第一章原子结构与元素周期律

本章是无机化学部分最核心的内容之一，也是后续学习分子结构的基础。结构决定性质，性质决定用途。化学反应不涉及原子核的变化，原子的性质主要取决于核外电子的性质。本章从人们对核外电子运动特点的认识过程、核外电子运动状态的现代描述（波函数）、核外电子排布的原则和规律、以及原子半径和电离能等元素性质的周期性变化规律四个方面进行讲解，讲解过程中讨论了认识未知事物的方法以及分析和解决复杂问题的方法。

●1.1原子核外电子的运动状态

电子的体积很小，截至目前，现有的显微技术仍不足以直接观察到单个电子的运动情况，人们对其的认识多是通过光谱等间接的方法获得的。本章从氢原子光谱实验结果的分析和解释开始，讨论了玻尔理论及核外电子运动的量子化特征；德布罗意预言及电子衍射实验分别预测和证实，原子核外电子的运动具有波粒二象性；通过具体计算说明了电子的波动性及海森堡不确定原理。在相关内容的讲述中简单讨论了认识未知事物常用的几种方法。

●1.2波函数与四个量子数

波函数也称原子轨道，是描述原子核外电子运动状态的数学函数式，是后续学习分子结构理论的重要基础。本小节分两个视频对波函数和四个量子数进行讨论。一个主要介绍波函数的基本概念、四个量子数的取值范围和物理意义、以及波函数和电子运动状态与量子数的关系；另一个讨论波函数的径向部分和角度部分、电子云的径向部分和角度部分、以及二者的作用、区别和联系。在讲解过程中简单讨论了分析和解决复杂问题常用的一些方法。

●1.3原子核外电子的排布

原子的化学性质主要取决于核外电子特别是最外层电子的性质，讨论原子核外电子的排布及其规律具有重要意义。本小节分两个视频对原子核外电子的排布进行讨论。一个主要讨论核外电子排布需遵循的三个基本原则；另一个侧重于讨论不同原子核外电子的排布情况以及相应的一些周期性变化等规律。能量最低原理是电子排布需遵循的基本原则之一，讲解中结合屏蔽效应和钻穿效应讨论了多电子原子中发生能级交错的原因及其对核外电子排布的影响。

●1.4元素周期律

元素周期律是指元素性质随着元素的原子序数的递增呈周期性变化的规律。结构决定性质。元素性质呈现周期性变化的内在原因是原子核外电子排布的周期性变化。本节主要讨论了原子半径和电离能在同一周期和同一族的周期性变化规律，对其影响因素以及主族元素和副族元素的变化情况的区别及特例进行了分析。有关电子亲和能和电负性等元素其他性质的变化规律，大家可以根据原子核外电子排布情况及半径的变化规律等自己学习。

第二章化学键与分子结构

共价键理论是化学键理论的重要组成部分。本章简要概述了经典的Lewis学说、价键理论(VB法)、杂化轨道理论和分子轨道理论(MO法)。

●2.1经典Lewis学说

介绍了经典的Lewis学说的要点和Lewis结构的画法规则——八隅体规则，也指出了Lewis学说的局限性。

●2.2共价键理论

讨论了共价键的本质，介绍了共价键的特点：饱和性和方向性，以及共价键的类型：σ键和 π键。

●2.3杂化轨道理论

杂化轨道理论是对价键理论的发展。介绍了杂化轨道理论的基本要点、杂化轨道的类型。杂化轨道理论可用于解释多原子分子的空间构型。

●2.4分子轨道理论

介绍了分子轨道理论的基本要点，以第二周期双原子分子为例说明了分子轨道的形成。分子轨道理论可以解释单电子键、三电子键的形成和某些分子的磁性。

第三章定量分析化学概论

分析化学是研究分析方法的科学，是化学的一个重要分支，但其应用早已不限于化学领域。生物学、物理学、医药学、环境科学、海洋学、天文学、考古学等很多学科的发展，也与分析化学紧密相关。无机及分析化学课程中的分析化学部分主要是定量化学分析内容。 本章对定量化学分析概论中两个重要内容进行了讨论：一是分析数据的统计处理，包括三个视频；二是基准物质和标准溶液。其中前者包括分析数据的评价、分析数据统计处理、和有效数字及计算规则三个视频。

