课程编码:0711801

课程性质:专业基础课

适用专业:化学

    分:5学分

    时:90学时

开设学期:第12学期

 

一、教学目的

无机化学是化学专业的第一门专业基础课。对中学化学和以后专业课的学习起到承上启下的作用。无机化学是研究无机物质组成、结构、性质和变化规律的科学,研究范围极其广泛,无机化学在化学中处于基础和母体地位,且随着现代化学内容的拓展和加深及与其它学科的融合和交叉,又产生了许多分支学科。学生通过本大纲所规定的教学内容的学习,掌握化学的基本概念、基本原理,元素的单质及化合物结构、性质、制备方法及应用,为后续课程学习打好必要的专业基础。培养学生具有对一般无机化学问题进行理论分析和计算的能力,查阅、利用参考资料的能力。

二、教学重点与难点

1.重点:化学一般原理及应用,元素及化合物性质的周期性变化及其理论解释

2.难点:原子结构、化学键理论,物质性质与结构的联系

三、教学方法建议

本课程采用课堂讲授、多媒体教学、习题讨论、实验验证相结合的多种手段、方法开展教学。

四、教学内容

第一章  绪论(2学时)

教学要求:了解化学研究的对象和内容;了解研究化学的目的和方法。简单了解化学发展简史。

第一节 化学是研究物质变化的科学

一、化学研究的对象与内容

二、研究化学的目的

三、研究化学的方法

第二节 化学发展简史

一、古代化学

二、近代化学的萌芽

三、化学的现状

第三节 无机化学简介

一、无机化学的研究对象和发展

二、无机化学的任务

第二章   物质的状态(4学时)

教学要求:掌握理想气体方程、混合气体分压定律、气体扩散定律,并熟练用于有关计算。理解溶液的蒸发和溶液的沸点的概念,掌握克劳修斯—克拉贝龙方程式。一般了解实际气体状态方程式、气体分子运动论、七大晶系、十四种晶格。

第一节 气体

一、理想气体

二、实际气体状态方程式

三、气体的液化

四、气体分子的速率分布和能量分布

五、气体分子运动论

第二节  液体

一、液体的蒸发

二、液体的沸点

第三节 固体

一、晶体与非晶体

二、晶体的外形七大晶系

三 晶体的内部结构

第三章 原子结构(6学时)

教学要求:了解微观粒子的运动特点,原子轨道和电子云等概念,了解spd原子轨道的电子云图形。理解四个量子数的物理意义并熟练掌握其相互关系。掌握多电子原子的能级、学会运用原子体系中电子填充三原则顺利写出多电子原子的电子层结构,并确定元素在周期表的位置。掌握元素性质呈周期性变化的规律及原因。  

 第一节 核外电子的运动状态

    一、氢原子光谱和玻尔理论

    二、微观粒子的波粒二象性

    三、波函数和原子轨道

    四、几率密度和电子云

    五、波函数的空间图象

    六、四个量子数

    第二节 核外电子的排布和元素周期系

    一、多电子原子的能级

    二、核外电子排布的原则

    三、原子的电子层结构和元素周期系

    第三节 元素基本性质的周期性

    一、原子半径

    二、电离能

    三、电子亲合能

    四、元素的电负性

第四章 化学健与分子结构(8学时)

    教学要求:掌握离子键、共价键的形成、特点及相互区别。会用杂化轨道理论和价层电子对互斥理论说明ABn型共价分子和原子团的空间构型。能用分子轨道理论解释第二周期双原子分子或离子的结构和性质。了解物质的性质与分子结构和键参数的关系。了解四种晶体的内部结构和特征,晶体类型与物质性质的关系。掌握分子间作用力和氢键的特点,并用以解释某些物质的物理性质。了解离子极化的概念及其作用。

