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内容简介

本书根据无机化学教学大纲，以全面培养学生的科学素质和创新能力为目标，并针对当前高校教学改革的趋势，为适应当前高校教学普遍面临的学时少内容多的局面而编写。
本书内容上注重与中学教材的衔接及与后续课程的联系，重点突出了无机化学的基本原理、物质的结构、过渡元素及其化合物等基础知识；并给出了无机化学专业术语的英文名称，与无机化学或以后的专业课程的双语教学进行良性衔接；同时也增加了学科中的前沿进展和杰出科学家轶事，激发学生建立浓厚的学习兴趣。
《无机化学》撰写风格简明、重点突出、可读性强，可作为高等院校化学、化工、材料类专业的教材，也可作为工科院校其他专业的普通化学、大学化学教材使用，并可供工程技术人员参考。

作者简介

彭淑鸽，河南科技大学，基础系教研室主任、教授，
教学工作：
自2005年工作以来，一直担任着本学院和材料学院的无机化学教学工作。河南省教育厅青年骨干教师。指导学生创作的“新型自清洁玻璃”获2016年大学生节能减排社会实践与科技竞赛国赛三等奖，2015河南省挑战杯二等奖二项。
科研成绩：
当前研究的方向为无机有机复合材料，主要包括高性能新型石墨烯基催化剂设计与制备、新型自清洁玻璃的设计与制备等方面的研究。主持国家自然科学基金1项、国家重点实验室开放基金项目4项，重点参与（第二）国家自然科学基金4项；通过科技厅鉴定项目3项。撰写编著《插层复合材料》一部，以作者发表（接受）论文30余篇；其中在国际主流SCI期刊发表论文20篇，EI收录4篇；获省部级自然科学优秀论文一等奖3项，二等奖2项，教育厅自然科学优 秀论文一等奖1项；申请发明专利13项，目前授权10项。

