無機化學

前言

本書第一版自2008年出版以來，已在多所高等院校的非化工類專業(yè)的無機化學教學中廣為使用，來自教學第一線的反饋信息表明：本教材的內(nèi)容具有較好的系統(tǒng)性，編排科學、合理，便于教師系統(tǒng)實施教學，使學生易于學習和掌握課程要求的基本知識。但在使用過程中也發(fā)現(xiàn)一些問題需要改進，如某些原理、定義的闡述不夠規(guī)范，有些理論的介紹還需要完善。此外，為適應新世紀人才培養(yǎng)的需要和教材更新的原則，以及我們在教學實踐中的經(jīng)驗，決定在第一版的基礎上，對本教材進行如下修改。（1）教材基本保留第一版的編寫系統(tǒng)和格局，但在內(nèi)容上進行了適當調(diào)整和更新，更注重無機化學的基礎性和系統(tǒng)性，力圖展現(xiàn)無機化學發(fā)展的新趨勢。（2）考慮到學時和各專業(yè)對教學內(nèi)容的要求，對部分內(nèi)容進行了調(diào)整和篩選。刪除了原第6章中的“鹽類的水解”，應用酸堿質子理論處理鹽類的水解，使這部分內(nèi)容更為嚴謹。參照法定計量單位的國家標準和應用習慣，更改了一些符號及敘述方式，如物質的平衡濃度改用方括號表示，物質A的平衡濃度表示為［A］；將電極電位改成了電極電勢；對雜化軌道類型與分子的幾何構型這部分進行了重新編寫，使其內(nèi)容更加直觀、更加系統(tǒng)。（3）對每章后面的習題進行了部分刪減，并附有習題參考答案，可以方便學生自學和復習。（4）對原教材中的知識拓展部分進行了大部分的更新，更能反映無機化學的前沿和新成果。既能激發(fā)學生的學習興趣，又能拓展學生的知識面。（5）為方便教師使用本教材進行教學，精心制作了與教材配套的多媒體教學課件（PPT）。（6）本書根據(jù)30～52學時教學計劃編寫。各院校可以根據(jù)專業(yè)需要和教學學時，對相關內(nèi)容進行取舍。本書可作為高等院校各有關專業(yè)的教材或參考書。本書由王元蘭任主編，并負責全書的策劃、編排、審訂及最后的統(tǒng)稿、復核工作，王崇臣、鄧洪任副主編。參加編寫工作的有中南林業(yè)科技大學的王元蘭（緒論、第六章及教材課件的制作）、鄧洪（第二、第三章）、皮少鋒（第一、第四章）、李青（第五章）、肖紅波（第七章）和北京建筑工程學院的王崇臣（第八、第九章）。本書在編寫過程中得到了中南林業(yè)科技大學和北京建筑工程學院化學教研室同仁的支持，提供了不少素材和建議。特別是中南林業(yè)科技大學教務處在2009年對本教材給予立項。在此謹向他們致以誠摯的謝意。本書可作為農(nóng)學、林學、生物、食品、資源環(huán)境、畜牧獸醫(yī)、無機非金屬材料工程、建筑專業(yè)及其他相關專業(yè)的教科書或參考書，也可供從事化工專業(yè)的技術人員閱讀。本書在編寫時力求做到開拓創(chuàng)新、盡善盡美，但由于我們水平有限，書中難免有不妥之處，敬請同行和讀者批評指正。