《无机化学》教材全面贯彻党的教育方针，以立德树人为根本，遵循教育规律和学生成长规律，全面落实以学生为本的教育理念，以“必需和够用”为原则编写，由浅人深，加强实用性，把知识的传授和培养学生分析问题及解决问题的能力结合起来，具有职业教育特色。将课程思政元素有机融入专业知识和技能，培养学生的家国情怀和工匠精神。主要内容包括绪论、原子结构和元素周期表、分子结构和晶体结构、化学基本量和化学计算、化学热力学基础、化学反应速率与化学平衡、电解质溶液、氧化还原反应和电化学基础、配位化合物和配位平衡、卤素、其他重要的非金属元素、碱金属和碱土金属、其他重要的金属元素。
绪论 1
一、化学的研究对象 1
二、化学与人类生产生活 1
三、无机化学课程的任务和学习方法 3
第一章 原子结构和元素周期表 4
第一节 原子的结构及同位素 4
一、原子的结构 5
二、同位素 6
第二节 原子核外电子运动状态及其排布 7
一、原子核外电子的运动状态 7
二、原子核外电子的排布 12
第三节 元素周期律 16
一、周期 16
二、族 16
三、周期表元素分区 17
第四节 元素性质的周期性 17
一、原子核外电子排布的周期性变化 17
二、原子半径的周期性变化 18
三、电离能 19
四、周期表中主族元素性质的递变规律 20
五、元素周期律的应用 24
知识拓展 门捷列夫与元素周期表 24
知识窗 全球青年化学家元素周期表硫元素代表——中国学者姜雪峰 25
本章小结 25
思考与练习 26
第二章 分子结构和晶体类型 30
第一节 化学键 30
一、离子键 31
二、共价键 33
三、金属键 39
第二节 杂化轨道和分子构型 40
一、杂化和杂化轨道 40
二、sp型杂化与分子构型 41
第三节 分子间作用力 44
一、分子的极性 44
二、分子间作用力 46
三、氢键 49
第四节 晶体的类型 50
一、晶体的特征和结构 50
二、晶体的类型 51
知识拓展 新材料之王——石墨烯 56
新视野 新型人工碳晶体 56
本章小结 56
思考与练习 57
第三章 化学基本量和化学计算 61
第一节 物质的量 61
一、物质的量的单位——摩尔 62
二、摩尔质量 62
三、气体摩尔体积 63
第二节 物质的聚集状态 64
一、气体 64
二、溶液与液体 67
第三节 化学方程式及其有关计算 72
一、化学方程式的基本概念 72
二、根据化学方程式的计算 74
知识拓展 理想气体状态方程在工业测量中的应用 76
知识窗 中国晶体与结构化学的主要奠基人——唐有祺院士 77
本章小结 77
思考与练习 78
第四章 化学热力学基础 80
第一节 化学热力学基本概念 80
一、系统和环境 81
二、状态和状态函数 81
三、过程与途径 81
四、热和功 82
第二节 热力学第一定律及化学反应热 83
一、热力学第一定律的表述 83
二、等容热 84
三、等压热及焓 84
四、化学反应的热效应 86
五、热化学方程式 87
六、标准摩尔生成焓 88
七、标准摩尔燃烧焓 88
八、盖斯定律 89
第三节 热力学第二定律及化学反应方向的判断 90
一、自发过程 90
二、热力学第二定律的表述 90
* 三、熵和熵变 91
* 四、吉布斯函数 93
五、化学反应方向的判断与限度 93
知识拓展 95
新视野 热化学储能技术 95
本章小结 96
思考与练习 97
第五章 化学反应速率与化学平衡 100
第一节 化学反应速率的表示 101
一、平均速率 101
二、瞬时速率 101
第二节 化学反应速率方程 102
一、基元反应 102
二、化学反应速率方程的基本形式 102
第三节 影响化学反应速率的因素 105
一、浓度对化学反应速率的影响 105
二、压力对化学反应速率的影响 108
三、温度对化学反应速率的影响 109
四、催化剂对化学反应速率的影响 110
五、其他因素 110
* 第四节 反应速率理论 111
一、简单碰撞理论 111
二、过渡状态理论 112
三、反应速率与活化能的关系 113
第五节 化学平衡与平衡常数 114
一、化学平衡 114
二、化学平衡常数 114
三、有关化学平衡常数的计算 119
四、同时平衡规则 120
第六节 影响化学平衡的因素 121
一、浓度对化学平衡的影响 121
二、系统总压力对化学平衡的影响 122
三、温度对化学平衡的影响 123
四、平衡移动原理 124
第七节 化工生产中反应速率与化学平衡的综合应用 125
一、提高贵重原料的转化率 125
二、选择适宜的反应温度 125
三、选择合适的系统压力 126
四、合理选用催化剂 126
知识拓展 微波技术在化学中的应用 126
新视野 我国科学家实现化学反应立体动力学精准调控 127
本章小结 127
思考与练习 128
第六章 电解质溶液 132
第一节 电解质 132
一、电解质的基本概念 133
二、强电解质与弱电解质 133
第二节 离子反应 134
一、离子反应与离子方程式 134
二、离子反应发生的条件 134
第三节 酸碱理论 135
一、酸碱解离理论 135
二、酸碱质子理论 136
三、水的解离和溶液的酸碱性 137
第四节 酸碱解离平衡的计算 141
一、一元弱酸、弱碱的解离平衡计算 141
二、多元弱酸、多元弱碱溶液的解离平衡计算 143
第五节 同离子效应和缓冲溶液 143
一、同离子效应 143
二、缓冲溶液 145
第六节 盐类的水解与影响因素 147
一、盐类的水解 147
二、影响盐类水解的因素 149
