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第1章 化学反应中的质量关系和能量关系1

1.1 物质的聚集态和层次1

1.1.1 物质的聚集态1

1.1.2 物质的层次2

1.2 化学中的计量2

1.2.1 相对原子质量和相对分子质量2

1.2.2 物质的量及其单位3

1.2.3 摩尔质量和摩尔体积4

1.2.4 物质的量浓度4

1.2.5 气体的计量5

1.2.6 化学计量化合物7

1.3 化学反应中的质量关系7

1.3.1 应用化学反应方程式的计算7

1.3.2 化学计量数与反应进度8

1.3.3 物料衡算在化工生产中的作用10

1.4 化学反应中的能量关系10

1.4.1 基本概念和术语10

1.4.2 反应热和反应焓变12

1.4.3 应用标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓变14

1.4.4 能量衡算在化工生产中的作用16

［拓宽视野］ 化学与化工17

思考题18

习题19

第2章 化学反应的方向、速率和限度22

2.1 化学反应的方向和吉布斯自由能变22

2.1.1 化学反应的自发过程22

2.1.2 影响化学反应方向的因素23

2.1.3 热化学反应方向的判断25

2.1.4 使用△rGm判据的条件27

2.2 化学反应速率28

2.2.1 反应速率的定义28

2.2.2 化学反应的活化能29

2.2.3 影响化学反应速率的因素31

2.3 化学反应的限度35

2.3.1 可逆反应与化学平衡35

2.3.2 平衡常数36

2.3.3 化学平衡的计算39

2.4 化学平衡的移动42

2.4.1 浓度对化学平衡的影响42

2.4.2 压力对化学平衡的影响43

2.4.3 温度对化学平衡的影响45

2.4.4 催化剂和化学平衡46

［拓宽视野］ 极端条件对化学反应的影响47

思考题48

习题50

第3章 酸碱反应和沉淀反应53

3.1 水的解离反应和溶液的酸碱性53

3.1.1 酸碱的解离理论53

3.1.2 水的解离反应和溶液的酸碱性53

3.2 弱电解质的解离反应55

3.2.1 解离平衡和解离常数55

3.2.2 解离度和稀释定律56

3.2.3 弱酸或弱碱溶液中离子浓度的计算56

3.2.4 多元弱酸的分步解离57

3.2.5 解离平衡的移动 同离子效应59

3.2.6 缓冲溶液60

3.3 盐类的水解反应61

3.3.1 水解反应和水解常数61

3.3.2 分步水解62

3.3.3 盐溶液pH的近似计算63

3.3.4 影响盐类水解度的因素63

3.3.5 盐类水解的抑制和利用63

3.4 沉淀反应64

3.4.1 难溶电解质的溶度积和溶解度64

3.4.2 沉淀反应66

3.4.3 沉淀的溶解和转化71

3.4.4 沉淀反应的应用73

［拓宽视野］ 近代酸碱理论简介74

思考题75

习题76

第4章 氧化还原反应与应用电化学79

4.1 氧化还原方程式的配平79

4.1.1 氧化数法79

4.1.2 离子－电子法（或半电池法）80

4.1.3 无机物与有机物之间发生的氧化还原反应方程式的配平81

4.2 电极电势84

4.2.1 原电池84

4.2.2 电极电势的产生85

4.2.3 电极电势的测定86

4.2.4 影响电极电势的因素87

4.2.5 电极电势的应用89

4.3 氧化还原反应的方向和限度92

4.3.1 氧化还原反应的方向92

4.3.2 氧化还原反应的限度93

4.4 电势图及其应用94

4.4.1 元素标准电极电势图及其应用94

4.4.2 △fGΘm-N图96

4.5 实用电池98

4.5.1 一次电池98

4.5.2 二次电池99

4.5.3 锂离子电池100

4.5.4 燃料电池100

4.6 电解101

4.6.1 电解精制金属101

4.6.2 电解抛光、加工101

4.7 电镀102

4.8 金属腐蚀与防腐103

4.8.1 金属的腐蚀103

4.8.2 金属腐蚀的预防103

［拓宽视野］ 无机非水溶液中的无机化学反应104

思考题106

