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绪论1

0.1 化学的发展和展望1

0.1.1 化学在社会发展中的作用和地位1

0.1.2 无机化学的范畴、地位和作用2

0.2 化学的计量3

0.2.1 物质的量3

0.2.2 反应进度4

0.3 物质的聚集状态5

0.3.1 理想气体状态方程和分压定律6

0.3.2 液体的蒸气压8

0.3.3 溶液的性质9

0.3.4 等离子体10

思考题11

习题11

上篇 化学原理14

第1章 原子结构与元素周期表14

1.1 核外电子的运动状态14

1.1.1 氢原子光谱和玻尔模型14

1.1.2 核外电子运动的波粒二象性16

1.1.3 核外电子运动状态的近代描述17

1.2 原子核外电子排布和元素周期表22

1.2.1 多电子原子的能级22

1.2.2 核外电子排布规律26

1.2.3 原子的电子层结构与元素周期表28

1.3 原子结构与元素的性质33

1.3.1 有效核电荷33

1.3.2 原子半径33

1.3.3 电离能34

1.3.4 电子亲和能36

1.3.5 电负性36

1.3.6 元素的金属性和非金属性37

1.3.7 氧化态37

思考题38

习题39

第2章 分子结构41

2.1 共价键41

2.1.1 现代共价键理论42

2.1.2 共价键的特征43

2.1.3 共价键的类型43

2.1.4 共价键参数45

2.2 杂化轨道理论与分子的几何构型47

2.2.1 sp杂化48

2.2.2 sp2杂化49

2.2.3 sp3杂化49

2.2.4 不等性杂化49

2.3 价层电子对互斥理论51

2.4 分子轨道理论55

2.4.1 分子轨道理论的要点56

2.4.2 分子轨道的形成56

2.4.3 分子轨道的能级57

2.4.4 分子轨道理论的应用58

2.5 分子间力59

2.5.1 分子的极性60

2.5.2 分子的极化和变形性60

2.5.3 分子间力61

2.5.4 氢键63

思考题64

习题65

第3章 晶体结构67

3.1 晶体的基本知识67

3.1.1 晶体的宏观特征67

3.1.2 晶体的微观结构68

3.1.3 单晶体和多晶体70

3.1.4 晶体的基本类型70

3.2 离子晶体71

3.2.1 离子键和离子晶体的性质71

3.2.2 离子晶体中最简单的结构类型73

3.2.3 半径比规则73

3.3 原子晶体和分子晶体76

3.3.1 原子晶体76

3.3.2 分子晶体76

3.4 金属晶体77

3.4.1 金属晶体的结构77

3.4.2 金属键77

3.5 混合晶体78

3.6 晶体的缺陷78

3.6.1 晶体的缺陷79

3.6.2 非整比化合物79

3.7 离子的极化80

3.7.1 离子的极化作用和变形性80

3.7.2 离子极化对物质结构和性质的影响81

思考题82

习题83

第4章 化学反应速率和化学平衡84

4.1 化学热力学初步84

4.1.1 基本概念和术语85

4.1.2 热力学第一定律和热化学86

4.1.3 化学反应的方向90

4.2 化学反应速率95

4.2.1 化学反应速率的概念和表示方法95

4.2.2 反应速率理论96

4.2.3 热效应和活化能99

4.2.4 影响反应速率的因素99

4.3 化学平衡107

4.3.1 可逆反应与化学平衡107

4.3.2 平衡常数108

4.3.3 多重平衡规则112

4.3.4 化学平衡移动113

4.4 化学反应速率和化学平衡在工业生产中综合应用的示例117

思考题119

习题120

第5章 电离平衡123

5.1 酸碱理论123

5.1.1 酸碱的电离理论123

5.1.2 酸碱的质子理论123

5.1.3 酸碱的电子理论126

5.2 溶液的酸碱性127

5.2.1 水的酸碱性127

5.2.2 溶液的酸碱性和pH128

5.2.3 酸碱指示剂129

5.3 弱电解质的电离平衡129

5.3.1 一元弱酸、弱碱的电离129

5.3.2 同离子效应和盐效应132

5.3.3 多元弱酸的电离132

5.3.4 强电解质及其电离134

5.3.5 超强酸136

5.4 缓冲溶液137

5.4.1 缓冲作用原理137

5.4.2 缓冲溶液的pH137

5.4.3 缓冲溶液的选择和应用139

5.5 盐类的水解140

5.5.1 弱酸强碱盐的水解140

5.5.2 弱碱强酸盐的水解141

5.5.3 弱酸弱碱盐的水解142

5.5.4 多元弱酸盐的水解143

5.5.5 影响盐类水解的因素144

5.5.6 盐类水解的抑制与利用144

5.6 沉淀-溶解平衡144

5.6.1 溶度积原理145

5.6.2 难溶电解质沉淀的生成与溶解146

5.6.3 分步沉淀150

5.6.4 沉淀的转化151

思考题152

习题152

第6章 氧化-还原反应 电化学基础154

6.1 氧化-还原反应154

6.1.1 氧化态154

6.1.2 氧化剂和还原剂155

6.1.3 氧化-还原反应方程式的配平156

6.2 原电池158

6.2.1 原电池的概念158

6.2.2 原电池的表示方法159

