無機及分析化學

《無機及分析化學》共11章。緒論簡要介紹了化學學科的發展史和無機及分析化學課程的相關信息；物質結構基礎包括：原子結構、元素週期律及化學鍵和分子間作用力等主要知識；化學反應基本原理包括：化學熱力學、化學反應速率、化學平衡。按照化學反應基本原理和化學分析方法介紹了無機化學四大平衡，以及與之對應的四大滴定分析方法；在學生掌握化學反應基本規律、物質結構基礎等基本知識的基礎上，介紹基礎的儀器分析方法；元素部分為選學內容，包括金屬元素化學、非金屬元素化學。

前言

第1章 緒論 1

1.1 化學的發展 1

1.1.1 萌芽時期 1

1.1.2 丹藥時期 1

1.1.3 燃素時期 2

1.1.4 發展時期 2

1.1.5 現代時期 2

1.2 化學與人類的關係 3

1.2.1 化學與生命 3

1.2.2 化學與生活 3

1.2.3 化學與環境 4

1.3 無機及分析化學課程的性質、地位和任務 4

1.4 無機及分析化學的學習方法 4

第2章 物質結構基礎 6

2.1 原子結構及經典模型 6

2.1.1 原子結構 6

2.1.2 盧瑟福原子模型 8

2.1.3 氫原子光譜圖與玻爾氫原子模型 8

2.2 微觀粒子(電子)的運動特徵 10

2.2.1 光電效應與光的波粒二象性 11

2.2.2 微觀粒子的波粒二象性 11

2.2.3 不確定性原理 11

2.3 核外電子的運動狀態 12

2.3.1 薛定諤方程與波函數 12

2.3.2 四個量子數與核外電子層結構 14

2.3.3 波函數(原子軌道)及概率密度函數(電子雲)圖 16

2.4 原子核外電子的排布 20

2.4.1 原子核外電子的排布規律 20

2.4.2 原子核外電子排布的表示方法 23

2.5 元素週期律與元素週期表 24

2.5.1 元素週期表的結構 25

2.5.2 元素週期表中元素性質的遞變規律 27

2.5.3 元素週期表特徵 31

2.6 化學鍵和分子間作用力 31

2.6.1 離子鍵 32

2.6.2 共價鍵 34

2.6.3 雜化軌道理論 38

2.6.4 價層電子對互斥理論 41

2.6.5 分子的極性 43

2.6.6 分子間作用力和氫鍵 44

本章小結 47

化學視野 48

習題 49

第3章 化學反應基本原理 53

3.1 化學反應中的能量關係 53

3.1.1 基本概念 53

3.1.2 化學反應熱效應 60

3.1.3 熱化學反應方程式 63

3.1.4 赫斯定律 64

3.1.5 反應焓變的計算 65

3.2 化學反應進行的方向 68

3.2.1 化學反應的自發性 68

3.2.2 影響化學反應方向的因素 68

3.2.3 化學反應自發方向的判據 71

3.2.4 標準摩爾生成吉布斯函數與標準摩爾反應吉布斯函數變 72

3.3 化學反應進行的限度——化學平衡 74

3.3.1 可逆反應與化學平衡 75

3.3.2 化學平衡常數 75

3.3.3 化學反應等温方程式 77

3.3.4 多重平衡規則 79

3.3.5 化學平衡的移動 80

3.3.6 有關化學平衡的計算 83

3.4 化學反應速率和機理 84

3.4.1 化學反應速率的定義 85

3.4.2 反應速率理論 87

3.4.3 反應機理和基元反應 89

3.4.4 影響化學反應速率的因素 90

本章小結 96

化學視野 96

習題 98

第4章 定量分析基礎 102

4.1 定量分析方法的分類和一般過程 102

4.1.1 定量分析方法的分類 102

4.1.2 定量分析的一般過程 104

4.2 定量分析中的誤差和數據處理及結果表達 105

4.2.1 定量分析中的誤差 105

4.2.2 定量分析中的數據處理和結果表達 110

4.3 滴定分析法概述 115

4.3.1 滴定分析法對化學反應的要求和滴定方式 115

4.3.2 標準溶液的配製和濃度的標定 116

4.3.3 滴定分析中的計算 117

本章小結 118

化學視野 119

習題 120

第5章 酸鹼平衡與酸鹼滴定分析 123

5.1 酸鹼質子理論 123

5.2 酸鹼反應 124

5.2.1 酸鹼反應的實質 124

5.2.2 溶劑的質子自遞反應與水的離子積 124

5.2.3 溶液的酸鹼性 125

5.3 酸鹼平衡 125

5.3.1 酸鹼的相對強弱 125

5.3.2 弱酸(弱鹼)溶液中各型體的分佈 129

5.3.3 弱酸(鹼)溶液pH的計算 132

5.3.4 緩衝溶液及pH的計算 138

5.4 酸鹼滴定分析 141

5.4.1 酸鹼指示劑 141

5.4.2 酸鹼滴定曲線 144

5.4.3 酸鹼滴定應用示例 149

本章小結 153

化學視野 154

習題 155

第6章 配位平衡與配位滴定分析 159

6.1 配位化合物 159

6.1.1 配位化合物的概念及組成 159

6.1.2 配位化合物的命名 161

6.1.3 配位化合物的價鍵理論 162

6.1.4 配位化合物的應用 166

6.2 配位平衡 167

6.2.1 配位平衡常數 167

6.2.2 配位平衡的移動 169

6.2.3 金屬離子與EDTA的配位平衡 172

6.3 配位滴定分析 176

6.3.1 配位滴定指示劑 177