目录

第1章绪论/1
1.1 化学是研究物质变化的科学 1
1.1.1 化学的研究对象 1
1.1.2 化学的研究目的和方法 1
1.1.3 化学的重要性 2
1.2 无机化学的发展简史 2
1.2.1 古代无机化学 2
1.2.2 近代无机化学 3
1.2.3 现代无机化学 4
1.3 无机化学课程的学习方法 4
第2章物质的聚集状态/6
2.1 气体 6
2.1.1 气体的特征 6
2.1.2 气压的产生与测量 7
2.1.3 理想气体 7
2.1.4 实际气体 10
2.1.5 气体分子运动论 12
2.2 液体 14
2.2.1 液体的特征 14
2.2.2 液体的蒸发 14
2.3 固体 16
2.3.1 固体的特征 16
2.3.2 晶体与非晶体 16
2.3.3 晶体的结构 17
本章小结 20
科技人物:范德华 21
奇妙的物质第四态:等离子体(plasma) 22
复习思考题 23
习题 24
第3章原子结构与元素周期系/26
3.1 近代原子结构理论的建立 26
3.1.1 氢原子光谱 26
3.1.2 玻尔理论 27
3.2 核外电子运动的量子力学模型 28
3.2.1 微观粒子的波粒二象性 28
3.2.2 微观粒子运动的统计性规律 29
3.2.3 海森堡测不准原理 29
3.3 核外电子运动状态的描述 30
3.3.1 氢原子的薛定谔方程 30
3.3.2 波函数和原子轨道 31
3.3.3 概率密度和电子云 32
3.3.4 波函数的空间图像 34
3.3.5 四个量子数 36
3.4 核外电子的排布 39
3.4.1 原子的轨道能级图 40
3.4.2 核外电子排布的原则 42
3.4.3 核外电子排布的表示方法 44
3.5 元素周期系 48
3.5.1 元素周期律 48
3.5.2 电子层结构与元素周期表的关系 48
3.5.3 元素周期性 50
本章小结 57
科技人物:门捷列夫 58
科技动态:原子结构模型的发展 60
复习思考题 63
习题 64
第4章化学键与分子结构/66
4.1 共价键理论 66
4.1.1 价键理论 67
4.1.2 杂化轨道理论 73
4.1.3 分子轨道理论 78
4.1.4 价键理论与分子轨道理论的比较 84
4.1.5 键参数与分子的性质 85
4.2 离子键理论 87
4.2.1 离子键的形成 87
4.2.2 离子键的特征 88
4.2.3 离子的极化 88
4.3 金属键理论 91
4.3.1 金属键的改性共价键理论 91
4.3.2 金属键的能带理论 91
4.4 分子间力 93
4.4.1 范德华力 94
4.4.2 氢键 97
本章小结 98
科技人物:鲍林 99
科技动态:价层电子对互斥理论 102
复习思考题 107
习题 108
第5章化学热力学基础/110
5.1 化学热力学的研究范畴 110
5.2 基本概念与术语 111
5.2.1 系统与环境 111
5.2.2 状态和状态函数 111
5.2.3 过程和途径 112
5.2.4 反应进度 113
5.2.5 热化学标准状态 114
5.3 热力学第一定律 114
5.3.1 功和热 114
5.3.2 热力学能 116
5.3.3 热力学第一定律 116
5.4 热化学 117
5.4.1 化学反应的热效应 117
5.4.2 热化学方程式 118
5.4.3 盖斯定律 119
5.4.4 化学反应热效应的计算 120
5.5 化学反应的方向 125
5.5.1 反应方向的概念 125
5.5.2 反应焓变对反应方向的影响 126
5.5.3 反应熵变对反应方向的影响 127
5.5.4 反应吉布斯自由能变对反应方向的影响 129
本章小结 135
科技人物:吉布斯 136
科技动态:人工制备金刚石的热力学分析 137
复习思考题 139
习题 140
第6章化学动力学基础/143
6.1 化学动力学的研究范畴 143
6.2 化学反应速率 144
6.2.1 反应速率的定义 144
6.2.2 平均反应速率 144
6.2.3 瞬时反应速率 146
6.3 反应速率理论 147
6.3.1 碰撞理论 147
6.3.2 过渡态理论 149
6.4 影响反应速率的因素 150
6.4.1 浓度对反应速率的影响 151
6.4.2 温度对反应速率的影响 153
6.4.3 催化剂对反应速率的影响 157
本章小结 159
科技人物:阿仑尼乌斯 160
科技动态:绿色化学与催化剂 162
复习思考题 164
习题 164
第7章化学平衡/167
7.1 化学反应的可逆性与化学平衡 167
7.1.1 化学反应的可逆性 167
7.1.2 化学平衡的定义 168
7.2 平衡常数 169
7.2.1 标准平衡常数 169
7.2.2 实验平衡常数 172
7.2.3 多重平衡规则 173
7.2.4 标准平衡常数的计算 173
7.3 平衡常数K 与ΔrGm 的关系 175
7.3.1 K 与ΔrGm 的关系 175
7.3.2 可逆反应的方向性判据 176
7.3.3 ΔfGm、ΔrGm 与ΔrGm 的关系 177
7.4 化学平衡的移动 177
7.4.1 浓度对化学平衡的影响 177
7.4.2 压力对化学平衡的影响 180
7.4.3 温度对化学平衡的影响 181
7.4.4 催化剂对化学平衡的影响 182
7.5 勒夏特列原理 183
本章小结 183
科技人物:勒夏特列 184
科技动态:选择合理生产条件的一般原则 185
复习思考题 186
习题 187
第8章酸碱平衡/190
8.1 电解质溶液 190
8.1.1 弱电解质溶液的解离特点 191
8.1.2 强电解质溶液的解离特点 191
8.2 酸碱理论的发展 194
8.2.1 酸碱质子理论 195
8.2.2 酸碱电子理论 199
8.3 弱酸弱碱的解离平衡 200
8.3.1 水的解离平衡 200
8.3.2 一元弱酸、弱碱的解离平衡 202
8.3.3 多元弱酸的解离平衡 205
8.3.4 酸碱指示剂 209
8.3.5 影响解离平衡的因素 211
8.4 缓冲溶液 214
8.4.1 缓冲溶液的概念 214
8.4.2 缓冲作用的原理 215
8.4.3 缓冲溶液pH值的计算 216
8.4.4 缓冲范围 219
8.4.5 缓冲能力 220
8.4.6 缓冲溶液的选择和配制原则 221
8.5 盐类的水解 222
