無機及分析化學(2013年11月化學工業出版社出版的圖書)

成書過程

修訂過程

為了適應教學需要，更好地培養環境與材料類專業技術人員，切實加強學生專業基礎理論知識，掌握現代無機化學和化學分析領域中與所學專業相關的新理論、新標準、新技術，為後續課程的學習做好鋪墊，編者在教學實踐的基礎上，編寫了該教材。

該教材由吳小琴教授、陳燕清、周韋、羅艷博士編著。具體編寫安排是：陳燕清（第4、8、9、12章及附錄一、五）；周韋、羅艷（第5、6、7、10章及附錄四、六、七、八）；吳小琴（第1、2、3、11章、其他章節的部分習題，該教材的其他內容），統稿。

該教材由南昌航空大學環境與化學工程學院院長顏流水教授主審，並提出了修改意見，編者根據審稿意見作了修改。該教材由南昌航空大學教材建設基金資助出版，並得到了南昌航空大學、教務處和環化學院相關領導與同仁的幫助。

出版工作

2013年11月，該教材由化學工業出版社出版。

出版社工作人員

責任編輯	文字編輯	裝幀設計	責任校對
劉俊之	顏克儉	劉麗華	陶燕華

內容簡介

全書共12章內容，依次為：緒論，化學反應中的能量變化，化學反應的基本原理，定量分析基礎，酸鹼平衡與酸鹼滴定法，沉澱溶解平衡與沉澱滴定法，氧化還原平衡與氧化還原滴定法，原子結構和元素周期表，化學鍵與分子結構，配位平衡與配位滴定法，元素選述，紫外可見分光光度法。

教材目錄

第1章緒論

Chapter 1Introduction
1.1概述1
1.1.1化學的起源、研究對象及學科地位1
1.1.2化學變化的基本特徵2
1.1.3化學的基礎分支學科2
1.1.4化學帶來的問題與未來發展趨勢6
1.2無機及分析化學課程的基本內容和任務6
1.2.1基本內容6
1.2.2任務6
1.3本課程與環境和材料工程類各專業的聯繫6
1.4無機及分析化學課程的學習方法7
[閱讀材料]理工科大學新生怎樣自主學習8
思考題8
第2章化學反應中的能量變化
Chapter 2Energy Changes in Chemical Reactions
2.1概念與術語9
2.1.1系統與環境9
2.1.2過程與途徑9
2.1.3狀態與狀態函式9
2.1.4熱Q和功W10
2.1.5熱力學能U和焓H10
2.2熱化學11
2.2.1化學反應中的能量變化——反應熱(反應熱效應)11
2.2.2熱化學反應方程式12
2.2.3熱化學定律13
2.2.4標準摩爾生成焓ΔfHm及標準摩爾燃燒焓ΔcHm14
2.3化學反應熱效應的理論計算15
2.3.1利用標準摩爾生成焓的數據計算15
2.3.2利用標準摩爾燃燒焓的數據計算15
2.3.3利用標準摩爾生成焓或標準摩爾反應焓變數據，根據蓋斯定律計算15
[閱讀材料]鋰離子電池中的熱效應16
思考題與習題17
第3章化學反應的基本原理
Chapter 3Basic Principle of Chemical Reactions
3.1化學反應的自發性及其判斷18
3.1.1自發過程及其特點18
3.1.2自然界的兩條基本定律18
3.1.3混亂度與熵的概念19
3.1.4焓變判據和熵變判據20
3.1.5摩爾反應吉布斯自由能變和化學反應的方向20
3.1.6吉布斯方程的套用22
3.2化學反應的限度——化學平衡23
3.2.1可逆反應與化學平衡23
3.2.2分壓定律和化學平衡常數24
3.2.3吉布斯自由能變與標準平衡常數27
3.2.4化學平衡的移動29
3.3化學反應的速率30
3.3.1化學反應速率及表示方法30
3.3.2反應速率理論簡介31
3.3.3影響化學反應速率的因素34
[閱讀材料]光化學反應與光催化劑36
思考題與習題36
第4章定量分析基礎
Chapter 4The Basic of Quantitative Analysis
4.1分析化學的定義、歷史、任務和作用39
4.2定量分析方法的分類與選擇 39
4.2.1化學分析方法39
4.2.2儀器分析方法40
4.3定量分析的過程及分析結果的表示41
4.3.1分析化學過程41
4.3.2定量分析結果的表示41
4.4定量分析中的誤差42
4.4.1準確度和精密度42
4.4.2定量分析誤差產生的原因44
4.4.3提高分析結果準確度的方法45
4.5有效數字的運算規則46
4.5.1有效數字46
4.5.2有效數字的運算規則46
4.6有限實驗數據的統計處理47
4.7滴定分析法概述49
4.7.1滴定分析法的特點49
4.7.2滴定分析對化學反應的要求和滴定方式50
4.7.3基準物質和標準溶液51
4.7.4滴定分析的計算51
[閱讀材料]以數理統計法對化學分析中實驗數據差異性的研究52
思考題與習題53
第5章酸鹼平衡與酸鹼滴定法
Chapter 5Acidbase Equilibrium and Acidbase Titration
5.1經典酸鹼理論56
5.2酸鹼質子理論56
5.2.1共軛酸鹼56
5.2.2酸鹼反應57
5.3弱酸、弱鹼解離平衡57
5.3.1一元弱酸、弱鹼的解離平衡57
5.3.2多元弱酸、弱鹼的解離平衡58
5.3.3同離子效應和鹽效應58
5.3.4共軛酸鹼對的Ka與Kb的關係58
5.4酸鹼平衡體系中有關組分濃度的計算59
5.4.1分布係數與分布曲線60
5.4.2溶液酸度的計算61
5.5酸鹼緩衝溶液64
5.5.1酸鹼緩衝溶液的作用原理65
5.5.2酸鹼緩衝溶液的pH計算65
5.5.3緩衝容量和緩衝範圍66
5.5.4緩衝溶液的配製66
5.6酸鹼滴定法66
5.6.1酸鹼指示劑66
5.6.2酸鹼滴定法的基本原理69
5.7酸鹼滴定法的套用74
5.7.1酸鹼標準溶液的配製與標定74
5.7.2套用實例74
[閱讀材料]酸鹼滴定分析在聚醯胺胺表征中的套用77
思考題與習題79
第6章沉澱溶解平衡與沉澱滴定法
Chapter 6Precipitationsolubility Equilibrium and Precipitation Titration
6.1難溶電解質的溶度積和溶度積規則83
6.1.1難溶電解質的溶度積83
6.1.2溶解度和溶度積的相互換算83
6.1.3溶度積規則84
6.2沉澱溶解平衡的移動85
6.2.1同離子效應和鹽效應對沉澱溶解平衡的影響85
6.2.2沉澱生成86
6.2.3沉澱的溶解86
6.2.4分步沉澱87
6.2.5沉澱轉化88
6.3重量分析法88
6.3.1重量分析法簡介88
6.3.2沉澱的形成89
6.3.3影響沉澱純度的因素90
6.3.4沉澱條件的選擇及減少沉澱沾污的方法91
6.3.5沉澱的過濾、洗滌、烘乾或灼燒92
6.3.6重量分析對沉澱的要求92
6.3.7重量分析的計算和套用實例93
6.4沉澱滴定法93
6.4.1莫爾法94
6.4.2佛爾哈德法95
6.4.3法揚斯法95
6.4.4銀量法的套用97

