无机与分析化学教程(第4版化学工业出版社十四五普通高等教育规划教材)

《无机与分析化学教程》（第四版） 凸显了无机化学与分析化学学科融合的精髓， 分为物质结构基础、化学反应原理、元素化学三大基础模块。物质结构基础部分包含原子结构、化学键、分子及晶体结构；化学反应原理包括四大化学平衡（酸碱平衡、配位平衡、氧化还原平衡、沉淀平衡） 及其在分析中的应用； 元素化学分主族元素和副族元素论述， 比较简明，以突出元素的共性为主；最后一章对化学分析中常用的分离方法进行了简单介绍。每章后的阅读拓展中升级了相关学科前沿的进展简介，以拓宽学生的视野，并体现思政内涵的导向引领。本书对重难点配有视频讲解，读者可扫码学习。 《无机与分析化学教程》（第四版） 可作为高等院校应化、化工、材料、环境、生物工程、食品、轻化工程等专业的教材，也可供农、林、医、地质、冶金、安全工程等相关专业的师生使用。

吴文源，南京工业大学，化学系副主任，教授，■ 南京大学无机化学博士；2014-2015剑桥大学化学系访问学者。 ■ 主要研究方向：（1）笼狀配合物构造的自组装和主客体研究；（2）基于草酸根的配位聚合物合成与功能；（3）晶体结构解析。 ■ 长期从事“无机与分析化学”课程的教学和建设工作。课程及教材在2010、2011年先后被省教育厅遴选为“江苏省精品课程”及“江苏省精品教材”。 ■ 2019年主持“无机与分析化学”江苏省在线开放课程建设项目；2019年带领教学团队获得第四届西浦全国教学创新大赛决赛三等奖。

第1章 绪论 1 1.1 无机化学与分析化学的任务 1 1.1.1 无机化学的任务 1 1.1.2 分析化学的任务 2 1.2 实验数据与误差 3 1.2.1 数与数据的区别 3 1.2.2 实验数据误差的来源 4 1.2.3 随机误差的减免 5 1.2.4 偏差的计算和误差的估算 6 1.2.5 准确度与精密度 9 1.3 数据的取舍及数据运算规则 9 1.3.1 Q 检验法取舍可疑数据 9 1.3.2 数据表达与运算规则 11 【阅读拓展】 13 习题 16 第2章 原子结构 18 2.1 原子的组成 18 2.1.1 玻尔理论 18 2.1.2 微观粒子的运动特征 20 2.1.3 波函数 22 2.2 核外电子的排布和元素周期系 26 2.2.1 多电子原子能级 26 2.2.2 核外电子的排布 28 2.2.3 原子的电子结构与元素周期表 31 2.3 原子性质的周期性 33 2.3.1 原子半径 33 2.3.2 电离能 35 2.3.3 电子亲和能 36 2.3.4 电负性 37 【阅读拓展】 37 习题 39 第3章 化学键、分子及晶体结构 41 3.1 化学键的分类及晶体类别 41 3.1.1 金属键及能带理论 43 3.1.2 离子键 45 3.1.3 离子极化理论 48 3.1.4 共价键 50 3.2 共价键的成键理论 57 3.2.1 价键理论 57 3.2.2 杂化轨道理论 60 3.2.3 分子轨道理论 63 3.3 分子间作用力 67 3.3.1 范德华力 68 3.3.2 氢键 69 3.3.3 分子晶体 72 【阅读拓展】 72 习题 75 第4章 化学平衡 77 4.1 化学平衡的基本概念 77 4.1.1 可逆反应与化学平衡状态 77 4.1.2 化学平衡常数 77 4.1.3 平衡常数计算示例 79 4.2 化学平衡的移动 80 4.2.1 浓度对化学平衡的影响 80 4.2.2 勒·夏特列原理 82 4.2.3 压力对化学平衡的影响 82 4.2.4 惰性气体引入对平衡的影响 83 4.2.5 温度对化学平衡的影响 85 4.3 化学反应速率 85 4.3.1 化学反应速率的概念及表达式 85 4.3.2 影响反应速率的因素 86 4.3.3 反应速率理论简介 90 4.3.4 催化作用 90 4.3.5 化学反应速率与化学平衡原理的综合应用 91 【阅读拓展】 91 习题 93 第5章 酸碱平衡及酸碱滴定法 96 5.1 酸碱理论与酸碱平衡 96 5.1.1 酸碱理论的发展概述 96 5.1.2 酸碱的共轭关系 97 5.1.3 酸碱平衡常数 