編者2011年4月第一版前言隨著時代的前進，知識量越來越大，如何在有限的課時內(nèi)將基本的理論和知識傳授給學生顯得越來越重要。因此高等學校的教學內(nèi)容、教學體系的改革是十分重要的。無機化學是高等院校農(nóng)學、林學、生物、食品、資源環(huán)境、給水排水工程、無機非金屬材料工程、建筑類等專業(yè)的一門重要基礎課。本書考慮到農(nóng)林、生物、環(huán)境、建筑類院校對本課程的要求及大學一年級學生的實際水平，在內(nèi)容選擇和安排上保持了無機化學學科的科學性和系統(tǒng)性，避免了復雜的理論推導，文字敘述也力求深入淺出，通俗易懂，便于自學。本書在內(nèi)容選編方面，有以下幾個特點。1，注重理論聯(lián)系實際和專業(yè)需要。本書重點闡述了與農(nóng)林、生物、環(huán)境、建筑、材料等領域緊密相關的內(nèi)容，如溶液理論、酸堿平衡、沉淀溶解平衡、表面化學、膠體化學、電化學、配位化學、物質結構理論；而生物能源、離子的生理平衡、微量元素與生命過程、農(nóng)藥與化學、綠色化學與環(huán)境保護等相關內(nèi)容在本書中都得到了相應的體現(xiàn)。這樣既能激發(fā)學生的學習興趣,又能拓展學生的知識面。2，在知識拓展部分重點介紹了化學與其他學科交叉領域的熱點問題和最新動態(tài),為學生將化學知識應用于其他領域打開了一扇窗口。我們試圖用這種方式將最新和最前沿的知識引進教材和課堂，為學生將來在學科交叉領域進行創(chuàng)新打下基礎。3，本書在每章后面編寫了多種類型的習題，并附有習題參考答案，可以方便學生自學和復習。為方便教學，本書還配有電子教案。4，本書根據(jù)30～52學時教學計劃編寫。各院?？梢愿鶕?jù)專業(yè)需要和教學學時，對相關內(nèi)容進行取舍。本書由王元蘭主編，并負責全書的策劃、編排和審訂及最后的統(tǒng)稿、復核工作，王崇臣、鄧洪任副主編。參加編寫工作的有中南林業(yè)科技大學的王元蘭(緒論、第六章)、鄧洪(第二、第三章)、湯林(第一章)、李青(第五章)、肖紅波(第七章)和北京建筑工程學院的王崇巨(第八、第九章及第四章中的分子結構)、張亞東(第四章中的化學鍵)。與本教材配套的電子教案由鄧洪和王元蘭制作。本書在編寫過程中得到了中南林業(yè)科技大學和北京建筑工程學院化學教研室同仁的支持，特別是中南林業(yè)科技大學的陳學澤教授、胡云楚教授和周瑩教授提供了不少素材和修改建議?！氨本┦锌沙掷m(xù)水與廢物循環(huán)利用技術項目(BJE 10016200611)”學術創(chuàng)新團隊也對本書給予了支持和幫助。在此謹向他們致以誠摯的謝意。本書可作為農(nóng)學、林學、生物、食品、資源環(huán)境、畜牧獸醫(yī)、無機非金屬材料工程、建筑專業(yè)及其他相關專業(yè)的教科書或參考書，也可供社會讀者閱讀。本書在編寫時力求做到開拓創(chuàng)新、盡善盡美，但由于我們水平有限，書中仍難免有不妥之處，敬請同行和讀者批評指正。編者2008年3月

