本书是北京化工大学无机化学课程教学团队在长期从事本科无机化学课程教学工作和相关科学研究工作的基础上编写的。全书共12章，包括绪论、化学基础知识、原子结构及元素周期律、分子结构、晶体结构、化学热力学基础、化学动力学基础、化学平衡、酸碱反应、沉淀溶解平衡、氧化还原反应和配位化学基础。课后习题分为思考题和习题两部分。各章附有拓展资源，如知识拓展、思政元素、知识点视频等，均可通过扫描二维码获取。每章结尾有总结与展望。本书针对化学类和材料类专业的学科特色，体现化学原理与应用的结合以及一些最新的科研进展，为学生在化学、材料及其他领域的学习奠定基础。
样章试读
目录
- 目录
前言 1
第1章 绪论 1
引言 1
1.1 物质的原子论与化学 1
1.1.1 物质变化的历史认识 1
1.1.2 现代化学的定义与学科特点 2
1.1.3 化学的学科分类 3
1.1.4 化学的物质观和哲理 4
1.1.5 化学的世界观与方法论 6
1.1.6 化学的社会作用 8
1.2 无机化学发展简史 9
1.2.1 冶金技术与无机化学 9
1.2.2 元素、原子与分子 10
1.2.3 元素的发现、原子结构与元素周期律 11
1.2.4 无机化学的复兴 13
1.2.5 如何学好无机化学 14
1.3 无机化学前沿 15
1.3.1 无机团簇化学 15
1.3.2 配位化学与超分子化学 16
1.3.3 无机固体化学 17
1.3.4 核化学与放射化学 17
1.3.5 生物无机化学 18
总结与展望 19
思考题 20
第2章 化学基础知识 21
引言 21
2.1 物质的聚集状态 21
2.1.1 物质的存在状态：物相与相平衡 21
2.1.2 描述物质状态的物理量 22
2.1.3 物质粒子的运动状态 23
2.1.4 均相与多相反应 24
2.2 气体 25
2.2.1 气体的通性 25
2.2.2 理想气体状态方程 25
2.2.3 气体混合物 28
2.2.4 实际气体 30
2.2.5 气体分子动理论 33
2.3 液体与溶液 38
2.3.1 溶液的浓度 38
2.3.2 稀溶液的通性 40
2.3.3 电解质溶液 47
2.4 固体 48
2.4.1 固体的通性 48
2.4.2 同质多晶 49
2.4.3 固溶体 49
2.4.4 非晶体与晶体 51
2.4.5 固相反应 52
2.5 物质存在的其他状态 52
2.5.1 等离子态 53
2.5.2 超临界态 53
2.5.3 液晶态 54
总结与展望 54
思考题 54
习题 55
第3章 原子结构及元素周期律 57
引言 57
3.1 氢原子光谱和玻尔氢原子理论 57
3.1.1 氢原子光谱 57
3.1.2 玻尔氢原子理论 59
3.2 微观粒子特性及其运动规律性 61
3.2.1 波粒二象性 61
3.2.2 不确定性原理和概率分布 63
3.3 氢原子的量子力学模型 64
3.3.1 波函数$\psi$ 64
3.3.2 原子轨道 65
3.3.3 氢原子的波函数图像 65
3.3.4 电子层、电子亚层和原子轨道 68
3.4 核外电子排布 71
3.4.1 多电子原子的能级 71
3.4.2 基态原子核外电子排布规则 73
3.5 元素周期律及元素周期表 74
3.5.1 元素的周期 74
3.5.2 元素的族 75
3.5.3 元素的分区 76
3.6 元素基本性质的周期性 77
3.6.1 原子半径 77
3.6.2 电离能 79
3.6.3 电子亲和能 81
3.6.4 电负性 82
3.6.5 氧化态 83
总结与展望 85
思考题 85
习题 86
第4章 分子结构 88
引言 88
4.1 路易斯理论 88
4.1.1 起源与定义 89
4.1.2 路易斯结构式 89
4.1.3 形式电荷 90
4.1.4 路易斯理论的局限性 91
4.2 价键理论 92
4.2.1 共价键的形成及本质 92
4.2.2 价键理论要点及共价键特点 94
4.2.3 共价键的类型 95
4.2.4 键参数 96
4.3 杂化轨道理论 98
4.3.1 杂化轨道理论的起源 98
4.3.2 杂化轨道的概念 98
4.3.3 杂化轨道的分类 99
4.3.4 $\pi$键和大$\pi$键 101
4.4 价层电子对互斥理论 104
4.4.1 价层电子对互斥理论要点 104
4.4.2 分子空间构型的推测 106
4.5 分子轨道理论 112
4.5.1 分子轨道理论要点 112
4.5.2 分子轨道的形成及原子轨道线性组合三原则 113
4.5.3 分子轨道中的电子排布 115
4.6 分子的对称性 118
4.6.1 对称性的概念 119
4.6.2 对称操作与对称元素 119
4.6.3 分子的对称类型 119
4.6.4 分子性质与对称性的关系 119