8.5.1 盐类水解的概念 222
8.5.2 盐类水解的水解常数 223
8.5.3 影响盐类水解的因素 226
本章小结 227
科技人物:路易斯 228
科技动态:一种新型的强电解质——离子液体 229
复习思考题 230
习题 230
第9章沉淀-溶解平衡/233
9.1 溶度积和溶度积原理 233
9.1.1 溶度积常数 233
9.1.2 溶度积和溶解度的关系 235
9.1.3 溶度积原理 236
9.1.4 影响沉淀-溶解平衡的因素 237
9.2 沉淀-溶解平衡的移动 238
9.2.1 沉淀的生成 238
9.2.2 沉淀的溶解 240
9.2.3 分步沉淀 243
9.2.4 沉淀的转化 245
本章小结 246
科技人物:侯德榜 247
科技动态:奇特的喀斯特地貌 248
复习思考题 249
习题 250
第10章氧化还原平衡/252
10.1 氧化还原反应 252
10.1.1 基本概念与术语 252
10.1.2 氧化还原方程式的配平 254
10.2 氧化还原反应和电极电势 256
10.2.1 氧化还原反应和电子转移 256
10.2.2 原电池 257
10.2.3 电极电势 260
10.3 电极电势和吉布斯自由能变的关系 263
10.3.1 电动势与吉布斯自由能的关系 263
10.3.2 电极电势与吉布斯自由能的关系 263
10.3.3 电极电势与平衡常数的关系 264
10.4 影响电极电势的因素 264
10.4.1 能斯特方程 264
10.4.2 能斯特方程的应用 266
10.5 电极电势的应用 269
10.5.1 判断氧化剂和还原剂的强弱 269
10.5.2 判断原电池的正负极 270
10.5.3 判断氧化还原反应进行的方向 270
10.5.4 衡量氧化还原反应的反应程度 272
10.6 元素电势图及其应用 273
10.6.1 元素电势图 273
10.6.2 元素电势图的应用 274
本章小结 276
科技人物:能斯特 277
新型绿色电池——氢氧燃料电池 278
复习思考题 279
习题 280
第11章配位平衡/283
11.1 配位化合物的基本概念 284
11.1.1 配位化合物的定义 284
11.1.2 配位化合物的组成 285
11.1.3 配位化合物的命名 287
11.1.4 配位化合物的分类 288
11.2 配位化合物的价键理论 290
11.2.1 价键理论 290
11.2.2 价键理论的优缺点 297
11.3 配位化合物的晶体场理论 297
11.3.1 晶体场理论 297
11.3.2 晶体场理论的应用 301
11.3.3 晶体场理论的优缺点 304
11.4 配位化合物的稳定性 304
11.4.1 稳定常数和不稳定常数 304
11.4.2 逐级稳定常数 306
11.4.3 影响配合物稳定性的因素 308
11.5 配位平衡的移动 310
11.5.1 配位平衡与沉淀溶解平衡 310
11.5.2 配位平衡与氧化还原平衡 311
11.5.3 配位平衡与酸碱平衡 313
11.5.4 配离子之间的平衡 315
本章小结 316
科技人物:乔根森 317
科技动态:奇特的“三明治”结构——二茂铁 319
复习思考题 321
习题 322
第12章d区金属——过渡金属（Ⅰ） /325
12.1 d区元素通性 326
12.1.1 单质的物理性质 326
12.1.2 金属活泼性 326
12.1.3 氧化值 327
12.1.4 配位性 327
12.1.5 离子的颜色 328
12.1.6 磁性 328
12.1.7 催化性 329
12.2 钛副族元素 329
12.2.1 钛副族元素概述 329
12.2.2 钛副族元素重要的化合物 333
12.3 钒副族元素 335
12.3.1 钒副族元素概述 335
12.3.2 钒副族元素重要的化合物 337
12.4 铬副族元素 339
12.4.1 铬副族元素概述 339
12.4.2 铬副族元素重要的化合物 342
12.5 锰副族元素 348
12.5.1 锰副族元素概述 348
12.5.2 锰的重要化合物 349
12.6 ⅧB族元素 351
12.6.1 铁系元素 351
12.6.2 铂系元素 358
科技人物:玛丽·居里 362
科技动态:新型功能性分子——多酸化合物 364
复习思考题 367
习题 368
第13章ds区金属——过渡金属（Ⅱ）/371
13.1 铜族元素 371
13.1.1 铜族元素的通性 371
13.1.2 铜族元素的单质 372
13.1.3 铜族元素的冶炼 373
13.1.4 铜族元素重要的化合物 375
13.1.5 铜族元素与碱金属元素的性质比较 382
13.2 锌族元素 383
13.2.1 锌族元素的通性 383
13.2.2 锌族元素的单质 384
13.2.3 锌族元素的冶炼 385
13.2.4 锌族元素重要的化合物 386
13.2.5 锌族元素与碱土金属元素的性质比较 392
科技动态:最严重的汞中毒事件——日本水俣病事件 393
复习思考题 394
习题 395
第14章f区金属——镧系元素和锕系元素/398
14.1 引言 398
14.2 镧系元素 399
14.2.1 镧系元素的通性 399
14.2.2 镧系元素的单质 403
14.2.3 镧系元素的分离 404
14.2.4 镧系元素重要的化合物 405
14.3 锕系元素 409
14.3.1 锕系元素的通性 409
14.3.2 锕系元素的单质 411
14.3.3 锕系元素重要的化合物 411
科技动态:我国富有的战略资源——稀土材料 413
复习思考题 414
习题 415
习题答案 416
附录 424
附录1 常见物理常数 424
附录2 物质的标准摩尔燃烧焓(298.15K) 424
附录3 一些物质的热力学数据(298.15K) 425
附录4 常见弱酸、弱碱在水中的解离常数(298.15K) 429
附录5 溶度积常数(298.15K) 431
附录6 电极反应的标准电极电势(298.15K) 432
附录7 配离子的标准稳定常数(298.15K) 434
附录8 化合物的分子量 435
附录9 一些金属冶炼的主要过程和反应 437
附录10 水溶液中的离子颜色 439
附录11 常见有色固体物质的颜色 439
参考文献 440

