定 價:58 元
叢書名:石油和化工行業(yè)“十四五”規(guī)劃教材 普通高等教育教材
- 作者:田昀、劉華姬、馬亞魯 主編
- 出版時間:2025/11/1
- ISBN:9787122482181
- 出 版 社:化學工業(yè)出版社
- 中圖法分類:O6
- 頁碼:410
- 紙張:
- 版次:01
- 開本:16開
《無機化學與化學分析》全書共16章。其中第1~8章講述化學基本原理,包括化學熱力學、化學平衡、化學動力學、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、元素周期性、配合物等基本知識;第9~14章講述元素化學中的核心內(nèi)容;第15、16章講述化學分析的基本知識。為方便讀者鞏固所學知識,提高解決問題的能力,每章均配有豐富的思考題和習題。同時考慮到不同讀者的需求,每章適當介紹了一些本學科相關(guān)的前沿知識,讀者可掃二維碼閱讀參考。
與本書配套的“無機化學”“化學分析”在線開放課程已在中國大學MOOC平臺上線,在線課程包括微課視頻、章節(jié)課件、模擬動畫、演示實驗、學習筆記、習題庫、在線作業(yè)與試題等多種形式,讀者在使用本書的同時可開展線上學習。
本書可作為高等學校化學化工類、近化學類各專業(yè)的無機化學與化學分析課程教材或普通化學課程教材,亦可作為其他專業(yè)的參考書。
田昀,博士,天津大學副教授,2005年畢業(yè)于天津大學化工學院,獲博士學位,同年就職于天津大學理學院化學系。主講《無機化學與化學分析》、《無機化學》《無機化學實驗》等多門課程!稛o機化學與化學分析》首批國家 級一 流本科課程負責人。
緒論 001
0.1 化學的研究對象 001
0.2 化學的發(fā)展進程 002
0.3 現(xiàn)代化學的主要分支 003
0.4 無機化學與分析化學的發(fā)展趨勢 004
0.5 “無機與分析化學”課程的任務和內(nèi)容 006
第1章 化學反應中的質(zhì)量關(guān)系和能量關(guān)系 008
學習要求 008
1.1 氣體的計量 008
1.1.1 理想氣體狀態(tài)方程 008
1.1.2 理想氣體分壓定律 009
1.2 化學反應中的質(zhì)量關(guān)系 010
1.2.1 應用化學反應方程式的計算 010
1.2.2 化學計量數(shù)與反應進度 011
1.3 化學反應中的能量關(guān)系 013
1.3.1 基本概念和術(shù)語 013
1.3.2 化學反應的熱效應 015
1.3.3 應用標準摩爾生成焓計算標準摩爾反應焓變 017
化學視野 化學與化工 019
思考題 020
習題 021
第2章 化學反應的方向、速率和限度 023
學習要求 023
2.1 化學反應的方向和吉布斯自由能變 023
2.1.1 化學反應的自發(fā)過程 023
2.1.2 影響化學反應方向的因素 024
2.1.3 熱化學反應方向的判斷 026
2.1.4 使用ΔrGm判據(jù)的條件 028
2.2 化學反應速率 029
2.2.1 反應速率的定義 029
2.2.2 反應速率理論 030
2.2.3 影響化學反應速率的因素 031
2.3 化學反應的限度 034
2.3.1 可逆反應與化學平衡 034
2.3.2 平衡常數(shù) 035
2.3.3 化學平衡的計算 039
2.4 化學平衡的移動 040
2.4.1 濃度對化學平衡的影響 041
2.4.2 壓力對化學平衡的影響 042
2.4.3 溫度對化學平衡的影響 043
2.4.4 催化劑和化學平衡 044
化學視野 極端條件對化學反應的影響 045
思考題 046
習題 048
第3章 酸堿反應和沉淀反應 051
學習要求 051
3.1 水的解離反應和溶液的酸堿性 051
3.1.1 酸堿的解離理論 051
3.1.2 水的解離反應 051
3.1.3 溶液的酸堿性和pH 052
3.2 弱電解質(zhì)的解離反應 053
3.2.1 解離平衡和解離常數(shù) 053
3.2.2 解離度和稀釋定律 054