內(nèi)容概要

　　《無機化學（第2版）》共分九章，主要內(nèi)容包括：溶液，表面化學與膠體化學，原子結構和元素周期表，化學鍵與分子結構，化學反應基本理論，溶液中的離子平衡，氧化還原與電化學，配位化合物，元素選述。每章后面附有知識拓展，反映了無機化學的前沿和新成果。習題附有參考答案，以便學生自學和復習。為方便教學，《無機化學（第2版）》還配有多媒體教學課件?！　　稛o機化學（第2版）》可作為高等院校農(nóng)學、林學、生物、食品、環(huán)境、材料等專業(yè)的教材，亦可供相關專業(yè)技術人員參考。

書籍目錄

緒論1第一章 溶液5第一節(jié) 溶液的濃度5一、溶液的概念5二、溶液的濃度5第二節(jié) 稀溶液的依數(shù)性7一、溶液的蒸氣壓下降及拉烏爾定律7二、溶液的沸點升高8三、溶液的凝固點降低8四、溶液的滲透壓9［知識拓展］強電解質溶液理論簡介11習題12第二章 表面化學與膠體化學14第一節(jié) 表面化學14一、表面能與表面張力15二、潤濕現(xiàn)象17三、彎曲液面的附加壓力和毛細現(xiàn)象18四、固體表面上的吸附作用19［知識拓展］聚焦2007諾貝爾化學獎：二維表面化學21第二節(jié) 膠體化學22一、分散系統(tǒng)22二、膠團結構24三、溶膠的性質25四、溶膠的穩(wěn)定性和聚沉27五、高分子化合物溶液29六、表面活性物質和乳濁液30［知識拓展］什么是膠體金31氣凝膠：固體也能輕如煙32習題33第三章 原子結構和元素周期表35第一節(jié) 核外電子的運動狀態(tài)35一、氫原子光譜和玻爾模型35二、核外電子運動的波粒二象性36三、核外電子運動狀態(tài)的近代描述37第二節(jié) 原子核外電子排布和元素周期表40一、核外電子排布原理40二、多電子原子軌道的能級41三、核外電子的排布和元素周期律41四、屏蔽效應和鉆穿效應45第三節(jié) 元素性質的周期性46一、原子半徑（rA）46二、電離能和電子親和能47三、電負性50四、價電子和價電子層結構50［知識拓展］關于原子結構模型的演變歷程51習題52第四章 化學鍵與分子結構53第一節(jié) 離子鍵53一、離子鍵的形成53二、離子鍵的本質與特點53三、離子的特征54四、離子鍵的強度55第二節(jié) 價鍵理論56一、價鍵理論56二、雜化軌道理論與分子的幾何構型60三、分子軌道理論64第三節(jié) 分子間力和氫鍵68一、分子的極性68二、分子間作用力（范德華力）69三、氫鍵71［知識拓展］價層電子對互斥理論73習題74第五章 化學反應基本理論76第一節(jié) 化學熱力學初步76一、基本概念和術語76二、熱力學第一定律和熱化學78三、化學反應的方向82第二節(jié) 化學反應速率87一、化學反應的反應速率及表示方法87二、化學反應速率理論88三、影響反應速率的因素90［知識拓展］熱力學三大定律及其應用94第三節(jié) 化學平衡95一、可逆反應與化學平衡95二、平衡常數(shù)95三、多重平衡規(guī)則98四、化學平衡的移動99［知識拓展］化學振蕩反應103習題104第六章 溶液中的離子平衡106第一節(jié) 酸堿理論106一、酸堿的質子理論106二、酸堿的電子理論108第二節(jié) 弱電解質的電離平衡108一、弱電解質的電離平衡108二、緩沖溶液115第三節(jié) 沉淀溶解平衡118一、溶度積原理118二、難溶電解質沉淀的生成和溶解120［知識拓展］2000～2010年諾貝爾化學獎簡介124習題126第七章 氧化還原與電化學129第一節(jié) 氧化還原反應129一、化合價和氧化數(shù)129二、氧化劑和還原劑130三、氧化還原電對130四、氧化還原反應方程式的配平131第二節(jié) 原電池與電極電勢134一、原電池134二、電極電勢135三、能斯特方程137第三節(jié) 電極電勢的應用140一、判斷氧化劑和還原劑的相對強弱140二、判斷氧化還原反應的方向和限度141三、元素電位圖143［知識拓展］太陽能電池144習題146第八章 配位化合物149第一節(jié) 配合物的基本概念149一、配位鍵149二、配位化合物的定義149三、配合物的組成150四、配合物的化學式和命名152第二節(jié) 配位平衡152一、配位平衡常數(shù)152二、配位平衡的移動154第三節(jié) 配合物的價鍵理論155一、價鍵理論的基本要點155二、配合物的空間構型156三、外軌型和內(nèi)軌型配合物158第四節(jié) 螯合物159一、基本概念159二、螯合物的穩(wěn)定性160三、螯合物的應用160［知識拓展］配位化合物的應用161習題163第九章 元素選述165第一節(jié) s區(qū)元素165一、氫165二、堿金屬和堿土金屬167習題174第二節(jié) p區(qū)元素175一、概論175二、硼族元素177三、碳族元素181四、氮族元素186五、氧族元素193六、鹵族元素200［知識拓展］天才還是魔鬼？——記小托馬斯·米奇利的發(fā)明成果203習題205第三節(jié) d區(qū)元素206一、過渡元素的通性207二、鉻副族208三、錳副族209四、鐵系元素211［知識拓展］放射性和鈾裂變的重大發(fā)現(xiàn)214習題215第四節(jié) ds區(qū)元素216一、銅族元素216二、鋅族元素219［知識拓展］主要重金屬在土壤中的遷移轉化223習題225部分習題參考答案226附錄235附錄一 基本物理常數(shù)表235附錄二 單位換算235附錄三 一些物質的標準生成焓、標準生成Gibbs函數(shù)和標準熵（298K）235附錄四 一些水合離子的標準生成焓、標準生成Gibbs函數(shù)和標準熵(298K)239附錄五 難溶化合物溶度積（291～298K）240附錄六 一些常見配離子的穩(wěn)定常數(shù)(298K)241附錄七 配合物的累積穩(wěn)定常數(shù)241附錄八 金屬離子與氨羧螯合劑形成的配合物的穩(wěn)定常數(shù)lgKMY243附錄九 一些金屬離子的lg酠(OH)值243附錄十 標準電極電勢表（298K）244附錄十一 一些氧化還原電對的條件電勢（298K）246附錄十二 相對分子質量246參考文獻249元素周期表