三、盐类水解的应用 149
第七节 沉淀与溶解平衡 150
一、溶解度 150
二、溶度积 150
三、溶度积和溶解度之间的换算 151
四、溶度积规则及其应用 153
知识拓展 沉淀溶解平衡的工业应用举例 158
知识窗 中国盐湖事业的拓荒者——柳大纲院士 158
本章小结 158
思考与练习 160
第七章 氧化还原反应和电化学基础 163
第一节 氧化还原反应 163
一、氧化值 163
二、氧化剂和还原剂 164
三、氧化还原电对 165
第二节 氧化还原方程式的配平 166
一、氧化值法 166
二、离子-电子法 168
第三节 原电池及电极电势 169
一、原电池 169
二、电极电势 172
三、影响电极电势的因素 174
第四节 电极电势的应用 177
一、判断原电池的正、负极，计算原电池的电极电势 177
二、判断氧化剂和还原剂的相对强弱 178
三、判断氧化还原反应的方向 179
四、判断氧化还原反应进行的程度 180
五、计算有关平衡常数 182
第五节 元素电势图及其应用 183
一、判断氧化剂的相对强弱 183
二、判断能否发生歧化反应 183
三、计算同一元素的不同氧化值物质电对的电极反应的标准电势 185
第六节 化学电池和电解 186
一、化学电池 186
二、电解的原理 187
三、电解的应用 188
第七节 金属的腐蚀与防护 189
一、金属的腐蚀 189
二、金属的防护 190
知识拓展 金属在土壤中由微生物引起的腐蚀及防护 191
新视野 新能源——氢燃料电池 191
本章小结 191
思考与练习 192
第八章 配位化合物和配位平衡 196
第一节 配位化合物的基本概念 196
一、配合物的定义 197
二、配合物的组成 197
三、配合物的命名 200
四、螯合物 203
第二节 配位化合物在水溶液中的稳定性 204
一、配位平衡及平衡常数 204
二、配位平衡与配位移动 206
第三节 配位化合物的应用 210
一、配合物在化学领域的应用 210
二、配合物在工业方面的应用 211
三、配合物在生物化学方面的应用 211
知识拓展 氰化物及含氰废水的处理 212
知识窗 配位化学的发展 212
本章小结 212
思考与练习 213
第九章 卤素 217
第一节 氯气 217
一、氯气的性质 217
二、 氯气的制取方法 218
三、 氯气的用途 219
第二节 氯的重要化合物 219
一、氯化氢及盐酸 220
二、氯的含氧酸及其盐 220
第三节 卤素性质的比较 222
一、卤素单质的性质比较 222
二、卤化氢的性质比较 223
三、卤素离子的性质比较 224
知识拓展 氯碱化工行业发展 224
知识窗 氟气从何而来 225
本章小结 225
思考与练习 225
第十章 其他重要的非金属元素 228
第一节 氧和硫 228
一、氧和臭氧 228
二、过氧化氢 229
三、硫和硫化氢 230
四、金属硫化物 231
五、硫的氧化物 232
六、硫的含氧酸及其盐 233
第二节 氮和磷 236
一、氮和氨 236
二、氮的氧化物 237
三、氮的含氧酸及其盐 238
四、磷及其重要化合物 240
第三节 碳和硅 242
一、碳及其重要化合物 242
二、硅及其重要化合物 245
知识拓展 环境污染与防治简介 246
知识窗 氢化学的开创者——申泮文院士 246
本章小结 246
思考与练习 247
第十一章 碱金属和碱土金属 250
第一节 碱金属 250
一、碱金属单质 251
二、碱金属的重要化合物 252
第二节 碱土金属 254
一、碱土金属单质 254
二、碱土金属的重要化合物 255
第三节 碱金属和碱土金属的性质比较 257
一、原子结构的比较 257
二、物理性质的比较 258
三、化学性质的比较 258
知识拓展 硬水及其软化 260
知识窗 侯氏联合制碱法的问世 260
本章小结 260
思考与练习 261
第十二章 其他重要的金属元素 264
第一节 铝 264
一、铝的性质 264
二、铝的重要化合物 265
第二节 铁 267
一、铁的性质 268
二、铁的重要化合物 269
第三节 铅 270
一、铅的性质 271
二、铅的重要化合物 271
第四节 铜、银 272
一、铜、银的性质 272
二、铜的重要化合物 273
三、银的重要化合物 274
第五节 铬 276
一、铬的性质 276
二、铬的重要化合物 276
第六节 锌、汞 277
一、锌、汞的性质 277
二、锌、汞的重要化合物 278
第七节 金属的通性 280
一、金属的物理性质 280
二、金属的化学性质 281
三、金属的存在和冶炼 282
四、合金 284
知识拓展 金属的回收与环境、资源保护 285
新视野 超导材料 285
本章小结 285 思考与练习 286
附录 290
附录一 部分气体自25℃至某温度的平均摩尔定压热容 290
附录二 物质的标准摩尔燃烧焓(298.15K) 290
附录三 一些物质的热力学数据(298.15K) 291
附录四 常见弱酸、弱碱的解离常数(298.15K) 295
附录五 一些难溶化合物的溶度积常数(298.15K) 296
附录六 一些常用电对的标准电极电势(298.15K) 298
附录七 常见配离子的稳定常数(298.15K) 300
附录八 国际单位制(SI) 301
参考文献 303
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