3.2.3 弱酸或弱堿溶液中離子濃度的計算 054
3.2.4 多元弱酸的分步解離 056
3.2.5 解離平衡的移動—同離子效應 057
3.2.6 緩沖溶液 058
3.3 鹽類的水解反應 060
3.3.1 水解反應和水解常數(shù) 060
3.3.2 分步水解 062
3.3.3 鹽溶液pH的近似計算 062
3.3.4 影響鹽類水解度的因素 063
3.3.5 鹽類水解的抑制和利用 063
3.4 沉淀反應 063
3.4.1 難溶電解質(zhì)的溶度積和溶解度 064
3.4.2 沉淀反應 065
3.4.3 沉淀的溶解和轉(zhuǎn)化 071
3.4.4 沉淀反應的應用 073
化學視野 近代酸堿理論 074
思考題 075
習題 076
第4章 氧化還原反應與應用電化學 078
學習要求 078
4.1 氧化還原方程式的配平 078
4.1.1 氧化數(shù)法 078
4.1.2 離子-電子法(或半電池法) 080
4.2 電極電勢 081
4.2.1 原電池 081
4.2.2 電極電勢的產(chǎn)生 082
4.2.3 電極電勢的測定 082
4.2.4 影響電極電勢的因素 083
4.2.5 電極電勢的應用 085
4.3 氧化還原反應的方向和限度 087
4.3.1 氧化還原反應的方向 087
4.3.2 氧化還原反應的限度 089
4.4 電勢圖及其應用 090
4.5 實用電池 092
4.5.1 一次電池 092
4.5.2 二次電池 093
4.5.3 鋰離子電池 093
4.5.4 燃料電池 094
化學視野 無機非水溶液中的無機化學反應 094
思考題 096
習題 097
第5章 原子結(jié)構(gòu)與元素周期性 100
學習要求 100
5.1 原子結(jié)構(gòu)的經(jīng)典概念 100
5.2 原子結(jié)構(gòu)的近代概念 101
5.2.1 電子的波粒二象性 101
5.2.2 不確定原理 102
5.2.3 概率 102
5.2.4 原子軌道 102
5.2.5 電子云 106
5.2.6 量子數(shù) 107
5.3 原子中電子的分布 107
5.3.1 基態(tài)原子中電子分布原理 107
5.3.2 多電子原子軌道的能級 108
5.3.3 基態(tài)原子中電子的分布 109
5.3.4 簡單基態(tài)陽離子的電子分布 112
5.3.5 元素周期系與核外電子分布的關(guān)系 113
5.3.6 元素周期表 114
5.4 原子性質(zhì)的周期性 114
5.4.1 原子半徑 114
5.4.2 電離能和電子親和能 115
5.4.3 電負性 116
5.4.4 元素的氧化數(shù) 117
5.4.5 元素的金屬性和非金屬性 118
化學視野 微觀物質(zhì)的深層次剖示 118
思考題 119
習題 120
第6章 分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 122
學習要求 122
6.1 鍵參數(shù) 122
6.1.1 鍵能 123
6.1.2 鍵長 123
6.1.3 鍵角 124
6.2 價鍵理論 124
6.2.1 共價鍵 125
6.2.2 離子鍵 127
6.3 分子的幾何構(gòu)型 128
6.3.1 經(jīng)典價鍵理論的局限性 128
6.3.2 雜化軌道理論 128
6.3.3 價層電子對互斥理論 131
6.4 分子軌道理論 135
6.4.1 分子軌道的基本概念 136
6.4.2 分子軌道的形成 136
6.4.3 分子軌道的能級 138
6.4.4 分子軌道理論的應用 139
6.5 分子間力和氫鍵 141
6.5.1 分子的極性和變形性 141
6.5.2 分子間力 143
6.5.3 氫鍵 145
化學視野 分子概念的拓展與化學定義的演化 147
思考題 147
習題 149
第7章 固體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 151
