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大学化学 内容简介
本书内容分为三部分: **部分无机化学原理, 包括化学热力学导论、化学反应速率、化学平衡、物质结构、氧化还原反应与电化学、配合物与配位平衡 ; 第二部分元素无机化学, 介绍重要元素单质和无机化合物的存在、制备、物理化学性质及应用, 并简介无机材料 ; 第三部分定量分析基础。
大学化学 目录
目录
序
前言
第1章 绪论 1
1.1 化学研究的对象 1
1.1.1 化学的定义 1
1.1.2 化学变化的基本特征 2
1.1.3 化学的二级学科 2
1.2 化学与人类社会发展的关系 5
1.2.1 化学在科学中的位置 5
1.2.2 化学为人类创造物质财富的贡献 7
1.2.3 化学与人类生存环境 9
1.2.4 化学与人类健康 9
1.2.5 化学对人类文化发展的影响 9
1.3 学习化学的方法 10
1.3.1 重视做好化学实验 10
1.3.2 重视化学理论的指导作用 10
1.3.3 在学习中掌握逻辑思维方法 11
1.3.4 抓好各个学习环节 11
1.3.5 学一点化学史 11
本章教学要求 12
第2章 化学热力学导论 13
2.1 热力学基本概念及热力学**定律 13
2.1.1 基本概念 13
2.1.2 热力学**定律、热和功 15
2.1.3 化学反应的热效应与焓 17
2.2 赫斯定律及其应用 18
2.2.1 反应进度 18
2.2.2 热化学方程式 19
2.2.3 赫斯定律 20
2.2.4 几种热效应 21
2.2.5 食物与燃料 24
2.3 过程的自发性、熵、热力学第二定律和第三定律 25
2.3.1 过程的自发性 25
2.3.2 熵、热力学第二定律 25
2.3.3 热力学第三定律和标准熵 26
2.4 吉布斯自由能与化学反应自发性判据 28
2.4.1 吉布斯自由能 28
2.4.2 标准摩尔生成吉布斯自由能 29
2.4.3 吉布斯-亥姆霍兹方程 29
本章教学要求 31
习题 32
第3章 化学反应速率 34
3.1 化学反应速率定义和测定方法 34
3.2 浓度对化学反应速率的影响 35
3.2.1 速率方程 36
3.2.2 有效碰撞理论 37
3.3 温度对化学反应速率的影响 39
3.3.1 阿伦尼乌斯反应速率公式 39
3.3.2 阿伦尼乌斯公式的应用 40
3.4 催化剂对化学反应速率的影响 41
3.4.1 过渡状态理论 42
3.4.2 催化剂影响化学反应速率的历程 43
本章教学要求 44
习题 44
第4章 化学平衡 45
4.1 化学平衡的概念 45
4.1.1 化学反应的可逆性和可逆反应 45
4.1.2 化学平衡定义与特征 45
4.2 化学平衡常数 46
4.2.1 化学平衡常数的定义与特征 46
4.2.2 实验平衡常数 48
4.2.3 标准平衡常数 50
4.2.4 与平衡常数有关的计算 51
4.3 范特霍夫等温式 53
4.3.1 范特霍夫等温式的推导 53
4.3.2 范特霍夫等温式的应用 54
4.3.3 多重平衡规则 55
4.4 影响化学平衡的因素 56
4.4.1 浓度对化学平衡的影响 56
4.4.2 压力对化学平衡的影响 57
4.4.3 温度对化学平衡的影响 59
4.4.4 勒夏特列原理 61
4.5 溶液 61
4.5.1 难挥发的非电解质稀溶液的依数性 62
4.5.2 电解质溶液 63
4.6 水溶液中的酸碱平衡 64
4.6.1 酸碱理论 64
4.6.2 一元弱酸(碱)的电离平衡 67
4.6.3 多元弱酸(碱)的电离平衡 70
4.6.4 酸碱电离平衡的移动及应用 72
4.7 难溶强电解质的沉淀溶解平衡 74
4.7.1 溶度积常数 74
4.7.2 溶度积规则 77
4.7.3 同离子效应和盐效应对沉淀生成的影响 77
4.7.4 沉淀的溶解 78
4.7.5 沉淀的转化 79
本章教学要求 79
习题 80
第5章 物质结构 83
5.1 原子结构 83
5.1.1 原子结构发现简史与微观粒子运动的特点 83
5.1.2 量子力学对原子结构的描述及薛定谔方程 84
5.1.3 原子核外电子排布及元素周期表 89
5.2 化学键与分子结构 99
5.2.1 离子键理论 100
5.2.2 价键理论 101
5.2.3 杂化轨道理论 105
5.2.4 价层电子对互斥理论 107
5.2.5 金属键理论 110
5.2.6 分子间力及氢键 111
5.3 晶体结构 115
5.3.1 晶体的特征 115
5.3.2 晶体结构的描述 115
5.3.3 晶体的类型 116