总结与展望 120
思考题 120
习题 120
第5章 晶体结构 122
引言 122
5.1 晶体的基本概念与分类 123
5.1.1 晶体的特点 123
5.1.2 晶格理论的基本概念 123
5.1.3 实际晶体与晶体缺陷 128
5.1.4 晶体的类型 130
5.2 分子极性和分子间作用力 132
5.2.1 分子的极性 132
5.2.2 范德华力 134
5.2.3 次级键和氢键 136
5.3 离子键和离子晶体 137
5.3.1 离子键的形成 137
5.3.2 离子键的性质 138
5.3.3 离子键的强度 138
5.3.4 离子的特征 141
5.3.5 离子晶体 142
5.4 离子极化 148
5.4.1 离子极化作用 148
5.4.2 离子极化对化合物结构和性质的影响 150
5.5 金属晶体和金属键理论 151
5.5.1 金属键理论 151
5.5.2 金属晶体的结构 153
5.6 原子晶体和混合晶体 155
5.6.1 原子晶体 155
5.6.2 混合晶体 155
总结与展望 156
思考题 156
习题 157
第6章 化学热力学基础 159
引言 159
6.1 热力学术语和基本概念 159
6.1.1 系统和环境 160
6.1.2 状态和状态函数 160
6.1.3 过程和途径 161
6.1.4 相 162
6.1.5 化学反应计量式及反应进度 162
6.2 热力学第一定律 164
6.2.1 热和功 164
6.2.2 热力学能 165
6.2.3 热力学第一定律的表述 166
6.2.4 可逆过程 167
6.3 化学反应的热效应、焓变与赫斯定律 170
6.3.1 恒容热效应 171
6.3.2 恒压热效应、焓及焓变 171
6.3.3 恒容反应热和恒压反应热的关系 173
6.3.4 赫斯定律 175
6.3.5 赫斯定律的应用——反应热的求算 177
6.4 热力学第二定律 181
6.4.1 化学反应进行的方向 182
6.4.2 反应焓变对反应方向的影响 183
6.4.3 状态函数——熵 184
6.4.4 状态函数——吉布斯自由能和自发过程的判据 189
总结与展望 195
思考题 196
习题 197
第7章 化学动力学基础 201
引言 201
7.1 化学反应速率的定义 202
7.1.1 平均反应速率 202
7.1.2 瞬时反应速率 203
7.2 化学反应机理 205
7.2.1 基元反应 205
7.2.2 反应速率理论简介 206
7.3 浓度对化学反应速率的影响 209
7.3.1 基元反应：质量作用定律 209
7.3.2 非基元反应：反应速率方程 210
7.3.3 反应级数和反应速率常数 210
7.3.4 常见的反应 213
7.3.5 复杂反应的近似处理方法 218
7.4 温度对化学反应速率的影响 220
7.5 催化反应与催化剂 224
7.5.1 催化反应与催化剂简介 224
7.5.2 均相催化反应 225
7.5.3 多相催化反应 226
7.5.4 酶催化反应 226
7.5.5 催化剂的特征 226
总结与展望 227
思考题 228
习题 228
第8章 化学平衡 232
引言 232
8.1 化学反应的可逆性 232
8.1.1 化学反应进行的方向 232
8.1.2 化学平衡状态 234
8.2 化学平衡常数 237
8.2.1 经验平衡常数 237
8.2.2 标准平衡常数 239
8.2.3 平衡转化率 241
8.3 化学反应等温式 242
8.3.1 反应商与范特霍夫等温式 243
8.3.2 标准平衡常数$K^\ominus$与反应商、$\Delta_\mathrm{r}G_\mathrm{m}^\ominus$的关系 245
8.3.3 多重平衡原理 246
8.3.4 反应商判据 248
8.4 化学平衡的移动 249
8.4.1 浓度对化学平衡的影响 249
8.4.2 压强和体积对化学平衡的影响 250
8.4.3 温度对化学平衡的影响 252
8.4.4 平衡移动原理 254
总结与展望 254
思考题 255
习题 255
第9章 酸碱反应 258
引言 258
9.1 酸碱理论 258
9.1.1 酸碱电离理论 258
9.1.2 酸碱质子理论 259
9.1.3 酸碱电子理论 261
9.1.4 酸碱溶剂体系理论 261
9.2 弱酸和弱碱的解离平衡 262
9.2.1 一元弱酸、弱碱的解离平衡 262
9.2.2 水的解离平衡和溶液的pH标度 265
9.2.3 多元弱酸、弱碱的解离平衡 267
9.2.4 缓冲溶液 270
9.3 盐的水解 273
9.3.1 水解平衡的计算 273
9.3.2 影响水解度的因素 277