98 5.2 酸碱平衡的移动 99 5.2.1 酸度对酸碱平衡移动的影响 99 5.2.2 浓度对酸碱平衡移动的影响 99 5.2.3 同离子效应及缓冲溶液原理 100 5.2.4 温度对酸碱平衡移动的影响 100 5.2.5 盐效应 100 5.3 酸碱平衡中的计算 100 5.3.1 分布系数与分布曲线 100 5.3.2 酸碱平衡计算中的平衡关系 102 5.3.3 一元酸(碱)水溶液的pH值计算 104 5.3.4 两性物质水溶液pH的计算 106 5.3.5 缓冲溶液pH的计算 107 5.4 酸碱滴定分析 110 5.4.1 滴定法的基本原理及必须解决的基本问题 110 5.4.2 滴定分析中的酸碱反应 110 5.4.3 酸碱标准溶液浓度的确定 111 5.4.4 酸碱滴定曲线与滴定突跃 112 5.4.5 酸碱指示剂和终点的判断 115 5.4.6 滴定法中的计算 117 5.5 酸碱滴定法的应用示例 119 5.5.1 双指示剂法测定混合碱试样 119 5.5.2 磷的测定 121 5.5.3 弱酸的测定 122 5.5.4 铵盐的测定 122 5.5.5 氟硅酸钾法测定SiO2 含量 123 【阅读拓展】 123 习题 126 第6章 配位化合物与配位滴定法 129 6.1 配位化合物的基本概念 129 6.1.1 配位化合物的组成 129 6.1.2 配合物的命名 131 6.1.3 配合物的类型 132 6.1.4 配合物的空间异构现象 133 6.2 配位化合物的化学键理论 135 6.2.1 配位化合物的价键理论 135 6.2.2 配位化合物的晶体场理论 138 6.3 配合物在溶液中的解离平衡 144 6.3.1 配合物的平衡常数 144 6.3.2 配位平衡中的有关计算 144 6.3.3 影响配位平衡的主要因素 145 6.3.4 配合物的表观稳定常数 147 6.4 配合物的分析应用———配位滴定法 149 6.4.1 配位滴定法概述 149 6.4.2 EDTA的性质及其配合物 149 6.4.3 配位滴定分析中的配位反应 151 6.4.4 EDTA标准溶液浓度的确定 153 6.4.5 EDTA滴定曲线与滴定突跃 154 6.4.6 金属离子指示剂与滴定终点判断 157 6.4.7 EDTA滴定法中的有关计算 160 6.5 配位滴定法的应用 160 6.5.1 提高配位滴定选择性 160 6.5.2 配位滴定的滴定方式 163 【阅读拓展】 164 习题 166 第7章 氧化还原反应与氧化还原滴定法 169 7.1 氧化还原方程式的配平 169 7.1.1 氧化数 169 7.1.2 原电池 171 7.1.3 氧化还原方程式的配平 172 7.2 电极电位 175 7.2.1 标准电极电位 175 7.2.2 能斯特方程 177 7.2.3 条件电极电位 179 7.3 氧化还原反应进行的方向和限度 180 7.3.1 氧化还原反应进行的方向 180 7.3.2 氧化还原反应进行的程度 181 7.4 元素电位图 182 7.4.1 元素电位图中的电位计算 183 7.4.2 歧化反应及其判断 184 7.5 氧化还原反应的次序与反应速率 186 7.5.1 氧化还原反应的次序 186 7.5.2 提高氧化还原反应速率的措施 186 7.6 氧化还原滴定法 188 7.6.1 氧化还原滴定分析中的氧化还原反应 188 7.6.2 标准溶液浓度的确定 189 7.6.3 氧化还原滴定曲线与滴定突跃 191 7.6.4 氧化还原滴定终点判断与氧化还原指示剂 194 7.6.5 氧化还原滴定前的预处理 196 7.6.6 高锰酸钾法 197 7.6.7 碘量法 198 7.6.8 其他氧化还原滴定方法 199 7.7 氧化还原滴定的计算 200 7.7.1 计算基本原理 200 7.7.2 应用示例 201 【阅读拓展】 203 习题 204 第8章 沉淀平衡及其在分析中的应用 208 8.1 溶解沉淀平衡 208 8.1.1 溶度积和溶度积规则 208 8.1.2 溶度积和溶解度之间的关系 209 