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§14-4 晶体缺陷和非整比化合物 33 1

第一章物质的聚集状态热化学基 1

础 1

§1-1 引言 1

§1-2气体 1

（一）气体方程式 1

目录 1

§16-3银的化合物 38 2

（二）分压定律 2

§1-3液体和溶液 4

（一）液体的蒸气压 4

（二）溶液的蒸气压 5

习题 1 6

§1-4 固体 6

（一）系统、环境和相 7

§1-5一些概念和术语 7

第二章原子结构和元素周期律 1 8

（二）系统的状态函数 8

（三）内能 8

（五）焓 9

（四）热和功——非状态函数 9

§1-6化学反应的焓变 10

（一）反应进度 10

（二）化学反应热 13

（三）化学反应焓变 13

（四）化合物的标准摩尔生成焓 14

（五）标准摩尔反应焓变的计算 14

（六）盖斯定律及其应用 15

（一）原子结构的玻尔模型 18

§2-1微观粒子的特征 18

（二）波粒二象性 20

§2-2原子轨道和电子云 22

（一）薛定谔方程和三个量子数 22

（二）波函数和原子轨道 23

（三）氢原子波函数的图像 24

（四）电子云的图像 26

§2-3四个量子数 28

§2-4多电子原子的结构 29

（一）多电子原子的能级 29

（二）核外电子排布的规则 31

（三）各周期元素基态原子的电子层结构 31

（四）原子的电子层结构和元素周期系 36

§25原子结构与元素性质的关系 37

（一） 原子参数 37

*（三）在不同溶剂中酸碱的强度和溶剂的水平效应 1 39

（二）元素的金属性和非金属性 46

（三）元素的化合价 47

习题 48

第三章离子键和离子晶体 50

（一）离子键的形成 50

§3-1 离子键 50

（二）离子键的特征 50

（四）离子半径 51

（三）离子的电子构型 51

§3-2 离子晶体 53

（一）晶格和晶胞 53

（二）强酸弱碱所成盐的水解 1 53

（二）离子晶体最简单的结构类型 54

（三）晶格中离子的配位数半径比规则 55

§3-3 离子晶体的晶格能 56

（二）缓冲作用 1 56

习题 58

§4-1碱金属和碱土金属的概述 60

（一）元素的概述 60

第四章碱金属和碱土金属 60

（二）单质的概述 61

（一）碱金属的氧化物和氢氧化物 63

（二）碱土金属的氧化物和氢氧化物 63

氢氧化物 63

§4-2 碱金属和碱土金属的氧化物和 63

§4-3 离子极化 64

（一）离子极化的概念 64

（二）离子极化对物质结构的影响 65

（一） 通性 66

§4-4碱金属和碱土金属的盐类 66

（二）碳酸钠 68

（三）碳酸钙 69

（四） 硫酸钠 70

（五）硬水及其软化 70

§4-5金属有机化合物 72

（二）碳酸锂 73

（一）概述 73

*§4-6锂 73

习题 74

（三）锂和镁的相似性 74

第五章共价键和共价化合物 76

（一）共价键的形成 76

§5-1价键理论 76

（二）价键理论要点 77

（三）原子轨道的重叠 78

（五）配位键 80

（四） σ键和π键 80

§5-2杂化轨道理论 81

（一）s-p杂化 81

（二）sp杂化轨道和有关分子的几何构型 81

（三）sp2杂化轨道和有关分子的几何构型 82

（四）sp3杂化轨道和有关分子的几何构型 83

（五）价键理论的局限性 84

§5-3分子轨道理论 84

（一）分子轨道理论要点 84

（二）分子轨道的形成 85

（三）一些分子的分子轨道能级次序和分子轨道式 86

（四）键级 87

§5-4键参数 88

（一）键能 88

（二）键长 89

（三）键角 90

（四）键矩 90

*§16-9化学电源 3 92

§5-5分子的极性分子间力 92

（一）分子的极性 92

（二）分子间力 93

（三）氢键 95

习题 97

§6-1化学反应速率 98

（一）消耗速率与生成速率 98

第六章化学反应速率和化学平衡 98

（一）浓度的影响及动力学方程 100

§6-2影响反应速率的因素及有关理论 100

（二）反应速率定义 100

（二）温度的影响及阿仑尼乌斯方程 105

（三）反应速率理论 107

（四）催化剂对反应速率的影响 109

（五）非均相系统中的反应 111

§6-3化学反应的方向 112

（一）熵和熵变 113

（二）吉布斯函数和化学反应自发方向 114

（三）标准摩尔生成吉布斯函数 116