前言/序言

机化学是化学、化工、材料类各专业本科生一门重要的基础课程。机化学课程既有自身的丰富内容，又承担着为后续课程做好铺垫的任务，引导大学新生的学习和思维方法从中学向大学过渡。一本有利于学生素质和能力培养的机化学教材会为学生实现未来目标提供坚实的化学基础。
本书编者均为一线化学教师和科研人员。在编写过程中，编者参考了国内外众多优秀的机化学教材，并结合自己的教学与科研经验，注意理论联系实际、基础知识与现代化学进展的结合，对参考资料进行了合理的加工、取舍，或者重新撰写，力求编写出一套深入浅出的简明机化学教材。
本书编写根据教育部化学类专业教学指导委员会和大学化学课程教学指导委员会对机化学内容的基本要求编写而成，以全面培养学生的科学素质和创新能力为目标，并吸取了国内外机化学教材的优点，具有如下特色。
（1）针对当前高校教学改革的趋势，为适应当前高校教学普遍面临的学时少、内容多的局面，本书在编写上偏重于基础理论；注重对学生逻辑关系的培养以及科学方法的引导，使学生在学习中体会到机化学的桥梁作用，以利于他们更好地走进化学世界。
（2）教材内容在编写中不追求面面俱到，偏重于基础理论；对难度较大的理论部分和结构部分，采用深入浅出的撰写方式，既适合用作课堂教材，也适合学生自学。
（3）对于元素化学本教材以简明为主，注重与高中化学课程和大学后续课程的衔接，删除了主族元素；内容上注重规律的总结和归纳、性质与结构的内在联系；使学生在理解的基础上记忆元素及其化合物的基本性质。
（4）每章增加科技动态，主要介绍机学科中一些重要的科技成果。一方面引导学生了解和学习本学科前沿领域，另一方面使学生认识到，化学是自然科学的中心学科，并对利用资源、改造自然和为人类造福起重要作用。
（5）每章增加科技人物，主要介绍机学科中一些杰出的科学家。一方面引导学生了解这些科学家的成功之路；另一方面培养学生学习化学家的勤奋精神和作为成功人的必备素质。
（6）每章最后增加本章小结，一方面引导学生学习本章知识的归纳总结；另一方面进一步加深学生对本章重要知识点和重要公式的复习。
（7）根据教学中的重点和难点，选择了适量的习题，以检验学生对课堂知识的掌握情况，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。
本书由彭淑鸽任主编，王俊岭、谷广娜任副主编。编写分工如下：彭淑鸽（第1、5章，科技人物和科技动态）、王俊岭（第10、12章）、郑英丽（第3、4章）、卢敏（第8、11章）、刘红宇（第2、6、7章）、谷广娜（第9、13、14章）、米刚（各章的习题与参考答案）。最后由彭淑鸽负责统一整理、修改和定稿。
本书编写过程中得到了河南科技大学化工与制药学院领导的重视和支持，在此表示感谢；编写中编者参

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