無機化學(xué)（第二版）

上篇化學(xué)原理
第1章物質(zhì)的聚集狀態(tài)1
1.1氣體1
1.1.1理想氣體狀態(tài)方程式1
1.1.2氣體分壓定律2
1.1.3氣體擴散定律3
1.1.4氣體分子的速率分布和能量分布3
1.1.5實際氣體狀態(tài)方程式5
1.2液體6
1.2.1氣體的液化6
1.2.2液體的汽化7
1.3固體9
1.3.1晶體與非晶體9
1.3.2對稱元素和對稱操作10
1.3.3晶胞和點陣單元11
1.3.4晶系與點陣型式15

第2章化學(xué)熱力學(xué)18
2.1熱力學(xué)第一定律19
2.1.1基本概念及術(shù)語19
2.1.2能量守恒和轉(zhuǎn)化定律——熱力學(xué)第一定律22
2.1.3焓——恒壓條件下的熱效應(yīng)24
2.2化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)25
2.2.1反應(yīng)進度25
2.2.2標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變26
2.2.3標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變的計算28
2.3熱力學(xué)第二定律、熵函數(shù)31
2.3.1可逆過程和最大功32
2.3.2自發(fā)過程的共同特征——不可逆性35
2.3.3熱力學(xué)第二定律描述37
2.3.4熵函數(shù)38
2.4吉布斯（Gibbs）自由能與化學(xué)反應(yīng)方向41
2.4.1熱力學(xué)第一、第二定律的聯(lián)合表達式41
2.4.2吉布斯自由能和過程自發(fā)進行的方向與限度41
2.4.3標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下反應(yīng)摩爾吉布斯自由能的計算42

第3章化學(xué)反應(yīng)速率47
3.1反應(yīng)速率的定義47
3.1.1平均速率47
3.1.2瞬時速率48
3.2反應(yīng)機理50
3.2.1基元反應(yīng)50
3.2.2反應(yīng)機理探討51
3.3濃度對反應(yīng)速率的影響52
3.3.1速率方程52
3.3.2反應(yīng)級數(shù)52
3.3.3速率常數(shù)k53
3.4反應(yīng)物濃度與時間的關(guān)系54
3.4.1零級反應(yīng)54
3.4.2一級反應(yīng)55
3.4.3二級反應(yīng)56
3.4.4三級反應(yīng)56
3.5溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響57
3.6反應(yīng)速率理論簡介59
3.6.1碰撞理論59
3.6.2過渡態(tài)理論61
3.7催化劑對反應(yīng)速率的影響62

第4章化學(xué)平衡66
4.1化學(xué)反應(yīng)的可逆性與平衡態(tài)66
4.2平衡常數(shù)67
4.2.1經(jīng)驗平衡常數(shù)67
4.2.2標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)68
4.2.3標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與吉布斯自由能的關(guān)系69
4.2.4各種平衡常數(shù)的計算69
4.3外界因素對平衡的影響71
4.3.1濃度對化學(xué)平衡的影響71
4.3.2壓力對化學(xué)平衡的影響72
4.3.3溫度對化學(xué)平衡的影響72
4.3.4兩個需要說明的問題73

第5章溶液77
5.1溶液濃度的表示方法77
5.2非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性78
5.2.1蒸氣壓下降——拉烏爾（Raoult）定律79
5.2.2沸點升高和凝固點降低79
5.2.3依數(shù)性的應(yīng)用81
5.3溶膠82
5.3.1溶膠的制備和凈化82
5.3.2溶膠的光學(xué)性質(zhì)83
5.3.3溶膠的電學(xué)性質(zhì)84
5.3.4溶膠的穩(wěn)定性和聚沉84

第6章電解質(zhì)溶液88
6.1強電解質(zhì)溶液理論88
6.1.1離子氛和離子強度88
6.1.2活度和活度系數(shù)89
6.2弱酸、弱堿的電離平衡90
6.2.1一元弱酸、弱堿的電離平衡90
6.2.2解離度α91
6.2.3同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng)92
6.3水的解離平衡和溶液的pH值93
6.3.1水的離子積常數(shù)93
6.3.2溶液的pH值93
6.3.3酸堿指示劑94
6.4多元弱酸的電離平衡95
6.5緩沖溶液98
6.6鹽的水解101
6.6.1各種鹽的水解101
6.6.2影響水解的因素106
6.7酸堿理論的發(fā)展107
6.7.1酸堿電離理論107
6.7.2酸堿質(zhì)子理論107
6.7.3酸堿的強弱108
6.7.4酸堿電子理論109