章節(jié)摘錄

版權頁：插圖：3.無機化學的范疇、地位和作用無機化學是研究元素及其化合物的結構、性質、反應、制備及其相互關系的一門化學分支學科。準確地講，除去碳氫化合物及其大多數(shù)衍生物外，無機化學是對所有元素及其化合物的性質和反應進行實驗研究和理論解釋的科學。人類最早接觸到的化學知識便是無機化學，如金屬冶煉、玻璃制造以及陶器、印染技術的應用?；瘜W科學開始的研究對象多為無機物。近代無機化學的建立，實際上標志著近代化學的創(chuàng)立?；瘜W中最重要的一些概念和規(guī)律，如元素、分子、化合、分解、定比定律和元素周期律等，大都是無機化學早期發(fā)展過程中形成和發(fā)現(xiàn)的。目前無機化學仍是化學科學中最基礎的部分，并已形成了一套自己的理論體系，如原子結構理論、分子結構理論、晶體結構理論、酸堿理論、配位化學理論等。在現(xiàn)代無機化學的‘研究中廣泛采用物理學和物理化學。的實驗手段和，理論方法，結合各種現(xiàn)代化的譜學測試手段，如X射線衍射、電子順磁共振譜、光電子能譜、穆斯堡爾譜，核磁共振譜、紅外和拉曼光譜等；獲得無機化合物的幾何結構信息，及化學鍵的性質、自旋分布、能級結構等電子結構的信息，并運用分子力學、分子動力學、量子化學等理論，進行深入的分析，了解原子、分子和分子集聚體層次無機化合物的結構及其與性能的關系，探求化學反應的微觀歷程和宏觀化學規(guī)律的微觀依據(jù)。另外，無機合成依然是無機化學的基礎?，F(xiàn)代無機合成除了常規(guī)的合成方法外，更重視發(fā)展新的合成方法，尤其是特殊的和極端條件下的合成，如超高壓、超高溫、超低溫、強磁場、電場、激光、等離子體等條件下合成多種多樣在一般條件下難以得到的新化合物、新物相、新物態(tài)，合成出了如超微態(tài)、納米態(tài)、微乳與膠束、無機膜、非晶態(tài)、玻璃態(tài)、陶瓷、單晶、晶須、微孔晶缽等多種特殊聚集態(tài)，及具有團簇、層狀、某些特定的多型體、層間嵌插結構、多維結構的復雜的無機化合物，而且很多化合物都具有如激光發(fā)射、發(fā)光、光電、光磁、光聲、高密度信息存儲、永磁性、超導性、儲氫、儲能等特殊的功能，有著廣泛的應用前景。無機化學一方面繼續(xù)自身的發(fā)展，另一方面一直在進行著與其他學科的交叉和滲透。如無機化學與有機化學交叉形成了有機金屬化學；無機化學與固體物理結合形成了無機固體化學，無機化學向生物學滲透形成了生物無機化學等。事實上，無機化學已經(jīng)在材料、能源、信息、環(huán)保、生命科學及生物模擬等領域起著舉足輕重的作用。不僅如此，無機化學的作用還將體現(xiàn)在上述各領域在未來的發(fā)展和突破之中?？梢灶A見，無機化學以其現(xiàn)代的實驗技術和科學理論為基礎，立足于天然資源的開發(fā)、新型材料的合成、高新技術的廣泛應用，將在科學發(fā)展和社會進步的進程中，發(fā)揮愈來愈重要的作用。

編輯推薦

《無機化學(第2版)》是普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材之一。

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