無機及分析化學

本書堅持教材為學生服務的宗旨，針對高等農林類院校相關專業的特點，在內容選擇和體系編排上，既考慮了無機及分析化學學科的系統性、規律性和科學性，又兼顧相關專業對無機及分析化學的不同需求，注重基礎知識、基礎理論的介紹，同時在保證教學內容的科學性、準確性的基礎上，本書通過“知識拓展”向讀者提供了化學學科最新的科學技術信息，學習者可以通過閱讀更便捷地獲取化學信息，開闊視野。

本教材前八章主要介紹了溶液和膠體、化學動力學基礎、化學熱力學基礎及化學平衡、物質結構簡介、元素選論、酸鹼平衡與沉澱溶解平衡、配位化合物、電極電勢與氧化還原平衡等基礎理論。后六章介紹了分析化學的有關知識，包括分析化學概論、滴定分析法、重量分析法、紫外可見分光光度法、電勢分析法以及分析化學中的分離方法等。

第一章溶液和膠體001

第一節分散系及其分類001

第二節溶液濃度的表示方法002

一、物質的量濃度 002

二、質量摩爾濃度003

三、摩爾分數003

四、質量分數004

第三節稀溶液的依數性004

一、溶液的蒸氣壓下降005

二、溶液的沸點上升006

三、溶液的凝固點降低006

四、溶液的滲透壓008

五、強電解質在水溶液中的解離情況 010

第四節膠體與界面化學010

一、膠體與表面能010

二、表面吸附011

三、溶膠的性質012

四、膠團的結構014

五、溶膠的穩定性和聚沉014

思考題與習題015

知識拓展高分子溶液017

第二章化學動力學基礎018

第一節化學反應速率018

一、平均速率018

二、瞬時速率019

第二節化學反應速率理論簡介019

一、碰撞理論019

二、過渡態理論021

第三節化學反應速率的影響因素022

一、濃度對化學反應速率的影響——速率方程022

二、溫度對化學反應速率的影響——阿侖尼烏斯公式024

三、催化劑對化學反應速率的影響025

思考題與習題027

知識拓展碳鍾——化學動力學在考古中的應用029

第三章化學熱力學基礎及化學平衡030

第一節基本概念030

一、系統和環境030

二、狀態和狀態函數030

三、過程和途徑031

四、熱和功031

第二節化學反應過程的熱效應031

一、熱力學能031

二、熱力學第一定律032

三、化學反應熱032

四、熱化學方程式035

五、熱化學定律 (蓋斯定律)035

六、標準摩爾生成焓036

七、化學反應摩爾焓變的計算037

第三節化學反應的方向038

一、自發過程038

二、化學反應的自發性和反應熱038

三、熵和熱力學第三定律039

四、熵判據——熱力學第二定律040

五、吉布斯函數040

第四節化學反應的限度——化學平衡044

一、可逆反應與化學平衡044

二、平衡常數044

三、標準平衡常數的應用046

四、化學平衡的移動048

思考題與習題052

知識拓展熱力學大師——吉布斯055

第四章物質結構簡介057

第一節核外電子運動的特殊性057

一、氫原子光譜057

二、玻爾理論058

三、微觀粒子的波粒二象性059

第二節核外電子運動狀態的描述060

一、波函數和原子軌道060

二、四個量子數061

三、原子軌道和電子云圖像063

第三節原子核外電子排布和元素周期律065

一、核外電子的排布原理065

二、多電子原子軌道能級066

三、基態原子核外電子排布 067

四、原子的電子結構和元素周期律068

第四節元素重要性質的周期性變化070

一、原子半徑070

二、電離能（I）072

三、電子親和能 (EM)073

四、電負性（χ）074

第五節化學鍵理論075

一、離子鍵理論075

二、共價鍵理論077

三、分子軌道理論082

第六節分子間力和氫鍵085

一、分子的極性085

二、分子間力086

三、氫鍵087

第七節晶體知識簡介089

一、離子晶體090

二、分子晶體090

三、原子晶體091

四、金屬晶體091

思考題與習題091

知識拓展准晶體092

第五章元素選論094

第一節s區元素094

一、s區元素的通性094

二、重要元素及其化合物094

第二節p區元素096

一、p區元素的通性096

二、重要元素及其化合物097

第三節d區元素103

一、d區元素的通性103

二、重要化合物103

第四節ds區元素104

一、ds區元素的通性104

二、重要化合物105

思考題與習題106

知識拓展微量元素與人體健康106

第六章酸鹼平衡與沉澱溶解平衡109

第一節酸鹼理論109

一、酸鹼電離理論109

二、酸鹼質子理論109

三、酸鹼電子理論110

四、軟硬酸鹼理論110

第二節弱酸、弱鹼的解離平衡111

一、共軛酸鹼對的Ka與Kb的關係111

二、酸鹼平衡移動113

第三節酸鹼平衡水溶液中酸度的計算114

一、物料平衡式114

二、質子平衡式115

三、酸度對弱酸（鹼）各種型體分佈的影響116

四、強酸（鹼）溶液酸度的計算118

五、一元弱酸（鹼）水溶液酸度的計算118

六、多元弱酸（鹼）水溶液酸度的計算119

七、兩性物質水溶液酸度的計算120

第四節緩衝溶液122

一、緩衝溶液的組成及緩衝原理122

二、緩衝溶液酸度的計算122

三、緩衝容量和緩衝範圍123

四、緩衝溶液的選擇和配製124

第五節沉澱溶解平衡124

一、沉澱溶解平衡125

二、溶度積規則126

三、溶度積規則的應用127

思考題與習題129

知識拓展人體的酸鹼度與健康131

第七章配位化合物132

第一節配位化合物的基本概念132

一、配位化合物的組成132

二、配位化合物的命名134

