绪章绪论

1. 熟悉化学的概念与其研究的对象。 2. 了解化学发展的三个历史阶段与化学的未来。 3. 通过了解化学与人类发展的关系，树立化学学习重要性的认识。 4. 通过对无机化学未来发展方向的了解，使我们对无机化学学习的目的更为 明确。 5. 不断强化无机化学学习的‘四步法’的实践，期望通过训练，在学习知识的 同时，不断提高自学能力。

●0.1化学是什么

1. 熟悉化学的概念与其研究的对象。 2. 了解化学发展的三个历史阶段与化学的未来。 3. 通过了解化学与人类发展的关系，树立化学学习重要性的认识。 4. 通过对无机化学未来发展方向的了解，使我们对无机化学学习的目的更为 明确。 5. 不断强化无机化学学习的‘四步法’的实践，期望通过训练，在学习知识的 同时，不断提高自学能力。

第一章化学基础知识

本章主要介绍化学基础知识。

●1.1理想气体与实际气体

1.熟练掌握理想气体状态方程及其有关计算，会用实际气体状态方程。 2.熟练掌握理想气体分压定律及其计算，会用理想气体分体积定律。 3.熟练掌握气体扩散定律有关计算

●1.2液体

1．掌握质量分数、摩尔分数、质量摩尔浓度、物质的量浓度等基本概念及有关计算。 2．掌握非电解质稀溶液通性（依数性）-蒸气压下降(拉乌尔定律)、沸点升 高、凝固点降低、渗透压的概念、及其有关计算。

●1.3固体

知道晶体和非晶体的特性，了解晶系种类和点阵形式。熟悉晶体与晶胞的概念。

第二章化学热力学基础

本章主要介绍化学热力学的基础知识。 热力学是在研究提高热机效率的实践中发展起来的，19世纪建立起来的热力学第一、第二两个定律奠定了热力学的基础，使热力学成为研究热能和机械能及其他形式能量之间的转化规律的一门科学。20世纪初建立的热力学第三定律使得热力学臻于完善。 用热力学的理论和方法研究化学，则产生了化学热力学。化学热力学可以解决化学反应中能量的变化问题，同时可以解决化学反应进行的方向和进行的限度的问题，这些问题正是学习和研究化学的人及其关注的问题。 化学热力学在讨论物质的变化是着眼于宏观性质的变化，不需要涉及物质的微观结构，即可得到许多有用的结论，运用化学热力学方法研究化学问题时，只需要知道研究对象的起始状态和最终状态，而不需要知道变化过程的机理，即可对许多过程的一般规律加以探讨，这正是化学热力学最成功的一面。应用化学热力学讨论变化过程没有时间概念，因此不能解决化学变化的速率及其他和时间有关的问题，这又使得化学热力学的应用有一定的局限性，此时需要化学动力学的配合。 化学热力学设计的内容既广且深，在无机化学课程中，只能介绍化学热力学最基本的概念理论方法和应用， 在本章中，将根据热力学第一定律定量的研究化学反应的热、功和热力学能的相互转化，定义热力学函数—焓，标准摩尔生成焓，以及由标准摩尔生成焓，计算化学反应焓变。应用热力学第二定律判断化学反应的方向和限度， 重点讨论化学反应的标准平衡常数和平衡组成的计算，平衡移动的规律，以及与化学反应进行的方向和限度判据有关的热力学函数熵和吉普斯函数等问题。

●2.1热力学第一定律

热力学第一、第二定律奠定了热力学的基础。其中，热力学第一定律的实质是能量守恒，讨论热力学能U的改变量△U、热量 Q和功W三者的关系。

●2.2热化学第一定律

化学反应总是伴有热量的吸收或放出，这种能量变化对化学反应来说十分重要。热化学就是将热力学理论和方法应用到化学反应中，讨论和计算化学反应的热量变化的学科分支。

●2.3化学反应的方向

热力学第一定律的实质是能量守恒，讨论热力学能U的改变量△U、热量 Q和功W三者的关系。热力学第二定律着重解决化学反应进行的方向和进行的限度的问题，这些问题正是学习和研究化学的人及其关注的问题。

第三章化学反应速率

要控制化学反应，使其向人们所期望的那样发生，涉及两个问题：在一定条件下化学反应能否发生，终点如何？反应进行的快慢如何？后者属于化学动力学的内容，本章介绍该部分基础知识，包括反应速率的定义、影响反应速率的因素、反应机理、反应速率理论等内容，为深入研究化学反应及其应用奠定基础。