第7章難溶性強電解質(zhì)的沉淀-溶解平衡112
7.1溶度積和溶解度112
7.1.1溶度積常數(shù)112
7.1.2溶度積原理113
7.1.3溶度積與溶解度的關(guān)系114
7.1.4鹽效應(yīng)對溶解度的影響114
7.1.5同離子效應(yīng)對溶解度的影響115
7.2沉淀-溶解平衡的移動115
7.2.1沉淀的生成115
7.2.2沉淀的溶解116
7.2.3分步沉淀117
7.2.4沉淀的轉(zhuǎn)化121

第8章氧化還原反應(yīng)124
8.1基本概念124
8.1.1氧化數(shù)和氧化還原反應(yīng)124
8.1.2氧化還原電對126
8.1.3離子-電子法配平氧化還原反應(yīng)方程式126
8.2原電池與電極電勢128
8.2.1原電池128
8.2.2電極電勢130
8.2.3標(biāo)準(zhǔn)電極電勢131
8.2.4電池電動勢和化學(xué)反應(yīng)吉布斯自由能的關(guān)系133
8.3影響電極電勢的因素135
8.3.1Nernst方程135
8.3.2濃度、酸度、生成沉淀、生成配合物對電極電勢的影響137
8.4電極電勢的應(yīng)用139
8.4.1判斷氧化劑、還原劑的相對強弱139
8.4.2判斷反應(yīng)進行的方向；判斷氧化還原反應(yīng)的順序；選擇合適的氧化劑和還原劑140
8.4.3求平衡常數(shù)及溶度積141
8.5元素電勢圖解及應(yīng)用142
8.5.1元素電勢圖142
8.5.2氧化態(tài)圖144
8.5.3電勢-pH圖145
8.6電解147
8.6.1原電池與電解池147
8.6.2電解定律148
8.6.3分解電壓148
8.7新型化學(xué)電池148
8.7.1燃料電池148
8.7.2鋰離子電池149
8.7.3鎳-金屬氫化物電池150
8.7.4全釩液流電池——新型儲能電池150

第9章原子結(jié)構(gòu)及元素性質(zhì)的周期性155
9.1核外電子的運動狀態(tài)156
9.1.1氫原子光譜156
9.1.2Bohr原子結(jié)構(gòu)模型158
9.2微觀粒子運動的特殊性159
9.2.1微觀粒子具有波粒二象性159
9.2.2測不準(zhǔn)原理159
9.3波函數(shù)和原子軌道160
9.3.1Schrdinger方程——微粒的波動方程160
9.3.2波函數(shù)和原子軌道160
9.4概率密度和電子云164
9.4.1概率密度164
9.4.2電子云164
9.5波函數(shù)和電子云的空間圖像165
9.5.1角度部分166
9.5.2徑向部分168
9.5.3電子云的空間形狀170
9.6原子核外電子排布和元素周期系170
9.6.1多電子原子的原子軌道能級170
9.6.2原子核外電子的排布（電子結(jié)構(gòu)）172
9.6.3原子的電子層結(jié)構(gòu)和元素周期性173
9.7元素基本性質(zhì)的周期性176
9.7.1原子半徑176
9.7.2電離能178
9.7.3電子親和能180
9.7.4元素的電負性181

第10章化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)186
10.1離子鍵186
10.1.1離子鍵的形成186
10.1.2離子鍵的特點187
10.1.3離子的特征187
10.1.4離子晶體188
10.2現(xiàn)代共價鍵理論190
10.2.1價鍵理論190
10.2.2雜化軌道理論193
10.2.3價層電子對互斥理論197
10.2.4分子軌道理論201
10.2.5金屬鍵理論207
10.2.6鍵參數(shù)208
10.3分子間的作用力、氫鍵、離子極化作用211
10.3.1分子間的作用力211
10.3.2氫鍵213
10.3.3離子的極化作用214

第11章配位化合物219
11.1配位化合物的基本概念219
11.1.1配位化合物的定義219
11.1.2配位化合物的組成220
11.1.3配位化合物的命名223
11.1.4配位化合物的類型224
11.1.5配合物的立體構(gòu)型和幾何異構(gòu)226
11.2配位化合物的化學(xué)鍵理論227
11.2.1價鍵理論227
11.2.2晶體場理論230
11.3配位化合物的穩(wěn)定性241
11.3.1配位化合物的穩(wěn)定常數(shù)241
11.3.2影響配位化合物穩(wěn)定性的因素243
11.3.3軟硬酸堿理論與配離子穩(wěn)定性244
11.4配位平衡的移動246
11.4.1配位平衡與酸堿電離平衡246
11.4.2配位平衡與沉淀-溶解平衡247
11.4.3配位平衡與氧化還原平衡249
11.5配合物的取代反應(yīng)與配合物的“活動性”250
11.6配位化合物的應(yīng)用252

