无机及分析化学(高等学校十三五规划教材)

《无机及分析化学》是高等学校“十三五”规划教材，全书共分14章，包括气体、化学热力学初步与化学平衡、定量分析化学导论、电离平衡及酸碱滴定、沉淀溶解平衡和沉淀滴定及重量分析法、氧化还原反应及氧化还原滴定、原子结构、分子结构、配位反应及配位滴定、氢及稀有气体、s区元素、p区元素、d区元素、f区元素等内容。本书注重基础知识，秉持精选原则。在充分体现两个二级学科(无机化学和分析化学)特色的同时，注重将这两个学科的知识充分融合，避免重复。书中对例题和习题的选择注重结合实际，还在部分章节后面加入了拓展阅读材料，以增强学生的学习兴趣。 《无机及分析化学》的特色是体现了无机化学与分析化学的紧密联系，具有较好的科学性、整体性和系统性。部分习题附有答案，以二维码形式呈现。 《无机及分析化学》可作为高等院校环境、地理、生物、水利等专业学生的教材。

张玲，济南大学，教师、副教授，本科毕业于山东师范大学化学教育专业，在教学教法方面具有较重扎实的理论基础。2005年于山东大学毕业，获博士学位，发表SCI科研论文20余篇，其中第*作者的9篇。在济南大学环境工程专业任教13年，先后讲授《大气污染控制工程》等多门环境工程专业课程，其中连续教授《无机及分析化学》9年。在这9年的教学中发现了本课程教材中存在的诸多问题，为本书的书写打下了良好的基础。

第1章气体 / 1 1.1理想气体状态方程1 1.2气体分压定律2 1.2.1分体积、体积分数与摩尔分数2 1.2.2分压定律3 1.2.3分压定律的应用5 1.3气体扩散定律6 *1.4真实气体状态方程6 阅读材料：物质状态7 习题9 第2章化学热力学初步与化学平衡 / 10 2.1基本概念11 2.1.1体系与环境11 2.1.2状态与状态函数11 2.1.3体系的性质12 2.2热力学第一定律和热化学12 2.2.1热力学第一定律12 2.2.2焓(H)13 2.2.3热化学14 2.3化学反应的方向17 2.3.1反应的自发性17 2.3.2混乱度和熵17 2.3.3熵变和化学反应的方向——热力学第二定律18 2.3.4化学反应的可逆性与化学平衡20 2.3.5范特霍夫(Van′t Hoff)化学反应等温方程式21 2.3.6化学平衡的移动22 阅读材料：化学平衡研究简介24 习题25 第3章定量分析化学导论 / 27 3.1分析方法的分类27 3.2定量分析过程和分析结果的表示28 3.2.1定量分析过程28 3.2.2定量分析结果的表示29 3.3定量分析误差30 3.3.1误差产生的原因及减免方法30 3.3.2误差的表示方法31 3.4有效数字及计算规则32 3.5定量分析结果的数据处理35 3.6滴定分析法概述38 3.6.1滴定分析法38 3.6.2滴定分析法的分类39 3.6.3溶液的分类和浓度表示法40 3.6.4滴定分析的计算42 习题43 第4章电离平衡及酸碱滴定 / 46 *4.1酸碱理论46 4.2酸碱质子理论47 4.2.1酸碱质子理论的基本概念47 4.2.2酸碱反应48 4.3水的电离和溶液的pH值48 4.3.1水的电离48 4.3.2溶液的pH值49 4.3.3强酸、强碱溶液的pH值49 4.4弱电解质的电离平衡50 4.4.1解离常数及一元弱酸、弱碱的电离50 4.4.2电离度52 4.4.3电离常数的应用52 4.4.4同离子效应和盐效应55 4.4.5多元弱酸、弱碱的电离55 4.5盐溶液的水解58 4.5.1弱酸强碱盐58 4.5.2弱碱强酸盐59 4.5.3弱酸弱碱盐59 4.5.4弱酸的酸式盐(两性物质)61 4.5.5强酸强碱盐62 4.5.6强电解质溶液62 4.6缓冲溶液63 4.6.1缓冲溶液的的定义63 4.6.2缓冲作用原理64 4.6.3缓冲溶液pH值64 4.7酸碱滴定法67 