學習要求 151
7.1 晶體和非晶體 151
7.1.1 晶體的特征 151
7.1.2 晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 152
7.1.3 單晶體和多晶體 153
7.1.4 非晶體物質(zhì) 153
7.1.5 液晶 154
7.2 離子晶體及其性質(zhì) 154
7.2.1 離子晶體的特征和性質(zhì) 154
7.2.2 離子晶體中最簡單的結(jié)構(gòu)類型 155
7.2.3 離子晶體的穩(wěn)定性 155
7.3 原子晶體和分子晶體 156
7.3.1 原子晶體 156
7.3.2 分子晶體 157
7.4 金屬晶體 157
7.4.1 金屬晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 157
7.4.2 金屬鍵 158
7.4.3 金屬鍵的能帶理論 158
7.5 混合型晶體和晶體的缺陷 160
7.5.1 混合型晶體 160
7.5.2 實際晶體的缺陷及其影響 160
7.5.3 非化學計量化合物 162
7.5.4 實際晶體的鍵型變異 162
7.6 離子極化對物質(zhì)性質(zhì)的影響 162
7.6.1 離子的電子構(gòu)型 163
7.6.2 離子極化的概念 163
7.6.3 離子極化對物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響 165
7.7 固體的物性 166
7.7.1 解理性 166
7.7.2 硬度 166
7.7.3 磁性 167
7.7.4 非線性光學效應 167
7.7.5 超導性 167
7.7.6 納米物質(zhì)的特異性 168
化學視野 固相反應 169
思考題 170
習題 171
第8章 配合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 173
學習要求 173
8.1 配合物的基本概念 173
8.1.1 配合物的組成 173
8.1.2 配合物的化學式及命名 175
8.2 配合物的化學鍵理論 176
8.2.1 配合物的價鍵理論 176
8.2.2 晶體場理論 179
8.3 配合物在水溶液中的穩(wěn)定性 184
8.3.1 配位-解離平衡及其平衡常數(shù) 184
8.3.2 配離子穩(wěn)定常數(shù)的有關(guān)計算 185
8.4 幾類典型的配合物 188
8.4.1 簡單配合物 188
8.4.2 螯合物 188
8.4.3 羰合物 188
8.4.4 配合物形成體和配位原子在周期系中的分布 189
8.5 配位化學的應用 189
8.5.1 在分析化學方面 189
8.5.2 在配位催化方面 190
8.5.3 在冶金工業(yè)方面 190
8.5.4 在電鍍工業(yè)方面 191
8.5.5 在生物、醫(yī)藥學方面 191
化學視野 配位化學發(fā)展前景 191
思考題 192
習題 193
第9章 氫及稀有氣體 195
學習要求 195
9.1 元素概述 195
9.1.1 元素的分類 195
9.1.2 元素在自然界中的存在形態(tài) 196
9.1.3 元素分布和我國的自然資源 197
9.1.4 單質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì) 197
9.1.5 單質(zhì)的化學性質(zhì) 199
9.1.6 單質(zhì)的制取方法 200
9.2 氫 201
9.2.1 氫原子的性質(zhì)及其成鍵特征 201
9.2.2 氫氣的性質(zhì)和用途 201
9.2.3 氫氣的制備方法 203
9.3 稀有氣體 204
9.3.1 稀有氣體的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途 204
9.3.2 稀有氣體化合物 205
化學視野 元素的起源和演化 206
思考題 206
習題 207