下篇元素及化合物
第12章氫和稀有氣體256
12.1氫256
12.1.1氫在自然界的分布256
12.1.2氫的成鍵特征257
12.1.3氫的性質(zhì)和用途258
12.1.4氫的制備259
12.1.5氫化物260
12.1.6氫能源262
12.2稀有氣體264
12.2.1稀有氣體的發(fā)現(xiàn)264
12.2.2稀有氣體的性質(zhì)264
12.2.3稀有氣體的用途265
12.2.4稀有氣體的化合物266
12.2.5稀有氣體化合物的結(jié)構(gòu)（價鍵理論，分子軌道理論討論）269

第13章堿金屬和堿土金屬272
13.1堿金屬和堿土金屬的通性272
13.2堿金屬和堿土金屬的單質(zhì)274
13.2.1物理性質(zhì)274
13.2.2化學(xué)性質(zhì)274
13.2.3金屬單質(zhì)的制備277
13.3堿金屬和堿土金屬的化合物278
13.3.1M+和M2+的特征278
13.3.2氧化物278
13.3.3氫氧化物280
13.3.4鹽類283
13.3.5配位化合物285
13.3.6生物效應(yīng)286
13.4堿金屬和堿土金屬的應(yīng)用287
13.5離子晶體鹽類的溶解性288

第14章硼族元素292
14.1硼族元素的通性292
14.2硼和鋁的單質(zhì)及其化合物293
14.2.1單質(zhì)293
14.2.2硼的氫化物297
14.2.3硼和鋁的鹵化物300
14.2.4含氧化合物302
14.3鎵、銦、鉈305
14.3.1鎵、銦、鉈的單質(zhì)305
14.3.2鎵、銦、鉈的化合物306
14.4惰性電子對效應(yīng)和周期表中的斜對角線關(guān)系307
14.4.1惰性電子對效應(yīng)307
14.4.2周期表中的斜對角線關(guān)系308

第15章碳族元素311
15.1碳族元素的通性311
15.2碳族元素的單質(zhì)及其化合物313
15.2.1碳族元素在自然界中的分布313
15.2.2碳族元素單質(zhì)314
15.2.3碳化物和氧化物319
15.2.4含氧酸及其鹽325
15.2.5氫化物330
15.2.6鹵化物和硫化物331
15.3碳族元素的應(yīng)用334
15.4無機化合物的水解性336
15.4.1影響水解的因素336
15.4.2水解產(chǎn)物的類型337

第16章氮族元素340
16.1氮族元素的通性340
16.2氮族元素的成鍵特征341
16.2.1氮的成鍵特征341
16.2.2磷的成鍵特征342
16.2.3砷、銻、鉍的成鍵特征343
16.3氮族元素的單質(zhì)343
16.3.1氮的單質(zhì)343
16.3.2單質(zhì)磷344
16.3.3砷、銻、鉍的單質(zhì)346
16.4氮族元素的氫化物346
16.4.1氮的氫化物346
16.4.2磷的氫化物352
16.4.3砷、銻、鉍的氫化物353
16.5氮族元素的氧化物354
16.5.1氮的化合物354
16.5.2磷的氧化物355
16.5.3砷、銻、鉍的氧化物356
16.5.4砷、銻、鉍的硫化物357
16.6氮族元素的含氧酸及其鹽359
16.6.1亞硝酸及其鹽359
16.6.2硝酸及其鹽360
16.6.3磷的含氧酸及其鹽 364
16.6.4砷、銻、鉍的含氧酸及其鹽368
16.7氮族元素的鹵化物368
16.7.1磷的鹵化物368
16.7.2砷、銻、鉍的三鹵化物369
16.8氮分子的活化370

第17章氧族元素375
17.1氧族元素的通性375
17.2氧、臭氧377
17.2.1氧在自然界的分布377
17.2.2氧的制備和空氣液化377
17.2.3氧的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)378
17.2.4臭氧380
17.2.5氧的成鍵特征382
17.2.6氧化物383
17.3水384
17.3.1水的結(jié)構(gòu)和水的物理性質(zhì)385
17.3.2水的化學(xué)性質(zhì)387
17.3.3水的污染與凈化388
17.4過氧化氫389
17.4.1過氧化氫的分子結(jié)構(gòu)389
17.4.2過氧化氫的性質(zhì)和用途389
17.4.3過氧化氫的制備390
17.5硫及其化合物391
17.5.1硫的存在和用途391
17.5.2硫的成鍵特征392
17.5.3硫的制備、性質(zhì)和用途392
17.5.4硫化氫和硫化物393
17.5.5氧化物395
17.5.6硫的含氧酸396
17.5.7硫的其他化合物402
17.6硒和碲404
17.6.1氫化物404
17.6.2含氧酸404
17.6.3用途405
17.7氧族元素的應(yīng)用406
17.8無機酸強度的變化規(guī)律407
17.8.1影響無機酸強度的直接因素：電子密度407
17.8.2氫化物酸性強弱的規(guī)律407
17.8.3含氧酸酸性強弱的規(guī)律408

