無機及分析化學

根據本課程的任務和目的要求，我們確定了本教材的編寫原則。

1.選材精煉，突出重點。選用的內容既要適應相關專業的培養目標，也要適應當前學生的實際情況，在充分考慮與現行高中教材的銜接的基礎上，大體和國內外《無機及分析化學》教材的內容相當，體現精選的原則。

2.內容設置難度適中。在充分考慮相關專業的培養目標和學生實際情況的基礎上，注重內容的實用性。如，就化學熱力學初步與化學平衡一章來説，本章的教學目的是教會學生初步運用化學熱力學知識解決和分析無機化學的相關問題，因而本教材沒有使用數學推導講解有關化學熱力學的某些內容。

3.把分析化學(四大滴定)和無機化學的內容充分融合，避免重複。既充分體現無機化學和分析化學兩個二級學科特色，又注重將這兩個學科緊密聯繫的原則。行文敍述力求深入淺出、循序漸進，使得本書的理論內容具有較好的科學性、整體性和系統性，有利於教學質量的提高和學生能力的培養。

4.去掉儀器分析部分的內容。隨着科學技術的發展，儀器分析的應用日益普遍，《儀器分析》已成為高等學校的獨立課程。為克服不同課程內容重複的弊端，也考慮到學時有限的問題，本書沒有將儀器分析的內容列入其中。

5.便於學生自學。本教材除了注意圖文並茂外，每章均列出了學習要求。在例題和習題的選擇上，注重兼顧各專業的需要，內容儘量結合實際，以便增強學生的學習興趣，同時還注意難易結合，以滿足層次不同的學生。另外，部分習題附有答案，以二維碼形式呈現供學生參考。為了開闊學生視野，增強學習興趣，在部分章節之後還加入了閲讀材料。

為了拓展學生的知識面，同時滿足不同專業的特色要求，本教材所選內容略多於64學時，帶有*號部分作為選用或閲讀材料。各任課教師可從實際出發選用自己認為適用的章節。本書的編排順序只供參考，任課教師可自行安排。

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《無機及分析化學》是高等學校“十三五”規劃教材，全書共分14章，包括氣體、化學熱力學初步與化學平衡、定量分析化學導論、電離平衡及酸鹼滴定、沉澱溶解平衡和沉澱滴定及重量分析法、氧化還原反應及氧化還原滴定、原子結構、分子結構、配位反應及配位滴定、氫及稀有氣體、s區元素、p區元素、d區元素、f區元素等內容。本書注重基礎知識，秉持精選原則。在充分體現兩個二級學科(無機化學和分析化學)特色的同時，注重將這兩個學科的知識充分融合，避免重複。書中對例題和習題的選擇注重結合實際，還在部分章節後面加入了拓展閲讀材料，以增強學生的學習興趣。

