無機化學

無機化學（第二版）

作者：展樹中、李朴 主編 華南理工大學無機化學教研室 組織編寫

出版日期：2018年9月

書號：978-7-122-32580-8

開本：16K　787×1092　1/16

裝幀：平

版次：2版1次

頁數：334頁

本書根據大學本科無機化學教學的基本要求編寫，全書共13章，包括化學結構的基本原理（原子結構、分子結構、晶體結構）、化學反應與化學平衡（電離平衡、沉澱溶解平衡、氧化還原平衡和配位平衡）及元素化學的基本知識。

本書可供高等學校化學化工類、材料類、食品類、輕工類、冶金類、生物工程等專業作為教材使用，亦可作為相關專業的教學參考書。

緒論1

0.1化學的發展和展望1

0.1.1化學在社會發展中的作用和地位1

0.1.2無機化學的發展和展望2

0.2化學的計量4

0.2.1物質的量4

0.2.2濃度5

0.2.3理想氣體狀態方程、分壓和分壓定律6

思考題8

習題8

1原子結構與元素周期系10

1.1原子結構的認識歷程10

1.1.1經典的原子核模型10

1.1.2氫原子光譜的玻爾模型10

1.2量子力學模型對核外電子運動狀態的描述12

1.2.1核外電子運動的波粒二象性12

1.2.2核外電子運動狀態的近代描述13

1.3原子的核外電子排布16

1.3.1多電子原子的能級16

1.3.2核外電子排布規律18

1.4原子的電子層結構和元素周期系22

1.4.1原子的電子層結構與周期的劃分22

1.4.2原子的電子層結構與族的劃分23

1.4.3原子的電子層結構與元素的分區24

1.5元素通論24

1.5.1元素性質與元素的原子結構24

1.5.2元素的存在及形式29

思考題30

習題32

2分子結構35

2.1化學鍵的發展史35

2.2價鍵理論36

2.2.1共價鍵的形成36

2.2.2價鍵理論的要點36

2.2.3共價鍵的特徵36

2.2.4共價鍵的類型36

2.2.5鍵參數37

2.3雜化軌道理論與分子的幾何構型39

2.3.1雜化軌道理論的要點39

2.3.2s和p原子軌道的雜化40

2.4價層電子對互斥理論43

2.4.1價層電子對互斥理論的要點43

2.4.2預言分子的幾何構型43

2.5分子軌道理論46

2.5.1分子軌道理論的要點47

2.5.2分子軌道的形成47

2.5.3分子軌道的能級48

2.5.4分子軌道理論的應用實例49

2.6分子間力50

2.6.1分子的極性50

2.6.2分子的極化和變形性51

2.6.3分子間力52

2.7氫鍵及其現代意義54

思考題56

習題57

3晶體結構與性質59

3.1晶體的形成59

3.1.1密堆積形成晶體59

3.1.2鍵連形成晶體62

3.2晶體、晶格與晶胞63

3.3晶胞、粒子與晶體類型64

3.3.1晶胞中的粒子數與晶體化學式64

3.3.2粒子的種類與晶體的類型65

3.4金屬晶體66

3.4.1金屬晶體的結構66

3.4.2金屬鍵66

3.5離子晶體、離子鍵68

3.5.1離子晶體的結構特徵68

3.5.2離子半徑69

3.5.3離子鍵和離子晶體的性質70

3.6離子的極化71

3.6.1離子的極化作用和變形性71

3.6.2離子極化對物質結構和性質的影響73

3.7晶體結構與性能73

3.7.1晶體的宏觀特性73

3.7.2單晶體和多晶體74

3.8晶體結構的轉化與晶體的缺陷74

3.8.1晶體結構的轉化74

3.8.2晶體的缺陷75

3.9准晶體75

思考題76

習題77

4化學反應速率和化學平衡79

4.1化學熱力學初步79

4.1.1熱力學的基本概念和術語79

4.1.2熱力學第一定律81

4.1.3熱化學81

4.1.4化學反應的方向85

4.2化學反應速率87

4.2.1化學反應速率的概念和表示方法88

4.2.2反應速率理論89

4.2.3影響反應速率的因素90

4.3化學平衡94

4.3.1可逆反應與化學平衡94

4.3.2平衡常數94

4.3.3多重平衡規則96