6.3.2 配位滴定 178

6.3.3 配位滴定應用示例 182

本章小結 185

化學視野 185

習題 186

第7章 沉澱溶解平衡及滴定分析 189

7.1 溶解度和溶度積常數 189

7.1.1 標準溶度積常數 189

7.1.2 溶度積常數與溶解度的關係 190

7.2 沉澱溶解平衡 191

7.2.1 沉澱生成與溶解的判據 191

7.2.2 沉澱的生成 193

7.2.3 沉澱的溶解 195

7.2.4 分步沉澱和沉澱轉化 196

7.3 沉澱滴定法 197

7.3.1 莫爾法 198

7.3.2 福爾哈德法 199

7.3.3 法揚斯法 201

7.4 重量分析法 202

7.4.1 重量分析法的分類及特點 202

7.4.2 重量分析對沉澱形式和稱量形式的要求 202

7.4.3 影響沉澱純度的因素和沉澱條件的選擇 203

7.4.4 沉澱重量法的操作 207

7.4.5 重量分析法的應用示例 208

本章小結 208

化學視野 209

習題 210

第8章 氧化還原平衡與氧化還原滴定分析 213

8.1 氧化還原方程式 213

8.1.1 氧化數的定義及判斷規則 213

8.1.2 氧化與還原 214

8.1.3 氧化還原反應方程式的配平 214

8.2 原電池與電極電勢 216

8.2.1 原電池 216

8.2.2 電極電勢及影響因素 217

8.2.3 電極電勢的應用 225

8.2.4 元素電勢圖及應用 231

8.3 氧化還原滴定法 233

8.3.1 對滴定反應的要求 233

8.3.2 氧化還原反應滴定指示劑 235

8.3.3 氧化還原滴定曲線 236

8.3.4 常用氧化還原滴定方法 239

本章小結 247

化學視野 248

習題 250

第9章 可見分光光度分析 253

9.1 概述 253

9.1.1 分光光度法的特點 253

9.1.2 物質對光的選擇性吸收 253

9.2 光吸收的基本定律 254

9.2.1 朗伯-比爾定律 254

9.2.2 對朗伯-比爾定律的偏離 256

9.3 可見分光光度計 257

9.3.1 光源 257

9.3.2 單色器 257

9.3.3 吸收池 258

9.3.4 檢測系統 258

9.3.5 顯示系統 258

9.4 顯色反應及影響因素 259

9.4.1 顯色反應與顯色劑 259

9.4.2 影響顯色反應的因素 259

9.5 分光光度法儀器測量誤差及測量條件的選擇 261

9.5.1 入射光波長的選擇 262

9.5.2 光度計讀數範圍的選擇 262

9.5.3 參比溶液的選擇 263

9.5.4 溶液濃度的測定 263

9.6 分光光度法的應用 264

9.6.1 單組分的測定 264

9.6.2 多組分的測定 264

9.6.3 光度滴定 265

9.6.4 酸鹼解離常數的測定 265

9.6.5 配合物組成的測定 266

本章小結 267

化學視野 267

習題 269

第10章 元素化學選述 270

10.1 元素概述 270

10.1.1 元素分佈 270

10.1.2 元素分類 270

10.2 s區元素 270

10.2.1 s區元素的通性 270

10.2.2 s區重要元素及其化合物 272

10.3 p區元素 277

10.3.1 p區元素的通性 277

10.3.2 p區重要元素及其化合物 278

10.4 d區元素 312

10.4.1 d區元素的通性 312

10.4.2 d區重要元素及其化合物 313

10.5 ds區元素 320

10.5.1 ds區元素的通性 320

10.5.2 ds區重要元素及其化合物 320

本章小結 327

化學視野 327

習題 328

第11章 分離與富集 331

11.1 沉澱分離法 331

11.1.1 常量組分的沉澱分離 331

11.1.2 微量組分的共沉澱分離和富集 331

11.2 液-液萃取分離法 332

11.2.1 萃取分離的基本原理 332

11.2.2 重要的萃取體系 335

11.2.3 萃取操作方法 335

11.3 離子交換分離法 336

11.3.1 離子交換樹脂的種類和性質 336

11.3.2 離子交換樹脂的能力及分離方法 337

11.4 色譜分離法 338

11.4.1 固定相和流動相 338

11.4.2 柱色譜分離法 338

11.4.3 薄層色譜分離法 339

11.4.4 紙色譜分離法 339

11.5 其他分離和富集方法簡介 340

11.5.1 膜分離法 340

11.5.2 固相萃取法 342

11.5.3 超臨界流體萃取 343

本章小結 344

化學視野 344

習題 345

參考文獻 346

附錄 347

附錄Ⅰ 一些常見單質、離子及化合物的熱力學函數(298.15 K，100 kPa) 347

附錄Ⅱ 弱電解質解離常數 349

附錄Ⅲ 常見配離子的穩定常數 352

附錄Ⅳ EDTA的酸效應係數lgαY(H) 352

附錄Ⅴ 部分金屬離子的水解效應係數lgαM(OH) 353

附錄Ⅵ 常見難溶電解質的溶度積常數 353

附錄Ⅶ 常見電對的標準電極電勢(298.15 K) 355

附錄Ⅷ 部分電對的條件電極電勢 359