（一）化学平衡的建立 117

§6-4化学平衡 117

（二）经验平衡常数 118

（三）标准平衡常数 120

（四）反应的限度 122

（五）有关化学平衡的若干计算 123

§6-5化学平衡的移动 126

（一）浓度（或分压）改变对化学平衡的影响 126

（二）总压力的改变对化学平衡的影响 127

（三）温度的改变对化学平衡的影响 128

（四）平衡移动的规律性 130

（五）催化剂与化学平衡的关系 130

习题 131

（一）强电解质溶液中离子浓度的计算 134

第七章电解质溶液和离子平衡 134

（二）强电解质在溶液中的状况 134

§7-1强电解质溶液 134

（三）活度和活度系数 135

§7-2酸碱的质子理论 137

（一）质子理论的酸碱概念 137

（二）酸碱的相对强度 139

§7-3溶液中酸碱反应的标准平衡常数 140

（一）标准平衡常数表达式 140

（三）K？与经验平衡常数Kc之关系 141

（二）从热力学数据求算溶液反应的标准平衡常数的数值 141

§7-4酸度常数和碱度常数 142

（一）酸度常数Ka 142

（二）碱度常数Kb 143

（三）共轭酸碱的Ka和Kb的关系 145

（四）分步解离及其常数 145

（一）溶液的酸碱性和pH值 146

§7-5 pH值和溶液中H3O+离子浓度 146

的计算 146

（二）溶液中H3O+浓度的计算 148

§7-6离解平衡的移动 150

（一）在弱电解质溶液中的同离子效应 150

（二）溶液的稀释稀释定律 151

§7-7盐类水解 151

（一）弱酸强碱所成盐的水解 152

（三）弱酸弱碱所成盐的水解 153

（四）分步水解 154

（五）影响盐类水解的因素 155

（一）缓冲溶液的特性 156

§7-8缓冲溶液 156

（三）缓冲溶液pH值的计算 157

（四）某些缓冲溶液的pH值 159

（五）缓冲溶液配制的计算示例 160

*（六）盐酸缓冲溶液和氢氧化钠缓冲溶液 160

（一）溶度积常数 161

§7-9难溶电解质的沉淀和溶解 161

（二）难溶电解质沉淀的生成和溶解的规律 163

（三）有关溶度积的一些应用和计算示例 165

（四）分步沉淀 165

（五）溶度积与溶解度 166

*§7-10离子互换反应及其平衡常数 167

（一）生成沉淀的反应 167

（二）难溶电解质沉淀的转化 168

（三）强酸与弱酸盐的反应 168

（四）一元弱酸和强碱的中和反应 169

（五）强酸和强碱的中和反应 169

习题 169

（一）元素的概述 172

（二）单质的概述 172

第八章硼族和碳族元素 172

§8-1硼族元素及其单质的概述 172

§8-2硼化合物 173

（一）硼的氢化物 173

（二）硼的卤化物 174

（三）硼的含氧化合物 175

§8-3铝的化合物 176

（一）铝的含氧化合物 176

§8-4镓、铟和铊 178

（二）铝的卤化物 178

§8-5碳族元素及其单质的概述 179

（一）元素的概述 179

（二）单质的概述 180

§8-6原子晶体和混合型晶体 180

（一）原子晶体 180

（二）混合型晶体 180

（三）大π键的形成条件 181

§8-7碳的简单化合物 181

（一）碳的含氧化合物 181

*（二）碳化物 184

（一）二氧化硅 184

§8-8硅的重要化合物 184

（二）硅酸 185

（四） 硅酸盐 186

（三） 硅胶 186

（五）分子筛 188

（六）同类型硅的化合物和碳的化合物的结构比较 190

§8-9锡、铅的重要化合物 190

（一） 氧化物和氢氧化物的酸碱性 190

（三）锡、铅的盐类的水解 192

（二）Sn（Ⅱ）的还原性和Pb（Ⅳ）的氧化性 192

（四）锡、铅的硫化物 192

§8-10对角线规则 193

（一）铍和铝的相似性 193

（二）硼和硅的相似性 193

习题 194

第九章氧化还原反应 电化学基础 196

（一）氧化态 196

§9-1氧化还原反应 196

（二）氧化和还原氧化剂和还原剂 197

§9-2氧化还原反应方程式的配平 198

§9-3原电池 200

（一）原电池的概念 200

（一）金属电极电势的产生 201

§9-4 电极电势 201

（三）原电池的电动势 201

（二）原电池的表示方法 201

（二）电极电势的确定 202

（三）能斯特方程 205

*（四） 电极电势与吉布斯函数变的关系 208

§9-5电极电势的应用 208

（一）比较氧化剂和还原剂的相对强弱 209