4.3.4有關化學平衡的計算96

4.3.5標準平衡常數與摩爾反應吉布斯函數變的關係97

4.3.6化學平衡移動99

4.4化學反應速率和化學平衡在工業生產中綜合應用的示例102

思考題103

習題105

5酸鹼和離子平衡109

5.1酸鹼理論109

5.1.1酸鹼的電離理論109

5.1.2酸鹼的質子理論109

5.1.3酸鹼的電子理論112

5.2電解質簡介113

5.2.1電解質的分類113

5.2.2強電解質的電離113

5.3弱電解質的電離114

5.3.1水的電離和溶液的酸鹼性114

5.3.2一元弱酸、一元弱鹼的電離115

5.3.3同離子效應和鹽效應118

5.3.4多元弱酸的電離118

5.4緩衝溶液120

5.4.1緩衝作用原理120

5.4.2緩衝溶液的pH120

5.4.3緩衝容量和緩衝範圍122

5.4.4緩衝溶液的配製和應用122

5.5鹽類的水解123

5.5.1弱酸強鹼鹽的水解123

5.5.2弱鹼強酸鹽的水解124

5.5.3弱酸弱鹼鹽的水解125

5.5.4多元弱酸鹽的水解126

5.5.5影響鹽類水解的因素126

5.5.6鹽類水解的抑制與應用127

5.6沉澱-溶解平衡127

5.6.1溶度積原理127

5.6.2難溶電解質沉澱的生成與溶解129

5.6.3分步沉澱133

5.6.4沉澱的轉化134

思考題134

習題135

6氧化還原反應電化學基礎137

6.1氧化還原反應137

6.1.1氧化態137

6.1.2氧化和還原137

6.1.3氧化還原反應方程式的配平138

6.2原電池140

6.2.1原電池的概念140

6.2.2原電池的表示方法141

6.2.3原電池的電動勢141

6.3電極電勢141

6.3.1金屬電極電勢的產生141

6.3.2電極電勢的確定142

6.3.3能斯特方程143

6.4電極電勢的應用146

6.4.1判斷氧化劑和還原劑的相對強弱146

6.4.2預測氧化還原反應的方向146

6.4.3判斷氧化還原反應的限度147

6.5元素電勢圖149

6.5.1元素電勢圖的表示方法149

6.5.2利用元素電勢圖判斷歧化反應150

6.5.3應用元素電勢圖計算電極電勢150

6.6電化學的應用151

6.6.1電解151

6.6.2化學電源152

6.6.3金屬的腐蝕與防護156

思考題158

習題158

7配位化合物162

7.1配合物的基本概念162

7.1.1配合物的定義162

7.1.2配合物的組成162

7.1.3配合物的化學式和命名163

7.2配合物中的化學鍵模型164

7.2.1價鍵理論164

7.2.2晶體場理論169

7.3配位平衡175

7.3.1配合物的不穩定常數和穩定常數175

7.3.2應用不穩定常數的計算176

7.4配合物的應用179

7.4.1在化學分析中的應用179

7.4.2在冶金工業中的應用179

7.4.3在元素分離中的應用180

7.4.4配位催化180

7.4.5在生物和醫藥方面的應用180

7.5配位化學的發展現狀181

思考題182

習題182

8s區元素185

8.1氫185

8.1.1氫氣的製備185

8.1.2氫氣的性質185

8.1.3氫化物186

8.1.4氫能源187

8.2金屬概論188

8.2.1金屬的分類188

8.2.2金屬的自然存在188

8.2.3金屬的冶鍊188

8.2.4合金189

8.3鹼金屬和鹼土金屬190

8.3.1概述190

8.3.2鹼金屬和鹼土金屬元素的單質191

8.4鹼金屬和鹼土金屬的化合物192

8.4.1氧化物192

8.4.2氫氧化物194

8.4.3鹽類195

8.4.4配合物196

8.4.5生命中的鹼金屬與鹼土金屬197

思考題197

習題198

9p區元素(1)200

9.1硼族元素200

9.1.1硼族元素通性200

9.1.2硼及其化合物200

9.1.3鋁及其化合物203