第10章 堿金屬和堿土金屬元素 208
學習要求 208
10.1 s區(qū)元素概述 208
10.2 堿金屬和堿土金屬的性質(zhì) 209
10.3 氫化物 210
10.4 氧化物 211
10.4.1 正常氧化物 211
10.4.2 過氧化物和超氧化物 212
10.5 氫氧化物 213
10.5.1 堿金屬和堿土金屬氫氧化物的堿性 213
10.5.2 堿金屬和堿土金屬氫氧化物的溶解性 214
10.6 鹽類 214
10.6.1 鹽類的性質(zhì) 214
10.6.2 某些鹽類的生產(chǎn)和用途 216
10.7 配合物 217
化學視野 我國鹽湖資源的開發(fā) 218
思考題 218
習題 219
第11章 鹵素和氧族元素 220
學習要求 220
11.1 p區(qū)元素概述 220
11.2 鹵族元素 221
11.2.1 鹵族元素通性 221
11.2.2 鹵素單質(zhì) 222
11.2.3 鹵化氫和氫鹵酸 225
11.2.4 鹵化物 226
11.2.5 氯的含氧酸及其鹽 228
11.3 氧族元素 231
11.3.1 氧族元素概述 231
11.3.2 氧和臭氧 231
11.3.3 過氧化氫 233
11.3.4 硫化氫、硫化物和多硫化物 235
11.3.5 硫的氧化物、含氧酸及其鹽 237
化學視野 海洋資源的綜合利用 242
思考題 244
習題 244
第12章 氮族、碳族和硼族元素 246
學習要求 246
12.1 氮族元素 247
12.1.1 氮族元素概述 247
12.1.2 氮氣 248
12.1.3 氨及銨鹽 248
12.1.4 氮的氧化物、含氧酸及其鹽 250
12.1.5 磷的含氧酸及其鹽 254
12.1.6 砷、銻、鉍及其重要化合物 256
12.2 碳族元素 258
12.2.1 碳族元素概述 258
12.2.2 碳及其重要化合物 259
12.2.3 硅及其重要化合物 262
12.2.4 錫、鉛的重要化合物 265
12.3 硼族元素 268
12.3.1 硼族元素概述 268
12.3.2 硼的氫化物 269
12.3.3 硼酸及其鹽 270
12.3.4 氧化鋁和氫氧化鋁 271
12.3.5 鋁鹽 271
12.4 對角關(guān)系 273
化學視野 氮、碳元素在自然界中的循環(huán) 274
思考題 275
習題 275
第13章 過渡元素(一) 278
學習要求 278
13.1 過渡元素概述 278
13.1.1 過渡元素原子的特征 279
13.1.2 單質(zhì)的物理性質(zhì) 279
13.1.3 金屬活潑性 279
13.1.4 氧化數(shù) 280
13.1.5 非整比化合物 281
13.1.6 化合物的顏色 281
13.1.7 配位催化 282
13.1.8 磁性 282
13.2 鈦族、釩族元素 282
13.2.1 鈦族、釩族元素概述 282
13.2.2 鈦的重要化合物 283
13.2.3 釩的重要化合物 285
13.3 鉻族元素 286
13.3.1 鉻族元素概述 286
13.3.2 鉻的重要化合物 287
13.4 錳族元素 289
13.4.1 錳族元素概述 289
13.4.2 錳的重要化合物 290
13.5 鐵系和鉑系元素 292
13.5.1 鐵系和鉑系元素概述 292
13.5.2 鐵、鈷、鎳的化合物 293
化學視野 過渡金屬有機配合物及其催化作用 297
思考題 297
習題 299
第14章 過渡元素(二) 302
學習要求 302
14.1 銅族元素 302
14.1.1 銅族元素概述 302
14.1.2 銅的重要化合物 304
14.1.3 銀的重要化合物 307
14.2 鋅族元素 308
14.2.1 鋅族元素概述 308
14.2.2 鋅的重要化合物 310
14.2.3 汞的重要化合物 311
14.3 鑭系和錒系元素概述 314
14.3.1 價層電子構(gòu)型與氧化數(shù) 315
14.3.2 原子半徑、離子半徑和鑭系收縮 316
14.3.3 金屬活潑性 316