（二）预测氧化还原反应可能进行的自发方向 209

（三）判断氧化还原反应完成的程度 211

§9-6元素电势图 212

（一）元素电势图的表示法 212

（二）应用元素电势图判断岐化反应 213

*§9-7 电解 214

（一）电解池 214

（三）利用元素电势图计算电极电势 214

（二）分解电压 215

（三）影响离子放电的因素 216

习题 217

第十章氮族元素 219

§10-2氮气 219

§10-1氮族元素的通性 219

§10-3氨和铵盐 222

（一）氨 222

（二）铵盐 224

§10-4价层电子对互斥理论 225

§10-5氮的含氧化合物 229

（一）氮的氧化物 229

（二）硝酸 231

（三）硝酸盐 234

（四）亚硝酸及其盐 235

（五）NO- 3和NO- 2的特征反应 236

*§10-6氮化硼等电子原理 236

*（一）氮化硼 236

*（二）等电子原理 238

（一）磷的单质 239

（二）磷酐 239

§10-7磷 239

（三）磷酸 240

（四）磷酸盐 242

（五）亚磷酸 242

（六）磷的氯化物 243

§10-8砷、锑、铋 244

（一）砷、锑、铋单质 244

（二）砷、锑、铋的氢化物 244

（三）砷、锑、铋的氧化物及其水合物 244

（四）砷、锑、铋的盐类 246

§10-9？-pH图的绘制 247

习题 248

§11-1氧族元素的通性 249

第十一章氧族元素 249

（二）臭氧 250

（一）氧气 250

§11-2氧的单质 250

（一）氧化物概述 251

§1 1-3氧化物 251

（）过氧化氢 254

§11-4硫的单质 255

（三）过氧化钠 255

§11-5硫化氢和硫化物 256

（一）硫化氢 256

（二）金属硫化物 257

（三）多硫化氢和多硫化物 258

§11-6二氧化硫亚硫酸及其盐 258

（一）二氧化硫 258

（二）亚硫酸及其盐 259

*§10-7酸碱的溶剂理论 260

§11-8三氧化硫硫酸及其盐 261

（二）硫酸 261

（一）三氧化硫 261

§11-9硫的其它含氧酸盐 264

（三）硫酸盐 264

（一）硫代硫酸钠 265

（二）连二亚硫酸钠 265

（三）过硫酸盐 266

§11-10大气污染二氧化硫废气的治 266

理 266

（一）大气污染的概念 266

（三）酸雨 267

（四）二氧化硫废气的治理 267

（二）大气中硫污染的来源 267

习题 268

第十二章卤素和希有气体 270

§12-1 卤素及其单质的通论 270

（一）卤族元素的通性 270

（二）卤素单质 271

§12-2卤化氢和卤化物 274

（一）卤化氢 274

（二）卤化物 278

§12-3卤素的含氧化合物 279

（一）卤素的氧化物 279

（二）含氧酸及其盐 279

§12-4 拟卤素 283

（一）拟卤素概念 283

（二）氰、氰化氢和氰化物 283

（三）氧氰、氰酸和氰酸盐 284

（四）硫氰、硫氰酸和硫氰酸盐 284

*§1 2-5卤素互化物和多卤化物 285

§12-6生命元素和氟、氯、碘的生物功能 286

（一）生命必需元素 286

（二）氟的生物功能 287

（三）氯的生物功能 287

（一）希有气体的发现 288

§12-7希有气体 288

（四）碘的生物功能 288

（二）希有气体原子的电子层结构、性质和用途 289

（三）希有气体化合物 290

（四）氟化氙的结构 291

习题 291

第十三章配合物 291

§13-1配合物的概念和组成 293

（一）价键理论 295

§13-2配合物中的化学键 295

（二）晶体场理论概述 299

（一）配离子的解离平衡 305

§13-3配合物在溶液中的状况 305

（二） 利用不稳定常数进行有关计算的示例 309

§13-4螯合物 310

（一）螯合物的概念 310

（二）配合物（包括螯合物）的中心离子在周期表中分布情况 311

（三）螯合物的若干重要特性 312

§13-5配离子的转化 313

（一）配离子间的转化 313

（二）配离子和难溶电解质间的转化 314

§13-6配合物的重要性和应用示例 315

（一）配合物的颜色和溶解性 315

（二）降低金属离子浓度 316

（三）配合物的电极电势 316

§13-7广义酸碱和软硬酸碱原理 318

（一）酸碱的电子论 318

（二）软硬酸碱原理及其应用示例 319

*§13-8金属簇状配合物 321

习题 322