●3.1反应速率的定义

本小节主要讲解了化学反应的平均速率和瞬时速率。

●3.2反应速率与反应物浓度的关系

影响反应速率的因素有很多，如反应物的浓度、反应温度和催化剂等本节先定量地讨论反应物浓度对反应速率的影响，后面几节再讨论其他因素对反应速率的影响。

●3.3反应机理

许多化学反应从反应物到产物之间的转化所经过的历程往往比较复杂，并不是一步完成的。有时化学家们用实验的方法检测到中间产物的存在，说明这些反应是分多步进行的。化学反应过程中所经历的真实反应步骤的集合就是反应机理。

●3.4反应浓度与时间的关系

反应速率与反应物浓度的关系，显然是人们关心的动力学问题。而反应物和生成物浓度与反应时间的关系，也一定是研究化学动力学的人们所关心的重要问题。因为人们希望知道某生成物浓度达到一定数值所需要的时间，也希望清楚反应进行到某一时间，体系中还存在多少反应物。反应物浓度与反应时间的关系对于级数不同的反应是不相同的，本节分别加以讨论。

●3.5反应速率理论简介

本节主要讲解反应速率的碰撞理论和过渡态理论，是对描述实验事实的经验规律做出的理论解释，也是对宏观现象从微观本质上加以说明。

●3.6影响反应速率的因素

影响化学反应速率的因素是多元的，本节主要包括温度和催化剂对反应速率的影响。

第四章化学平衡

上一章讨论的反应速率，属于化学动力学的范畴。在本章化学平衡中要研究化学反应在指定的条件下，反应物可以转变成生成物的最大限度。这是化学热力学的内容。化学热力学基础一章中，讨论了标准状态下恒温恒压无非体积功的化学反应进行方向的判据。通过本章的学习将把这一结论加以推广和深化，得出上述反应在参与反应的物质不均处于标准状态或均不处于标准状态时进行方向的判据。在这一章中，也将进一步讨论各种化学热力学数据之间的关系，使化学热力学知识更加完整。

●4.1化学平衡状态

在一定条件下，当一个可逆反应的正反应速率与逆反应速率相等时，反应物的浓度与生成物的浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，即平衡状态。本节主要介绍化学平衡状态的主要特点和判据。

●4.2化学反应进行的方向

化学反应的标准平衡常数是表明反应系统处于平衡状态的一种数量标志，利用它能回答许多重要问题，本节主要介绍如何通过化学反应的平衡常数预测反应方向。

●4.3化学平衡的移动

在一定条件下建立的化学平衡，当外界条件发生变化时，平衡状态遭到破坏。从平衡状态变为不平衡状态。在改变后的条件下，可逆反应重新建立平衡。在建立的平衡状态下，反应体系中各物质的浓度与原平衡状态下的够物质的浓度不同。这种当外界条件改变时，化学反应从一种平衡状态转变到另一种平衡状态的过程被称为化学平衡的移动。本节围绕影响化学平衡移动的因素，介绍它们是如何影响化学平衡的。

第五章原子结构与元素周期律

本章主要介绍掌握近代理论在解决核外电子运动状态问题上的重要结论：电子云概念，四个量子数的意义，s、p、d 原子轨道和电子云分布的图象。熟悉基态原子电子组态的构造原理，熟练掌握核外电子的排布，会写元素原子的价电子构型。通过价电子构型，能熟练知道元素在周期表的位置，知道其结构、性质之间的关系。熟悉性质的周期性递变规律。

●5.1微观粒子运动的特殊性

本节介绍微观粒子运动的特殊性。

●5.2核外电子运动状态的描述

本节介绍核外电子运动状态。

●5.3核外电子的排布

本节介绍核外电子的排布。

●5.4核外电子原子

本节介绍核外电子原子。

●5.5元素基本性质的周期性

本节介绍元素基本性质的周期性。

●5.6元素性质的周期性

本节介绍元素性质的周期性。

第六章分子结构和共价键理论

20世纪30年代以来，随着量子力学理论的建立及其在化学领域的应用，分子结构和化学键理论的研究得到快速发展。化学键指的是原子或离子之间的强相互作用，主要分为离子键、共价键和金属键3钟类型。化学键的键能一般在一百到几百千焦每摩尔。多原子分子或离子内部原子之间的结合力一般是共价键。本章主要介绍经典共价键理论和现代共价键理论，以及共价键与分子或离子构型的关系。

●6.1路易斯理论

1916年，美国科学家路易斯提出了共价键理论，用来解释同种元素原子形成的单质分子和电负性相近的不同元素原子形成的稳定分子的事实，该理论也被称为路易斯理论或经典共价键理论。