本章教学要求 119
习题 119
第6章 氧化还原反应与电化学 121
6.1 氧化还原的基本概念 121
6.1.1 氧化数 121
6.1.2 氧化还原反应 122
6.1.3 氧化还原反应方程式的配平 123
6.2 原电池、电动势与电极电势 125
6.2.1 原电池 125
6.2.2 电动势与电极电势 127
6.2.3 影响电极电势因素 能斯特方程 133
6.3 原电池的热力学 136
6.3.1 反应自发性的电动势判据 136
6.3.2 氧化还原平衡与其他平衡共存的多重平衡 138
6.4 与电极电势有关的图形 139
6.4.1 电极电势-pH图 139
6.4.2 元素电势图 142
6.5 化学电源与电解 144
6.5.1 化学电源 144
6.5.2 电解 145
本章教学要求 147
习题 147
第7章 配位化合物与配位平衡 150
7.1 配位化合物的基本概念 150
7.1.1 配位化合物的定义 150
7.1.2 配位化合物的组成 150
7.1.3 配位化合物的命名 152
7.1.4 配位化合物的异构现象 153
7.2 配位化合物的结构理论 154
7.2.1 价键理论 155
7.2.2 晶体场理论 158
7.3 配位平衡 161
7.3.1 配位解离平衡与配合物稳定常数 161
7.3.2 配位平衡的移动 162
本章教学要求 164
习题 164
第8章 元素无机化学 166
8.1 元素概述 166
8.2 s区元素 167
8.2.1 概述 167
8.2.2 氢 167
8.2.3 碱金属与碱土金属 168
8.3 p区元素 175
8.3.1 概述 175
8.3.2 卤素 175
8.3.3 氧族元素 181
8.3.4 氮族元素 190
8.3.5 碳族元素 197
8.3.6 硼族元素 204
8.3.7 稀有气体元素 208
8.4 d 区元素 210
8.4.1 通性 210
8.4.2 钪 212
8.4.3 钛 212
8.4.4 钒 214
8.4.5 铬、钼、钨 214
8.4.6 锰 216
8.4.7 铁系元素 218
8.5 ds区元素 221
8.5.1 通性 221
8.5.2 铜族 223
8.5.3 锌族 226
8.6 f 区元素 227
8.6.1 概述 227
8.6.2 镧系元素 228
8.6.3 锕系元素简介 230
8.7 无机材料 231
8.7.1 材料的定义与分类 231
8.7.2 金属材料与合金材料 231
8.7.3 无机非金属材料 234
8.7.4 纳米材料 237
本章教学要求 239
习题 240
第9章 定量分析基础 243
9.1 定量分析数据的处理方法 243
9.1.1 测量误差及其来源 243
9.1.2 随机误差的分布规律 244
9.1.3 测量数据的处理方式 248
9.1.4 有效数字及其运算规则 249
9.2 重量分析法 251
9.2.1 沉淀的几种类型 252
9.2.2 沉淀重量分析法对沉淀的要求 252
9.2.3 沉淀的形成及影响其纯度的因素 253
9.2.4 沉淀条件的控制 254
9.2.5 重量分析结果的计算 255
9.2.6 重量分析法的应用 256
9.3 酸碱滴定法 256
9.3.1 酸碱电离平衡及相关参数 256
9.3.2 酸碱滴定方程 258
9.3.3 酸碱滴定终点与滴定误差 259
9.3.4 酸碱滴定法的应用 260
9.4 配位滴定法 261
9.4.1 配位反应平衡及相关参数 262
9.4.2 配位滴定方程 266
9.4.3 配位滴定终点与滴定误差 267
9.4.4 配位滴定法的应用 268
9.5 氧化还原滴定法 269
9.5.1 氧化还原反应及相关参数 270
9.5.2 氧化还原滴定方程 272
9.5.3 滴定终点的判定与滴定误差 275
9.5.4 氧化还原滴定法的应用 276
9.6 吸光光度法 277
9.6.1 吸光光度法的基本原理 277
9.6.2 吸光光度法的仪器结构和常用类型 279
9.6.3 吸光光度法的实验条件选择 280
9.6.4 吸光光度法的应用 281
本章教学要求 282
习题 282
参考文献 285
附录 286
附录1 常用物理化学常数 286
附录2 SI基本单位、导出单位及与SI单位一起使用的单位 286
附录3 一些单质和化合物的热力学函数(298.15K，101.325kPa) 287
附录4 常见弱酸、弱碱水溶液电离平衡常数(298.15K) 294
附录5 常见难溶化合物的溶度积(298.15K) 295