6.2.3 原电池的电动势159

6.3 电极电势160

6.3.1 金属电极电势的产生160

6.3.2 电极电势的确定160

6.3.3 能斯特方程162

6.4 电极电势的应用165

6.4.1 判断氧化剂和还原剂的相对强弱165

6.4.2 判断氧化-还原反应的方向和限度166

6.4.3 元素电势图169

6.5 电解与电镀171

6.5.1 电解171

6.5.2 电镀172

6.6 化学电源173

6.6.1 干电池173

6.6.2 燃料电池174

6.6.3 蓄电池175

思考题178

习题178

第7章 配位化合物181

7.1 配合物的基本概念181

7.1.1 配合物的定义181

7.1.2 配合物的组成181

7.1.3 配合物的化学式和命名183

7.2 配合物的化学键理论184

7.2.1 价键理论184

7.2.2 晶体场理论188

7.3 螯合物195

7.3.1 螯合物的概念195

7.3.2 螯合物的特性和应用196

7.3.3 配合物（包括螯合物）的中心离子在周期表中的分布197

7.4 配位平衡198

7.4.1 配合物的不稳定常数和稳定常数198

7.4.2 应用不稳定常数的计算199

7.5 配位化合物的应用204

思考题205

习题206

中篇 元素化学210

第8章 卤素 稀有气体210

8.1 卤素的通性210

8.2 卤素的单质211

8.2.1 卤素单质的性质211

8.2.2 卤素的制备213

8.3 卤化氢和卤化物215

8.3.1 卤化氢215

8.3.2 卤化物216

8.4 卤素的含氧化合物217

8.4.1 卤素的氧化物217

8.4.2 卤素含氧酸的通性218

8.4.3 氯的含氧酸及其盐220

8.5 拟卤素222

8.5.1 拟卤素及其通性222

8.5.2 氰、氰化氢和氰化物223

8.5.3 硫氰、硫氰酸和硫氰酸盐223

8.6 稀有气体223

8.6.1 稀有气体的发现简史223

8.6.2 稀有气体的存在和分离224

8.6.3 稀有气体的性质和用途225

8.6.4 稀有气体化合物225

8.6.5 稀有气体化合物的结构226

思考题227

习题227

第9章 氧族元素229

9.1 氧族元素通性229

9.2 氧及其化合物230

9.2.1 氧和臭氧230

9.2.2 氧的化合物232

9.3 硫及其化合物235

9.3.1 单质硫235

9.3.2 硫化物和多硫化物236

9.3.3 硫的含氧化合物239

思考题248

习题248

第10章 氮族元素250

10.1 氮族元素通性250

10.2 氮及其化合物251

10.2.1 氮气及其特殊稳定性251

10.2.2 氨和铵盐252

10.2.3 氮的含氧化合物255

10.2.4 氮化物261

10.3 磷及其化合物261

10.3.1 磷单质261

10.3.2 磷的氢化物和卤化物262

10.3.3 磷的含氧化合物263

10.4 砷、锑、铋266

10.4.1 砷、锑、铋的单质266

10.4.2 砷的氢化物267

10.4.3 砷、锑、铋的氧化物及其水合物267

10.4.4 砷、锑、铋的盐类268

思考题270

习题270

第11章 碳族元素272

11.1 碳族元素通性272

11.2 碳273

11.2.1 碳的单质273

11.2.2 碳的氧化物276

11.2.3 碳酸及碳酸盐277

11.2.4 碳化物278

11.2.5 超临界流体279

11.3 硅279

11.3.1 单质硅279

11.3.2 硅的氢化物——硅烷280

11.3.3 硅的卤化物281

11.3.4 硅的含氧化合物281

11.3.5 硅化物283

11.4 锡、铅284

11.4.1 锡、铅的单质284

11.4.2 锡、铅的氧化物及其水合物286

11.4.3 锡、铅的卤化物288

11.4.4 锡、铅的硫化物289

思考题290

习题290

第12章 硼族元素292

12.1 硼族元素通性292

12.2 硼293

12.2.1 单质硼293

12.2.2 硼的氢化物——硼烷294

12.2.3 硼的卤化物295

12.2.4 硼的含氧化合物296

12.2.5 硼和硅的相似性298

12.3 铝及其化合物298

12.3.1 铝的单质298

12.3.2 铝的重要化合物299

思考题302

习题302

第13章 碱金属 碱土金属303

13.1 金属概述303

13.1.1 金属的分类303

13.1.2 金属的自然存在303

13.1.3 金属的冶炼304

13.1.4 金属的物理性质305

13.1.5 金属的化学性质306

13.1.6 合金306

13.2 碱金属和碱土金属的通性307

13.2.1 概述307

13.2.2 单质的重要性质308

13.3 碱金属和碱土金属的化合物310

13.3.1 氢化物310

13.3.2 氧化物310

13.3.3 氢氧化物311

13.3.4 重要盐类313

13.4 镁和锂的相似性315

13.5 铍和铝的相似性316

13.6 对角线规则316

