無機(jī)及分析化學(xué)

前言

化學(xué)按其研究對(duì)象和研究目的的不同在其發(fā)展過程中逐漸形成了無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和物理化學(xué)等學(xué)科。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，化學(xué)與其它學(xué)科交叉滲透又產(chǎn)生了材料化學(xué)、生物化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、冶金化學(xué)等交叉學(xué)科?；瘜W(xué)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門、尖端技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域以及人民生活的各個(gè)方面都有著密切的聯(lián)系。人類面臨的環(huán)境、能源問題，經(jīng)濟(jì)建設(shè)所需的各種材料，以及生命現(xiàn)象的探索無不與化學(xué)有關(guān)。當(dāng)前，教育、教學(xué)改革正在深入進(jìn)行，原無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)的內(nèi)容多與學(xué)時(shí)少的矛盾日益突出，作為課程改革的探索，我們編寫了《無機(jī)及分析化學(xué)》教材。無機(jī)及分析化學(xué)是一門基礎(chǔ)課，是為培養(yǎng)化工、材料、醫(yī)學(xué)（七年制）、生物等專業(yè)高素質(zhì)人才所必須具備的知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)而開設(shè)的必修課。無機(jī)及分析化學(xué)作為一門基礎(chǔ)課，以研究無機(jī)物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)及應(yīng)用為主?；瘜W(xué)反應(yīng)的方向和限度（化學(xué)熱力學(xué)）、化學(xué)反應(yīng)的速率與機(jī)理（化學(xué)動(dòng)力學(xué)）是化學(xué)學(xué)科的理論核心之一，為此單列一章化學(xué)反應(yīng)原理，引入了化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，以加強(qiáng)基礎(chǔ)，使化學(xué)反應(yīng)知識(shí)能在中學(xué)化學(xué)的基礎(chǔ)上理論化、系統(tǒng)化、定量化。四大平衡（酸堿平衡、配位平衡、沉淀平衡和氧化還原平衡）及相應(yīng)的滴定分析方法是本課程的主要內(nèi)容，編寫時(shí)刪減了原無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)單獨(dú)設(shè)課時(shí)大量重復(fù)的內(nèi)容（儀器分析因單獨(dú)設(shè)課不包括在內(nèi)），使之相輔相成，以期收到費(fèi)時(shí)少、收效高的教學(xué)效果。物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性質(zhì)的關(guān)系是化學(xué)學(xué)科另一個(gè)理論核心。教材從一年級(jí)設(shè)課及受相應(yīng)數(shù)、理學(xué)科知識(shí)的制約這一特點(diǎn)出發(fā)，編寫了原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)（包括配位化合物的結(jié)構(gòu)）和晶體結(jié)構(gòu)三章，扼要介紹近代原子結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)模型與化學(xué)鍵理論（價(jià)鍵理論、雜化軌道理論和分子軌道理論）的要點(diǎn)以及結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。對(duì)無機(jī)物質(zhì)材料的結(jié)構(gòu)與性能也作了有選擇的介紹，以常見元素為主，選取典型，突出重點(diǎn)與應(yīng)用。元素化學(xué)的內(nèi)容，改變以周期系按族逐個(gè)元素分述編寫的慣例，以無機(jī)物分類為緯，結(jié)構(gòu)理論、反應(yīng)原理為經(jīng)，運(yùn)用元素周期律用歸納的方法來闡述單質(zhì)和重要化合物（鹵化物、氧化物、硫化物、含氧酸及其鹽、配位化合物）的典型性質(zhì)（酸堿性、溶解性、配位性、氧化還原性），以及在周期系中的變化規(guī)律。教材最后單列無機(jī)物制備和無機(jī)物分析兩章，以加深理解并提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。教材貫徹中華人民共和國(guó)法定計(jì)量單位，采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB3102.8 -93）所指定的符號(hào)與單位。并單列一章化學(xué)反應(yīng)計(jì)量基礎(chǔ)于教材之首，它們是本課程后述各章的前提，也是一個(gè)科技工作者應(yīng)具備的基本素質(zhì)。

內(nèi)容概要

　　本書根據(jù)教育部工科無機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)的基本要求，按照少而精的原則，把無機(jī)化學(xué)與分析化學(xué)有機(jī)地揉合在一起編寫而成。教材內(nèi)容循序漸進(jìn)、重點(diǎn)突出，共分13章，包括化學(xué)反應(yīng)計(jì)量基礎(chǔ)、化學(xué)反應(yīng)一般原理、酸堿反應(yīng)與配位反應(yīng)、酸堿滴定與配位滴定、沉淀反應(yīng)與沉淀滴定、氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定，原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)與晶體結(jié)構(gòu)，元素化學(xué)、無機(jī)物制備與無機(jī)物分析等內(nèi)容。
　　本書為高等學(xué)校化工、材料、環(huán)境、生物、臨床醫(yī)學(xué)等專業(yè)教材，也可供冶金、食品、農(nóng)、林、地質(zhì)等相關(guān)專業(yè)使用。