《無機及分析化學》的特色是體現了無機化學與分析化學的緊密聯繫，具有較好的科學性、整體性和系統性。部分習題附有答案，以二維碼形式呈現。

《無機及分析化學》可作為高等院校環境、地理、生物、水利等專業學生的教材。

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第1章氣體 / 1

1.1理想氣體狀態方程1

1.2氣體分壓定律2

1.2.1分體積、體積分數與摩爾分數2

1.2.2分壓定律3

1.2.3分壓定律的應用5

1.3氣體擴散定律6

*1.4真實氣體狀態方程6

閲讀材料：物質狀態7

習題9

第2章化學熱力學初步與化學平衡 / 10

2.1基本概念11

2.1.1體系與環境11

2.1.2狀態與狀態函數11

2.1.3體系的性質12

2.2熱力學第一定律和熱化學12

2.2.1熱力學第一定律12

2.2.2焓(H)13

2.2.3熱化學14

2.3化學反應的方向17

2.3.1反應的自發性17

2.3.2混亂度和熵17

2.3.3熵變和化學反應的方向——熱力學第二定律18

2.3.4化學反應的可逆性與化學平衡20

2.3.5範特霍夫(Van′t Hoff)化學反應等温方程式21

2.3.6化學平衡的移動22

閲讀材料：化學平衡研究簡介24

習題25

第3章定量分析化學導論 / 27

3.1分析方法的分類27

3.2定量分析過程和分析結果的表示28

3.2.1定量分析過程28

3.2.2定量分析結果的表示29

3.3定量分析誤差30

3.3.1誤差產生的原因及減免方法30

3.3.2誤差的表示方法31

3.4有效數字及計算規則32

3.5定量分析結果的數據處理35

3.6滴定分析法概述38

3.6.1滴定分析法38

3.6.2滴定分析法的分類39

3.6.3溶液的分類和濃度表示法40

3.6.4滴定分析的計算42

習題43

第4章電離平衡及酸鹼滴定 / 46

*4.1酸鹼理論46

4.2酸鹼質子理論47

4.2.1酸鹼質子理論的基本概念47

4.2.2酸鹼反應48

4.3水的電離和溶液的pH值48

4.3.1水的電離48

4.3.2溶液的pH值49

4.3.3強酸、強鹼溶液的pH值49

4.4弱電解質的電離平衡50

4.4.1解離常數及一元弱酸、弱鹼的電離50

4.4.2電離度52

4.4.3電離常數的應用52

4.4.4同離子效應和鹽效應55

4.4.5多元弱酸、弱鹼的電離55

4.5鹽溶液的水解58

4.5.1弱酸強鹼鹽58

4.5.2弱鹼強酸鹽59

4.5.3弱酸弱鹼鹽59

4.5.4弱酸的酸式鹽(兩性物質)61

4.5.5強酸強鹼鹽62

4.5.6強電解質溶液62

4.6緩衝溶液63

4.6.1緩衝溶液的的定義63

4.6.2緩衝作用原理64

4.6.3緩衝溶液pH值64

4.7酸鹼滴定法67

4.7.1酸鹼滴定終點指示方法67

4.7.2酸鹼滴定原理68

4.8酸鹼滴定法的應用73

閲讀材料：軟硬酸鹼理論74

習題75

第5章沉澱溶解平衡和沉澱滴定及重量分析法 / 78

5.1溶度積78

5.1.1溶解度78

5.1.2溶度積78

5.1.3溶度積和溶解度的關係79

5.2沉澱的生成與溶解80

5.2.1溶度積規則80

5.2.2影響沉澱溶解度的主要因素81

5.2.3沉澱的生成83

5.2.4沉澱的溶解84

5.3兩種沉澱之間的平衡87

5.3.1分步沉澱87

5.3.2沉澱轉化88

5.4沉澱滴定法88

5.4.1銀量法88

5.4.2銀量法的應用91

*5.5重量分析法91

5.5.1重量分析法概述91

5.5.2重量分析法對沉澱的要求92

5.5.3影響沉澱純度的主要因素92

5.5.4沉澱的類型及沉澱的形成過程93

5.5.5沉澱條件的選擇94

5.5.6沉澱稱量前的處理95

5.5.7重量分析結果的計算95

習題96

第6章氧化還原反應及氧化還原滴定 / 99

6.1氧化還原反應的基本概念99

6.1.1氧化數99

6.1.2氧化與還原的基本概念和化學方程式的配平100

6.2原電池和原電池的能量變化101

6.2.1原電池101

*6.2.2原電池的能量變化103

6.2.3原電池電動勢的理論計算103

6.3標準電極電勢104

6.3.1電極電勢差104

6.3.2標準電極電勢105

6.4Nernst方程106

6.4.1原電池標準電極電勢的理論計算106

6.4.2Nernst方程107

6.4.3影響電極電勢的因素108

6.5電極電勢的應用109

6.5.1判斷氧化劑和還原劑的相對強弱109

6.5.2判斷氧化還原反應的方向110

6.5.3氧化還原反應平衡常數111

6.6元素電勢圖及其應用112

6.6.1元素電勢圖112

6.6.2元素電勢圖的應用113

6.7氧化還原滴定法115

6.7.1滴定曲線115

6.7.2氧化還原滴定指示劑117

6.7.3常用的氧化還原滴定方法118

習題122

第7章原子結構 / 125

7.1核外電子運動狀態125

7.1.1核外電子運動的量子化特徵——氫原子光譜和玻爾理論125

7.1.2微觀粒子運動的基本特徵127

7.1.3核外電子運動狀態的描述128

7.2原子核外電子的排布和元素週期表132

7.2.1多電子原子的能級132

7.2.2核外電子的排布134

