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第1章 绪论1

1.1 无机及分析化学的研究内容和任务1

1.1.1 化学的研究对象和重要作用1

1.1.2 无机及分析化学的性质、任务和学习方法3

1.2 误差及数据处理4

1.2.1 误差的分类4

1.2.2 误差和偏差的表示方法5

1.2.3 提高分析结果准确度的方法7

1.2.4 置信度与置信区间8

1.2.5 可疑值的取舍9

1.2.6 分析结果的数据处理与报告10

1.2.7 有效数字及其运算规则10

第2章 气体、溶液和胶体14

2.1 气体14

2.1.1 理想气体状态方程14

2.1.2 道尔顿分压定律15

2.2 溶液15

2.2.1 分散系15

2.2.2 物质的量及其单位16

2.2.3 溶液的组成量度17

2.2.4 等物质的量规则及其应用18

2.3 稀溶液的通性19

2.3.1 溶液的蒸气压下降19

2.3.2 溶液的沸点升高和凝固点降低21

2.3.3 溶液的渗透压23

2.4 胶体溶液24

2.4.1 固体在溶液中的吸附24

2.4.2 溶胶的性质26

2.4.3 胶团的结构27

2.4.4 溶胶的稳定性和聚沉28

2.5 高分子溶液和乳浊液29

2.5.1 高分子溶液29

2.5.2 乳浊液30

第3章 化学热力学初步33

3.1 基本概念33

3.1.1 化学反应进度33

3.1.2 体系与环境34

3.1.3 状态与状态函数35

3.1.4 过程与途径35

3.1.5 热与功36

3.1.6 热力学能与热力学第一定律36

3.2 热化学37

3.2.1 化学反应热效应37

3.2.2 热化学方程式39

3.2.3 赫斯定律39

3.2.4 反应焓变的计算40

3.3 化学反应的方向与限度43

3.3.1 自发过程43

3.3.2 混乱度和熵函数44

3.3.3 热力学第二定律46

3.3.4 吉布斯自由能及其应用47

第4章 化学反应速率和化学平衡53

4.1 化学反应速率53

4.1.1 化学反应速率的概念53

4.1.2 反应速率理论简介55

4.1.3 影响反应速率的因素57

4.2 化学平衡63

4.2.1 可逆反应与化学平衡63

4.2.2 实验平衡常数与标准平衡常数64

4.2.3 化学反应等温方程式66

4.2.4 多重平衡规则67

4.2.5 化学平衡移动68

4.2.6 有关化学平衡的计算71

第5章 物质结构基础78

5.1 原子核外电子的运动状态78

5.1.1 氢原子光谱和玻尔理论78

5.1.2 微观粒子的波粒二象性和测不准原理79

5.1.3 波函数和原子轨道81

5.1.4 波函数和电子云的空间图形82

5.1.5 四个量子数及其对原子核外电子运动状态的描述84

5.2 多电子原子结构86

5.2.1 近似能级图86

5.2.2 核外电子排布的规律86

5.2.3 核外电子排布和元素周期系87

5.3 元素基本性质的周期性90

5.3.1 原子半径91

5.3.2 电离能92

5.3.3 电子亲和能93

5.3.4 电负性93

5.4 离子键94

5.4.1 离子键的形成94

5.4.2 离子键的特点95

5.4.3 离子的特征95

5.4.4 晶格能96

5.5 共价键97

5.5.1 键参数97

5.5.2 价键理论99

5.5.3 杂化轨道理论101

5.5.4 价层电子对互斥理论103

5.5.5 分子轨道理论106

5.6 分子间力和氢键108

5.6.1 分子的极性及量度108

5.6.2 分子间力109

5.6.3 氢键110

5.7 离子极化111

5.8 晶体结构简介112

5.8.1 晶体的基本概念112

5.8.2 离子晶体及其特性113

5.8.3 原子晶体及其特性114

5.8.4 分子晶体及其特性115

5.8.5 金属晶体及其特性115

5.8.6 混合型晶体117

第6章 酸碱平衡与酸碱滴定法121

6.1 电解质溶液121

6.1.1 解离度121

6.1.2 活度与离子强度121

6.2 酸碱质子理论122

6.2.1 酸碱的定义和共轭酸碱对122

6.2.2 酸碱反应的实质123

6.3 酸碱平衡124

6.3.1 水的解离与溶液的pH124

6.3.2 弱酸与弱碱的解离平衡124

6.3.3 影响酸碱平衡的因素126

6.3.4 分布系数与分布曲线128

6.3.5 物料平衡、电荷平衡和质子条件130

6.3.6 酸碱溶液pH的计算132

6.4 缓冲溶液135

6.4.1 缓冲溶液的缓冲原理与缓冲pH135

6.4.2 缓冲容量和缓冲范围136

6.4.3 缓冲溶液的选择和配制137

6.5 定量分析概述139

6.5.1 定量分析的任务和方法139

6.5.2 定量分析的一般程序140

6.5.3 滴定分析的方法和滴定方式141

6.5.4 滴定分析的标准溶液和基准物质142

6.5.5 滴定分析的计算143

6.6 酸碱滴定法144

6.6.1 酸碱指示剂144

6.6.2 滴定曲线与指示剂的选择147

6.6.3 酸碱标准溶液的配制与标定152

6.6.4 酸碱滴定法应用示例154