●3.1分析数据的统计处理

完全不出错情况下进行化学分析是不可能的。人们所希望的是尽量减少这些误差，并以可接受的精度估计其大小。 本节重点介绍了分析数据的评价，分析数据处理和有效数字及计算规则等方面内容。

●3.2滴定分析概论

滴定分析概论一般包括滴定分析方法的特点、滴定分析对化学反应的要求、滴定方式、基准物质和标准溶液、及滴定分析法的计算等内容。本节选择基准物质和标准溶液进行重点讨论，介绍了二者的定义、基准物质应满足的条件、标准溶液的配制和浓度表示方法等。

第四章酸碱平衡与酸碱滴定

酸碱平衡是溶液中普遍存在的化学平衡，是影响各类化学反应的重要因素之一。酸碱滴定是基于酸碱反应建立起来的分析方法，因简单、方便，在实际工作中应用较广。本章主要包括酸碱平衡与酸碱滴定两大部分。其中酸碱平衡部分有四个小节，包括酸碱平衡与质子条件、弱酸弱碱的分布分数、酸碱溶液pH的计算、缓冲溶液。酸碱滴定部分选择原理与应用各有一个小节，介绍了酸碱滴定曲线和指示剂以及两个典型的应用，并结合实际事例讨论了树立正确价值观的重要性。

●4.1酸碱平衡与质子条件

人们在对酸碱的认识过程中提出了很多不同的酸碱理论，其中质子理论因对酸碱强弱的量化程度较高，在分析化学中应用较多。本节主要介绍了酸碱质子理论对酸碱的定义以及两性物质和共轭酸碱对的概念，讨论了酸碱强弱的评价和酸碱反应的本质，较详细地说明了质子条件的书写方法。质子条件是处理酸碱平衡有关计算问题的基本关系式，据此可得溶液中H+浓度与有关组分浓度的关系式，具有重要意义。

●4.2弱酸弱碱的分布系数

弱酸弱碱在水中是部分解离的，当共轭酸碱对达到解离平衡状态后，溶液中存在不同的酸碱形式。溶液中某一种存在形式的平衡浓度占总浓度（也称分析浓度）的分数，称为酸碱的分布系数（）。分布系数的大小，可以定量的表明溶液中各种酸碱组分的分布情况。酸碱个组分的分布都只与溶液的pH值和酸碱的性质，即Ka有关，与酸碱的总浓度无关。可以用分布曲线表示不同pH溶液中某一酸碱组分存在形式的分布情况。

●4.3酸碱溶液pH的计算

酸度是影响各类化学反应的重要因素之一，虽有很多方法可以测定溶液的pH值，但也有很多情况下不适合测定或计算更方便，故pH的计算仍具有重要意义。本节以一元弱酸的水溶液为例，较详细地讨论了进行pH计算所需公式的推导以及相应计算公式的适用条件和具体应用，有关一元弱碱、两性物质、强酸、强碱、混合酸碱等酸碱体系溶液的pH计算，大家可参考本节内容自行推导。

●4.4缓冲溶液

凡是能维持溶液某种性质基本不变的溶液都可称为缓冲溶液。本节主要讨论能维持溶液酸度稳定的酸碱缓冲溶液，它对化学、生命科学等很多领域都具有十分重要的作用。该节内容具体包括缓冲溶液的组成、缓冲作用的原理、缓冲能力的评价和影响因素、缓冲溶液pH的计算、以及缓冲溶液的选择和配制等。

●4.5酸碱滴定曲线和指示剂

酸碱滴定曲线是酸碱滴定过程中溶液pH变化规律的曲线，它以滴定分数(或加入滴定剂的量)为横坐标，溶液的pH为纵坐标。该曲线上最重要的是滴定分数从0.999到1.001(即化学计量点前后0.1%)所对应的pH变化范围，称为滴定突跃范围，它不仅是选择指示剂的依据，也反映了滴定反应的完全程度。指示剂法判断终点因简单、方便，是滴定分析中应用较多的方法。本节主要讨论了几类不同酸碱滴定反应的滴定曲线的特征和影响突跃范围大小的因素，以及酸碱指示剂的结构特征、作用原理、变色点和变色范围、以及直接滴定和分步滴定的判断条件。这部分内容的学习对于理解后续配位滴定及氧化还原滴定的相关内容有很大帮助，大家可自行比较。