4.7.1酸碱滴定终点指示方法67 4.7.2酸碱滴定原理68 4.8酸碱滴定法的应用73 阅读材料：软硬酸碱理论74 习题75 第5章沉淀溶解平衡和沉淀滴定及重量分析法 / 78 5.1溶度积78 5.1.1溶解度78 5.1.2溶度积78 5.1.3溶度积和溶解度的关系79 5.2沉淀的生成与溶解80 5.2.1溶度积规则80 5.2.2影响沉淀溶解度的主要因素81 5.2.3沉淀的生成83 5.2.4沉淀的溶解84 5.3两种沉淀之间的平衡87 5.3.1分步沉淀87 5.3.2沉淀转化88 5.4沉淀滴定法88 5.4.1银量法88 5.4.2银量法的应用91 *5.5重量分析法91 5.5.1重量分析法概述91 5.5.2重量分析法对沉淀的要求92 5.5.3影响沉淀纯度的主要因素92 5.5.4沉淀的类型及沉淀的形成过程93 5.5.5沉淀条件的选择94 5.5.6沉淀称量前的处理95 5.5.7重量分析结果的计算95 习题96 第6章氧化还原反应及氧化还原滴定 / 99 6.1氧化还原反应的基本概念99 6.1.1氧化数99 6.1.2氧化与还原的基本概念和化学方程式的配平100 6.2原电池和原电池的能量变化101 6.2.1原电池101 *6.2.2原电池的能量变化103 6.2.3原电池电动势的理论计算103 6.3标准电极电势104 6.3.1电极电势差104 6.3.2标准电极电势105 6.4Nernst方程106 6.4.1原电池标准电极电势的理论计算106 6.4.2Nernst方程107 6.4.3影响电极电势的因素108 6.5电极电势的应用109 6.5.1判断氧化剂和还原剂的相对强弱109 6.5.2判断氧化还原反应的方向110 6.5.3氧化还原反应平衡常数111 6.6元素电势图及其应用112 6.6.1元素电势图112 6.6.2元素电势图的应用113 6.7氧化还原滴定法115 6.7.1滴定曲线115 6.7.2氧化还原滴定指示剂117 6.7.3常用的氧化还原滴定方法118 习题122 第7章原子结构 / 125 7.1核外电子运动状态125 7.1.1核外电子运动的量子化特征——氢原子光谱和玻尔理论125 7.1.2微观粒子运动的基本特征127 7.1.3核外电子运动状态的描述128 7.2原子核外电子的排布和元素周期表132 7.2.1多电子原子的能级132 7.2.2核外电子的排布134 7.2.3原子的电子层结构和元素周期性135 7.3元素基本性质的周期性变化规律136 7.3.1原子半径136 7.3.2电离能137 7.3.3电子亲合能137 7.3.4电负性138 习题138 第8章分子结构 / 140 8.1化学键参数和分子的性质140 8.1.1键参数140 8.1.2分子的性质141 8.2离子键142 8.2.1离子键的形成和本质142 8.2.2离子型化合物生成过程的能量变化143 8.2.3离子极化理论144 8.3共价键146 8.3.1现代价键理论147 8.3.2杂化轨道理论149 8.3.3价层电子对互斥理论152 *8.3.4分子轨道理论153 *8.4金属键155 8.4.1自由电子理论155 8.4.2金属能带理论156 8.5分子间作用力和氢键157 8.5.1分子间作用力157 8.5.2氢键158 8.6晶体内部结构159 习题160 第9章配位反应及配位滴定 / 162 9.1配位化合物的基本概念162 9.1.1配位化合物的定义162 9.1.2配合物的组成163 9.1.3配位化合物的命名166 9.2配合物的化学键理论166 9.2.1价键理论要点166 9.2.2外轨型配合物和内轨型配合物170 *9.2.3晶体场理论171 9.3溶液中配合物的稳定性174 9.3.1配合物的稳定常数174 