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绪章绪论
本章主要介绍无机化学学科的发展历史,以及如何开展本门课程的学习。
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●0.1无机化学的前世今生与未来
介绍了无机化学的发展历史、研究现状与发展方向,给出了无机化学的学习方法。
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第一章气体与溶液
本章介绍气体和溶液的相关知识。包括理想气体状态方程、分压定律、分体积定律,以及实际气体的范德华方程。在学习水的相图的基础上,进一步学习稀溶液的依数性。
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●1.1气体
主要学习理想气体状态方程、气体的分压定律与分体积定律,以及实际气体的状态方程。
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●1.2溶液
介绍水的相图中各区、线和点的意义;在此基础上,学习稀溶液的蒸气压下降、沸点升高特性、凝固点下降和渗透压这四个依数性。
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第二章化学热力学基础
本章主要讲授化学热力学的基础知识,基本原理,以及在化学变化和化学反应中的应用。通过学习,可以运用热力学第一定律研究“化学反应热”方面的问题;可以应用热力学第二定律,去判断化学反应进行的方向;可以应用热力学的平衡判据,去研究化学反应的平衡条件。
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●2.1化学热力学的作用
化学热力学如同运筹帷幄之中的战略家,去解决化学反应的第一类基本问题:预测化学反应能否发生?化学反应的进行到什么程度?
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●2.2化学热力学的基本概念
主要介绍系统与环境、状态与状态函数、过程与途径、热和功以及热力学能等概念。通过学习,理解环境与体系的划分,掌握状态函数与过程量的特点。
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●2.3热化学
热化学是研究化学反应中的热量转化问题,其基础是热力学第一定律。本节讲授定容反应热、定压反应热,标准摩尔生成焓、热化学方程式及化学反应热的计算。
通过学习,能够理解化学反应的热效应,正确书写热化学反应方程式,熟练计算化学反应热。 -
●2.4化学反应的方向
本节介绍自发变化的特征,熵、熵变、吉布斯自由能变、标准摩尔生成吉布斯自由能等概念,以及热力学第二定律。
通过学习,理解反应自发方向与焓变、熵变、吉布斯自由能变的关系,掌握反应吉布斯自由能变的计算,并熟练运用吉布斯-亥姆霍兹方程去判断化学反应的自发性。 -
●2.5化学反应进行的程度
本节介绍化学平衡、标准平衡常数、多重平衡等概念,以及表达非标准状态下自由能变化之间关系的化学反应等温式。
通过学习,掌握化学平衡的特点,理解温度,浓度和压力等对化学平衡的影响,熟练运用化学反应等温式解决化学平衡的移动问题。
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第三章化学动力学基础
化学动力学用以解决化学反应的速率和机理问题。本章主要讲授反应速率的概念,化学反应的碰撞理论与过渡状态理论,以及浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响。
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●3.1反应速率的定义
本节主要介绍瞬时速率、平均速率的概念,以及反应速率的简单计算。
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●3.2反应速率理论
本节介绍碰撞理论与过渡状态理论。
通过学习,理解反应历程、基元反应、碰撞频率、活化分子百分数、活化能、活化配合物等概念。 -
●3.3浓度与反应速率
本节主要讲授质量作用定律和反应速率方程的确定。
通过学习,掌握反应机理、基元反应、复杂反应、定速步骤、反应级数、速率常数等概念;理解浓度对反应速率的影响;掌握非基元反应速率方程的确定方法。 -
●3.4温度与反应速率
本节主要讲授温度对化学反应速率的影响,内容包括范特霍夫规则和阿仑尼乌斯公式。
通过学习,能够熟练运用阿仑尼乌斯公式进行活化能和速率常数的计算。 -
●3.5催化剂与反应速率
本节讲授催化剂的概念、催化作用的特征以及催化反应的分类。通过学习,理解催化剂的作用原理。
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第四章酸碱平衡
本章主要讲授酸碱质子理论、水溶液中的质子传递平衡,以及缓冲溶液的相关知识。
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●4.1酸碱质子理论
