本书根据高等职业教育培养目标,体现以能力培养为主线,培养学生研究性学习的能力,突出理论与实践相结合。
全书共分十四章,内容包括化学基本概念、原子结构、分子结构、元素周期律、化学反应速率和化学平衡、电解质溶液、电化学基础、重要元素的单质及化合物、配位化合物及滴定分析法。为适应教学要求,将四大平衡理论与滴定分析的内容相融合,直接体现了四大平衡理论知识的应用。本书采用双色印刷,对重点内容进行标记,并以二维码形式融入数字资源。为拓宽学生的知识面,精选了部分“阅读材料”。在每章后均有“本章小结”和习题,有利于学生巩固所学知识。
本书为高职高专院校化工、化学、环境、材料等专业使用教材,也可供高职高专其他专业开设无机化学课选用。
绪论 1
一、无机化学的地位和作用 1
二、无机化学的现状和发展趋势 2
三、无机化学的内容和学习方法 2
第一章 物质的聚集状态及化学反应中的能量关系 4
第一节 气体 4
一、理想气体状态方程 4
二、分压定律 5
三、分体积定律 7
第二节 液体 8
一、液体的蒸气压 9
二、液体的沸点 9
第三节 化学反应中的能量关系 10
一、化学反应热效应 10
二、热化学方程式 10
三、盖斯定律 11
四、标准摩尔生成焓 12
阅读材料 液体表面张力及其相关现象 13
本章小结 14
思考题 15
习题 15
第二章 化学反应速率和化学平衡 17
第一节 化学反应速率的表示方法 17
第二节 反应速率理论 18
一、碰撞理论 18
二、过渡状态理论 19
第三节 影响化学反应速率的因素 20
一、浓度对化学反应速率的影响 20
二、温度对化学反应速率的影响 22
三、催化剂对化学反应速率的影响 23
四、影响多相反应速率的因素 23
第四节 化学平衡 24
一、平衡的建立 24
二、平衡常数 24
三、平衡计算 27
第五节 化学平衡的移动 29
一、浓度对化学平衡的影响 30
二、压力对化学平衡的影响 30
三、温度对化学平衡的影响 31
四、催化剂与化学平衡 32
五、化学反应速率和化学平衡的综合应用 32
阅读材料 绿色化工生产技术——仿生催化技术 33
本章小结 33
思考题 34
习题 35
第三章 酸碱平衡和酸碱滴定法 38
第一节 酸碱理论 38
一、酸碱电离理论 38
二、酸碱质子理论 39
第二节 水的离解和溶液的pH 42
一、水的离解平衡与水的离子积 42
二、溶液的酸碱性与pH 43
第三节 酸碱平衡中有关浓度的计算 44
一、酸的浓度和酸度 44
二、酸碱强弱和酸碱离解常数 45
三、弱酸和弱碱的离解平衡计算 47
第四节 酸碱缓冲溶液 51
一、酸碱平衡的移动——同离子效应 51
二、缓冲溶液 52
第五节 滴定分析法概述 56
一、基本概念 56
二、标准溶液和基准物质 57
三、滴定分析中的计算 58
第六节 酸碱滴定法 62
一、酸碱指示剂 63
二、酸碱滴定曲线及指示剂的选择 65
三、酸碱滴定法的应用 71
阅读材料 食品防腐剂山梨酸钾的测定 75
本章小结 76
思考题 78
习题 79
第四章 沉淀溶解平衡和沉淀滴定法 81
第一节 沉淀溶解平衡 81
一、溶度积常数 81
二、溶度积与溶解度的相互换算 82
第二节 溶度积规则及其应用 83
一、溶度积规则 83
二、溶度积规则的应用 84
三、分步沉淀和沉淀的转化 86
第三节 沉淀滴定法 89
一、莫尔法 89
二、福尔哈德法 90
三、法扬司法 92
阅读材料 沉淀的类型和沉淀的条件 93
本章小结 93
思考题 94
习题 95
第五章 氧化还原平衡和氧化还原滴定法 97
第一节 氧化还原反应的基本概念 97
一、元素的氧化数 97
二、氧化剂和还原剂 98
第二节 氧化还原反应方程式的配平 99
一、氧化数法 99
二、离子-电子法 100
第三节 原电池和电极电势 101
一、原电池的组成 101
二、原电池的表示方法 102
三、电极电势 103
