無機及分析化學

本書以無機化學和分析化學的基本要求為依據，對兩門課程的教學內容進行重新組織和整體架構，對基礎化學的基本理論和基礎知識進行系統的調整、取捨、有機整合,精簡教學內容、精編課程體系，壓縮篇幅、避免重複、精簡煩瑣的計算推導，刪除過深的理論闡述，構建全面、系統、完整、精煉的《無機及分析化學》課程新教學體系和內容。

本書包括化學反應基本理論，分析化學基礎，氣體、溶液和膠體，酸鹼平衡與酸鹼滴定法，沉澱溶解平衡與沉澱滴定，氧化還原平衡與氧化還原滴定法，原子結構與元素，配位平衡與配位滴定法，分子結構和晶體，紫外可見分光光度法，現代儀器分析等內容。

本書適合作為化學、化工、材料、環境科學、藥學、生命科學、醫學及農林院校相關專業的教材，也可供環境工程、製藥工程、輕工業及水產等專業的師生參考。 ^[1] 

第1章化學反應基本理論1

1.1基本概念1

1.1.1體系與環境1

1.1.2相1

1.1.3狀態和狀態函數2

1.1.4過程與途徑2

1.1.5熱力學能、熱和功3

1.1.6熱力學第一定律4

1.2熱化學4

1.2.1化學反應進度4

1.2.2反應熱（Q）和焓（H）5

1.2.3蓋斯定律7

1.2.4標準摩爾生成焓與標準摩爾反應焓變的計算7

1.3化學反應方向和吉布斯自由能8

1.3.1影響化學反應方向的因素9

1.3.2標準摩爾熵及標準摩爾反應熵變計算9

1.3.3吉布斯自由能——化學反應方向的最終判據10

1.3.4標準摩爾生成吉布斯函數與標準摩爾反應吉布斯函數變

1.4化學反應速率12

1.4.1反應速率理論12

1.4.2化學反應速率的定義14

1.4.3基元反應和質量作用定律15

1.4.4影響化學反應速率的因素17

1.5化學平衡及其移動20

1.5.1化學平衡及其特徵20

1.5.2標準平衡常數20

1.5.3化學反應等温方程式23

1.5.4平衡移動23

習題25

第2章分析化學基礎30

2.1分析化學的定義、任務和作用30

2.1.1分析化學的發展簡史與發展趨勢30

2.1.2分析化學的定義30

2.1.3分析化學的任務和作用30

2.2分析方法的分類與選擇31

2.2.1化學分析31

2.2.2儀器分析31

2.3分析過程及分析結果的表示32

2.3.1分析的一般過程32

2.3.2分析結果表示34

2.4滴定分析法概論34

2.4.1滴定分析基本概念34

2.4.2溶液濃度表示方法34

2.4.3滴定分析法分類37

2.4.4滴定分析法對化學反應的要求和滴定方式37

2.4.5基準物質和標準溶液38

2.4.6滴定分析中的計算39

2.5有效數字及運算規則40

2.5.1有效數字41

2.5.2有效數字的運算41

2.6分析化學中的誤差42

2.6.1誤差與準確度43

2.6.2定量分析誤差產生的原因43

2.7分析結果的數據處理44

2.7.1隨機誤差分佈規律44

2.7.2偏差與精密度44

2.7.3總體平均值的估計45

2.7.4可疑值的取捨47

2.7.5提高分析結果準確度的方法49

習題50

第3章氣體、溶液和膠體53

3.1氣體53

3.1.1理想氣體狀態方程及其應用53

3.1.2道爾頓分壓定律及其應用 54

3.2溶液和分散系55

3.3稀溶液的通性56

3.3.1依數性56

3.3.2溶液的蒸氣壓下降56

3.3.3溶液的沸點升高57

3.3.4溶液的滲透壓58

3.4膠體溶液60

3.4.1溶膠的基本特徵60

3.4.2溶膠的基本性質61

3.4.3溶膠粒子帶電原因62

3.4.4膠團結構62 ^[1] 