第一节 离子键理论

    一、离子键的形成

    二、离子健的特点

    三、离子的特征

    四、离子晶体

    五、晶格能

    第二节 共价键理论

    一、价键理论

    二、杂化轨道理论

    三、价层电子对互斥理论

    四、分子轨道理论

    五、键参数与分子的性质

    六、分子晶体和原子晶体

    第三节 金属键理论

    一、金属键的改性共价理论

    二、金属键的能带理论

    三、金属晶体

    第四节 分子间作用力

    一、极性分子与非极性分子

    二、分子间作用力(范德华力)

    三、离子的极化

    四、氢键

第五章 氢和稀有气体(自学)

    教学要求:掌握氢的物理和化学性质。一般了解稀有气体的单质的性质、用途和从空气中分离它们的方法。了解稀有气体化合物的性质和结构。

第一节 氢

    一、氢在自然界中的分布

二、氢的化合物

第二节 稀有气体

一、稀有气体发现简史

二、稀有气体的性质

三、稀有气体的化合物

第六章 化学热力学初步6学时)

教学要求:了解热力学能、焓、熵和吉布斯自由能等状态函数的概念。理解热力学第一定律、第二定律、第三定律和盖斯定律的基本内容。掌握化学反应的标准摩尔焓变的各种计算方法。掌握化学反应的标准摩尔熵变和标准摩尔自由能变的计算方法。会用△G来判断化学反应的方向,并了解温度对△G的影响。

第一节 热力学第一定律

一、热力学基本概念

二、热力学第一定律

三、可逆过程

第二节 热化学

一、化学反应的热效应

二、盖斯定律

三、生成热

四、燃烧热

五、从键能估算反应热

第三节 化学反应的方向

一、反应方向概念

二、反应焓变对反应方向的影响

三、状态函数 熵

四、状态函数 吉布斯自由能

第七章 化学反应的速率(4学时)

教学要求:了解化学反应速率的概念及反应速率的实验测定。了解基元反应、复杂反应、反应级数、反应分子数的概念。掌握浓度、温度及催化剂对反应速率的影响。了解速率方程的实验测定和阿仑尼乌斯公式的有关计算。初步了解活化能的概念及其与反应速率的关系。

    第一节 化学反应速率的定义及其表示方法

第二节 反应速率理论简介

一、碰撞理论

    二、过渡状态理论

    第三节 影响化学反应速率的因素

    一、浓度对化学反应速率的影响

    二、温度对化学反应速率的影响

    三、催化剂对化学反应速率的影响

第八章 化学平衡(4学时)

教学要求:掌握经验平衡常数和标准平衡常数的物理意义,掌握标准平衡常数与标准吉布斯自由能变的关系。掌握化学平衡移动原理及应用。掌握有关化学平衡的计算。

第一节 化学反应的可逆性和化学平衡

    第二节 平衡常数

    一、经验平衡常数

    二、平衡常数与化学反应的程度

    三、标准平衡常数

    四、标准平衡常数与化学反应的方向

    第三节 标准平衡常数Kθ与△rGθm的关系

    一、化学反应等温式

    二、△rGθm、△rGθm和△rGm的关系

    第四节 化学平衡的移动

    一、浓度对平衡的影响

    二、压强对平衡的影响

    三、温度对平衡的影响

    四、选择合理生产条件的一般原则

第九章 溶液(自学)

教学要求:掌握稀溶液的通性;了解电解质溶液的一般理论。

第一节 溶液

    一、溶液浓度的表示方法

    二、溶解度原理

    三、分配定律

    第二节 非电解质稀溶液的依数性

    一、蒸气压下降——拉乌尔(Raoult)定律

    二、沸点升高

    三、凝固点下降

    四、渗透压

    五、依数性的应用

    第三节 溶胶

    一、分散体系

    二、溶胶

    三、溶胶的聚沉和稳定性

    四、高分子溶液

第十章 电解质溶液(8学时)

