1一元弱酸弱碱的解离平衡65

4.2.2多元弱电解质的解离平衡68

4.2.3盐溶液中的解离平衡69

4.2.4酸碱平衡移动73

4.3缓冲溶液75

4.3.1缓冲作用原理75

4.3.2缓冲溶液pH值的计算76

4.3.3缓冲容量及缓冲范围77

4.3.4缓冲对的选择及缓冲溶液的配制79

4.3.5缓冲溶液的生物学意义79

4.4溶液的浓度80

4.4.1物质的量浓度80

4.4.2质量摩尔浓度80

4.4.3物质的量分数80

4.5强电解质溶液81

阅读材料82

综合性思考题83

复习思考题84

习题84

【教学纲要】86

第5章 沉淀溶解平衡89

5.1溶度积原理89

5.1.1溶度积常数89

5.1.2溶度积与溶解度90

5.1.3溶度积常数与自由能变90

5.2沉淀的生成与溶解91

5.2.1溶度积规则91

5.2.2沉淀的生成92

5.2.3分步沉淀94

5.2.4沉淀的溶解95

5.2.5沉淀的转化99

综合性思考题99

复习思考题100

习题100

【教学纲要】104

第6章 氧化还原反应105

6.1氧化还原反应方程式的配平105

6.1.1氧化数105

6.1.2离子—电子法配平反应方程式106

6.2原电池与电极电势108

6.2.1原电池构造108

6.2.2电解与法拉第定律109

6.2.3电极电势的产生与测定110

6.3影响电极电势的因素113

6.3.1能斯特方程113

6.3.2浓度对电极电势的影响113

6.3.3酸度对电极电势的影响114

6.3.4生成沉淀对电极电势的影响114

6.3.5生成配合物对电极电势的影响116

6.4电极电势的应用116

6.4.1判断原电池正负极和书写原电池符号116

6.4.2比较氧化剂和还原剂的相对强弱117

6.4.3选择合适的氧化剂和还原剂117

6.4.4判断氧化还原反应的方向118

6.4.5判断氧化还原反应进行的程度119

6.4.6计算难溶电解质的溶度积120

6.4.7元素电势图及其应用120

阅读材料122

综合性思考题125

复习思考题126

习题126

【教学纲要】129

第7章 配位化合物132

7.1配合物的基本概念132

7.1.1配合物的定义132

7.1.2配合物的组成132

7.1.3配合物的化学式及命名134

7.2配位平衡135

7.2.1配位平衡常数135

7.2.2配位平衡与酸碱平衡137

7.2.3配位平衡与沉淀溶解平衡138

7.2.4配位平衡与氧化还原平衡140

7.2.5配位平衡间的相互转化142

7.3螯合物142

7.3.1螯合物的基本概念142

7.3.2螯合物的应用143

综合性思考题144

复习思考题145

习题145

【教学纲要】146

第8章 原子结构148

8.1原子结构理论的发展148

8.2量子力学原子模型150

8.2.1核外电子运动的特征150

8.2.2核外电子运动状态的描述152

8.2.3量子数、原子轨道和电子运动状态155

8.3原子核外电子排布与元素周期律158

8.3.1基态原子中电子排布原理158

8.3.2多电子原子的电子排布159

8.3.3原子的电子层结构与元素周期律163

8.4元素性质的周期性165

8.4.1原子半径165

8.4.2电离能（I）166

8.4.3电子亲和能（A）167

8.4.4电负性（x）168

复习思考题169

习题170

【教学纲要】171

第9章 化学键与分子结构174

9.1离子键理论174

9.1.1离子键的理论要点174

9.1.2离子键的强度175

9.2价键理论（VB法）176

9.2.1共价键理论的发展176

9.2.2价键理论要点176

9.2.3共价键的类型177

9.2.4共价键的强度179

9.3杂化轨道理论180

9.3.1杂化轨道理论的建立180

9.3.2杂化轨道类型与分子空间构型的关系181

9.4配合物中的化学键理论184

9.4.1价键理论的要点184

9.4.2配合物的几何构型184

9.5分子轨道理论188

9.5.1分子轨道理论要点189

9.5.2分子轨道能级及应用190

9.6分子间力和氢键193

9.6.1分子的极性和变形性193

9.6.2分子间力196

9.6.3分子间力对物质物理性质的影响197

9.6.4氢键198

复习思考题199

习题200

【教学纲要】201

第10章固体结构与性质205

10.1晶体及内部结构205

10.1.1晶体结构的特征205

10.1.2晶体的内部结构206

10.1.3单晶体、多晶体和非晶体209

10.1.4晶体类型211

10.2金属晶体211

10.2.1金属晶体的结构211

10.2.2金属键理论213

10.3离子晶体215

10.3.1常见的晶体类型215

10.3.2半径比规则216

10.3.3晶格能218

10.3.4离子极化220

10.4分子晶体和原子晶体222

10.4.1分子晶体222

10.4.2原子晶体222

10.4.3层状晶体223

复习思考题224

习题225

【教学纲要】226

下篇 元素化学227

第11章氢、稀有气体227

11.1氢227

11.1.1氢的自然资源227

11.1.2氢的成键特征228

11.1.3氢的性质和用途229

11.1.4氢的制备231

11.1.5氢化物232

11.1.6氢能源234

11.2稀有气体235

11.2.1稀有气体的发现235

11.2.2稀有气体的性质和用途236

11.2.3稀有气体化合物237

复习思考题238

习题239