附录6 常见配离子的累积稳定常数(298.15K) 296
附录7 溶液中的标准电极电势(298.15K) 297
附录8 原子半径(pm) 299
附录9 电负性 300
序
前言
第1章 绪论 1
1.1 化学研究的对象 1
1.1.1 化学的定义 1
1.1.2 化学变化的基本特征 2
1.1.3 化学的二级学科 2
1.2 化学与人类社会发展的关系 5
1.2.1 化学在科学中的位置 5
1.2.2 化学为人类创造物质财富的贡献 7
1.2.3 化学与人类生存环境 9
1.2.4 化学与人类健康 9
1.2.5 化学对人类文化发展的影响 9
1.3 学习化学的方法 10
1.3.1 重视做好化学实验 10
1.3.2 重视化学理论的指导作用 10
1.3.3 在学习中掌握逻辑思维方法 11
1.3.4 抓好各个学习环节 11
1.3.5 学一点化学史 11
本章教学要求 12
第2章 化学热力学导论 13
2.1 热力学基本概念及热力学**定律 13
2.1.1 基本概念 13
2.1.2 热力学**定律、热和功 15
2.1.3 化学反应的热效应与焓 17
2.2 赫斯定律及其应用 18
2.2.1 反应进度 18
2.2.2 热化学方程式 19
2.2.3 赫斯定律 20
2.2.4 几种热效应 21
2.2.5 食物与燃料 24
2.3 过程的自发性、熵、热力学第二定律和第三定律 25
2.3.1 过程的自发性 25
2.3.2 熵、热力学第二定律 25
2.3.3 热力学第三定律和标准熵 26
2.4 吉布斯自由能与化学反应自发性判据 28
2.4.1 吉布斯自由能 28
2.4.2 标准摩尔生成吉布斯自由能 29
2.4.3 吉布斯-亥姆霍兹方程 29
本章教学要求 31
习题 32
第3章 化学反应速率 34
3.1 化学反应速率定义和测定方法 34
3.2 浓度对化学反应速率的影响 35
3.2.1 速率方程 36
3.2.2 有效碰撞理论 37
3.3 温度对化学反应速率的影响 39
3.3.1 阿伦尼乌斯反应速率公式 39
3.3.2 阿伦尼乌斯公式的应用 40
3.4 催化剂对化学反应速率的影响 41
3.4.1 过渡状态理论 42
3.4.2 催化剂影响化学反应速率的历程 43
本章教学要求 44
习题 44
第4章 化学平衡 45
4.1 化学平衡的概念 45
4.1.1 化学反应的可逆性和可逆反应 45
4.1.2 化学平衡定义与特征 45
4.2 化学平衡常数 46
4.2.1 化学平衡常数的定义与特征 46
4.2.2 实验平衡常数 48
4.2.3 标准平衡常数 50
4.2.4 与平衡常数有关的计算 51
4.3 范特霍夫等温式 53
4.3.1 范特霍夫等温式的推导 53
4.3.2 范特霍夫等温式的应用 54
4.3.3 多重平衡规则 55
4.4 影响化学平衡的因素 56
4.4.1 浓度对化学平衡的影响 56
4.4.2 压力对化学平衡的影响 57
4.4.3 温度对化学平衡的影响 59
4.4.4 勒夏特列原理 61
4.5 溶液 61
4.5.1 难挥发的非电解质稀溶液的依数性 62
4.5.2 电解质溶液 63
4.6 水溶液中的酸碱平衡 64
4.6.1 酸碱理论 64
4.6.2 一元弱酸(碱)的电离平衡 67
4.6.3 多元弱酸(碱)的电离平衡 70
4.6.4 酸碱电离平衡的移动及应用 72
4.7 难溶强电解质的沉淀溶解平衡 74
4.7.1 溶度积常数 74
4.7.2 溶度积规则 77
4.7.3 同离子效应和盐效应对沉淀生成的影响 77
4.7.4 沉淀的溶解 78
4.7.5 沉淀的转化 79
本章教学要求 79
习题 80
第5章 物质结构 83
5.1 原子结构 83
5.1.1 原子结构发现简史与微观粒子运动的特点 83
5.1.2 量子力学对原子结构的描述及薛定谔方程 84
5.1.3 原子核外电子排布及元素周期表 89
5.2 化学键与分子结构 99
5.2.1 离子键理论 100
5.2.2 价键理论 101
5.2.3 杂化轨道理论 105
5.2.4 价层电子对互斥理论 107
5.2.5 金属键理论 110
5.2.6 分子间力及氢键 111
5.3 晶体结构 115
5.3.1 晶体的特征 115
5.3.2 晶体结构的描述 115
5.3.3 晶体的类型 116
本章教学要求 119
习题 119
第6章 氧化还原反应与电化学 121
6.1 氧化还原的基本概念 121
6.1.1 氧化数 121
6.1.2 氧化还原反应 122
6.1.3 氧化还原反应方程式的配平 123
6.2 原电池、电动势与电极电势 125