●6.2共价键的本质

从共价键的形成来看，共价键的本质是电性的。共价键的结合力是两个原子核共用电子对形成的负电区域的吸引力，而不是阴、阳离子之间的库伦作用力。

●6.3杂化轨道理论

杂化轨道的成键能力比未杂化的原子轨道强，形成的分子更稳定。在形成分子过程中，通常存在激发、杂化、轨道重叠等过程。 根据组成杂化轨道的原子轨道的种类和数目，以及杂化轨道之间能量的高低，可以将杂化轨道分成不同类型。

●6.4价层电子对互斥理论

价层电子对互斥理论虽然只是定性地说明问题，但对判断共价分子或离子的构型及中心原子的杂化方式非常简便实用。为了减少价层电子对之间的斥力，电子对间应尽量相互远离。分子或离子的价层电子对数、配体数目、孤电子对数目与价层电子对空间构型、分子或离子的构型之间都有关系。

●6.5分子轨道理论

分子轨道理论从分子整体出发，考虑电子在分子内部的运动状态，是一种化学键的量子理论。它抛开了传统价键理论的某些概念，能够更广泛地解释共价分子的形成和性质。分子轨道的能量，目前主要是根据光谱实验数据来确定。把分子中各分子轨道按能量由低到高排列，可得分子轨道能级图。电子在分子轨道中依能量由低到高的次序排布，这种排布与电子在原子轨道中排布一样，仍遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则。

第七章晶体结构

大部分的元素单质和无机化合物在常温下均为固体，它们在人类生活中起着重要作用。能源、信息和材料是现代社会的三大支柱，而材料又是能源和信息的物质基础。材料主要是固体物质，于是人们对固体结构与性质进行了广泛深入的研究。固体有晶体、非晶体与准晶体之分，本章重点讨论晶体结构，着重研究晶体中粒子之间的作用力和这些粒子在空间的排布情况。

●7.1分子极性

分子的极性不仅与键的极性有关，而且与分子的构型及电子的分布等因素有关。 分子间作用力最早是由范德华研究实际气体对理想气体状态方程的偏差时提出来的，所以把这类分子间作用力称为范德华力。分子间的范德华力可根据来源不同分为3个部分——取向力、诱导力和色散力。 次级键中有相当一部分是有氢参加的。氢键是次级键的典型，也是最早发现和研究的次级键。分子间以氢键为代表的次级键作用也是分子间作用力的重要组成部分。

●7.2分子间作用力

在一定的条件下，当电负性相差比较大的活泼非金属原子与活泼金属原子相互接近时，活泼金属原子倾向于失去最外层的价电子，而活泼非金属原子倾向于接受电子，分别形成具有稀有气体原子稳定电子构型的正离子和负离子。正离子和负离子之间通过静电吸引力结合在一起，形成离子化合物。这种正、负离子的静电引力称为离子键。离子键的强度通常用晶格能的大小来衡量。

●7.3离子极化和键型变异

分子晶体和离子晶体之间，共价键和离子键之间有着内在的联系。分子间作用力的概念也可以推广到离子化合物中，因为离子之间除了存在起主要作用的静电引力之外，还可能存在其他作用力，如诱导力、取向力和色散力。

●7.4金属晶体和金属键

在金属晶体中，金属离子或原子以紧密堆积形式存在。紧密堆积结构将使得金属的原子轨道具有最大程度的重叠，形成金属键，故紧密密堆积时稳定的结构。金属紧密堆积结构可以看成是等径球状的刚性金属原子一个挨一个地紧密堆积在一起形成的。在金属晶体中最常见的紧密堆积方式有三种：六方最密堆积、立方最密堆积和体心立方密堆积。

●7.5原子晶体和混合型晶体

除了分子晶体、离子晶体、金属晶体和原子晶体4种基本类型的晶体之外，还有一些固体单质和化合物是由共价键和其他结合方式形成的过渡型晶体，称为混合晶体。

第八章酸碱解离平衡

本章主要讨论（1）弱酸和弱碱的解离平衡，其中涉及解离平衡常数，解离度，同离子效应，水的离子积常数及溶液pH，酸碱指示剂，多元弱酸的解离平衡，缓冲溶液等；（2）盐类的水解，包括水解平衡常数，单水解及双水解过程的计算；（3）电解质溶液理论，主要是强电解质溶液理论及酸碱质子理论。