第7章 沉淀溶解平衡与沉淀滴定法159

7.1 沉淀溶解平衡159

7.1.1 溶度积159

7.1.2 溶度积与溶解度的相互换算159

7.1.3 溶度积规则160

7.1.4 影响溶解度的因素161

7.2 溶度积规则的应用161

7.2.1 沉淀的生成161

7.2.2 沉淀的溶解164

7.2.3 沉淀的转化166

7.3 沉淀滴定法166

7.3.1 概述166

7.3.2 银量法终点的确定166

7.3.3 银量法的应用169

7.4 重量分析法简介169

7.4.1 概述169

7.4.2 影响沉淀纯度的因素170

7.4.3 沉淀的形成与沉淀的条件170

7.4.4 沉淀的过滤、洗涤、烘干或灼烧171

7.4.5 重量分析法中的计算172

第8章 氧化还原平衡与氧化还原滴定法175

8.1 氧化还原反应175

8.1.1 氧化数175

8.1.2 氧化还原反应基本概念176

8.1.3 氧化还原反应方程式的配平176

8.2 原电池及电极电势178

8.2.1 原电池178

8.2.2 电极电势179

8.2.3 电动势与吉布斯自由能变的关系181

8.2.4 影响电极电势的因素——能斯特 公式182

8.3 电极电势的应用184

8.3.1 比较氧化剂和还原剂的相对强弱184

8.3.2 判断氧化还原反应进行的方向、次序185

8.3.3 判断反应进行的程度186

8.3.4 测定非氧化还原反应的平衡常数186

8.4 元素电势图及应用187

8.4.1 判断歧化反应能否进行187

8.4.2 计算标准电极电势188

8.4.3 了解元素的氧化还原性188

8.5 氧化还原滴定法189

8.5.1 概述189

8.5.2 氧化还原滴定曲线193

8.5.3 氧化还原滴定法中的指示剂194

8.5.4 氧化还原预处理196

8.5.5 高锰酸钾法197

8.5.6 重铬酸钾法199

8.5.7 碘量法199

8.5.8 氧化还原滴定结果的计算201

8.6 氧化还原反应的应用203

8.6.1 生命科学中的应用203

8.6.2 消毒与灭菌203

8.6.3 氧化还原反应与土壤肥力203

第9章 配位平衡与配位滴定法207

9.1 配合物的基本概念207

9.1.1 配合物及其组成207

9.1.2 配合物的命名209

9.1.3 配合物的类型210

9.2 配合物的价键理论211

9.2.1 价键理论的要点211

9.2.2 价键理论的应用212

9.3 配离子的配位解离平衡214

9.3.1 配离子的稳定常数214

9.3.2 配位平衡移动215

9.4 配位滴定法219

9.4.1 配位滴定法概述219

9.4.2 EDTA配位滴定法的基本原理220

9.4.3 副反应系数和条件稳定常数220

9.4.4 配位滴定曲线223

9.4.5 金属指示剂225

9.4.6 提高配位滴定选择性的方法227

9.4.7 配位滴定法的应用示例228

9.5 配合物的应用229

9.5.1 化学领域中的应用229

9.5.2 工农业领域中的应用230

9.5.3 生物科学和医学领域中的应用230

第10章 吸光光度分析法233

10.1 吸光光度分析法的基本原理233

10.1.1 吸光光度分析法的特点233

10.1.2 物质对光的选择性吸收233

10.1.3 朗伯-比尔定律234

10.1.4 偏离朗伯-比尔定律的原因236

10.2 显色反应及其影响因素236

10.2.1 显色反应与显色剂236

10.2.2 影响显色反应的因素237

10.3 吸光光度分析法及其仪器237

10.3.1 目视比色法237

10.3.2 吸光光度分析法及分光光度计238

10.3.3 吸光光度分析法测量条件的选择241

10.4 吸光光度分析法的应用242

10.4.1 单一组分分析242

10.4.2 高含量组分的测定——示差法242

第11章 电势分析法245

11.1 电势分析法的基本原理245

11.1.1 基本原理245

11.1.2 参比电极245

11.1.3 指示电极246

11.1.4 离子选择性电极246

11.2 电势分析法的应用249

11.2.1 直接电势法249

11.2.2 电势滴定法251

第12章 非金属元素化学255

12.1 卤素及其化合物255

12.1.1 卤素的通性255

12.1.2 卤化氢与氢卤酸255

12.1.3 卤素含氧酸及其盐256

12.1.4 卤素的电势图258

12.2 氧族元素及其化合物259

12.2.1 氧族元素的通性259

12.2.2 氧及其化合物260

12.2.3 硫及其化合物262

12.2.4 硒和碲的化合物268

12.3 氮族元素及其化合物268

12.3.1 氮族元素的通性268

12.3.2 氮的化合物269

12.3.3 磷及其化合物276

12.4 碳、硅、硼及其化合物279

12.4.1 碳及其化合物279

12.4.2 硅及其化合物282

12.4.3 硼及其化合物284

12.5 氢和氢能287

12.5.1 氢287

12.5.2 氢的成键特征287

12.5.3 氢能288

第13章 金属元素化学293

