前言
國家對應用型本科院校教學越來越重視，應用型本科院校的教學內(nèi)容必須符合社會經(jīng)濟發(fā)展的需求，圍繞國家重點產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)進行布局設置；要注重新技術(shù)、新工藝、新材料、新產(chǎn)品的教學和科研工作，培養(yǎng)適應現(xiàn)代化生產(chǎn)需要的高端技術(shù)人才和復合型人才。應用型本科院校的教學內(nèi)容還應具有實踐性，注重理論聯(lián)系實際，注重學生動手能力和實踐能力的培養(yǎng)。
面對應用性、實踐性要求的提高，教材作為教學內(nèi)容的主要載體必須適應這種要求。為此第三版教材相較上一版對內(nèi)容作了一些修改。
對概念、原理的描述和解釋進一步形象化，重要的知識點都配以學生能看得見的事實，并附有插圖，圖文并茂，使學生容易理解與掌握�；A化學中主要是概念和原理，作者設法增加了一些與生產(chǎn)實際緊密聯(lián)系的實例。如化學熱力學初步這一章，介紹了作者主持過的課題農(nóng)藥氟苯唑生產(chǎn)工藝的改進，直視反應物濃度改變、溫度改變對化學反應的影響，對化工生產(chǎn)效率的巨大作用。
本教材適于48～80學時（不包括實驗）教學使用，可根據(jù)具體學時數(shù)作適當增減。本書閱讀資料及有的部分可根據(jù)不同的教學要求作適當取舍，也可作為學生開闊視野、增長知識、激發(fā)學習興趣之用。思考題和作業(yè)題也可根據(jù)學時數(shù)作適當增減。
本書由王愛民（第十一章）、周祖新和郭曉明（其余各章）編寫，最后由周祖新、郭曉明、李亮、林琳、王根禮統(tǒng)稿。教研室沈紹典、李向清、黃莎華、程利平、肖秀珍、張?zhí)�、董文雅、于佳、許凱強對本書提出了很多寶貴意見，并參與了校對，在此表示衷心的感謝！化學工業(yè)出版社的編輯們對本書的編寫思路和出版工作傾注了很大的心血，在此作者表示最衷心的感謝！
由于編者水平所限，書中不當之處在所難免，誠望廣大讀者指正。
編者
2024年8月于上海應用技術(shù)大學
第一版前言
隨著２０世紀末高校的大規(guī)模擴招，大學教育由精英教育變?yōu)榇蟊娊逃詠�，高校學生劇增，畢業(yè)生,尤其是應用技術(shù)型高校畢業(yè)生的定位也發(fā)生了很大的變化，由科研人員變?yōu)榭蒲屑吧a(chǎn)型人員，畢業(yè)生將在第一線直接參加操作與管理。因此，要求學習的知識有更鮮明的學以致用的特色。
無機化學是高等學校化學、化工及相關(guān)專業(yè)本科生的第一門化學必修基礎課，它對本科生后續(xù)課程的學習和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)起著非常重要的作用。由于歷史原因，高校教材一般由重點高校教師編寫。由于他們對應用技術(shù)型高校學生的學習基礎、能力、畢業(yè)后工作情況了解不夠，故這些教材對應用技術(shù)型高校學生有些不適應。近期，提出了 卓越工程師教育培養(yǎng)計劃，我們在此精神指導下嘗試編寫了《無機化學》教材，以期教材很好地符合卓越一線工程師要求，適應應用技術(shù)型高校學生的學習要求，本書有以下特色。
1. 起點低，對相關(guān)的中學化學知識有簡單回顧，與大學化學知識進行了較好的銜接。對于中學化學成績不太突出的同學比較容易著手學習，不至于一開始就感到無所適從，以致嚴重影響到后續(xù)課程的學習。