3.4.5溶膠的穩定性和凝結63

3.4.6高分子溶液與溶膠的比較64

習題64

第4章酸鹼平衡與酸鹼滴定法67

4.1電解質的電離67

4.1.1離子氛 67

4.1.2活度與活度係數68

4.2酸鹼質子理論68

4.2.1酸、鹼的基本概念69

4.2.2酸鹼的相對強弱70

4.3酸鹼平衡72

4.3.1酸鹼溶液pH的計算 72

4.3.2平衡的移動76

4.4酸鹼指示劑81

4.4.1酸鹼指示劑的作用原理81

4.4.2酸鹼指示劑的變色範圍82

4.5酸鹼滴定83

4.5.1滴定曲線83

4.5.2酸鹼標準溶液的配製與標定87

4.5.3酸鹼滴定應用示例88

習題89

第5章沉澱溶解平衡與沉澱滴定92

5.1沉澱溶解平衡92

5.1.1溶度積常數92

5.1.2溶度積和溶解度的關係93

5.2影響沉澱溶解平衡的因素93

5.2.1同離子效應93

5.2.2鹽效應94

5.3溶度積原理及其應用94

5.3.1溶度積原理94

5.3.2溶度積原理的應用95

5.3.3分步沉澱和沉澱轉化97

5.4沉澱滴定法98

5.4.1莫爾法99

5.4.2佛爾哈德法99

5.4.3法揚司法101

習題101

第6章氧化還原平衡與氧化還原滴定法104

6.1基本概念104

6.1.1氧化數104

6.1.2氧化與還原反應方程式的配平105

6.1.3原電池106

6.1.4電極電勢107

6.1.5標準電極電勢108

6.2電極電勢的應用110

6.2.1電池反應的電動勢E與ΔG的計算110

6.2.2影響電極電勢的因素——能斯特方程式111

6.2.3原電池的電動勢E計算112

6.2.4條件電極電勢113

6.3氧化還原反應的方向和限度114

6.3.1判斷氧化還原反應發生的方向114

6.3.2判斷氧化還原反應發生的限度（標準平衡常數的計算）116

6.3.3計算氧化還原反應的平衡常數（Ka及Ksp）118

6.3.4計算 pH值118

6.4電極電勢圖及其應用119

6.4.1元素電勢圖119

6.4.2元素電勢圖的應用119

6.5影響氧化還原反應速率的因素121

6.5.1氧化還原反應的複雜性121

6.5.2影響氧化還原反應速率的因素122

6.6氧化還原滴定法123

6.6.1氧化還原反應的滴定曲線123

6.6.2氧化還原指示劑125

6.7常用氧化還原滴定方法126

6.7.1重鉻酸鉀法126

6.7.2高錳酸鉀法127

6.7.3碘量法129

6.7.4氧化還原滴定結果的計算132

習題133

第7章原子結構與元素137

7.1原子的結構137

7.2核外電子的運動狀態138

7.2.1微觀粒子能量的量子化規律138

7.2.2微觀粒子(電子)的運動特徵140

7.2.3核外電子運動狀態描述143

7.2.4原子軌道和電子雲的圖像145

7.3多電子原子結構149

7.3.1核外電子排布規則149

7.3.2電子排布式與電子構型153

7.4元素週期律與元素週期表154

7.4.1電子層結構與元素週期律154 ^[1] 