6.2.1 原电池 125
6.2.2 电动势与电极电势 127
6.2.3 影响电极电势因素 能斯特方程 133
6.3 原电池的热力学 136
6.3.1 反应自发性的电动势判据 136
6.3.2 氧化还原平衡与其他平衡共存的多重平衡 138
6.4 与电极电势有关的图形 139
6.4.1 电极电势-pH图 139
6.4.2 元素电势图 142
6.5 化学电源与电解 144
6.5.1 化学电源 144
6.5.2 电解 145
本章教学要求 147
习题 147
第7章 配位化合物与配位平衡 150
7.1 配位化合物的基本概念 150
7.1.1 配位化合物的定义 150
7.1.2 配位化合物的组成 150
7.1.3 配位化合物的命名 152
7.1.4 配位化合物的异构现象 153
7.2 配位化合物的结构理论 154
7.2.1 价键理论 155
7.2.2 晶体场理论 158
7.3 配位平衡 161
7.3.1 配位解离平衡与配合物稳定常数 161
7.3.2 配位平衡的移动 162
本章教学要求 164
习题 164
第8章 元素无机化学 166
8.1 元素概述 166
8.2 s区元素 167
8.2.1 概述 167
8.2.2 氢 167
8.2.3 碱金属与碱土金属 168
8.3 p区元素 175
8.3.1 概述 175
8.3.2 卤素 175
8.3.3 氧族元素 181
8.3.4 氮族元素 190
8.3.5 碳族元素 197
8.3.6 硼族元素 204
8.3.7 稀有气体元素 208
8.4 d 区元素 210
8.4.1 通性 210
8.4.2 钪 212
8.4.3 钛 212
8.4.4 钒 214
8.4.5 铬、钼、钨 214
8.4.6 锰 216
8.4.7 铁系元素 218
8.5 ds区元素 221
8.5.1 通性 221
8.5.2 铜族 223
8.5.3 锌族 226
8.6 f 区元素 227
8.6.1 概述 227
8.6.2 镧系元素 228
8.6.3 锕系元素简介 230
8.7 无机材料 231
8.7.1 材料的定义与分类 231
8.7.2 金属材料与合金材料 231
8.7.3 无机非金属材料 234
8.7.4 纳米材料 237
本章教学要求 239
习题 240
第9章 定量分析基础 243
9.1 定量分析数据的处理方法 243
9.1.1 测量误差及其来源 243
9.1.2 随机误差的分布规律 244
9.1.3 测量数据的处理方式 248
9.1.4 有效数字及其运算规则 249
9.2 重量分析法 251
9.2.1 沉淀的几种类型 252
9.2.2 沉淀重量分析法对沉淀的要求 252
9.2.3 沉淀的形成及影响其纯度的因素 253
9.2.4 沉淀条件的控制 254
9.2.5 重量分析结果的计算 255
9.2.6 重量分析法的应用 256
9.3 酸碱滴定法 256
9.3.1 酸碱电离平衡及相关参数 256
9.3.2 酸碱滴定方程 258
9.3.3 酸碱滴定终点与滴定误差 259
9.3.4 酸碱滴定法的应用 260
9.4 配位滴定法 261
9.4.1 配位反应平衡及相关参数 262
9.4.2 配位滴定方程 266
9.4.3 配位滴定终点与滴定误差 267
9.4.4 配位滴定法的应用 268
9.5 氧化还原滴定法 269
9.5.1 氧化还原反应及相关参数 270
9.5.2 氧化还原滴定方程 272
9.5.3 滴定终点的判定与滴定误差 275
9.5.4 氧化还原滴定法的应用 276
9.6 吸光光度法 277
9.6.1 吸光光度法的基本原理 277
9.6.2 吸光光度法的仪器结构和常用类型 279
9.6.3 吸光光度法的实验条件选择 280
9.6.4 吸光光度法的应用 281
本章教学要求 282
习题 282
参考文献 285
附录 286
附录1 常用物理化学常数 286
附录2 SI基本单位、导出单位及与SI单位一起使用的单位 286
附录3 一些单质和化合物的热力学函数(298.15K，101.325kPa) 287
附录4 常见弱酸、弱碱水溶液电离平衡常数(298.15K) 294
附录5 常见难溶化合物的溶度积(298.15K) 295
附录6 常见配离子的累积稳定常数(298.15K) 296
附录7 溶液中的标准电极电势(298.15K) 297
附录8 原子半径(pm) 299
附录9 电负性 300
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