無機化學

無機化學

本書分為四篇，第1篇為基本知識，主要介紹氣體和溶液、化學熱力學、化學動力學基礎、化學平衡基本理論相關知識。第2篇為平衡基本理論，主要介紹酸鹼平衡、沉澱溶解平衡、氧化還原平衡、配位平衡相關知識。第3篇為物質結構，主要介紹原子結構、分子結構、固體結構、配位結構相關知識。第4篇為元素，主要介紹s區元素、p區元素、d區元素、ds區元素相關知識。

本書適用於高等院校化學、應用化學、化學工程與工藝、材料化學、冶金工程、生物科學等化學化工相關專業，也可供相關企事業技術人員閱讀參考。

第1篇基本知識

第1章氣體和溶液002

1.1氣體狀態方程002

1.1.1理想氣體狀態方程002

1.1.2實際氣體狀態方程003

1.2氣體混合物004

1.2.1分壓定律004

1.2.2分體積定律005

1.3氣體分子速率分佈和能量分佈006

1.3.1氣體分子的速率分佈006

1.3.2氣體分子的能量分佈007

1.4溶液007

1.4.1溶液濃度表示方法007

1.4.2稀溶液的依數性007

習題010

第2章化學熱力學012

2.1熱力學術語和基本概念012

2.1.1系統和環境012

2.1.2狀態和狀態函數012

2.1.3過程和途徑013

2.2熱力學第一定律013

2.2.1熱和功013

2.2.2熱力學能014

2.2.3熱力學第一定律014

2.3熱化學015

2.3.1化學反應的熱效應015

2.3.2熱化學方程式019

2.3.3生成熱020

2.3.4燃燒熱022

2.4狀態函數自由能(G)022

2.4.1自發變化022

2.4.2反應焓變對反應方向的影響023

2.4.3狀態函數熵024

2.4.4Gibbs自由能026

習題029

第3章化學動力學基礎032

3.1化學反應速率的概念032

3.1.1平均速率032

3.1.2瞬時速率033

3.2反應速率理論034

3.2.1碰撞理論034

3.2.2過渡態理論035

3.3濃度對化學反應速率的影響036

3.3.1基元反應和微觀可逆性原理036

3.3.2質量作用定律037

3.3.3複雜反應的速率方程037

3.3.4反應速率常數038

3.4溫度對化學反應速率的影響039

3.4.1阿侖尼烏斯方程039

3.4.2不同溫度下，速率常數之間的關係040

3.4.3活化能計算040

3.5催化反應簡介041

3.5.1催化劑與催化作用041

3.5.2催化反應的特點042

習題043

第4章化學平衡045

4.1可逆反應和化學平衡045

4.1.1化學反應的可逆性045

4.1.2化學平衡045

4.2平衡常數046

4.2.1經驗平衡常數046

4.2.2標準平衡常數047

4.3標準平衡常數的應用048

4.3.1判斷反應程度049

4.3.2預測反應方向049

4.4化學平衡的移動050

4.4.1濃度對化學平衡的影響050

4.4.2壓力對化學平衡的影響051

4.4.3溫度對化學平衡的影響052

習題053

第2篇平衡基本理論

第5章酸鹼平衡058

5.1酸鹼理論058

5.1.1酸鹼質子理論058

5.1.2酸鹼電子理論061

5.2水的解離平衡062

5.2.1水的離子積常數062

5.2.2溶液的pH值和pOH值062

5.3弱酸、弱鹼的離解平衡063

5.3.1一元弱酸、弱鹼的解離平衡063

5.3.2多元弱酸的解離平衡065

5.4鹽類的水解066

5.4.1水解平衡常數067

5.4.2水解度和水解平衡的計算068

5.4.3影響鹽類水解平衡的因素070

5.5緩衝溶液070

5.5.1緩衝溶液的概念070

5.5.2緩衝作用原理071

5.5.3緩衝溶液的pH值計算071

5.6鹽效應071

5.7酸鹼指示劑072

習題072

第6章沉澱-溶解平衡075

6.1溶解度和溶度積075

6.1.1溶解度和溶度積常數075

6.1.2溶度積常數與溶解度的關係075

6.1.3同離子效應對溶解度的影響076

6.2沉澱-溶解平衡的移動077

6.2.1溶度積規則077

6.2.2沉澱的生成077

6.2.3沉澱的溶解077

6.3兩種沉澱之間的平衡078

6.3.1分步沉澱078

6.3.2沉澱的轉化079

習題079

第7章氧化還原平衡082

7.1基本概念082

7.1.1元素的氧化數082

7.1.2氧化還原反應方程式的配平083

7.2原電池084

7.2.1原電池簡介085

7.2.2電極電勢與電動勢086

7.3電池反應的熱力學088

7.3.1電動勢E和電池反應ΔrGm的關係088

7.3.2標準電動勢E和電池反應的標準平衡常數K的關係088

7.3.3E和E的關係——Nernst方程089

7.4影響電極電勢的因素090

7.4.1酸度對電極電勢的影響090

7.4.2沉澱生成對電極電勢的影響090

7.5元素電勢圖及其應用091

7.5.1元素電勢圖091

7.5.2元素電勢圖的應用091

習題092

第8章配位平衡095

8.1配合物的基本概念095

8.1.1配合物095

8.1.2配合物的化學式和命名097

8.1.3配合物的分類097

8.2配合物的穩定性及配位平衡098

習題101

第3篇物質結構

第9章原子結構104

9.1近代原子結構理論的確立104

9.1.1原子結構模型104

9.1.2氫原子光譜105

9.1.3玻爾理論106

9.2微觀粒子運動的特殊性107

9.2.1微觀粒子的波粒二象性107

9.2.2測不準原理108