第十四章金属键和金属概论 324

§14-1金属晶体的密堆积 324

（一）六方最密堆积 325

（二）面心立方最密堆积 325

（三）体心立方密堆积 325

§14-2金属键 325

（一）金属键的改性共价键理论（自由电子理论）简介 326

*（二）金属键的分子轨道理论简介 326

*（三）金属键分子轨道理论的应用 327

（一）混合物合金 330

*§14-3合金 330

（二）固溶体合金 330

（三）金属互化物合金 331

（一）晶体缺陷 332

（二）非整比化合物 333

*§14-5金属的存在和制备 334

（一）金属的存在 334

（二）金属的制备 334

*§14-6金属的腐蚀与防腐 337

*（一）金属腐蚀的原因 337

*（二）金属的防腐 338

*（三）从铁的？-pH图讨论铁的腐蚀与防腐 339

习题 340

§15-1过渡元素的通性 342

（一）元素的原子结构和性质 342

第十五章过渡元素（一） 342

（二）过渡金属的性质 345

（三）过渡元素化合物的一般性质 346

§15-2钛副族 348

（一）铁 348

*（二）锆的性质和用途 349

§15-3 钒副族 350

（一）金属钒 350

（二）钒的重要化合物 350

*（三）铌和钽 352

§15-4铬副族 352

（一）金属铬 353

（二）铬的重要化合物 354

*（三）含铬污水的处理 357

§15-5 锰副族 358

*（四）钼和钨 358

（二）锰的氧化物和氢氧化物 359

（一）金属锰 359

（三）锰（Ⅱ）的化合物 360

（四）锰（Ⅳ）的化合物 360

（五）锰酸盐 361

（六）高锰酸盐 361

*（七）锰的标准摩尔吉布斯函数变－氧化态图 362

§15-6 铁系元素 363

（一）铁系元素的一般性质 363

（二）铁的重要化合物 364

（三）钴和镍的重要化合物 367

§15-7羰基配合物 369

（一）铂族金属的性质和用途概述 371

§15-8 铂系元素 371

（二）铂、钯的重要化合物 372

（三）溶剂萃取法提取分离铂、钯 373

习题 374

第十六章过渡元素（二） 377

§16-1铜族元素的通性 377

（一）铜族元素的原子结构和性质 377

（二）铜族单质的性质 378

§16-2铜的化合物 379

（一）铜的氧化物和氢氧化物 380

（二）氯化铜和硫酸酮 381

（三）铜的配合物 382

（三）硝酸银 383

（二）囟化银 383

（一） 氧化银 383

（四）银的配合物 384

§16-4金的化合物 385

§16-5锌族元素的通性 386

（一）锌族元素的原子结构和性质 386

（二）锌族单质的性质 386

§16-6锌的主要化合物 388

（一）氧化锌和氢氧化锌 388

（二）硫化锌 388

（三）氯化锌 388

§16-7汞的主要化合物 389

（一）汞的氧化物 389

（二）汞的氯化物 390

（三）汞的硝酸盐 390

（二）铜酶 391

*§16-8铜酶和锌酶 391

（一）酶 391

（三）锌酶 392

（一）干电池 392

（二）蓄电池 393

（三）燃料电池 393

习题 394

第十七章镧系和锕系元素 396

§17-1 镧系元素的通性 396

（一）双峰效应和镧系收缩 396

（二）氧化态 398

（三）离子的颜色 398

（五）化学活泼性 399

（四）磁性 399

§17-2希土元素的重要化合物 400

（一）氧化物和氢氧化物 400

（二）盐类 401

（三）配合物 402

§17-3希土元素的提取和分离 402

（一）希土元素的提取 402

（二）希土分离 402

§17-4希土元素的应用 404

（一）在冶金工业中的应用 404

（二）在石油化工方面的应用 405

（三）在玻璃陶瓷工业中的应用 405

（四）在新材料方面的应用 405

§17-5锕系元素的通性 406

§17-6放射性同位素 407

§17-7原子核反应 408

（一）放射性元素蜕变 409

（二）粒子轰击原子核 409

（三）核裂变反应 409

（四）热核反应 409

（五）核反应中质和能的关系 410

习题 410

附录Ⅰ本书所用的有关单位 411

附录Ⅱ一些物质的标准热力学函数 414

的数据（298.15K） 414

附录Ⅲ 1927年第五次苏尔维国际 424

会议的说明 424

附录Ⅳ标准电极电势（298.15K） 425

附录Ⅴ 本书使用的符号意义 431

索引 434