9.2碳族元素205

9.2.1碳族元素通性205

9.2.2碳及其化合物206

9.2.3硅及其化合物209

9.2.4錫、鉛及其化合物211

9.3氮族元素214

9.3.1氮族元素通性214

9.3.2氮及其化合物215

9.3.3磷及其化合物221

9.3.4砷及其化合物223

思考題224

習題225

10p區元素(2)228

10.1氧族元素228

10.1.1氧族元素通性228

10.1.2氧及其化合物228

10.1.3硫及其化合物231

10.1.4酸雨的危害與治理239

10.2鹵族元素240

10.2.1鹵族元素通性240

10.2.2鹵素的單質241

10.2.3鹵化氫、鹵化物和鹵離子的鍵合方式243

10.2.4鹵素含氧酸245

10.3擬鹵素247

10.3.1擬鹵素的通性247

10.3.2氰及其化合物247

10.3.3CN-的配位方式248

10.4稀有氣體248

10.4.1稀有氣體的存在和分離248

10.4.2稀有氣體的性質和用途248

10.4.3稀有氣體化合物249

思考題250

習題250

11d區元素(1)253

11.1過渡元素的基本性質253

11.1.1過渡元素的電子層結構與性質253

11.1.2氧化態253

11.1.3氧化物及其水合物的酸鹼性255

11.1.4配位性255

11.1.5水合離子的顏色255

11.1.6磁性255

11.1.7催化性256

11.1.8過渡金屬的存在形式與製備方式256

11.2鈦釩257

11.2.1鈦及其化合物257

11.2.2釩及其化合物259

11.3鉻260

11.3.1鉻金屬260

11.3.2鉻(Ⅲ)化合物260

11.3.3鉻(Ⅵ)化合物261

11.3.4鉻的配合物262

11.3.5鉻廢水的處理262

11.4錳263

11.4.1錳金屬263

11.4.2錳(Ⅱ)化合物263

11.4.3錳(Ⅳ)化合物264

11.4.4錳(Ⅵ)和錳(Ⅶ)化合物264

11.4.5錳的配合物265

11.5鐵鈷鎳265

11.5.1鐵系元素的單質265

11.5.2鐵的重要化合物266

11.5.3鈷和鎳的重要化合物268

11.6鉑系元素271

11.6.1鉑系元素的單質272

11.6.2鉑、鈀的重要化合物272

思考題273

習題274

12d區元素(2)277

12.1銅族元素277

12.1.1銅族元素的單質277

12.1.2銅的重要化合物278

12.1.3銀的重要化合物281

12.1.4金的重要化合物282

12.2鋅族元素282

12.2.1鋅族元素的單質282

12.2.2鋅的主要化合物283

12.2.3汞的重要化合物284

12.2.4含鎘、汞廢水的處理286

思考題287

習題288

13f區元素290

13.1鑭系元素290

13.2稀土元素292

13.2.1稀土元素的存在及分組292

13.2.2稀土元素的提取和分離293

13.2.3稀土金屬294

13.2.4稀土元素的重要化合物294

13.2.5稀土元素的應用296

13.3錒系元素297

13.3.1錒系元素的通性297

13.3.2單質298

13.3.3釷和鈾的化合物299

13.4放射性同位素299

13.5原子核反應300

13.5.1放射性蛻變301

13.5.2粒子轟擊原子核301

13.5.3核裂變反應301

13.5.4熱核反應301

思考題302

習題302

附錄303

附錄Ⅰ有關計量單位303

附錄Ⅱ一些物質的熱力學數據（25℃，100kPa）305

附錄Ⅲ弱酸、弱鹼在水中的電離常數（25℃）311

附錄Ⅳ難溶電解質的溶度積（18～25℃）312

附錄Ⅴ標準電極電勢(25℃)312

附錄Ⅵ一些配離子的不穩定常數(25℃)316

附錄Ⅶ一些無機化合物的商品名或俗名316

附錄Ⅷ本書使用的符號意義318

部分習題參考答案321

索引326

參考文獻334

元素周期表