13.1 碱金属和碱土金属293

13.1.1 金属单质293

13.1.2 氧化物、氢氧化物和氢化物295

13.1.3 常见的金属盐297

13.2 p区重要金属单质与化合物299

13.2.1 铝及其重要化合物299

13.2.2 锗、锡、铅及其重要化合物300

13.2.3 砷、锑、铋及其重要化合物302

13.3 过渡元素302

13.3.1 通性303

13.3.2 钛、锆和铪304

13.3.3 钒、铌和钽306

13.3.4 铬、钼和钨307

13.3.5 锰、锝和铼309

13.3.6 铁系金属310

13.3.7 铂系金属313

13.4 铜族、锌族元素315

13.4.1 铜族315

13.4.2 锌族319

13.5 稀土金属322

13.5.1 单质的结构与性能322

13.5.2 稀土元素的重要化合物324

13.5.3 稀土冶炼工艺简介324

13.5.4 稀土的应用325

第14章 定量分析中的分离方法329

14.1 沉淀分离法329

14.1.1 常量组分的沉淀分离329

14.1.2 微量组分的共沉淀分离与富集330

14.2 溶剂萃取分离法331

14.2.1 基本原理331

14.2.2 重要的萃取体系332

14.2.3 萃取分离操作333

14.3 离子交换分离法334

14.3.1 离子交换剂334

14.3.2 离子交换的基本原理335

14.3.3 离子交换分离操作335

14.4 色谱分离法336

14.4.1 纸上色谱法的基本原理336

14.4.2 纸上色谱法的操作337

14.5 其他方法337

14.5.1 超临界流体萃取分离法337

14.5.2 膜分离法338

第15章 绿色化学概论340

15.1 绿色化学的定义及研究内容340

15.2 化学反应的原子经济性341

15.2.1 原子利用率341

15.2.2 化学反应的原子经济性分类342

15.2.3 尽量提高反应物转化率和目标产物选择性343

15.3 绿色化学的任务344

15.3.1 设计安全有效目标分子344

15.3.2 寻找安全有效反应原料345

15.3.3 寻找安全有效合成路线345

15.3.4 寻找新的转化方法346

15.3.5 寻找安全有效反应条件346

15.4 绿色化学原则347

第16章 材料与化学350

16.1 材料的概述350

16.1.1 材料的概念及其发展350

16.1.2 材料的分类350

16.2 金属及其合金材料351

16.2.1 金属材料的表面处理与加工351

16.2.2 合金的结构类型352

16.2.3 几种重要的合金材料352

16.3 无机非金属材料354

16.3.1 建筑材料354

16.3.2 陶瓷材料356

16.3.3 其他重要的无机非金属材料358

16.4 无机功能材料360

16.4.1 功能材料及分类360

16.4.2 功能材料的特点和应用360

16.5 纳米材料362

16.5.1 纳米材料的特性362

16.5.2 纳米微粒的制备与表征方法362

16.5.3 纳米材料的应用363

第17章 生命与化学367

17.1 生命化学元素367

17.1.1 必需微量元素在周期表中的位置367

17.1.2 必需微量元素的生物功能367

17.2 生命的物质基础369

17.2.1 糖369

17.2.2 蛋白质370

17.2.3 核酸374

17.3 生物无机化学概论376

17.3.1 生物无机化学的基本反应376

17.3.2 金属离子与细胞的相互作用377

17.3.3 微量元素生物无机化学377

17.3.4 金属酶和金属蛋白的结构和功能378

17.3.5 生物无机化学领域的几个应用378

17.3.6 溶液配位化学在生物体系中的应用378

17.4 化学与人体健康381

17.4.1 健康与化学的关系381

17.4.2 矿物质与健康384

17.4.3 维生素与健康387

17.4.4 饮食与化学388

第18章 环境与化学392

18.1 化学与环境概述392

18.1.1 环境污染及其危害392

18.1.2 环境污染与人体健康393

18.1.3 环境保护与可持续发展393

18.2 水污染及其防治394

18.2.1 水污染物及其危害394

18.2.2 水污染的修复与防治395

18.3 土壤污染及其防治396

18.3.1 土壤污染物及其危害396

18.3.2 土壤污染的防治396

18.4 大气污染及其防治397

18.4.1 大气中的化学污染物及其危害398

18.4.2 综合性的大气污染399

18.4.3 大气污染的防治400

主要参考文献402

附录403

一、一些重要的物理常数403

二、希腊字母表403

三、化合物的式量404

四、一些物质的△fHΘm、△fGΘm、SΘm数据（298.15K）407

五、物质的标准摩尔燃烧焓（298.15K）413

六、弱酸、弱碱在水中的解离常数413

七、难溶电解质的溶度积（298.15K）415

八、标准电极电势（298.15K）418

九、条件电极电势（298.15K）421

十、配离子的稳定常数（298.15K）422

十一、国际单位制（SI）423