四、影响电极电势的因素 105
第四节 电极电势的应用 107
一、判断氧化剂和还原剂的相对强弱 107
二、判断氧化还原反应进行的方向 108
三、判断氧化还原反应进行的程度 109
四、元素电势图及其应用 110
第五节 氧化还原滴定法 112
一、条件电极电势 112
二、氧化还原指示剂 113
三、氧化还原滴定法的应用 114
阅读材料 氧化还原反应在生产生活中的应用 121
本章小结 122
思考题 123
习题 124
第六章 原子结构 126
第一节 原子的玻尔模型 126
一、氢原子光谱 126
二、量子论 126
三、玻尔模型 127
第二节 核外电子运动状态的近代描述 128
一、核外电子的运动特征 128
二、波函数与原子轨道 129
三、几率密度与电子云 131
四、四个量子数 132
第三节 原子中核外电子的分布 135
一、基态原子中电子的分布原则 135
二、多电子原子体系轨道的能级 136
三、基态原子中核外电子的分布 138
四、核外电子分布与元素周期律 139
第四节 元素基本性质的周期性变化 145
一、有效核电荷数 145
二、原子半径的周期性变化 145
三、电离能 147
四、元素的电负性 149
阅读材料 化学家鲍林 149
本章小结 150
思考题 152
习题 152
第七章 分子结构 155
第一节 离子键 155
一、离子键的形成 155
二、离子键的特点 156
三、离子的特征 157
四、晶格能 159
第二节 价键理论 159
一、共价键的形成 160
二、共价键的特点 161
三、共价键的类型 162
四、键参数 163
第三节 杂化轨道理论 164
一、杂化与杂化轨道 164
二、杂化轨道的成键能力 165
三、杂化轨道的数目及类型 165
四、杂化方式与分子的空间构型 167
第四节 分子间作用力 168
一、分子的极性及可极化性 168
二、分子间力 170
三、氢键 172
阅读材料 范德华:从旁听生到世界级大师 173
本章小结 174
思考题 175
习题 176
第八章 晶体结构 177
第一节 晶体的基本概念 177
一、晶体与非晶体 177
二、晶体的内部结构 178
第二节 离子晶体 179
一、离子晶体的特征 179
二、常见的离子晶体结构 179
第三节 原子晶体和分子晶体 180
一、原子晶体 180
二、分子晶体 180
第四节 金属键及金属晶体 181
一、金属键 181
二、金属晶体的性质 182
第五节 混合型晶体 182
第六节 离子极化 183
一、离子极化作用和变形性 183
二、离子极化对化合物性质的影响 184
阅读材料 碳的第三种同素异形体——富勒烯 185
本章小结 186
思考题 187
习题 187
第九章 配位平衡和配位滴定法 189
第一节 配合物的组成和命名 189
一、配合物的定义 189
二、配合物的组成 190
三、配合物的命名 191
四、螯合物 191
第二节 配合物的价键理论 192
一、中心离子价轨道的杂化 192
二、配离子的空间构型 194
第三节 配合物在水溶液中的离解平衡 195
一、配合物的稳定常数 195
二、配位平衡的移动 196
第四节 EDTA及其配合物的特点 199
一、乙二胺四乙酸的离解平衡 199
二、EDTA与金属离子的配位特点 200
第五节 影响配位平衡的主要因素 201
一、酸效应和酸效应系数 201
二、配位效应和配位效应系数 202
三、条件稳定常数 202
第六节 配位滴定的基本原理 204
一、配位滴定曲线 204
二、影响滴定突跃的因素 205
三、配位滴定的最高允许酸度 206
第七节 金属指示剂 208
一、金属指示剂的作用原理 208
二、常用金属指示剂 210
第八节 提高配位滴定选择性的方法 210
一、混合离子准确滴定的条件 210
二、消除干扰的主要途径 211