13.7 硬水及其软化316

13.7.1 硬水316

13.7.2 硬水的软化317

思考题318

习题318

第14章 过渡元素（一）320

14.1 过渡元素的通性320

14.1.1 元素的原子结构和性质320

14.1.2 过渡元素的性质322

14.2 钛、钒323

14.2.1 钛及其化合物323

14.2.2 钒及其化合物325

14.3 铬、锰326

14.3.1 铬及其化合物326

14.3.2 锰及其化合物329

14.4 铁系元素332

14.4.1 铁系元素的一般性质333

14.4.2 铁的化合物333

14.4.3 钴和镍的重要化合物336

14.5 铂系元素337

14.5.1 铂族金属的性质和用途概述338

14.5.2 铂、钯的重要化合物338

思考题340

习题341

第15章 过渡元素（二）342

15.1 铜族343

15.1.1 铜族单质343

15.1.2 铜的化合物344

15.1.3 银的化合物347

15.2 锌族349

15.2.1 锌族单质349

15.2.2 锌的主要化合物350

15.2.3 汞的主要化合物351

思考题353

习题353

第16章 镧系和锕系元素355

16.1 镧系元素355

16.1.1 镧系元素的通性355

16.1.2 稀土元素的重要化合物359

16.1.3 稀土元素的提取和分离360

16.1.4 稀土元素的应用362

16.2 锕系元素363

16.2.1 锕系元素的通性363

16.2.2 钍和铀的化合物364

16.3 放射性同位素365

16.4 原子核反应366

16.4.1 放射性蜕变367

16.4.2 粒子轰击原子核与人工合成元素367

16.4.3 核裂变反应和核电站368

16.4.4 热核反应369

习题370

下篇 继往开来的无机化学372

第17章 无机化学的发展372

17.1 配位化学的发展与元素分离372

17.1.1 现代配位化学的发展372

17.1.2 元素分离373

17.2 有机金属化学376

17.2.1 有机金属化合物的分类377

17.2.2 金属羰基化合物377

17.2.3 金属-不饱和烃化合物379

17.2.4 金属夹心配合物380

17.3 超分子化学382

17.3.1 超分子化学的研究对象382

17.3.2 超分子化学的一些基本概念383

17.3.3 超分子化学的发展前景385

17.4 生物无机化学385

17.4.1 生物无机化学研究的对象386

17.4.2 生命元素386

17.4.3 生物酶与生物模拟388

17.4.4 生物无机化学的发展趋势393

17.5 无机固体化学394

思考题396

第18章 水环境 大气化学397

18.1 水环境397

18.1.1 水的结构与性质397

18.1.2 水体中的重金属污染及其治理398

18.2 大气化学403

18.2.1 臭氧层的破坏与保护404

18.2.2 二氧化碳与温室效应405

18.2.3 光化学烟雾的形成与治理406

18.2.4 酸雨的形成与防治406

18.3 绿色化学和清洁生产408

18.3.1 绿色化学简介408

18.3.2 清洁生产技术409

思考题411

第19章 氢和氢能源412

19.1 氢的结构、性质与存在412

19.1.1 氢的结构与性质412

19.1.2 氢的化学性质412

19.1.3 氢的存在414

19.2 制备氢气的方法414

19.2.1 金属与水、酸或碱反应制氢气414

19.2.2 金属氢化物与水反应制氢气414

19.2.3 电解水制氢气414

19.2.4 化石燃料制氢气414

19.2.5 热化学循环分解水制氢气414

19.2.6 光解水制氢气415

19.3 氢能源415

19.4 储氢材料416

19.4.1 储氢材料的组成及特性416

19.4.2 作用机制416

19.4.3 储氢合金的应用417

19.5 氢能的用途418

思考题418

第20章 新型无机材料419

20.1 无机功能材料419

20.1.1 形状记忆合金419

20.1.2 减振合金420

20.1.3 电学材料421

20.1.4 光学材料425

20.1.5 磁性材料427

20.2 特种金属结构材料428

20.2.1 轻质合金428

20.2.2 硬质合金429

20.2.3 超低温合金429

20.2.4 耐高温合金430

20.3 新型陶瓷材料431

20.3.1 透明陶瓷431

20.3.2 生物陶瓷431

20.3.3 纳米陶瓷432

20.4 无机材料的未来432

思考题433

部分习题参考答案434

附录439

附录Ⅰ 有关计量单位439

附录Ⅱ 一些物质的热力学性质（298.15K,p=100kPa）442

附录Ⅲ 弱酸、弱碱在水中的电离常数（298K）445

附录Ⅳ 难溶电解质的溶度积（291～298K）446

附录Ⅴ 标准电极电势（298.15K）447

附录Ⅵ 一些配离子的不稳定常数（常温）450

附录Ⅶ 一些无机化合物的商品名或俗名451

附录Ⅷ 本书使用的符号意义452

参考文献454

索引455