习题108

第5章 原子结构与元素周期性110

5.1 原子和元素110

5.1.1 原子的组成和元素110

5.1.2 原子轨道能级111

5.2 原子结构的近代概念112

5.2.1 电子的波粒二象性112

5.2.2 概率112

5.2.3 原子轨道113

5.2.4 电子云114

5.2.5 量子数115

5.2.6 原子的观察和操纵116

5.3 原子中电子的分布117

5.3.1 基态原子中电子分布原理117

5.3.2 多电子原子轨道的能级117

5.3.3 基态原子中电子的分布118

5.3.4 简单基态阳离子的电子分布123

5.3.5 元素周期系与核外电子分布的关系123

5.3.6 元素周期表124

5.4 原子性质的周期性124

5.4.1 原子半径125

5.4.2 电离能和电子亲和能126

5.4.3 电负性（X）127

5.4.4 元素的氧化数127

5.4.5 元素的金属性和非金属性129

［拓宽视野］ 微观物质的深层次剖示129

思考题130

习题131

第6章 分子的结构与性质134

6.1 键参数134

6.1.1 键能134

6.1.2 键长135

6.1.3 键角136

6.2 价键理论136

6.2.1 共价键136

6.2.2 离子键141

6.3 分子的几何构型142

6.3.1 经典价键理论的局限性142

6.3.2 杂化轨道理论143

6.3.3 价层电子对互斥理论147

6.4 分子轨道理论152

6.4.1 分子轨道的基本概念153

6.4.2 分子轨道的形成153

6.4.3 分子轨道的能级155

6.4.4 分子轨道理论的应用156

6.5 分子间力和氢键159

6.5.1 分子的极性和变形性159

6.5.2 分子间力161

6.5.3 氢键164

6.5.4 拓扑键和超分子166

6.5.5 分子组成、结构的测定和分子工程学167

［拓宽视野］ 分子概念的拓展与化学定义的演化168

思考题168

习题170

第7章 固体的结构与性质172

7.1 晶体和非晶体172

7.1.1 晶体的特征172

7.1.2 晶体的内部结构173

7.1.3 单晶体和多晶体174

7.1.4 非晶体物质174

7.1.5 液晶175

7.2 离子晶体及其性质175

7.2.1 离子晶体的特征和性质175

7.2.2 离子晶体中最简单的结构类型176

7.2.3 离子晶体的稳定性177

7.3 原子晶体和分子晶体178

7.3.1 原子晶体178

7.3.2 分子晶体178

7.4 金属晶体179

7.4.1 金属晶体的内部结构179

7.4.2 金属键180

7.4.3 金属键的能带理论180

7.5 混合型晶体和晶体的缺陷182

7.5.1 混合型晶体182

7.5.2 实际晶体的缺陷及其影响183

7.5.3 非化学计量化合物184

7.5.4 实际晶体的键型变异184

7.6 离子极化对物质性质的影响185

7.6.1 离子的电子构型185

7.6.2 离子极化的概念186

7.6.3 离子极化对物质结构和性质的影响188

7.7 固体的物性189

7.7.1 解理性189

7.7.2 硬度190

7.7.3 非线性光学效应190

7.7.4 超导性191

7.7.5 纳米物质的特异性191

［拓宽视野］ 固相反应192

思考题194

习题195

第8章 配合物的结构和性质197

8.1 配合物的基本概念197

8.1.1 配合物的组成197

8.1.2 配合物的化学式及命名200

8.2 配合物的化学键理论201

8.2.1 价键理论201

8.2.2 晶体场理论204

8.3 配合物在水溶液中的稳定性211

8.3.1 配位－解离平衡及其平衡常数211

8.3.2 配离子稳定常数的有关计算212

8.4 几类典型的配合物215

8.4.1 简单配合物215

8.4.2 螯合物215

8.4.3 羰合物216

8.4.4 配合物形成体和配位原子在周期系中的分布216

8.5 配位化学的应用217

［拓宽视野］ 配位化学发展前景219

思考题220

习题221