8.2 沉淀的形成过程 210 8.2.1 沉淀的形成 210 8.2.2 晶形沉淀条件的选择 211 8.2.3 非晶形沉淀条件的选择 212 8.3 沉淀的生成和溶解 213 8.3.1 同离子效应 213 8.3.2 酸效应 215 8.3.3 配位效应 217 8.3.4 氧化还原效应 218 8.3.5 沉淀的转化 218 8.4 沉淀的净化 219 8.4.1 沉淀沾污的原因 219 8.4.2 沉淀条件的选择 219 8.4.3 沉淀的洗涤 219 8.5 重量分析法 220 8.5.1 重量分析法的基本过程和特点 220 8.5.2 沉淀形式 220 8.5.3 称量形式 221 8.5.4 沉淀剂的选择 221 8.5.5 重量分析法中的计算 221 8.6 沉淀滴定法 222 8.6.1 莫尔法———铬酸钾指示剂法 223 8.6.2 佛尔哈德法———铁铵矾指示剂法 225 8.6.3 法扬司法———吸附指示剂法 226 8.6.4 其他沉淀滴定方法简介 227 【阅读拓展】 228 习题 230 第9章 主族元素 232 9.1 氢 232 9.1.1 氢的分布和同位素 232 9.1.2 氢气的性质 233 9.1.3 氢的成键类型及其氢化物 234 9.1.4 氢能源 235 9.2 s区元素 236 9.2.1 碱金属和碱土金属物理通性 236 9.2.2 自然界中的碱金属和碱土金属 237 9.2.3 重要化合物的性质和用途 237 9.2.4 锂、铍性质的特殊性及其对角线规则 242 9.2.5 钠、钾、钙、镁的生理作用 242 9.2.6 硬水及其软化 243 9.3 p区元素 244 9.3.1 p区元素概论 245 9.3.2 硼族元素 250 9.3.3 碳族元素 254 9.3.4 氮族元素 260 9.3.5 氧族元素 269 9.3.6 卤素 275 9.3.7 稀有气体元素 279 【阅读拓展】 281 习题 283 第10章 副族元素 286 10.1 d区元素 286 10.1.1 d区元素的通性 286 10.1.2 钛副族 289 10.1.3 钒副族 290 10.1.4 铬副族 291 10.1.5 锰副族 295 10.1.6 铁系元素 298 10.1.7 铂系元素 304 10.2 ds区元素 305 10.2.1 铜副族 305 10.2.2 锌副族 310 10.3 f区元素 317 10.3.1 镧系元素 317 10.3.2 锕系元素 321 【阅读拓展】 324 习题 326 第11章 无机与分析化学中的分离方法 328 11.1 沉淀分离法 328 11.1.1 氢氧化物沉淀分离法 328 11.1.2 无机盐沉淀分离法 329 11.1.3 有机沉淀剂分离法 330 11.2 萃取分离法 331 11.2.1 萃取的基本知识 331 11.2.2 萃取平衡和萃取定律 332 11.2.3 萃取体系 335 11.3 色谱分离法 335 11.3.1 固定相和流动相 336 11.3.2 柱色谱分离法 336 11.3.3 薄层色谱分离法 337 11.3.4 纸色谱分离法 338 11.4 离子交换分离法 338 11.4.1 离子交换树脂 338 11.4.2 离子交换过程及交换树脂的特性 339 11.4.3 离子交换分离法的操作 340 11.4.4 应用示例 342 【阅读拓展】 343 习题 346 附录 347 附录1 常见弱酸和弱碱的解离常数(298.15 K) 347 附录2 难溶电解质的溶度积常数(298.15 K) 348 附录3 标准电极电位(298.15 K) 349 附录4 金属配合物的稳定常数(298.15 K) 353 附录5 化合物分子量表 356 附录6 国际原子量表 359 附录7 常用缓冲溶液及其配制方法 360 附录8 氧化还原指示剂 361 附录9 沉淀及金属指示剂 361 附录10 金属离子的lgαM(OH)(298.15 K) 362 附录11 一些基本物理常数 362 附录12 国际单位制 (SI)单位 362 参考文献 363