9.2.3微觀粒子運動的統計性規律109

9.3核外電子運動狀態的描述109

9.3.1薛定諤方程109

9.3.2用四個量子數描述電子的運動狀態111

9.3.3概率密度與電子云113

9.3.4波函數的空間圖像115

9.4核外電子排布和元素周期律117

9.4.1多電子原子的能級117

9.4.2核外電子排布原則122

9.4.3元素周期表123

9.5元素基本性質的周期性127

9.5.1原子半徑127

9.5.2電離能128

9.5.3電子親和能A129

9.5.4電負性131

習題131

第10章分子結構134

10.1共價鍵理論134

10.1.1路易斯(Lewis)理論134

10.1.2價鍵理論135

10.1.3雜化軌道理論138

10.1.4價層電子對互斥理論142

10.1.5分子軌道理論145

10.2鍵參數149

10.2.1鍵級149

10.2.2鍵能150

10.2.3鍵長150

10.2.4鍵角151

習題151

第11章固體結構154

11.1晶體結構和類型154

11.1.1晶體結構的特徵與晶格理論154

11.1.2晶體缺陷155

11.1.3晶體類型156

11.2金屬晶體157

11.2.1金屬鍵的改性共價鍵理論157

11.2.2金屬鍵的能帶理論157

11.2.3金屬晶體的密堆積結構158

11.3離子晶體160

11.3.1離子鍵的形成160

11.3.2離子鍵的特徵160

11.3.3離子鍵的強度161

11.3.4離子晶體的特點163

11.3.5離子晶體的空間結構163

11.3.6離子極化165

11.4分子晶體167

11.4.1分子間的偶極矩167

11.4.2分子間的作用力168

11.4.3氫鍵169

11.5層狀晶體170

習題171

第12章配位結構174

12.1配合物的空間構型和異構現象174

12.1.1配合物的空間構型174

12.1.2配合物的異構現象174

12.2配合物的價鍵理論176

12.2.1價鍵理論的要點176

12.2.2中心價層軌道的雜化177

12.2.3配合物的磁性179

12.3晶體場理論179

12.3.1中心離子d軌道的能級分裂180

12.3.2過渡金屬化合物的顏色183

12.3.3晶體場穩定化能184

習題184

第4篇元素

第13章s區元素188

13.1s區元素的通性188

13.2s區元素的單質189

13.2.1單質的物理性質和化學性質189

13.2.2s區元素單質的存在與單質的製備190

13.3s區元素的化合物190

13.3.1氫化物190

13.3.2氧化物191

13.3.3氫氧化物192

13.3.4鹽類193

13.4鋰的特殊性及對角線規則194

13.4.1鋰的特殊性194

13.4.2對角線規則194

習題194

第14章p區元素196

14.1硼族元素196

14.1.1硼族元素概述196

14.1.2硼及其化合物197

14.1.3鋁及其化合物201

14.2碳族元素203

14.2.1碳族元素概述203

14.2.2碳族元素的單質及其化合物203

14.2.3硅及其化合物206

14.2.4錫、鉛的化合物208

14.3氮族元素209

14.3.1氮族元素概述209

14.3.2氮及其化合物210

14.3.3磷及其化合物216

14.4氧族元素219

14.4.1氧族元素概述219

14.4.2氧及其化合物220

14.4.3硫及其化合物223

14.5鹵素230

14.5.1鹵族概述230

14.5.2鹵素單質231

14.5.3鹵化氫和氫鹵酸235

14.6稀有氣體239

14.6.1稀有氣體的性質239

14.6.2稀有氣體的用途239

14.7p區元素化合物性質遞變規律240

14.7.1p區元素單質240

14.7.2p區元素氫化物240

14.7.3p區元素氧化物及其水合物241

14.7.4p區元素化合物的氧化還原性241

14.7.5p區元素含氧酸鹽的溶解性和熱穩定性242

習題242

第15章d區元素246

15.1d區元素概述246

15.1.1d區元素的原子半徑和電離能246

15.1.2d 區元素的物理性質246

15.1.3d區元素的化學性質247

15.1.4d區元素的氧化態247

15.1.5d區元素離子的顏色248

15.2鉻248

15.2.1鉻的單質248

15.2.2鉻的重要化合物249

15.3錳252

15.3.1錳的單質252

15.3.2錳的化合物253

15.4鐵255

15.4.1鐵的單質255

15.4.2鐵的化合物255

習題258

第16章ds區元素261

16.1銅族元素261

16.1.1銅族元素概述261

16.1.2銅及其化合物261

16.1.3銀及其化合物265

16.2鋅族元素267

16.2.1鋅族元素概述267

16.2.2鋅及其化合物267

16.2.3汞及其化合物269

習題271

附錄272

附錄Ⅰ單位272

附錄Ⅱ一些常用的物理化學常數272

附錄Ⅲ不同攝氏溫度t下水的蒸氣壓p273

附錄Ⅳ常見物質的ΔfHm、ΔfGm和Sm273

附錄Ⅴ弱酸、弱鹼的電離平衡常數K278

附錄Ⅵ常見難溶電解質的溶度積Ksp(298K)278

附錄Ⅶ常見配(絡)離子的穩定常數K穩280

附錄Ⅷ常見溶劑的Kb和Kf281

附錄Ⅸ常見化學鍵的鍵焓(298K,p)281

附錄Ⅹ在標準狀況下一些有機物的燃燒熱281

參考文獻283

參考答案284