第9章 氢、稀有气体224

9.1 元素概述224

9.1.1 元素的分类224

9.1.2 元素在自然界中的存在形态225

9.1.3 元素的分布和我国的自然资源225

9.1.4 单质的制取方法227

9.2 氢228

9.2.1 氢原子的性质及其成键特征228

9.2.2 氢气的性质和用途229

9.2.3 氢气的制备方法231

9.3 稀有气体232

9.3.1 稀有气体的存在与发现232

9.3.2 稀有气体的结构、性质和用途232

9.3.3 稀有气体化合物233

［拓宽视野］ 元素的起源和演化235

思考题236

习题236

第10章 碱金属和碱土金属元素237

10.1 s区元素概述237

10.2 碱金属和碱土金属的性质237

10.3 氢化物241

10.4 氧化物242

10.4.1 正常氧化物242

10.4.2 过氧化物和超氧化物243

10.4.3 臭氧化物和低氧化物244

10.5 氢氧化物244

10.5.1 碱金属和碱土金属氢氧化物的碱性244

10.5.2 碱金属和碱土金属氢氧化物的溶解性246

10.6 盐类246

10.6.1 盐类的性质246

10.6.2 某些盐类的生产和用途248

10.7 配合物249

［拓宽视野］ 我国盐湖资源的开发251

思考题251

习题252

第11章 卤素和氧族元素254

11.1 p区元素概述254

11.2 卤族元素254

11.2.1 卤族元素通性254

11.2.2 卤素单质255

11.2.3 卤化氢和氢卤酸259

11.2.4 卤化物262

11.2.5 氯的含氧酸及其盐263

11.2.6 拟卤素化合物、离子及其盐267

11.3 氧族元素267

11.3.1 氧族元素概述267

11.3.2 氧和臭氧268

11.3.3 水270

11.3.4 过氧化氢272

11.3.5 硫化氢、硫化物和多硫化物274

11.3.6 硫的氧化物、含氧酸及其盐277

［拓宽视野］ 海洋资源的综合利用285

思考题286

习题287

第12章 氮族、碳族和硼族元素289

12.1 氮族元素289

12.1.1 氮族元素概述289

12.1.2 氮气290

12.1.3 氨及铵盐291

12.1.4 氮的氧化物、含氧酸及其盐293

12.1.5 磷的含氧酸及其盐298

12.1.6 砷、锑、铋及其重要化合物301

12.2 碳族元素304

12.2.1 碳族元素概述304

12.2.2 碳及其重要化合物305

12.2.3 硅及其重要化合物308

12.2.4 锡、铅的重要化合物313

12.3 硼族元素316

12.3.1 硼族元素概述316

12.3.2 硼的氢化物317

12.3.3 硼酸及其盐318

12.3.4 氧化铝和氢氧化铝319

12.3.5 铝盐320

12.4 对角关系322

［拓宽视野］ 氮、碳元素在自然界中的循环323

思考题324

习题325

第13章 过渡元素（一）328

13.1 过渡元素概述328

13.1.1 过渡元素原子的特征328

13.1.2 单质的物理性质330

13.1.3 金属活泼性330

13.1.4 氧化数331

13.1.5 非整比化合物332

13.1.6 化合物的颜色333

13.1.7 配位催化334

13.1.8 磁性334

13.1.9 金属原子簇化合物334

13.2 钛族、钒族元素335

13.2.1 钛族、钒族元素概述335

13.2.2 钛的重要化合物336

13.2.3 钒、铌、钽的重要化合物339

13.3 铬族元素341

13.3.1 铬族元素概述341

13.3.2 铬的重要化合物342

13.3.3 重要工业铬产品的制备345

13.3.4 钼和钨的重要化合物346

13.4 锰族元素348

13.4.1 锰族元素概述348

13.4.2 锰的重要化合物349

13.5 铁系和铂系元素351

13.5.1 铁系和铂系元素概述351

13.5.2 铁、钴、镍的化合物353

13.5.3 过渡金属有机化合物与催化357

［拓宽视野］ 我国的矿产资源358

思考题359

习题360