教学要求:了解酸碱理论发展的概况,掌握酸碱的质子理论;掌握溶液酸度的概念和pH值的意义,熟悉pH与氢离子浓度的相互换算。了解溶液pH的近似测定。了解拉平效应和区分效应。能应用化学平衡原理分析水、弱酸、弱碱的电离平衡;掌握多元弱酸电离的机理;掌握同离子效应、盐效应等影响电离平衡移动的因素;熟练掌握有关离子浓度的计算。初步了解强电解质理论;了解离子氛、活度、活度因子、离子强度等概念。了解缓冲溶液的组成;缓冲作用原理;缓冲溶液的性质。掌握缓冲溶液pH值的计算。掌握各种盐类水解平衡的情况和盐溶液pH值的计算。掌握Ksp的意义及溶度积规则,掌握沉淀生成,溶解或转化的条件。熟悉有关溶度积常数的计算。

第一节 强电解质溶液理论

    一、离子氛和离子强度

    二、活度和活度系数

    第二节 弱酸、弱碱的电离平衡

    一、一元弱酸、弱碱的电离平衡

    二、水的离子积和溶液的pH

    三、多元弱酸的电离平衡

    四、缓冲溶液

    第三节 盐的水解

    一、各种盐的水解

    二、影响水解的因素

    第四节 酸碱理论的发展

    一、酸碱质子理论

    二、酸碱电子理论

    第五节 难溶性强电解质的沉淀-溶解平衡

    一、溶度积和溶解度

    二、沉淀-溶解平衡的移动

第十一章 氧化还原反应(8学时)

教学要求:掌握氧化还原的基本概念;会用离子-电子法配平氧化还原反应方程式。了解原电池的组成和表示方法。掌握电极电势和元素电势图的应用。熟练运用能斯特方程进行有关计算。能应用标准电极电势判断氧化剂和还原剂的强弱、氧化还原反应的方向和计算平衡常数;会用能斯特方程式讨论离子浓度变化(包括生成沉淀和配合物)时电极电势的改变和对氧化还原反应的影响

第一节 基本概念

    一、原子价和氧化数

    二、氧化还原反应的特征

    三、氧化剂和还原剂

    四、氧化还原电对

    第二节 氧化还原反应方程式的配平

    一、氧化数法

    二、离子-电子法

    第三节 电极电势

    一、原电池和电极电势

    二、电池的电动势和化学反应吉布斯自由能的关系

    三、影响电极电势的因素

    四、电极电势的应用

    第四节 电势图解及其应用

    一、元素电势图

    二、氧化态图

    三、电势-pH图及其应用

    第五节 电解

    一、原电池和电解池

    二、电解定律

    三、分解电压

    第六节 化学电源简介

第十二章 卤素(6学时)

教学要求:掌握卤素单质、卤素氢化物及以氯为代表的卤素含氧酸的氧化还原性;掌握含氧酸的氧化还原性的变化规律。了解影响含氧酸的氧化还原性的因素。

第一节 卤素的通性

第二节 卤素单质及其化合物

一、卤素的成键特征

二、卤素单质

三、卤化氢和氢卤酸

四、卤化物和卤素互化物

五、卤素的氧化物

六、卤素的含氧酸及其盐

七、拟卤素和拟卤化物

第三节 含氧酸的氧化还原性

一、含氧酸氧化还原性的周期性

二、影响含氧酸氧化能力的因素

第十三章 氧族元素(6学时)

教学要求:了解氧化物的分类。掌握臭氧、过氧化氢、硫及其重要化合物的结构、性质和用途。掌握无机酸强度的规律,了解影响无机酸强度的因素。

第一节 氧族元素的通性

第二节 氧、臭氧

一、氧在自然界的分布

二、氧的结构、性质、用途

三、臭氧

四、氧化物

五、氧的成键特征

第三节 过氧化氢

一、过氧化氢的结构

二、过氧化氢的性质和用途

三、过氧化氢的制备

第四节 硫和它的化合物

一、单质硫

二、硫的制备、性质和用途

三、硫化氢和硫化物

四、硫属元素的氧化物

五、硫属元素的含氧酸

六、硫的卤化物

第五节 无机酸强度的变化规律

一、影响无机酸强度的直接因素

二、氢化物酸性强弱的规律

三、含氧酸的酸性强弱规律

第十四章 氮族元素(6学时)