9.4 超强酸和超强碱 278
9.4.1 超强酸 278
9.4.2 超强碱 279
总结与展望 280
思考题 280
习题 280
第10章 沉淀溶解平衡 283
引言 283
10.1 溶度积 283
10.1.1 沉淀溶解平衡与溶度积 283
10.1.2 溶度积和溶解度的关系 284
10.1.3 溶度积原理 285
10.1.4 盐效应对溶解度的影响 286
10.1.5 同离子效应对溶解度的影响 286
10.2 沉淀生成的计算和应用 287
10.2.1 预测两种溶液混合时是否会形成沉淀 287
10.2.2 分离溶液中的离子 288
10.3 沉淀的溶解与转化 288
10.3.1 沉淀在酸中的溶解 289
10.3.2 沉淀的转化 290
10.4 沉淀的形成过程 292
10.4.1 晶核形成与长大 292
10.4.2 沉淀的类型和性质 292
10.4.3 共沉淀 293
总结与展望 295
思考题 295
习题 295
第11章 氧化还原反应 297
引言 297
11.1 氧化还原反应概念和方程式 297
11.1.1 化合价和氧化数 297
11.1.2 氧化还原反应的基本概念 299
11.1.3 氧化还原反应方程式的配平 300
11.2 原电池和电极 303
11.2.1 原电池的构造及电池符号 303
11.2.2 电极电势 305
11.2.3 原电池的电动势及测定 306
11.2.4 标准电极电势 307
11.2.5 电极 309
11.3 电池反应的热力学 310
11.3.1 电池电动势$E^\ominus$与电池反应$\Delta_\mathrm{r}G_\mathrm{m}^\ominus$的关系 310
11.3.2 电池电动势$E^\ominus$与化学反应标准平衡常数$K^\ominus$之间的关系 311
11.3.3 能斯特方程 313
11.4 影响电极电势的因素 315
11.4.1 浓度对电极电势的影响 315
11.4.2 溶液pH对电极电势的影响 316
11.4.3 沉淀生成对电极电势的影响 321
11.4.4 配合物生成对电极电势的影响 322
11.5 电极电势的应用 322
11.5.1 判断物质的氧化还原能力 322
11.5.2 判断化学反应的方向 324
11.5.3 确定氧化还原反应的限度 325
11.6 图解法讨论电极电势 325
11.6.1 元素电势图及其应用 325
11.6.2 自由能？氧化数图及应用 327
11.7 电解池与法拉第定律 331
11.7.1 电解池 331
11.7.2 法拉第定律 331
11.7.3 分解电压与超电势 332
11.8 化学电源 333
11.8.1 一次电池 334
11.8.2 二次电池 335
总结与展望 340
思考题 340
习题 340
第12章 配位化学基础 344
引言 344
12.1 配位化合物的基本概念 344
12.1.1 配位化合物的定义 344
12.1.2 配位化合物的构成 344
12.1.3 配位原子与配位数 345
12.1.4 配体的类型 345
12.1.5 配合物的类型 348
12.2 配合物的化学式和命名 353
12.2.1 配合物的化学式书写和命名规则 353
12.2.2 内界的命名规则 354
12.2.3 内界中配体的顺序规则 354
12.3 配合物的空间构型 355
12.3.1 配合物的几何构型 355
12.3.2 配合物的异构现象 357
12.4 配合物的化学键理论 360
12.4.1 配合物的磁性 360
12.4.2 价键理论 361
12.4.3 配合物的晶体场理论 366
12.5 配位反应和配位解离平衡 376
12.5.1 配位反应和配位解离 376
12.5.2 配位平衡的移动 378
12.5.3 影响配位单元稳定性的因素 383
总结与展望 385
思考题 386
习题 387
参考书目 389
附录 390
附录1 常用物理化学常数 390
附录2 常用换算关系 390
附录3 元素的中英文名称、符号及其原子半径、电负性 391
附录4 元素的基态原子核外电子排布、第一电离能$I_1$及第一电子亲和能$A_1$ 394
附录5 常见化学键键能 397
附录6 一些单质和化合物的热力学数据(298.15 K，100 kPa) 398
附录7 一些弱酸、弱碱的解离平衡常数 403
附录8 部分难溶化合物的溶度积(298.15 K) 406
附录9 某些物质的标准摩尔燃烧焓(298.15 K) 407
附录10 部分配位化合物的稳定常数(298.15 K) 409
附录11 标准电极电势(298.15 K) 410
京公网安备 11010102004214号