書籍目錄

1　化學(xué)反應(yīng)計(jì)量基礎(chǔ)
　1.1　化學(xué)中的計(jì)量
　1.2　測(cè)量或計(jì)量中的誤差
　習(xí)題
2　化學(xué)反應(yīng)的一般原理
　2.1　基本概念和術(shù)語
　2.2　熱化學(xué)
　2.3　化學(xué)反應(yīng)的方向
　2.4　化學(xué)平衡及其移動(dòng)
　2.5　化學(xué)反應(yīng)速率
　2.6　化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化
　習(xí)題
3　酸堿反應(yīng)與配位反應(yīng)
　3.1　酸堿理論概述
　3.2　電解質(zhì)溶液的解離平衡
　3.3　電解質(zhì)水溶液pH值的計(jì)算
　3.4　緩沖溶液
　3.5　配位平衡及其移動(dòng)
　習(xí)題
4　酸堿滴定與配位滴定分析
　4.1　滴定分析概述
　4.2　一元酸（或堿）的滴定分析
　4.3　配位滴定分析
　習(xí)題
5　沉淀反應(yīng)
　5.1　沉淀溶解平衡
　5.2　溶度積規(guī)則及應(yīng)用
　5.3　沉淀滴定法
　習(xí)題
6　氧化還原反應(yīng)
　6.1　氧化還原反應(yīng)與原電池
　6.2　電極電勢(shì)
　6.3　影響電極電勢(shì)的因素
　6.4　電極電勢(shì)的應(yīng)用
　習(xí)題
7　氧化還原滴定
　7.1　氧化還原滴定分析條件
　7.2　氧化還原滴定曲線與滴定終點(diǎn)
　7.3　常用的氧化還原滴定法及應(yīng)用
　7.4　氧化還原滴定前的預(yù)處理
　習(xí)題
8　原子結(jié)構(gòu)
　8.1　原子的組成
　8.2　氫原子結(jié)構(gòu)的近代概念
　8.3　多電子原子結(jié)構(gòu)
　習(xí)題
9　分子結(jié)構(gòu)共價(jià)鍵
　9.1　共價(jià)鍵的形成
　9.2　共價(jià)鍵的類型
　9.3　共價(jià)鍵參數(shù)
　9.4　多原子分子的空間構(gòu)型
　9.5　配合物的化學(xué)鍵理論
　習(xí)題
10　晶體結(jié)構(gòu)
　10.1　晶體的類型
　10.2　共價(jià)型物質(zhì)的晶體
　10.3　離子型晶體
　10.4　多鍵型晶體
　10.5　晶體的缺陷及其應(yīng)用
　習(xí)題
11　元素化學(xué)
　11.1　元素概述
　　……
12　無機(jī)物制備
13　無機(jī)物分析
附錄
元素周期表
　　

章節(jié)摘錄

插圖：2.1.3 熱和功熱和功是系統(tǒng)發(fā)生狀態(tài)變化時(shí)與環(huán)境交換能量的兩種形式，由系統(tǒng)與環(huán)境間的溫度差引起的能量交換稱為熱，以符號(hào)Q表示。并規(guī)定：若系統(tǒng)吸熱，Q取正值；放熱則Q取負(fù)值。系統(tǒng)與環(huán)境之間除熱以外的其它能量交換形式統(tǒng)稱功，以符號(hào)W表示。并規(guī)定：若系統(tǒng)得功，W取正值，對(duì)環(huán)境做功W取負(fù)值。功有多種形式，可以分成兩大類：由于系統(tǒng)體積變化而與環(huán)境交換的功稱體積功；除此之外的功就稱為非體積功（或有用功）。熱和功都不是狀態(tài)函數(shù)，除了與系統(tǒng)的始態(tài)、終態(tài)有關(guān)以外還與變化的具體途徑有關(guān)。2.1.4 熱力學(xué)能與熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)能又稱內(nèi)能，它是系統(tǒng)內(nèi)部能量的總和，用符號(hào)u表示，具有能量單位。系統(tǒng)的熱力學(xué)能是由分子的動(dòng)能，分子間相互作用的勢(shì)能和分子內(nèi)部的能量三部分組成，不包括系統(tǒng)整體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和系統(tǒng)整體處于外力場(chǎng)中具有的勢(shì)能。熱力學(xué)能是系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)，所以系統(tǒng)狀態(tài)變化時(shí)熱力學(xué)能變AU僅與始、終狀態(tài)有關(guān)而與過程的具體途徑無關(guān)。系統(tǒng)內(nèi)部粒子的運(yùn)動(dòng)方式及相互作用很復(fù)雜，我們無法確定系統(tǒng)某狀態(tài)下U的絕對(duì)值。但化學(xué)熱力學(xué)計(jì)算只需要系統(tǒng)進(jìn)行某過程時(shí)的熱力學(xué)能變AU，故不影響熱力學(xué)能概念的實(shí)際應(yīng)用。熱力學(xué)第一定律（又稱能量守恒定律）是人類長(zhǎng)期實(shí)踐的總結(jié)，該定律指出隔離系統(tǒng)∞中能的形式可以相互轉(zhuǎn)化，但不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)自行消滅。例如：熱能、光能、電能、機(jī)械能和化學(xué)能之間可以相互轉(zhuǎn)換，但總能量是不變的。

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