2. 語言課堂化，易于自學、易于理解。理論敘述簡單明了，對理論或公式的不同情況應用做較多討論，以利于培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。有些公式做了一些證明，這并非要學生會證明這些公式，而是使學生在本質(zhì)上理解這些公式，更好地記憶、應用這些理論。
3. 加強聯(lián)系實際，注意與人才培養(yǎng)目標的一致性。本書的主要編者曾長期在化工生產(chǎn)一線工作，具有較豐富的化工生產(chǎn)經(jīng)驗。在基礎理論和元素部分都編進了不少生產(chǎn)實例，包括生產(chǎn)流程、生產(chǎn)工藝甚至某些生產(chǎn)細節(jié)。力圖使學生在較好地掌握無機化學基礎理論和基本知識的基礎上，多注入生產(chǎn)意識，同時提高學生的經(jīng)濟意識、安全生產(chǎn)意識、合理利用資源及環(huán)境保護意識。
本教材教學時數(shù)范圍可由48至80（不包括實驗），可根據(jù)具體學時數(shù)做適當增減。閱讀資料部分不做教學要求，只是作為學生開闊視野、增長知識、激發(fā)學習興趣之用。思考題和作業(yè)題也可根據(jù)學時數(shù)做適當增減。
本書由王愛民副教授（第11章）、周祖新副教授（其余各章）編寫，由周祖新副教授統(tǒng)稿。教研室康詩釗教授、郭曉明副教授、李向清教授、李憶平副教授、程利平副教授、王根禮老師、黃莎華老師、沈紹典副教授、周義鋒副教授在本書編寫過程中對本書提出了很多寶貴意見，并校核了書稿，在此表示衷心的感謝！化學工業(yè)出版社的編輯對本書的編寫和出版給予很大幫助，在此作者表示衷心的感謝！
由于編者水平所限，書中不當之處在所難免，誠望廣大讀者指正。
編者
2011年4月
第二版前言
2014年國務院發(fā)文加強職業(yè)教育，要培養(yǎng)培訓大批中高級技能型人才，提高勞動者素質(zhì)、推動社會經(jīng)濟發(fā)展和促進就業(yè)，使我國由制造大國變?yōu)橹窃齑髧�。按文件的要求，實施力度非常大，高等教育中的約一半要轉(zhuǎn)為職業(yè)教育。特別強調(diào)產(chǎn)教融合、特色辦學，推動教育教學改革與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級銜接配套。本書第一版是在卓越工程師教育培養(yǎng)計劃精神指導下編寫的，與職業(yè)教育思想已有不少共同之處。為了進一步符合國務院加強職業(yè)教育的要求，第二版修訂時作了改進，為探索適應職業(yè)教育的教材做一些嘗試。
1. 對概念、原理的描述和解釋進一步形象化、圖表化，減少抽象的、難理解的術(shù)語描述和理論推導。用常見的例子來描述、簡單的圖形來詮釋概念和原理，使學生容易看懂，深刻理解。如用較高能量分子能否沖破閥門圖來理解吉布斯自由能變和反應活化能的關(guān)系，對應于反應的可能性和現(xiàn)實性；電解質(zhì)概念運用溶液是否導電及導電能力強弱的實驗引入；對緩沖溶液概念的引入是分別在水中和弱酸弱酸鹽混合液中滴加少量酸堿引起溶液的pH變化等等。
2. 元素化學向來是無機化學的中心內(nèi)容，但近年來由于學時數(shù)的不斷縮減，元素化學內(nèi)容被逐漸邊緣化。本教材力圖扭轉(zhuǎn)這種偏向，編入了不少元素化學的內(nèi)容。為提高學生所學內(nèi)容在實際生產(chǎn)中學以致用，對元素化學的處理不局限于物質(zhì)的性質(zhì)描述，重點更多是物質(zhì)的制備和提純，對典型工藝作了較細致的描述，使學生所學理論在每一步工業(yè)操作中得到體現(xiàn)。
3. 減小習題難度，增加應用性。對一些純粹的理論性習題，如從速率常數(shù)單位求反應級數(shù)、復雜的氧化還原方程式配平等給予刪除，增加一些溶液配制計算、物質(zhì)合成、分離等應用性題目。