●4.6酸碱滴定的应用

酸碱滴定的应用相当广泛。除酸碱性物质外，许多非酸碱性的物质也可间接地用酸碱滴定法测定。本节主要介绍了利用双指示剂法对工业碱进行定性和定量分析的方法，以及基于氮的含量进行蛋白质等有机含氮化合物测定的凯氏定氮法。不仅阐述了方法的原理、操作过程和注意事项，还讨论了树立正确价值观的重要性。

第五章配位平衡与配位滴定

配位反应普遍存在，配位滴定法是以配位反应为基础的滴定分析方法。配位反应除应用于配位滴定外，在分析化学中还广泛应用于显色、掩蔽、萃取及沉淀等。配位滴定所涉及的平衡关系较复杂，但引入副反应系数的概念、并导出条件稳定常数后，就可定量分析各种因素的影响。本章选择了副反应系数和条件稳定常数、配位滴定原理、终点误差公式及其应用、配位滴定的应用共四个部分的内容。副反应系数和条件稳定常数是本章最基本和重要的两个概念，通过误差公式可将本章很多重要公式和概念联系起来，其应用涉及实际工作中很多问题的解决，讲解中主要以配位滴定中应用较多的EDTA和金属离子的反应为例，进行了详细讨论。

●5.1条件稳定常数和副反应系数

某物质的副反应系数是没有参与主反应的各种型体的总浓度，与其游离浓度的比值。其大小可表示副反应对主反应的影响大小。副反应系数越大，表示对应的副反应越严重。没有副反应时，副反应系数为1。副反应系数的大小主要取决于干扰物的浓度与副反应的性质。条件稳定常数是在有副反应存在时，用来准确表示主反应进行程度以及配合物稳定性的参数。它的定义式在形式上和理论稳定常数的定义式非常相似，通过副反应系数，可将二者联系起来，进行条件稳定常数的计算。针对本章中最基本和重要的这两个概念，我们设计了两个视频，对其定义、影响因素、计算和应用都进行了详细讨论。

●5.2配位滴定原理

本小节分两个视频分别对络合滴定曲线和金属离子指示剂进行讨论。在络合滴定曲线部分，主要讨论了化学计量点时溶液pM的计算，以及影响络合滴定突跃范围的因素，并提出了金属离子能否被EDTA准确滴定的判断条件。金属离子指示剂部分讨论了金属离子指示剂的结构特点和应满足的条件、作用原理、变色点与变色范围、适用的酸度范围、以及使用中存在的问题、原因、及解决方法。大家在学习这部分内容时可与第四章相应部分进行比较。

●5.3终点误差公式及其应用

终点误差是因滴定终点和化学计量点不一致所产生的误差。终点误差公式不仅可用于计算终点误差，也是确定单一金属离子能否准确滴定、混合金属离子能否分别滴定、以及确定滴定的最高酸度的重要依据。本节主要讨论了终点误差公式的推导及两个主要应用。终点误差公式把配位平衡和配位滴定中的很多概念、公式和应用都联系起来了，掌握好终点误差公式，一方面需要以熟练掌握条件稳定常数和pMsp等为基础,另一方面也是解决准确滴定等问题的基础。

●5.4络合滴定的应用--返滴定法测铝

本节主要讨论了EDTA返滴定法测定铝这一配位滴定的典型应用。首先基于滴定分析对化学反应的要求判断Al3+能否用EDTA进行直接滴定，介绍了EDTA返滴定法测定铝的操作过程、要点及计算方法，并解释了为何通过返滴定可以解决直接滴定所面临的三个难题。