[閱讀材料]鐵基非晶合金鐵矽硼中矽和硼的測定97

思考題與習題98

第7章氧化還原反應與氧化還原滴定法

Chapter 7Redox Equilibrium and Redox Titration
7.1氧化還原反應方程式的配平101

7.1.1氧化數法101

7.1.2離子電子法102

7.2電極電勢103
7.2.1原電池103
7.2.2電極電勢104
7.3電極電勢的套用107
7.3.1判斷原電池的正、負極及計算原電池的電動勢107
7.3.2判斷氧化還原反應自發進行的方向107
7.3.3判斷氧化還原反應進行的次序108
7.3.4判斷氧化還原反應進行的完全程度108
7.4元素標準電極電勢圖及其套用109
7.4.1元素標準電極電勢圖109
7.4.2元素標準電極電勢圖的套用110
7.5氧化還原反應的速率及其影響因素110
7.6氧化還原滴定法111
7.6.1方法概述111
7.6.2條件電極電勢111
7.6.3氧化還原滴定曲線112
7.6.4氧化還原指示劑114
7.6.5氧化還原預處理115
7.7常用氧化還原滴定法115
7.7.1高錳酸鉀法115
7.7.2重鉻酸鉀法117
7.7.3碘量法117
[閱讀材料]氧化還原法處理冶金綜合電鍍廢水120