第14章 过渡元素（二）364

14.1 铜族元素364

14.1.1 铜族元素概述364

14.1.2 铜的重要化合物366

14.1.3 银的重要化合物370

14.2 锌族元素371

14.2.1 锌族元素概述371

14.2.2 锌的重要化合物373

14.2.3 汞的重要化合物375

14.3 镧系和锕系元素概述378

14.3.1 价层电子构型与氧化数379

14.3.2 原子半径、离子半径和镧系收缩380

14.3.3 金属活泼性382

14.3.4 离子的颜色382

14.3.5 离子的磁性383

14.4 镧系元素的重要化合物384

14.4.1 Ln（Ⅲ）的化合物384

14.4.2 Ln（Ⅱ）和Ln（Ⅳ）的化合物386

14.5 稀土元素388

14.5.1 稀土元素资源388

14.5.2 稀土元素的提取389

14.5.3 稀土元素的应用391

14.6 钍和铀的重要化合物393

14.6.1 钍的重要化合物393

14.6.2 铀的重要化合物394

14.6.3 铀的提炼及浓缩395

14.7 核反应和超铀元素的合成397

14.7.1 放射性衰变和应用397

14.7.2 粒子轰击原子核和新元素的合成400

14.7.3 核裂变和原子弹402

14.7.4 核聚变和氢弹403

［拓宽视野］ 铜的冶炼、金的提取、银的回收403

思考题406

习题407

第15章 元素化学综述（自学为主）411

15.1 单质的晶体结构和性质411

15.1.1 单质的晶体结构和物理性质411

15.1.2 单质的化学性质414

15.2 二元化合物416

15.2.1 氢化物416

15.2.2 氧化物419

15.2.3 卤化物422

15.2.4 硫化物424

15.2.5 氮化物425

15.2.6 碳化物427

15.2.7 硼化物428

15.3 氢氧化物和含氧酸429

15.3.1 氧化物水合物的酸碱性429

15.3.2 碱的分类和性质430

15.3.3 含氧酸的酸性强度——鲍林规则431

15.3.4 简单含氧酸的结构432

15.4 含氧酸盐的某些性质433

15.4.1 溶解性433

15.4.2 热稳定性433

15.4.3 氧化还原性434

15.5 缩合酸435

思考题436

第16章 无机物合成438

16.1 高温、低温法438

16.2 高压、低压法440

16.3 水热法441

16.4 溶胶－凝胶法（sol-gel）442

16.5 电化学合成442

16.6 光化学合成444

16.7 微波等离子技术合成445

16.8 化学气相沉积法446

16.9 低热固相反应合成448

第17章 生态环境与无机化学449

17.1 生态系统功能与生态环境保护449

17.1.1 生态系统功能与生态平衡449

17.1.2 生态环境保护450

17.2 化学元素与人体健康451

17.2.1 生命必需元素及其生物功能451

17.2.2 生物无机化学在医疗上的应用453

17.3 环境污染及其防治455

17.3.1 大气污染及其防治455

17.3.2 水体污染及其防治461

17.3.3 土壤污染及其防治463

17.3.4 放射性污染及其防护464

17.4 化学工业“三废”治理464

17.4.1 化学工业“三废”的来源465

17.4.2 化工污染的防治465

17.5 绿色化学468

17.5.1 绿色化学的基本概念468

17.5.2 绿色化学实例469

［拓宽视野］ 无机化学学科发展回顾与展望471

思考题或小论文472

附录473

附录1 本书常用量、单位的符号473

附录2 SI制和我国法定计量单位及国家标准475

附录3 一些基本的物理常数477

附录4 标准热力学数据（298.15 K，100 kPa）477

附录5 解离常数（298.15 K）480

附录6 溶度积常数（298.15 K）482

附录7 标准电极电势（298.15 K）483

附录8 常用氧化剂、还原剂及其反应产物487

附录9 常见阴、阳离子的主要鉴定方法488

参考书及课外读物495

索引496