本节主要讲授酸碱质子理论。通过学习,理解酸、碱、两性物质的概念,并掌握酸碱反应的本质。
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●4.2水的解离平衡、离子积与pH值
本节讲授水的解离平衡。通过学习,掌握水的离子积、pH值的概念,理解影响离子积大小的因素。
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●4.3共轭酸碱对的关系
本节讲授共轭酸碱对的相关知识。通过学习,理解共轭关系,掌握共轭酸碱对之间的关系。
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●4.4水溶液中的质子传递平衡
本节主要讲授水溶液中的质子传递平衡。通过学习,能够熟练书写一元弱酸(碱)、多元弱酸(碱)、常见两性物质溶液的解离平衡表达式,并掌握相应溶液pH的计算方法。
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●4.5缓冲溶液
本节主要讲授缓冲溶液的相关知识。通过学习,理解缓冲溶液、缓冲容量、缓冲范围等概念,掌握缓冲作用原理与缓冲溶液的配制原则,并能熟练计算缓冲溶液的pH值。
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第五章沉淀溶解平衡
本章主要讲授沉淀溶解平衡的相关知识,主要包括溶度积原理、沉淀的生成、沉淀的溶解、沉淀的转化等内容。
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●5.1溶度积规则
本节讲授溶解度与溶度积的概念,以及用来判断沉淀的生成与溶解的溶度积规则。通过学习,掌握溶度积常数和溶解度之间的关系
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●5.2沉淀生成与分步沉淀
本节讲授沉淀生成的原理和方法。通过学习,掌握沉淀生成的简单计算,理解分步沉淀的条件,能运用溶度积规则进行相关计算。
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●5.3沉淀溶解与转化
本节讲授沉淀的溶解与转化。通过学习,理解沉淀溶解的方法,理解沉淀转化的条件,理解沉淀反应在化学中的应用,掌握沉淀溶解的相关计算。
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第六章氧化还原反应
本章在中学化学基础上,进一步讨论氧化还原方程式的配平、氧化还原反应的本质和特点。借助原电池的电池反应,学习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电动势相联系,判断反应进行的方向和限度。
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●6.1氧化还原反应的基本概念
本节讲授氧化数、氧化反应、还原反应、氧化剂、还原剂、氧化还原电对等基本概念。通过学习,理解化合价和氧化数的区别,掌握确定氧化数的规则,掌握氧化还原反应方程式的配平原则和方法,能够熟练运用离子-电子法进行氧化还原反应方程式的配平。
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●6.2原电池和电极电势
本节介绍原电池的构造、原电池符号的写法,电极电势产生的原因以及电极分类。
通过学习,了解原电池的构造和工作原理,能熟练写出原电池电极反应、电池反应及原电池符号;理解电极电势的有关概念,熟悉电极种类,能熟练的查阅标准电极电势表。 -
●6.3浓度酸度与电极电势
本节主要讲授能斯特方程式,研究电对物质本身浓度、以及溶液酸度对电极电势的影响。
通过学习,理解原电池的电动势与氧化还原反应的自由能变的关系,熟练掌握电对物质本身浓度、酸度影响电极电势的相关计算。 -
●6.4沉淀生成对电极电势的影响
本节讲授沉淀的生成对电极电势的影响。学习过程中,需要把握我溶度积规则与能斯特方程相结合的原则。
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●6.5电极电势的应用
本节讲授电极电势的应用,包括判断氧化还原反应进行的方向; 判断氧化剂、还原剂的相对强弱;选择合适的氧化还原剂;求平衡常数和溶度积常数。
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●6.6元素电势图
本节介绍元素电势图及其应用。通过学习,能熟练应用电势图判断歧化反应的发生,并计算某些电对的标准电极电势。
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第七章原子结构
本章从微观角度,去学习微观粒子的运动特征,讨论原子核外电子的运动状态、核外电子的排布原理,以及元素性质与原子电子结构的关系,为讨论分子结构奠定基础。
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●7.1氢原子光谱和玻尔理论
本节讲授氢原子的线状光谱和玻尔理论。通过学习,了解氢原子光谱特征,掌握量子化、定态、基态和激发态等概念。