本教材內(nèi)容對應的教學時數(shù)范圍可以在48～80（不包括實驗），可根據(jù)具體學時數(shù)作適當增減。閱讀資料及有的部分可根據(jù)不同的教學要求作適當取舍，也可作為學生開闊視野、增長知識、激發(fā)學習興趣之用。思考題和作業(yè)題也可根據(jù)學時數(shù)作適當增減。
本書由王愛民（第11章）、周祖新（其余各章）編寫，最后由周祖新、郭曉明、黃莎華統(tǒng)稿。教研室沈紹典教授、李向清教授、李憶平副教授、程利平副教授、王根禮老師、周義鋒副教授、肖秀珍老師、李亮老師在本書編寫過程中提出了很多寶貴意見，并參加了校對，在此表示衷心的感謝！化學工業(yè)出版社的編輯對本書的出版工作給予很大幫助，在此表示最衷心的感謝！
由于編者水平所限，書中不當之處在所難免，誠望廣大讀者指正。
編者
2016年5月于上海應用技術(shù)大學
緒論1
0.1化學的研究對象1
0.2化學發(fā)展簡史2
0.3化學在國民經(jīng)濟中的作用5
0.4化學學科的體系7
0.5學習無機化學的方法7
【閱讀資料】我國最早的化學研究機構(gòu)7
第1章物質(zhì)及其變化9
1.1一些化學的基本概念9
1.1.1物質(zhì)的組成9
1.1.2物質(zhì)的量及其單位9
1.2氣體及其分壓定律10
1.2.1理想氣體狀態(tài)方程10
1.2.2氣體分壓定律11
1.2.3氣體的擴散定律14
1.3化學反應中的質(zhì)量關(guān)系14
1.3.1應用化學反應方程式的計算15
1.3.2化學計量數(shù)與反應進度15
【閱讀資料】生物芯片和生物計算機17
思考題19
習題19
第2章化學熱力學初步21
2.1基本概念21
2.1.1系統(tǒng)與環(huán)境、組分與相21
2.1.2狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)22
2.1.3熱力學能23
2.1.4熱和功23
2.1.5過程與途徑23
2.1.6熱力學第一定律24
2.2熱化學25
2.2.1化學反應熱與焓變25
2.2.2化學反應熱的計算27
2.3化學反應進行的方向31
2.3.1化學反應自發(fā)性的判斷32
2.3.2吉布斯自由能變與化學反應的方向33
2.3.3吉布斯自由能變在無機化學中的應用38
【閱讀資料】綠色能源44
思考題45
習題46
第3章化學反應速率和化學平衡49
3.1化學反應速率49
3.1.1反應速率的表示方法49
3.1.2反應速率理論50
3.1.3反應物濃度與反應速率的關(guān)系53
3.1.4反應速率與溫度的關(guān)系56
3.1.5催化劑與反應速率的關(guān)系58
3.1.6其他因素對化學反應速率的影響61
3.2化學平衡61
3.2.1可逆反應和化學平衡62
3.2.2化學平衡的特點63
3.2.3經(jīng)驗平衡常數(shù)63
3.2.4標準平衡常數(shù)63
3.2.5平衡常數(shù)的推導64
3.2.6平衡常數(shù)的意義65
3.2.7K與rGm的關(guān)系66
3.2.8多重平衡規(guī)則66
3.2.9同一體系中多個不同反應66
3.3化學平衡的移動67
3.3.1濃度對平衡的影響67
3.3.2壓力改變對平衡的影響68
3.3.3溫度改變對平衡的影響69
3.3.4催化劑對化學平衡的影響70
3.3.5平衡移動原理呂·查德里原理70
3.4有關(guān)化學平衡及其移動的計算70
3.4.1平衡常數(shù)的求得70