第二節配位化合物的價鍵理論135

一、價鍵理論的基本要點135

二、配位化合物的空間構型135

三、外軌型配位化合物和內軌型配位化合物137

第三節配位平衡138

一、配位平衡常數138

二、配位平衡的計算139

三、配位平衡移動140

第四節螯合物145

一、螯合物的基本概念145

二、螯合物的穩定性145

三、螯合物的應用 146

思考題與習題146

知識拓展配位化合物理論的發展147

第八章電極電勢與氧化還原平衡149

第一節氧化還原反應的基本概念及配平149

一、氧化數149

二、氧化與還原150

三、氧化還原反應方程式的配平150

第二節原電池與電極電勢152

一、原電池152

二、電極電勢的產生154

三、標準電極電勢155

第三節影響電極電勢的因素157

一、能斯特方程157

二、電極電勢的影響因素157

第四節電極電勢的應用160

一、比較氧化劑、還原劑的相對強弱160

二、選擇適當的氧化劑或還原劑160

三、判斷氧化還原反應進行的次序160

四、判斷氧化還原反應自發進行的方向161

五、計算反應的平衡常數，判斷氧化還原反應進行的程度162

六、計算物質的某些常數162

第五節元素電勢圖及其應用164

一、元素電勢圖164

二、元素電勢圖的應用164

思考題與習題165

知識拓展發展中的化學電源166

第九章分析化學概論168

第一節分析化學的任務、方法及定量分析的程序168

一、分析化學的任務和作用168

二、分析方法的分類169

三、分析化學的發展趨勢170

四、定量分析的一般過程171

五、定量分析結果的表示方法172

第二節定量分析中的誤差173

一、誤差的分類174

二、誤差和偏差的表示方法175

三、減少分析過程中誤差的方法178

第三節定量分析數據的統計處理179

一、測量值的集中趨勢179

二、正態分佈和t分佈181

三、異常值的檢驗與取捨183

四、分析結果的數據處理與報告184

第四節有效數字及運算規則185

一、什麼是有效數字185

二、數字的修約186

三、有效數字的運算規則186

第五節滴定分析法概述187

一、滴定分析的基本概念187

二、滴定分析法對化學反應的要求和滴定方式188

三、標準溶液的配製和基準物質189

四、滴定分析中的計算190

思考題與習題193

知識拓展分析化學前沿195

第十章滴定分析法197

第一節酸鹼滴定法197

一、酸鹼指示劑197

二、酸鹼滴定曲線和指示劑的選擇200

三、酸鹼標準溶液的配製與標定206

四、酸鹼滴定法的應用示例207

第二節沉澱滴定法210

一、沉澱滴定法概述210

二、沉澱滴定法確定終點的方法211

第三節配位滴定法214

一、配位滴定法概述214

二、EDTA及其配合物的性質215

三、條件穩定常數217

四、配位滴定的基本原理219

五、配位滴定法的應用224

第四節氧化還原滴定法228

一、氧化還原滴定法概述228

二、氧化還原滴定法的基本原理230

三、常用的氧化還原滴定法及應用234

思考題與習題239

知識拓展酸鹼指示劑的發展241

第十一章重量分析法242

第一節重量分析法概述242

一、重量分析法的一般過程242

二、重量分析法的特點242

三、重量分析法對沉澱形式和稱量形式的要求242

第二節沉澱的純度和條件選擇243

一、影響沉澱純度的因素243

二、晶形沉澱的條件244

三、無定形沉澱的條件244

第三節重量分析結果的計算245

思考題與習題246

知識拓展納米化學246

第十二章紫外-可見分光光度法248

第一節概述248

第二節基本原理248

一、光的基本性質248

二、物質的顏色與光的關係249

三、朗伯-比耳定律249

第三節紫外-可見分光光度計及測量方法251

一、分光光度計251

二、分光光度測定方法252

第四節分光光度法分析條件的選擇253

一、顯色反應及顯色反應條件的選擇253

二、測定誤差及測定條件的選擇254

第五節紫外-可見分光光度法應用實例256

一、單組分含量的測定——磷鉬藍法測定全磷256

二、多組分含量的測定256

三、配合物組成的測定257

思考題與習題258

知識拓展光化學感測器259

第十三章電勢分析法260

第一節電勢分析法概述260

一、電勢分析法的基本原理260

二、參比電極和指示電極261

三、離子選擇性電極和膜電勢263

第二節電勢分析法的應用265

一、直接電勢法265

二、電勢滴定法269

思考題與習題271

知識拓展生物電化學感測器與活體分析271

第十四章分析化學中的分離方法273

第一節沉澱分離法273

一、常量組分的沉澱分離法273

二、痕量組分的共沉澱分離法274

第二節萃取分離法275

一、基本原理 275

二、重要萃取體系和萃取條件的選擇277

第三節離子交換分離法278

一、離子交換樹脂的種類和性質278

二、離子交換分離操作279

三、離子交換法的應用280

第四節色譜分離法280

一、柱色譜281

二、紙色譜281

三、薄層色譜283

思考題與習題283

知識拓展新型分離技術283

附錄285

附錄Ⅰ一些重要的物理常數285

附錄Ⅱ一些單質和化合物的ΔfHm、ΔfGm和Sm（298.15K）285

附錄Ⅲ一些質子酸的解離常數（298K） 290

附錄Ⅳ溶度積常數（298K）291

附錄Ⅴ一些配離子的標準穩定常數（298K）292

附錄Ⅵ標準電極電勢（298K）293

附錄Ⅶ條件電極電勢296

參考文獻298

元素周期表