第九节 配位滴定方式及应用 213
一、直接滴定法 213
二、返滴定法 214
三、置换滴定法 215
四、间接滴定法 216
第十节 配位化合物的一些应用 216
一、在生物、医药方面的应用 216
二、在电镀工业方面的应用 216
三、在贵金属湿法冶金方面的应用 216
阅读材料 配合物在医药上的应用 217
本章小结 217
思考题 218
习题 219
第十章 p区元素(一) 221
第一节 p区元素概述 221
一、p区元素氧化值的特征 221
二、p区元素性质的递变 222
第二节 卤素 222
一、卤素单质 223
二、卤化氢与氢卤酸 225
三、卤化物 226
四、氯的含氧酸及其盐 227
第三节 氧族元素 231
一、氧、臭氧、过氧化氢 231
二、硫的重要化合物 234
阅读材料 二氧化氯——新型高效多功能水处理消毒剂 241
本章小结 242
思考题 242
习题 243
第十一章 p区元素(二) 245
第一节 氮族元素 245
一、氮及其重要化合物 246
二、磷及其重要化合物 251
三、砷、锑、铋的重要化合物 253
第二节 碳族元素 256
一、碳的重要化合物 256
二、硅的重要化合物 258
三、锡、铅的重要化合物 259
第三节 硼族元素 262
一、硼的重要化合物 263
二、铝的重要化合物 264
阅读材料 低碳生活和低碳经济 264
本章小结 265
思考题 266
习题 267
第十二章 s区元素 269
第一节 氧化物 270
一、正常氧化物 270
二、过氧化物 271
三、超氧化物 271
第二节 氢氧化物 272
一、溶解度的变化 272
二、碱性的变化 272
第三节 重要的盐类 273
一、晶体类型 273
二、热稳定性 273
三、溶解性 273
阅读材料 “长眼睛”的金属——铯和铷 273
本章小结 274
思考题 274
习题 275
第十三章 过渡元素(一)d区元素 276
第一节 过渡元素的通性 277
一、原子的电子层结构和原子半径 277
二、氧化数 278
三、单质的物理性质 278
四、金属的活泼性 278
五、水合离子的颜色 278
六、配位性 279
七、磁性及催化性 279
第二节 铬的重要化合物 279
一、铬化合物关联图 279
二、铬的元素电势图 279
三、铬(Ⅲ)化合物 280
四、铬(Ⅵ)化合物 280
五、含铬废水的处理 281
第三节 锰的重要化合物 282
一、锰化合物关联图 282
二、锰的元素电势图 282
三、锰(Ⅱ)化合物 283
四、锰(Ⅳ)化合物 283
五、锰(Ⅵ)化合物 283
六、锰(Ⅶ)化合物 284
第四节 铁、钴、镍的重要化合物 285
一、铁、钴、镍化合物关联图 285
二、铁、钴、镍的氢氧化物 285
三、铁、钴、镍的盐 286
四、铁、钴、镍的配合物 287
阅读材料 纳米技术与环境保护 289
本章小结 290
思考题 290
习题 291
第十四章 过渡元素(二)ds区元素 294
第一节 ds区元素的通性 294
第二节 铜族元素的重要化合物 294
一、铜的化合物 295
二、银的化合物 298
第三节 锌族元素的重要化合物 299
一、锌和镉的化合物 299
二、汞的化合物 301
三、含镉及含汞废水的处理 304
阅读材料 微量元素与人体健康 305
本章小结 307
思考题 307
习题 308
附录 309
表1 本书常用符号的意义和单位 309
表2 酸、碱的离解常数 310
表3 溶度积常数(298.15K) 312
表4 标准电极电势(298.15K) 313
表5 一些物质的摩尔质量 316
表6 某些物质的商品名或俗名 319
表7 一些物质的标准摩尔生成焓(298.15K) 320
参考文献 324
元素周期表
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