第六章氧化还原平衡和氧化还原滴定

本章包括两个部分的内容：氧化还原反应与氧化还原滴定。在氧化还原反应部分，从介绍原电池开始引入电极电势的概念，推导出了能斯特方程，探讨了影响电极电势的因素，并由电极电势讨论了氧化还原反应的方向和程度，同时还简介了影响氧化还原反应速率的因素。在氧化还原滴定部分，简介了滴定的基本原理，即滴定曲线和指示剂；氧化还原滴定的应用中着重介绍了高锰酸钾法和重铬酸钾法。在讲解过程中简单讨论了主观努力和学风建设等的重要性。

●6.1原电池和电极电势

从介绍原电池开始引入电极电势的概念。介绍了原电池符号的书写规则，电极电势的产生和标准电极电势的获取。

●6.2电极电势的影响因素

由电池电动势和反应吉布斯自由能的关系推导出了能斯特方程，探讨了影响电极电势的主要因素，即氧化态和还原态离子的浓度、酸度、生成沉淀和配合物等。

●6.3氧化还原反应的方向、程度和速度

讨论了判断氧化还原反应进行的方向和程度的方法，以及滴定分析对电极电位差值的要求。简介了条件电极电势的概念、特点及作用。简介了影响氧化还原反应速率的因素，讨论了除反应的本性以外的其他因素的影响。分享了有关各因素对反应速率的影响与各种因素对学习的影响的相似性等感悟。

●6.4氧化还原滴定基本原理

简介了氧化还原滴定的基本原理，包括滴定曲线的绘制和常用的指示剂。氧化还原滴定中的指示剂包括自身指示剂、专属指示剂和氧化还原指示剂三大类。

●6.5氧化还原滴定的应用--高锰酸钾法和重铬酸钾法

分别介绍了高锰酸钾法和重铬酸钾法的原理、优缺点和典型的应用。对高锰酸钾法和重铬酸钾法测定COD作了比较。

第七章沉淀溶解平衡及其应用

溶解度很小物质通常被称为微溶化合物。微溶化合物在溶液中存在沉淀溶解平衡。利用沉淀反应可得到微溶化合物，实现物质的分离和定量测定。以沉淀反应为基础的定量分析方法主要有沉淀滴定法和重量分析法。本章分三个小节分别介绍了溶解度原理和溶度积规则、沉淀滴定法和重量分析法。

●7.1溶解度原理和溶度积规则

利用沉淀反应进行重量分析或沉淀滴定时，可根据溶解度的大小来衡量是否沉淀完全。 本节重点介绍了微溶化合物的溶度积和溶解度（包括溶解度、固有溶解度和溶度积原理，溶度积和溶解度原理、同离子效应、盐效应等方面内容），沉淀的生成和溶解（包括沉淀的生成和分步沉淀，沉淀的溶解和转化），沉淀反应的某些应用（沉淀为氢氧化物和硫化物）。

●7.2沉淀滴定法

滴定分析法是定量分析化学的重要内容。 本节介绍了沉淀滴定分析法的原理和沉淀滴定法的应用，重点在银量法的应用（莫尔法、佛尔哈德法和法扬司法）。

●7.3重量分析法

重量分析法是为数不多的不需基准物质和标准溶液就可进行定量分析的方法。以沉淀反应为基础的沉淀重量法根据称量反应生成物的重量来测定待测组分的含量。本节简介了重量分析法的分类和沉淀的形成过程，讨论了影响沉淀纯度的因素、沉淀条件的选择、和重量分析结果的计算。

第八章分光光度法

本章主要介绍吸光光度法的定义、特点；光吸收基本定律-朗伯比尔定律；分光光度计的基本部件及分光光度计的类型；显色反应的要求以及影响显色反应的因素；吸光度测量条件的选择及误差的控制。

●8.1吸光光度法基本原理

光的基本性质；物质的颜色与光的选择性吸收的关系；吸收光谱曲线；朗伯-比尔定律的原理、应用以及摩尔吸收系数的概念。

●8.2分光光度计基本构造及类型

分光光度计的各个部件的组成、作用以及工作原理；分光光度计的类型。

●8.3显色反应及其影响因素

常用的有机显色剂、显色反应满足的要求以及影响显色反应的因素。

●8.4测量条件的选择和吸光光度分析误差控制

测量波长、参比溶液和吸光度读数范围的选择；标准曲线的绘制；对朗伯-比尔定律偏离的原理 。