【教学纲要】239

第12章s区元素241

12.1 s区元素概述241

12.1.1 s区元素的存在241

12.1.2 s区元素的通性241

12.2 s区元素的单质及其化合物243

12.2.1单质的特性243

12.2.2氢化物243

12.2.3氧化物244

12.2.4氢氧化物245

12.2.5重要盐类及其性质245

12.2.6 K+，Na+，Mg2+， Ca2+ ，Ba2+的鉴定246

12.3锂、铍的特殊性246

12.3.1锂的特殊性246

12.3.2铍的特殊性247

12.3.3对角线关系247

12.3.4对角线规则247

复习思考题248

习题248

【教学纲要】249

第13章p区元素（一）250

13.1 p区元素概述251

13.1.1 p区的组成元素251

13.1.2价电子结构特征251

13.1.3氧化态及惰性电子对效应252

13.1.4电负性变化规律252

13.1.5半径变化规律252

13.1.6元素性质变化的反常性、异样性、二次周期性253

13.2硼族元素（ⅢA）255

13.2.1硼族元素的通性255

13.2.2硼及其重要化合物256

13.2.3铝及其重要化合物265

13.3碳族元素269

13.3.1碳族元素的通性269

13.3.2碳及其重要化合物270

13.3.3硅及其重要化合物274

13.3.4锡、铅及其重要化合物277

13.3.5新型无机材料简介282

复习思考题283

习题283

【教学纲要】285

第14章P区元素（一）氮族元素290

14.1氮族元素的通性290

14.2氮及其重要化合物291

14.2.1氮气的制备及其特性291

14.2.2氨和铵盐292

14.2.3氮的氧化物、含氧酸及其盐294

14.3磷及其重要化合物299

14.3.1磷的同素异形体299

14.3.2磷的氢化物300

14.3.3磷的氧化物、含氧酸及其盐300

14.3.4磷的卤化物304

14.4砷、锑、铋及其重要化合物305

14.4.1砷、锑、铋的单质305

14.4.2砷、锑、铋的氢化物305

14.4.3砷、锑、铋的氧化物、氢氧化物及含氧酸306

14.4.4砷、锑、铋的盐类307

复习思考题308

习题308

【教学纲要】310

第15章P区元素（二）313

15.1氧族元素313

15.1.1氧族元素的通性313

15.1.2氧及其化合物315

15.1.3硫及其化合物318

15.2卤素328

15.2.1卤素元素的通性328

15.2.2卤素单质329

15.2.3卤化氢和氢卤酸332

15.2.4卤化物334

15.2.5卤素含氧酸及其盐334

15.2.6拟卤素338

复习思考题339

习题339

【教学纲要】341

第16章d区元素（一）344

16.1 d区元素的通性344

16.1.1 d区元素原子的价电子结构344

16.1.2 d区元素的原子半径344

16.1.3 d区元素的氧化态344

16.1.4 d区元素的物理性质345

16.1.5 d区元素的化学性质345

16.1.6 d区元素的离子颜色346

16.2钛及其重要化合物346

16.2.1钛的性质和用途346

16.2.2钛的重要化合物347

16.3钒及其重要化合物348

16.3.1五氧化二钒348

16.3.2钒酸及其盐348

16.4铬、钼、钨及其重要化合物349

16.4.1铬、钼、钨的性质和用途349

16.4.2铬的重要化合物349

16.4.3钼和钨的重要化合物352

16.5锰及其重要化合物352

16.5.1锰的性质和用途352

16.5.2锰的重要化合物353

16.6铁、钴、镍及其重要化合物355

16.6.1铁、钴、镍的性质和用途355

16.6.2铁、钴、镍的氧化物和氢氧化物355

16.6.3铁、钴、镍的盐类356

16.6.4铁、钴、镍的配合物356

复习思考题358

习题358

【教学纲要】360

第17章d区元素（二）363

17.1铜、锌族元素的通性363

17.2铜、锌族元素单质的性质和用途364

17.2.1铜族元素单质的性质和用途364

17.2.2锌族元素单质的性质和用途365

17.3铜和银的重要化合物366

17.3.1氧化物和氢氧化物366

17.3.2盐类367

17.3.3配合物369

17.3.4 Cu （Ⅰ）和Cu（Ⅱ）的相互转化371

17.4锌族元素的重要化合物372

17.4.1氧化物和氢氧化物372

17.4.2盐类373

17.4.3配合物375

17.4.4 Hg（Ⅰ）和Hg（Ⅱ）的相互转化376

复习思考题376

习题377

【教学纲要】379

第18章f区元素381

18.1镧系元素381

18.1.1稀土元素通性381

18.1.2镧系元素通性382

18.1.3镧系元素的重要化合物386

18.2锕系元素391

18.2.1锕系元素的通性391

18.2.2钍和铀的重要化合物392

18.3核化学简介395

18.3.1核结构395

18.3.2核反应399

18.3.3核能的利用400

复习思考题403

习题403

【教学纲要】404

附录A基本物理常数表405

附录B单位换算405

附录C常用的酸碱密度、百分比浓度406

附录D弱酸、弱碱的解离常数406

附录E难溶化合物的溶度积常数407

附录F一些物质的标准生成焓、标准生成自由能和标准熵409

附录G水合离子的标准生成焓、标准生成自由能和标准熵412

附录H标准电极电势413

附录I一些配离子的稳定常数416

参考文献417