第18章鹵素411
18.1鹵素的通性411
18.2鹵素單質(zhì)及其化合物414
18.2.1鹵素的成鍵特征414
18.2.2鹵素單質(zhì)及性質(zhì)414
18.2.3鹵素的存在形式、制備和用途417
18.3鹵化氫和氫鹵酸420
18.3.1鹵化氫的物理性質(zhì)420
18.3.2鹵化氫的化學(xué)性質(zhì)421
18.3.3氫鹵酸的制法422
18.4鹵化物、鹵素互化物、擬鹵素和擬鹵化物423
18.4.1鹵化物423
18.4.2鹵素互化物424
18.4.3擬鹵素和擬鹵化物424
18.5鹵素的含氧化合物425
18.5.1鹵素的氧化物425
18.5.2鹵素的含氧酸及其鹽426
18.6鹵素的應(yīng)用430
18.7無機含氧酸的氧化還原性431
18.7.1含氧酸氧化還原的周期性431
18.7.2影響含氧酸氧化能力的因素432

第19章銅、鋅副族437
19.1銅副族元素438
19.1.1銅副族元素單質(zhì)438
19.1.2銅的化合物439
19.1.3銀的化合物442
19.1.4金的化合物443
19.2鋅副族元素443
19.2.1鋅副族元素單質(zhì)443
19.2.2鋅和鎘的化合物444
19.2.3汞的化合物445
19.2.4Ⅱ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體簡介 448
19.2.5ⅡB族元素與ⅡA族元素性質(zhì)的對比449

第20章過渡金屬（一）452
20.1鈦副族元素452
20.1.1鈦副族元素概述及通性452
20.1.2鈦453
20.1.3鈦的重要化合物455
20.1.4鋯與鉿456
20.2釩副族元素457
20.2.1釩副族元素概述及通性457
20.2.2釩457
20.2.3釩的重要化合物458
20.2.4鈮和鉭460
20.3鉻副族元素460
20.3.1鉻副族元素概述及通性460
20.3.2鉻460
20.3.3鉬和鎢465
20.4錳副族元素467
20.4.1錳副族元素概述及通性467
20.4.2錳467
20.4.3锝和錸470
20.5二氧化鈦——高功能化新型無機材料470

第21章過渡金屬（二）474
21.1鐵系元素474
21.1.1鐵系元素概述及通性474
21.1.2鐵476
21.1.3鈷和鎳481
21.2鉑系元素482
21.2.1鉑系元素的單質(zhì)482
21.2.2鉑系元素化合物484
21.3過渡金屬（二）的應(yīng)用487

第22章f區(qū)元素490
22.1鑭系元素490
22.1.1鑭系元素的通性490
22.1.2鑭系元素的單質(zhì)494
22.1.3鑭系元素的重要化合物495
22.2稀土元素501
22.2.1稀土元素在自然界中的存在形式和分布501
22.2.2稀土元素的分組502
22.2.3稀土元素的分離502
22.2.4稀土元素的用途504
22.3錒系元素507
22.3.1錒系元素的通性507
22.3.2錒系元素的單質(zhì)509
22.3.3釷及其化合物509
22.3.4鈾及其化合物511

第23章放射化學(xué)514
23.1原子核的基本性質(zhì)515
23.1.1原子核的半徑與密度515
23.1.2原子核結(jié)構(gòu)模型515
23.1.3亞原子粒子518
23.1.4原子核的結(jié)合能518
23.2核轉(zhuǎn)變化學(xué)519
23.2.1核衰變519
23.2.2原子核衰變的一般規(guī)律520
23.2.3核反應(yīng)521
23.2.4核裂變522
23.2.5核聚變523
23.3放射性化合物的合成及應(yīng)用523
23.3.1放射性化合物的合成523
23.3.2放射性化合物的應(yīng)用524

附錄526
附錄1常用單位換算表526
附錄2一些化學(xué)物質(zhì)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)527
附錄3凝固點降低常數(shù)529
附錄4沸點升高常數(shù)529
附錄5弱酸的電離常數(shù)530
附錄6難溶化合物的溶度積531
附錄7配離子的不穩(wěn)定常數(shù)532
附錄8標(biāo)準(zhǔn)電極電勢（25℃）532

參考文獻543