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§14-4 晶体缺陷和非整比化合物 331

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 382

（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 16

§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 18

（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 139

（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 153

（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 156

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 392

§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Ka142

（二）碱度常数Kb143

（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