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●7.2核外电子的运动特征
本节讲授核外电子的运动特征和海森堡测不准原理,进一步体会微观粒子运动的波粒二象性。
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●7.3四个量子数
本节讲授描述核外电子运动的四个量子数。
通过学习,理解四个量子数的物理意义,掌握量子数的取值规则,理解原子轨道和波函数、概率密度和电子云的概念。 -
●7.4原子轨道的图像
本节讲授原子轨道的角度分布图,以及电子云密度的角度分布图和径向分布图。
通过学习,理解不同量子数对应的原子轨道分布图的变化特点,理解原子轨道与电子云的区别和联系。 -
●7.5多电子原子的能级
本节讲授多电子体系中原子的能级,包括屏蔽效应,钻穿效应和能级交错等内容。
通过学习,熟悉鲍林能级图,了解徐光宪能级规则。 -
●7.6多电子原子的电子排布
本节讲授原子核外电子排布的原则,即保里不相容原理、能量最低原理和洪特规则。
通过学习,掌握基态原子核外电子排布式的书写。 -
●7.7元素周期律
本节讲授元素周期表的相关知识。
通过学习,了解原子结构决定元素周期表的必然性,掌握元素在周期表中的位置。 -
●7.8元素基本性质
本节讲授原子半径、电离能、电子亲和能和电负性与原子结构之间的关系。
通过学习,掌握元素原子结构的周期性规律,以及由此决定的有效核电荷、原于半径、电离能、电子亲合能、元素电负性的周期性变化规律。
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第八章分子结构
本章在原子结构基础上,讲授原子之间的成键和分子的形成过程、各种类型的化学键理论,以及分子结构和物质性质之间的关系。
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●8.1离子键
本节讲授离子键的形成和本质。
通过学习,掌握离子键的特点、形成条件,理解晶格能的意义。 -
●8.2离子极化
本节讲授离子极化与离子变形性。
通过学习,掌握离子极化理论,并解释无机物的某些基本性质。 -
●8.3共价键理论
本节讲授四种典型的共价键理论以及共价键参数。
通过学习,掌握价键理论要点,熟悉共价键的特征与类型;掌握杂化轨道理论;熟练应用价层电子对互斥理论讨论分子的空间几何构型,并由此推出中心原子的杂化态;熟练书写第二周期同核或异核双原子分子的分子轨道表达式;熟悉键参数的概念和意义。 -
●8.4分子间力和氢键
本节讲授次级键,即分子间力和氢键。
通过学习,理解取向力、诱导力、色散力的概念,氢键的形成条件与特点,熟悉分子间力和氢键对物质性质的影响。
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第九章配位化合物
本章讲授配位化合物的基本概念、空间结构、价键理论与晶体场理论,以及配位解离平衡的相关知识。
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●9.1配合物的基本概念
本节讲授配合物的基本概念,包括内界、外界、中心离子、配离子、配位体、配位数,以及配合物的命名等知识。
通过学习,掌握配合物的组成、命名、化学式的写法。 -
●9.2配合物的空间结构
本节讲授配合物的空间结构,以及配合物的顺反异构、面经异构等异构现象。
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●9.3配合物的价键理论
本节讲授配合物的价键理论。通过学习,掌握配合物的空间构型与杂化轨道类型的关系,理解配合物的稳定性、磁性与配合物键型的关系。
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●9.4晶体场理论
本节讲授晶体场理论要点、d轨道能级分裂,以及影响分裂能的因素。
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●9.5分裂后d轨道中电子的排布与能量计算
本节讲授分裂后d轨道中电子的排布与能量计算。
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●9.6配位解离平衡
本节讲授配合物(或配离子)的平衡常数、配合物的生成与解离等知识。
通过学习、掌握稳定常数、逐级稳定常数、累积稳定常数等概念,能熟练进行配位解离平衡与酸碱平衡、沉淀溶解平衡、氧化还原反应之间的相关计算。
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第十章氢与稀有气体
本章讲授氢与稀有气体的单质及其化合物的相关知识。
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●10.1氢
本节讲授氢单质、氢化物以及金属氢的相关知识。
通过学习,掌握氢的物理和化学性质,以及氢的成键特征。 -
●10.2稀有气体
本节讲授稀有气体单质、XeO3、Xe的氟化物的相关知识。
通过学习,了解稀有气体单质的性质和用途,学会分析XeF2、XeF4、XeF6的结构特点。