●8.1弱酸和弱碱的解离平衡

本节主要讨论弱酸弱碱及水等弱电解质的部分电离，其电离程度用K或表示；同时讨论影响电离的盐效应及同离子效应，多元弱酸的解离平衡及缓冲溶液。

●8.2盐类的水解

本节主要讨论盐的水解引起其溶液酸碱性问题，包括水解平衡常数，盐的单水解及双水解过程的计算。

●8.3电解质溶液理论

本节主要讨论强电解质溶液理论，从离子强度，活度及盐效应等方面解释强电解质解离不完全原因，同时讨论了酸碱质子理论。

第九章沉淀溶解平衡

本章主要讨论溶度积常数；沉淀生成的计算与应用；沉淀的溶解和转化。

●9.1溶度积常数

本节主要讨论沉淀溶解平衡的实现；溶度积和溶解度的关系，盐效应和同离子效应对溶解度的影响。

●9.2沉淀生成的计算与应用

本节主要讨论沉淀生成的计算及沉淀的分离。

●9.3沉淀在酸中的溶解

本节主要讨论沉淀在酸中的溶解，主要是采取使有关离子生成弱酸的方法使Q ＜Ksp，同时讨论沉淀的转化。

第十章氧化还原反应

所有的化学反应可被划分为两类：一类是氧化还原反应，另一类是非氧化还原反应。氧化还原反应中，电子从一种物质转移到另一种物质，相应的某些元素的氧化值发生了改变，这是一类非常重要的反应。从远古时代，人类学会使用火开始，“燃烧”这一最早被应用的氧化还原反应，开始促进人类的进化。，在现代社会中，植物的光合作用、人体正常生理功能的运转、金属的冶炼、高能燃料和众多化工产品的合成，都涉及氧化还原反应。在电池中自发的氧化还原反应，将化学能转变为电能；相反，在电解池中，电能将迫使非自发的氧化还原反应进行，并将电能转化为化学能。电能与化学能之间的相互转化，是电化学研究的重要内容，电化学也是化学学科的分支学科之一。 本章将以原电池作为讨论氧化还原反应的物理模型，重点讨论标准电极电势的概念，以及影响电极电势的因素，同时将氧化还原反应与原电池电动势联系起来，判断反应进行的方向和限度，为今后深入的学习电化学打下基础。

●10.1氧化还原反应和原电池

氧化还原反应中，电子从一种物质转移到另一种物质，相应的某些元素的氧化值发生了改变，这是一类非常重要的反应。将化学能转变为电能的装置称为原电池，利用化学反应中电子的转移产生电流。

●10.2电池反应的热力学

在原电池反应中，有电流产生，属于恒温恒压又有非体积功----电功的过程。在化学热力学基础和化学平衡的基础上，可以更好地研究电池反应中的热力学问题。

●10.3影响电极电势的因素

从电极电势的能斯特方程出发，讨论酸度。沉淀的生成、配合物的生成等因素对电极电势的影响。

●10.4电解池和法拉第定律

电池作为化学电源已被广泛应用于各个领域，电池反应逆转就成为了电解过程。

●10.5图解法讨论电极电势

利用元素电势图、自由能---氧化数图等讨论与相关的电极电势问题更加简洁，而且会得到更多的元素及其化合物的信息。

第十一章配位化学基础

1893年维尔纳（Werna）提出络合物概念。100 多年后的今天，配位化学不仅成为无机化学的一个重要领域，也极大地促进了化学基础理论的发展。本章主要介绍配位化合物的基本概念和基础结构理论。

●11.1配位化合物的基本概念

本节主要从配位化合物的定义、命名和异构现象三个方面讲述了配位化合物的基本概念。

●11.2配位化合物的价键理论

把杂化轨道理论应用于配位单元的结构与成键研究，就形成配位化合物的价键理论，或称配位化合物的杂化轨道理论。配位化合物的价键理论认为中心原子M提供空轨道、配体L提供的孤对电子，形成 M←L 配位键。中心原子提供的是一组等性杂化的空轨道，杂化轨道数等于配位数C.N.。配合单元的空间结构取决于中心金属的杂化轨道空间构型。本节从配位化合物的价键理论的角度讨论配位单元的空间结构。

●11.3配位化合物的异构现象

配位化合物的价键理论在解释配位单元的几何构型、配位化合物的磁性、配位化合物的稳定性和配位化合物的反馈键等方面都很成功。本节介绍了配位化合物的晶体场理论定量地讨论能量问题、解释配位化合物的颜色等光谱学现象。弥补了价键理论的不足之处，从而显示出该理论的重要意义。