7.4.2原子結構與元素性質的週期性155

7.5化學元素161

7.5.1元素概述161

7.5.2d區元素162

7.5.3ds區元素168

習題174

第8章配位平衡與配位滴定法179

8.1配合物的組成與命名179

8.1.1配合物的定義179

8.1.2配位化合物的組成180

8.1.3配位化合物的命名181

8.2配位平衡及其影響因素182

8.2.1配位化合物的平衡常數182

8.2.2影響配位平衡的因素184

8.3螯合物及其特點187

8.3.1螯合物187

8.3.2螯合物的特點188

8.4EDTA與金屬離子配合物及其穩定性188

8.4.1EDTA的性質及其解離平衡188

8.4.2影響EDTA配合物穩定性的主要因素189

8.4.3EDTA配合物的條件穩定常數191

8.5配位滴定法192

8.5.1配位滴定曲線192

8.5.2準確滴定某一金屬的條件193

8.5.3配位滴定的酸度範圍194

8.6金屬指示劑194

8.6.1金屬指示劑的變色原理194

8.6.2金屬指示劑在使用中應注意的問題195

8.7配位滴定法的分類及干擾離子的消除196

8.7.1配位滴定法的分類196

8.7.2滴定干擾的消除197

習題199

第9章分子結構和晶體201

9.1離子鍵理論201

9.1.1離子鍵的形成 201

9.1.2離子鍵的性質202

9.1.3晶格能203

9.2共價鍵理論203

9.2.1路易斯理論203

9.2.2共價鍵理論204

9.2.3共價鍵參數206

9.3價層電子對互斥理論209

9.3.1VSEPR理論基本要點 209

9.3.2分子構型與電子對空間構型的關係210

9.3.3VSPER理論預測分子構型步驟2109.4

雜化軌道理論212

9.4.1雜化軌道理論的基本要點212

9.4.2雜化軌道的類型213

9.4.3等性雜化和不等性雜化214

9.5配合物的價鍵理論215

9.5.1價鍵理論的要點215

9.5.2中心離子的雜化215

9.5.3價鍵理論的應用217

9.6分子軌道理論219

9.6.1分子軌道理論要點219

9.6.2分子軌道能級圖221

9.7晶體結構223

9.7.1晶體的特徵223

9.7.2晶體的內部特徵223

9.7.3晶體的分類224

9.7.4離子晶體225

9.7.5分子晶體228

9.7.6金屬晶體232

9.7.7原子晶體234

9.7.8多鍵型晶體234

習題235

第10章紫外可見分光光度法238

10.1概述238

10.1.1光的基本特性238

10.1.2物質對光的選擇性吸收239

10.2光的吸收定律——朗伯比爾定律240

10.2.1朗伯比爾定律240

10.2.2吸收係數240

10.2.3影響吸收定律的因素241

10.3紫外可見分光光度計242

10.3.1光源242

10.3.2單色器243

10.3.3吸收池243

10.3.4檢測器244

10.3.5信號顯示器244

10.4顯色反應及其影響因素244

10.4.1顯色反應及顯色劑244

10.4.2影響顯色反應的因素245

10.5紫外可見分光光度法的誤差和測量條件的選擇246

10.5.1分光光度法的誤差246

10.5.2分光光度法測量條件的選擇247

10.6紫外可見分光光度法定量分析方法248

10.6.1單組分定量分析248

10.6.2多組分定量分析249

10.7紫外可見分光光度法應用實例250

10.7.1單組分含量測定250

10.7.2配合物組成的測定251

10.7.3弱酸解離常數測定252

習題252

第11章現代儀器分析254

11.1原子發射光譜法254

11.1.1方法原理254

11.1.2儀器結構與原理255

11.1.3常見發射光譜儀簡介256

11.2X射線衍射分析法257

11.2.1X射線衍射的物理學基礎258

11.2.2X射線衍射方法259

11.2.3X射線衍射儀260

11.3熱分析260

11.3.1熱分析技術基礎及定義261

11.3.2熱分析方法261

11.3.3熱分析的應用262

11.4氣相色譜分析263

11.4.1氣相色譜分析法的基本原理263

11.4.2氣相色譜儀的基本結構265

11.4.3氣相色譜定性及定量分析方法266

習題268

附錄269

附錄Ⅰ本書採用的法定計量單位269

附錄Ⅱ本書使用的基本物理常數和一些常用量的符號與名稱270

附錄Ⅲ一些常見單質、離子及化合物的熱力學函數270

附錄Ⅳ一些弱電解質在水中的解離常數（25℃）277

附錄Ⅴ溶度積常數(18～25℃)279

附錄Ⅵ標準電極電勢（298.15K）280

附錄Ⅶ條件電極電勢287

附錄Ⅷ一些配位化合物的穩定常數與金屬離子的羥合效應係數289

附錄Ⅸ常用化合物的摩爾質量293

參考文獻295

元素週期表 ^[1] 

《無機及分析化學》的編寫體現了以下幾個思路：

1.整體架構，精簡內容。本書以無機化學和分析化學的基本要求為依據，對兩門課程的教學內容進行重新組織和整體架構，對基礎化學的基本理論和基礎知識進行系統的調整、取捨、有機整合，精簡教學內容、精編課程體系，壓縮篇幅、避免重複、精簡煩瑣的計算推導，刪除過深的理論闡述，構建全面、系統、完整、精煉的《無機及分析化學》課程新教學體系和內容。

2.加強基礎，削枝強幹。本書強調基礎化學的基本理論、基本知識、基本技能、基本素養的傳授和培養。如重點介紹原子結構、分子結構、元素週期系、四大化學平衡、化學熱力學基礎以及元素化學等基礎化學理論和知識。突出定量分析化學中的四大化學滴定分析法：酸鹼滴定法、配位滴定法、氧化還原滴定法和沉澱滴定法等基礎化學的基本方法和技能。

3.突出特色，反映前沿。《無機及分析化學》是針對非化學類專業的學生所設置的基礎化學課程，如生物、環境、製藥、食品、材料等不同專業，對基礎化學理論和知識的需求特點是不同的，這就需要我們從這些特點入手，從專業培養的要求出發，形成課程體系和內容的特色。讓學生掌握物質結構的基礎理論，熟悉化學反應的基本原理，瞭解元素化學的規律和特點，學會化學分析的方法和技能。同時，介紹現代化學學科發展的前沿和趨勢，現代化學分析手段、儀器和設備發展的特點，從而使學生既掌握基礎理論和知識，又熟悉現代化學發展。

4.培養能力，注重創新。基礎化學教學的目的是培養學生的化學素養。在傳授化學知識的同時，培養化學問題的研究和分析能力。本書的課程內容中，力圖反映現代化學學科發展的最新成果，緊密聯繫資源、能源、環境、材料、生命、生物、醫藥等社會實際問題，在化學理論與化學應用之間建立通道和橋樑，擴大學生的化學視野和知識面，激活學生的創新思維和創新精神。辯證地處理基礎化學的深度、廣度和難度之間的關係，為後續的化學專業基礎和專業課程的學習提供知識基礎的支撐，為專業教育和創新教育奠定化學基礎和興趣。

^[1]