教学要求:掌握氮、磷的单质、氢化物、氧化物、含氧酸及盐、磷的卤化物的结构、性质和用途;掌握砷、锑、铋的氧化物及其水合物的酸碱性、氧化还原性递变规律,了解它们卤化物、硫化物的性质。掌握无机含氧酸盐热分解的类型和规律。

第一节 氮族元素的通性

第二节 氮和它的化合物

一、氮的成键特征和价键结构

二、氮在自然界中的分布和单质氮

三、氮的氢化物

四、氮的含氧化合物

五、氮的卤化物

第三节 磷和它的合物

一、磷原子的成键特征和价键结构

二、磷在自然界中的分布和单质磷

三、磷的氢化物

四、磷的含氧化合物

五、磷的卤化物

六、磷的硫化物

第四节 砷、锑、铋
一、砷、锑、铋的成键特征

二、砷、锑、铋的单质

三、砷、锑、铋的氢化物

四、砷、锑、铋的含氧化合物

五、砷、锑、铋的三卤化物

六、砷、锑、铋的硫化物

第五节 盐类的热分解

一、无机含氧酸盐热分解的类型和规律

二、无机含氧酸盐热分解的本质和对某些规律的解释

第十五章 碳族元素(4学时)

教学要求:掌握COCO2、碳酸及其盐的结构、性质和用途;掌握硅的氧化物及硅酸盐的性质与用途,掌握锡和铅的氧化物、氢氧化物、卤化物、硫化物的性质,熟悉Sn(Ⅱ)的还原性和Pb(Ⅳ)的氧化性;掌握无机盐的水解性及其规律。

第一节 碳族元素的通性

第二节 碳族元素的单质及其化合物

一、碳族元素在自然界中的分布

二、碳族元素的单质

三、氧化物

四、含氧酸及其盐

五、氢化物

六、卤化物和硫化物

第三节 无机化合物的水解性

一、影响水解的因素

二、水解产物的类型

第十六章 硼族元素(3学时)

教学要求:掌握硼和铝的单质、氧化物、含氧酸及其盐、卤化物的结构、制备、性质和用途。了解硼的缺电子特征,掌握乙硼烷的结构。

第一节 硼族元素的通性

第二节 硼族元素的单质及其化合物

一、硼族元素在自然界中的分布

二、硼族元素的单质

三、硼的氢化物

四、含氧化合物

五、卤化物

第三节 惰性电子对效应和周期表中的斜线关系

一、惰性电子对效应

二、周期表中的斜线关系

第十七章 碱金属和碱土金属(自学)

教学要求:掌握碱金属和碱土金属的单质的活泼性,氢氧化物的溶解性、碱性和盐类的溶解性、热稳定性,了解氧化物的类型和性质。掌握离子晶体盐类的溶解性。

第一节 碱金属和碱土金属的通性

第二节 碱金属和碱土金属的单质

一、物理性质和化学性质

二、制备方法简介

第三节 化合物

一、M+M2+离子的特征

二、氧化物

三、氢氧化物

四、盐类

第四节 离子晶体盐类的溶解性

第十八章 铜、锌副族(6学时)

教学要求:掌握铜、银、锌、镉、汞的氧化物、氢氧化物、卤化物及重要盐类和配合物的性质,有关离子鉴定的特征反应。掌握Cu(Ⅰ)与Cu(Ⅱ)、Hg(Ⅰ)与Hg(Ⅱ)之间的相互转化的规律。

第一节 铜族元素

一、通性

二、单质的物理性质和化学性质

三、铜族元素的存在和冶炼

四、铜族元素的重要化合物

五、ⅠB族元素和ⅠA族元素性质的对比

第二节 锌族元素

一、通性

二、单质的物理性质和化学性质

三、锌、汞的存在和冶炼

四、锌族元素的重要化合物

五、ⅡB族元素和ⅡA族元素性质的对比

第十九章 配位化合物(8学时)