思考題與習題121

第8章原子結構和元素周期表

Chapter 8Atomic Structure and Element Periodic Table
8.1原子核外電子的運動狀態125
8.1.1氫原子光譜和玻爾理論125
8.1.2微觀粒子的波粒二象性和測不準原理127
8.1.3波函式和原子軌道129
8.1.4波函式和電子云的空間圖形130
8.1.5四個量子數及其對原子核外電子運動狀態的描述132
8.2多電子原子結構134
8.2.1近似能級圖134
8.2.2核外電子排布的規律136
8.2.3核外電子排布和元素周期系136
8.3元素基本性質的周期性138
8.3.1原子半徑138
8.3.2電離勢139
8.3.3電子親和勢140
8.3.4電負性141
[閱讀材料]原子態與金屬態貴金屬化學穩定性的差異142
思考題與習題143
第9章化學鍵與分子結構
Chapter 9Chemical Bond and Molecular Structure
9.1離子鍵145
9.1.1離子鍵的形成與特點145
9.1.2晶格能146
9.1.3離子的電荷、電子構型和半徑147
9.1.4離子的極化148
9.2共價鍵149
9.2.1現代價鍵理論149
9.2.2分子軌道理論153
9.3共價鍵的極性和分子的極性158
9.3.1極性鍵和非極性鍵158
9.3.2極性分子和非極性分子158
9.4金屬鍵理論159
9.5分子間力和氫鍵160
9.5.1分子間力160
9.5.2氫鍵162
[閱讀材料]功能高分子微球選擇性清除環境毒素164
思考題與習題165
第10章配位平衡與配位滴定法
Chapter 10Coordination Equilibrium and Complexometry
10.1配合物的基本知識167
10.1.1配合物的基本概念及組成167
10.1.2配合物的命名168
10.1.3配合物的類型169
10.2配合物的價鍵理論171
10.2.1配合物中的化學鍵171
10.2.2配合物的空間構型171
10.2.3外軌型配合物與內軌型配合物173
10.3配位平衡173
10.3.1配合物的離解平衡173
10.3.2配離子的穩定常數174
10.3.3配位平衡的移動175
10.4配位化合物的套用177
10.4.1在分析化學中的用途177
10.4.2在冶金工業中的套用178
10.4.3在醫學方面的套用178
10.5配位滴定法179
10.5.1配位滴定法概述179
10.5.2EDTA與金屬離子配合物的穩定性180
10.5.3金屬指示劑184
10.5.4配位滴定原理187
10.5.5配位滴定的方式及其套用192
[閱讀材料]淺談EDTA在水泥化學分析中的套用194
思考題與習題195
第11章元素選述
Chapter 11Descriptions of the Selected Elements
11.1環境污染和常見有毒無機物199
11.1.1砷及其無機化合物199
11.1.2鉻及其無機化合物202
11.1.3汞及其無機化合物206
11.1.4鎘及其化合物210
11.1.5鉛及其化合物211
11.2材料關鍵元素及其無機化合物216
11.2.1鐵及其化合物216
11.2.2碳及其無機化合物220
[閱讀材料]石墨烯和碳納米管的結構與性能簡介226
11.2.3矽及其無機化合物229
[閱讀材料]光伏材料234
思考題與習題235
第12章紫外可見分光光度法
Chapter 12UVVIS Spectrometry
12.1概述238
12.1.1電磁波譜238
12.1.2物質的顏色與光的關係239
12.2光吸收的基本定律240
12.2.1朗伯比爾定律240
12.2.2偏離朗伯比爾定律的原因241
12.3顯色反應及其影響因素242
12.3.1顯色反應與顯色劑242
12.3.2影響顯色反應的因素242
12.4光度分析法及其儀器243
12.4.1目視比色法243
12.4.2分光光度法及分光光度計243
12.4.3吸光光度法測量條件的選擇246
12.5紫外可見分光光度法測定方法247
12.6吸光光度法的套用249
[閱讀材料]比值導數法同時測定污水中的苯酚和苯胺250
思考題與習題251
附錄
附錄一本書採用的法定計量單位253
附錄二基本物理常量、化學分析術語和本書使用的其他符號與名稱254
附錄三常見物質的ΔfHm、ΔfGm和Sm261
附錄四弱酸、弱鹼的解離平衡常數K275
附錄五幾種常用緩衝溶液的配製276
附錄六常見難溶化合物的溶度積常數276
附錄七標準電極電勢（298.15K）及一些電對的條件電極電勢278
附錄八金屬有機配位體配合物的穩定常數282
附錄九常用化合物的相對分子質量285
參考文獻
元素周期表

（註：目錄排版順序為從左列至右列）

教學資源

該教材有配套教材——《無機及分析化學學習要點與習題解》。

書名	書號	出版社	出版時間	作者
《無機及分析化學學習要點與習題解》	978-7-122-24667-7	化學工業出版社	2015年9月	吳小琴、陳燕清、周韋等

教材特色

該教材注意工科專業特點，編寫既體現科學性、理論課“知其所以然”的宗旨；又注意適用性以強化本課程與專業課之間的聯繫。在內容上，將原工科無機化學和分析化學的基本內容最佳化組合成為一個新的體系。同時針對工科環境與材料類專業的本科教學，引入相關專業中無機化學與化學分析領域中的知識和科研成果。

在教材內容的安排上，該教材的編寫力求做到以下幾點：

與不同層次的“無機及分析化學”課程教學大綱匹配；
同時以“閱讀材料”的方式引入與授課專業（環境、給排水、高分子材料工程，金屬材料及熱處理、金屬腐蝕與防護）相關的無機及分析化學方面的新知識和新成果；
該教材內容的起點與中學化學教材無機和分析內容相銜接，也為後續相關專業課留下接口；
針對工科環境與材料類專業的本科教學；反映了相關專業中無機化學與化學分析領域中的科學技術成果；
體現學術價值，理論課“知其所以然”宗旨；強化本課程與專業課之間的聯繫。

無機及分析化學(2013年11月化學工業出版社出版的圖書)

基本介紹