7.2.3原子的電子層結構和元素週期性135

7.3元素基本性質的週期性變化規律136

7.3.1原子半徑136

7.3.2電離能137

7.3.3電子親合能137

7.3.4電負性138

習題138

第8章分子結構 / 140

8.1化學鍵參數和分子的性質140

8.1.1鍵參數140

8.1.2分子的性質141

8.2離子鍵142

8.2.1離子鍵的形成和本質142

8.2.2離子型化合物生成過程的能量變化143

8.2.3離子極化理論144

8.3共價鍵146

8.3.1現代價鍵理論147

8.3.2雜化軌道理論149

8.3.3價層電子對互斥理論152

*8.3.4分子軌道理論153

*8.4金屬鍵155

8.4.1自由電子理論155

8.4.2金屬能帶理論156

8.5分子間作用力和氫鍵157

8.5.1分子間作用力157

8.5.2氫鍵158

8.6晶體內部結構159

習題160

第9章配位反應及配位滴定 / 162

9.1配位化合物的基本概念162

9.1.1配位化合物的定義162

9.1.2配合物的組成163

9.1.3配位化合物的命名166

9.2配合物的化學鍵理論166

9.2.1價鍵理論要點166

9.2.2外軌型配合物和內軌型配合物170

*9.2.3晶體場理論171

9.3溶液中配合物的穩定性174

9.3.1配合物的穩定常數174

9.3.2配合物穩定常數的應用174

9.3.3配合物的逐級穩定常數和累積穩定常數177

9.3.4配位反應的副反應係數178

9.3.5配位平衡的移動181

9.4配位滴定法182

9.4.1配位滴定法概述182

9.4.2繪製滴定曲線182

9.4.3影響突躍範圍的因素184

9.4.4準確滴定的條件185

9.4.5酸效應曲線與酸度控制185

9.4.6金屬離子指示劑186

*9.4.7提高配位滴定法選擇性的方法188

閲讀材料：配合物的應用191

習題192

第10章氫及稀有氣體 / 194

10.1氫194

10.1.1氫的概述194

10.1.2氫的存在和物理性質194

10.1.3氫的成鍵特徵195

10.1.4氫的化學性質和氫化物195

*10.1.5氫能源196

10.2稀有氣體196

10.2.1稀有氣體的發展簡史196

10.2.2稀有氣體的性質和用途197

10.2.3稀有氣體的化合物197

10.2.4稀有氣體化合物的結構198

習題199

第11章s區元素 / 200

11.1s區元素概述200

11.2s區元素的單質200

11.2.1單質的物理性質200

11.2.2單質的化學性質201

11.2.3焰色反應201

11.3s區元素的化合物201

11.3.1氫化物201

11.3.2氧化物202

11.3.3氫氧化物202

11.3.4重要鹽類及其性質203

11.4鋰、鈹的特殊性——對角線規則203

閲讀材料：稀有金屬204

習題204

第12章p區元素 / 206

12.1p區元素概述206

12.2硼族元素207

12.2.1硼族元素的單質207

12.2.2硼的化合物207

12.2.3鋁的化合物209

12.3碳族元素209

12.3.1碳族元素概述209

12.3.2碳族元素的單質210

12.3.3碳的化合物210

12.3.4硅的化合物212

12.3.5錫、鉛的化合物213

12.4氮族元素214

12.4.1氮族元素概述214

12.4.2氮族元素的單質214

12.4.3氮的化合物215

12.4.4磷的化合物219

*12.4.5砷分族元素219

12.5氧族元素221

12.5.1氧族元素概述221

12.5.2氧的化合物221

12.5.3硫的化合物222

12.6鹵族元素225

12.6.1鹵素概述225

12.6.2鹵素單質225

12.6.3鹵化物225

12.6.4鹵化氫及氫鹵酸226

12.6.5鹵素的重要含氧酸227

閲讀材料：無機含氧酸的命名規則229

習題229

第13章d區元素 / 232

13.1d區元素概述232

13.2鈦副族和釩副族234

13.2.1鈦副族234

*13.2.2釩副族元素236

13.3鉻副族和錳副族238

13.3.1鉻副族238

13.3.2錳副族242

13.4鐵系元素和鉑系元素244

13.4.1第Ⅷ族元素概述244

13.4.2鐵系元素244

*13.4.3鉑系元素251

13.5銅族和鋅族元素252

13.5.1銅族元素252

13.5.2鋅族元素255

閲讀材料：過渡金屬元素材料258

習題259

*第14章f區元素 / 262

14.1f區元素概述262

14.2鑭系元素262

14.3錒系元素264

閲讀材料：環境污染265

習題266

附錄 / 267

附錄Ⅰ常見單質和無機物的ΔfHm、ΔfGm和標準摩爾熵Sm(298.15K，100kPa)267

附錄Ⅱ弱酸、弱鹼在水中的解離常數(25℃、I=0)268

附錄Ⅲ難溶電解質的溶度積常數(18～25℃)*269

附錄Ⅳ標準電極電勢表269

附錄Ⅴ常見金屬配合物的累積穩定常數(I=0，20～25℃)275

附錄ⅥEDTA酸效應係數278

附錄Ⅶ原子(離子)半徑(pm)278

附錄Ⅷ元素的電負性278

附錄Ⅸ某些試劑溶液的配製279

參考文獻 / 281 ^[1]