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第十一章s区元素
本章讲授碱金属和碱土金属的通性、碱金属和碱土金属的化合物的物理化学性质,以及对角线规则。
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●11.1s区元素概述
本节讲授碱金属、碱土金属单质的物理、化学性质。
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●11.2s区元素化合物
本节讲授s区元素化合物的相关性质以及对角线规则。
通过学习,掌握氧化物、过氧化物、超氧化物的生成和基本性质,掌握氢氧化物、硫酸盐、碳酸盐的溶解度、碱性、稳定性的递变规律,了解锂、铍的特殊性和对角线规则。
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第十二章p区元素
本章讲授p区元素的性质及其递变规律,包括硼族元素、碳族元素、氮族元素、氧族元素、卤素的单质及其化合物的相关知识。
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●12.1硼族元素
本节讲授硼单质、硼的氢化物、硼的氧化物和卤化物,以及铝的化合物相关知识。
通过学习,了解硼族元素的通性,熟悉缺电子原子和缺电子化和物;理解并掌握乙硼烷、硼酸、硼砂、硼的三卤化物、以及三氯化铝的结构特点和性质;理解铝、三氧化二铝、氢氧化铝的两性。 -
●12.2碳族元素
本节讲授碳单质及其化合物的相关知识。
通过学习,理解并掌握一氧化碳、二氧化碳的结构特点,以及碳酸、碳酸盐的热稳定性;了解硅单质、氢化物、二氧化硅、硅酸和硅胶、硅酸盐、卤化物;掌握锡、铅的氧化物、氢氧化物的性质。 -
●12.3氮族元素
本节讲授氮、磷的氢化物、氧化物、含氧酸及其盐的相关知识。
通过学习,了解氮族元素的通性,熟悉氮气分子、氨、氮的氧化物、硝酸、硝酸根的结构特点与性质;了解磷单质、磷的氢化物、卤化物、氧化物的结构和基本性质;熟悉磷酸、亚磷酸的结构及其性质;了解砷、锑、铋的氧化物及其水合物的酸碱性及其变化规律。 -
●12.4氧族元素
本节讲授氧单质及其化合物的相关知识。
通过学习,了解氧族元素的通性,掌握O3的结构及大π键的形成条件,掌握H2O2的结构和性质;熟悉硫化氢、金属硫化物、硫的含氧酸及其盐的的性质。 -
●12.5卤素
本节讲授卤素单质及其化合物的相关知识。
通过学习,熟悉卤素单质的制备和性质;掌握卤化氢的还原性、酸性、稳定性及其变化规律;掌握氯的含氧酸及其盐的酸性、稳定性、氧化性的变化规律;熟悉溴、碘的含氧酸性质。 -
●12.6 p区元素化合物性质的递变规律
本节讲授p区元素化合物性质的递变规律,包括p区元素的氧化还原性、p区元素化合物的酸碱性、以及p区元素含氧酸盐热稳定性。
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第十三章d区元素
本章讲授d区元素的相关知识,包括钛副族、钒副族、铬副族、锰副族以及铁系元素的单质及其化合物的性质。
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●13.1d区元素概述
本节讲授d区过渡元素的原子半径、电离能的变化规律,d区元素的物理、化学性质,以及d区元素离子的颜色。
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●13.2钛副族
本节主要讲解钛单质、二氧化钛、四氯化钛及三氯化钛的性质。
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●13.3钒副族
本节主要讲授钒单质、五氧化二钒及钒酸盐的性质。
通过学习,理解钒的氧化数的变化,掌握氧化数+5的钒的氧化物的性质。 -
●13.4铬副族
本节主要讲授铬、钼、钨的单质及其化合物的性质。
通过学习,理解铬的多变氧化数,掌握铬酸根、重铬酸根的存在条件及其相互转化。 -
●13.5锰副族
本节讲授锰族元素的单质及其化合物的性质。
通过学习,掌握Mn(Ⅱ)、Mn(Ⅳ)、Mn(Ⅵ)、Mn(Ⅶ)的化合物的颜色、氧化物及其水合物的酸碱性、氧化还原性、稳定性、溶解性等变化规律。 -
●13.6铁系元素
本节讲授铁、钴、镍的单质及其化合物的性质。
通过学习,掌握Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)的重要化合物的性质变化规律。
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第十四章ds区元素
本章讲授铜、银、金、锌、镉、汞的单质及其重要化合物的性质。
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●14.1铜族元素
本节讲授铜族元素单质及其化合物的性质及用途。
通过学习,掌握铜、银的氧化物、氢氧化物、配合物的生成与性质,掌握Cu(I)、Cu(II)之间的相互转化。 -
●14.2锌族元素
本节讲授锌族元素单质、氧化物、氢氧化物、配合物的生成与性质及用途。
通过学习,掌握Hg(I)、Hg(II)之间的相互转化,掌握IIA和IIB族元素的性质对比。