教学要求:掌握配合物的基本概念;掌握价键理论和晶体场理论的主要内容,并能用于解释配合物的有关性质。掌握配位平衡的稳定常数和不稳定常数的概念。掌握配位平衡的有关计算,了解配合物形成后对物质溶解性、氧化还原性的影响。

第一节 配位化合物的基本概念

一、配位化合物的定义

二、配位化合物的组成

三、配合物的命名

四、配合物的类型

五、空间结构和异构现象

第二节 配合物的化学键理论

一、价键理论

二、晶体场理论

第三节 配位化合物的稳定性

一、配位化合物的稳定常数

二、影响配位化合物稳定性的因素

三、配合平衡的移动

第四节 配位化合物的重要性

一、在无机化学方面的应用

二、在分析化学方面的应用

三、配合催化

四、生物化学中的配位化合物

第二十章 过渡金属(Ⅰ)(5学时)

教学要求:掌握钛、钒、铬和锰的单质及其重要化合物的性质和用途。掌握铬(Ⅲ)的还原性,重铬酸钾、高锰酸钾、二氧化锰的重要性质及有关离子特征反应。

第一节 引言

第二节 钛副族

一、钛副族概述

二、钛的重要化合物

三、锆和铪的化合物

第三节 钒副族

一、钒副族概述

二、钒的重要化合物

三、铌和钽的化合物

第四节 铬副族

一、铬副族概述

二、铬的重要化合物

三、钼和钨的重要化合物

第五节 锰副族

一、锰副族概述

二、氧化数为+7的锰的化合物

三、氧化数为+4的锰的化合物

四、氧化数为+2的锰的化合物

第六节 无机物的颜色

一、物质显色的若干规律

二、物质呈色的原因和影响因素

第二十一章 过渡金属(Ⅱ)(4学时)

教学要求:掌握铁、钴、镍的单质及其重要化合物的性质和用途,铁、钴、镍离子特征反应,了解过渡金属的通性。

第一节 铁系元素

一、铁系元素概述

二、铁

三、钴和镍

第二节 铂系元素

一、铂系元素概述

二、铂和钯的重要化合物

第三节 过渡金属的通性

一、过渡金属单质的某些物理性质

二、过渡金属的氧化态及其稳定性

三、过渡金属及其化合物的磁性

四、过渡金属离子及化合物的颜色

五、含有金属—金属键的过渡金属化合物

第二十二章 镧系和锕系元素(2学时)

教学要求:了解镧系元素价电子层构型特征,掌握镧系收缩。

第一节 引言

第二节 镧系元素的电子层结构和通性

第三节 镧系元素的离子和化合物

第四节 镧系元素的重要化合物和镧系金属

第五节 锕系元素的电子层结构和通性

第六节 钍和铀的化合物

五、其他教学环节

1.本课程辅导答疑每两周一次

2.每章都有一定数量的作业,每两周收交一次作业。

六、考核要求

本课程的考试均以闭卷的形式进行,每学期期中和期末各进行一次;最终的考核成绩以期末60-70%期中20-30%平时10%综合来计,考试成绩为百分制。

七、选用教材

《无机化学》(第三版),武汉大学、吉林大学编,高等教育出版社,2000年版。

八、参考书目

1.《无机化学》,孟庆珍主编,北京师大出版社,2002年版。

2《无机化学》(第五版),大连理工大学主编,高等教育出版社,2006.5.

3.《无机化学》(上册)(第四版)北京师范大学等编,高教出版社,2003.1.

4《无机化学》(下册)(第四版),北京师范大学等编,高教出版社,2003.1.

5《无机化学例题与习题》,徐家宁等编,高等教育出版社,2000.7.

6《无机化学习题精解》,竺际舜,科学出版社,2003.1.

7《无机化学》申泮文编,化学工业出版社,2002.2.

8《无机化学》(第三版),天津大学编,高等教育出版社,2005.9.

9《普通化学》(第六版),浙江大学编,高等教育出版社,2012.5.

 

执笔人:张克钧

审核人:齐慧丽

审定人:刘永春

  间:20137

 


 

 
陇东学院化学化工学院