14.3.4 離子的顏色 317
14.3.5 離子的磁性 317
14.4 稀土元素 318
14.4.1 稀土元素資源 318
14.4.2 稀土元素的提取 318
14.4.3 稀土元素的應用 319
14.5 核反應和超鈾元素的合成 320
14.5.1 放射性衰變和應用 320
14.5.2 粒子轟擊原子核和新元素的合成 322
14.5.3 核裂變和原子彈 323
14.5.4 核聚變和氫彈 323
化學視野 銅的冶煉、金的提取、銀的回收 324
思考題 325
習題 326
第15章 化學分析概述 329
學習要求 329
15.1 緒論 329
15.1.1 分析化學的任務和作用 329
15.1.2 分析方法的分類 330
15.1.3 定量分析的一般步驟 330
15.2 定量分析中的誤差 331
15.2.1 準確度和誤差 331
15.2.2 精密度和偏差 332
15.2.3 準確度與精密度 333
15.2.4 系統(tǒng)誤差和隨機誤差 334
15.2.5 提高分析結(jié)果準確度的方法 334
15.3 定量分析的數(shù)據(jù)處理 335
15.3.1 隨機誤差的正態(tài)分布 335
15.3.2 有限次測定數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理 337
15.3.3 顯著性檢驗 338
15.3.4 可疑數(shù)據(jù)的取舍 340
15.4 有效數(shù)字及其運算規(guī)則 342
15.4.1 有效數(shù)字的意義和位數(shù) 342
15.4.2 有效數(shù)字的運算規(guī)則 343
15.4.3 有效數(shù)字的修約規(guī)則 343
化學視野 離子交換法 344
思考題 344
習題 345
第16章 滴定分析法 346
學習要求 346
16.1 滴定分析法概述 346
16.1.1 滴定分析法的特點 346
16.1.2 滴定分析法的類型、對滴定反應的要求和滴定方式 347
16.1.3 標準溶液的配制方法 348
16.1.4 滴定分析的計算 349
16.2 酸堿滴定法 351
16.2.1 酸堿質(zhì)子理論 351
16.2.2 滴定曲線和分布系數(shù) 353
16.2.3 酸堿滴定曲線和指示劑的選擇 355
16.2.4 酸堿滴定法的基本原理 357
16.2.5 酸堿滴定法的應用示例 364
16.3 配位滴定法 365
16.3.1 EDTA及其配合物 365
16.3.2 配位反應的副反應系數(shù)和條件穩(wěn)定常數(shù) 367
16.3.3 金屬指示劑 370
16.3.4 配位滴定法的基本原理 372
16.3.5 配位滴定法的應用 375
16.4 氧化還原滴定法 376
16.4.1 條件電極電勢 376
16.4.2 條件平衡常數(shù) 377
16.4.3 氧化還原滴定指示劑 378
16.4.4 氧化還原滴定法的基本原理 379
16.4.5 重要的氧化還原滴定法 381
16.5 沉淀滴定法 385
16.5.1 莫爾法 385
16.5.2 佛爾哈德法 386
16.5.3 法揚斯法 386
化學視野 重量分析法 387
思考題 388
習題 389
附錄 391
附錄1 本書常用量、單位的符號 391
附錄2 SI制和我國法定計量單位及國家標準 393
附錄3 一些基本的物理常數(shù) 394
附錄4 標準熱力學數(shù)據(jù)(298.15K,100kPa) 394
附錄5 解離常數(shù)(298.15K) 397
附錄6 溶度積常數(shù)(298.15K) 398
附錄7 標準電極電勢(298.15K) 399
附錄8 常用氧化劑、還原劑及其反應產(chǎn)物 402
附錄9 常見陰、陽離子的主要鑒定方法 403
附錄10 金屬配合物的累積穩(wěn)定常數(shù) 406
附錄11 一些金屬離子的lgα(MOH)值 407
附錄12 常見化合物的分子量 408
參考文獻 410