9.3.2配合物稳定常数的应用174 9.3.3配合物的逐级稳定常数和累积稳定常数177 9.3.4配位反应的副反应系数178 9.3.5配位平衡的移动181 9.4配位滴定法182 9.4.1配位滴定法概述182 9.4.2绘制滴定曲线182 9.4.3影响突跃范围的因素184 9.4.4准确滴定的条件185 9.4.5酸效应曲线与酸度控制185 9.4.6金属离子指示剂186 *9.4.7提高配位滴定法选择性的方法188 阅读材料：配合物的应用191 习题192 第10章氢及稀有气体 / 194 10.1氢194 10.1.1氢的概述194 10.1.2氢的存在和物理性质194 10.1.3氢的成键特征195 10.1.4氢的化学性质和氢化物195 *10.1.5氢能源196 10.2稀有气体196 10.2.1稀有气体的发展简史196 10.2.2稀有气体的性质和用途197 10.2.3稀有气体的化合物197 10.2.4稀有气体化合物的结构198 习题199 第11章s区元素 / 200 11.1s区元素概述200 11.2s区元素的单质200 11.2.1单质的物理性质200 11.2.2单质的化学性质201 11.2.3焰色反应201 11.3s区元素的化合物201 11.3.1氢化物201 11.3.2氧化物202 11.3.3氢氧化物202 11.3.4重要盐类及其性质203 11.4锂、铍的特殊性——对角线规则203 阅读材料：稀有金属204 习题204 第12章p区元素 / 206 12.1p区元素概述206 12.2硼族元素207 12.2.1硼族元素的单质207 12.2.2硼的化合物207 12.2.3铝的化合物209 12.3碳族元素209 12.3.1碳族元素概述209 12.3.2碳族元素的单质210 12.3.3碳的化合物210 12.3.4硅的化合物212 12.3.5锡、铅的化合物213 12.4氮族元素214 12.4.1氮族元素概述214 12.4.2氮族元素的单质214 12.4.3氮的化合物215 12.4.4磷的化合物219 *12.4.5砷分族元素219 12.5氧族元素221 12.5.1氧族元素概述221 12.5.2氧的化合物221 12.5.3硫的化合物222 12.6卤族元素225 12.6.1卤素概述225 12.6.2卤素单质225 12.6.3卤化物225 12.6.4卤化氢及氢卤酸226 12.6.5卤素的重要含氧酸227 阅读材料：无机含氧酸的命名规则229 习题229 第13章d区元素 / 232 13.1d区元素概述232 13.2钛副族和钒副族234 13.2.1钛副族234 *13.2.2钒副族元素236 13.3铬副族和锰副族238 13.3.1铬副族238 13.3.2锰副族242 13.4铁系元素和铂系元素244 13.4.1第Ⅷ族元素概述244 13.4.2铁系元素244 *13.4.3铂系元素251 13.5铜族和锌族元素252 13.5.1铜族元素252 13.5.2锌族元素255 阅读材料：过渡金属元素材料258 习题259 *第14章f区元素 / 262 14.1f区元素概述262 14.2镧系元素262 14.3锕系元素264 阅读材料：环境污染265 习题266 附录 / 267 附录Ⅰ常见单质和无机物的ΔfHm、ΔfGm和标准摩尔熵Sm(298.15K，100kPa)267 附录Ⅱ弱酸、弱碱在水中的解离常数(25℃、I=0)268 附录Ⅲ难溶电解质的溶度积常数(18～25℃)*269 附录Ⅳ标准电极电势表269 附录Ⅴ常见金属配合物的累积稳定常数(I=0，20～25℃)275 附录ⅥEDTA酸效应系数278 附录Ⅶ原子(离子)半径(pm)278 附录Ⅷ元素的电负性278 附录Ⅸ某些试剂溶液的配制279 参考文献 / 281