3.4.2平衡轉(zhuǎn)化率71
3.5反應速率與化學平衡的綜合應用73
【閱讀資料】光合作用及其應用75
思考題77
習題78
第4章酸堿平衡和溶解沉淀平衡81
4.1電解質(zhì)的分類及其解離81
4.1.1電解質(zhì)的分類81
4.1.2酸堿的分類82
4.1.3復分解反應的實質(zhì)82
4.1.4強電解質(zhì)溶液簡述83
4.2弱酸、弱堿的解離平衡83
4.2.1一元弱酸、弱堿的解離平衡83
4.2.2多元弱電解質(zhì)的解離86
4.2.3水的解離和溶液的pH值88
4.3同離子效應和緩沖溶液91
4.3.1同離子效應91
4.3.2緩沖溶液92
4.4鹽類的水解98
4.4.1各類鹽的水解98
4.4.2影響水解平衡的因素102
4.4.3鹽類水解的應用102
4.5酸堿質(zhì)子理論103
4.5.1酸堿的定義103
4.5.2酸堿共軛關(guān)系103
4.5.3酸堿的強弱104
4.5.4酸堿反應104
4.6沉淀溶解平衡105
4.6.1沉淀溶解平衡與溶度積105
4.6.2溶度積規(guī)律及其應用107
4.6.3沉淀的溶解和轉(zhuǎn)化114
【閱讀資料】室溫離子液體綠色替代溶劑117
思考題118
習題120
第5章氧化還原反應122
5.1氧化還原反應的基本概念122
5.1.1氧化數(shù)122
5.1.2氧化還原反應方程式的配平123
5.2原電池與電極電勢126
5.2.1原電池126
5.2.2原電池的組成126
5.2.3原電池的符號128
5.2.4原電池的設計128
5.3電極電勢128
5.3.1電極電勢的產(chǎn)生128
5.3.2標準電極電勢129
5.4影響電極電勢的因素132
5.4.1Nernst方程式132
5.4.2濃度對電極電勢的影響133
5.4.3實際電對物質(zhì)不為標準態(tài)時的標準電極電勢136
5.5電極電勢的應用136
5.5.1計算原電池的電動勢136
5.5.2判斷氧化還原反應能否進行或方向137
5.5.3比較氧化劑和還原劑的相對強弱139
5.5.4氧化劑或還原劑的選擇139
5.5.5確定氧化還原反應進行的程度140
5.5.6計算一系列平衡常數(shù)141
5.6元素電勢圖141
5.6.1元素標準電勢圖141
5.6.2元素電勢圖的應用142
5.7化學電源與電解144
5.7.1化學電源144
5.7.2電解過程簡介148
【閱讀資料】電化學電容器新型儲能裝置149
思考題151
習題152
第6章原子結(jié)構(gòu)和元素周期律155
6.1玻爾理論與微觀粒子特性155
6.1.1光譜及氫原子光譜155
6.1.2玻爾理論156
6.1.3玻爾理論的成功和缺陷157
6.1.4微觀粒子的特性157
6.2核外電子運動狀態(tài)描述159
6.2.1薛定諤方程159
6.2.2波函數(shù)、原子軌道和電子云160
6.2.3四個量子數(shù)的物理意義164
6.3核外電子排布167
6.3.1多電子原子的能級167
6.3.2核外電子排布原則與基態(tài)原子的電子構(gòu)型167
6.3.3填寫基態(tài)核外電子排布的方法171
6.3.4原子結(jié)構(gòu)和元素周期的關(guān)系172
6.4原子結(jié)構(gòu)和元素某些性質(zhì)的周期性變化173
6.4.1有效核電荷173
6.4.2原子半徑174
6.4.3電離能（I）175
6.4.4電子親和能（Y）176
6.4.5電負性（Ｘ）177
6.4.6金屬性和非金屬性178
【閱讀資料】微觀物質(zhì)的深層次剖示178
思考題179
習題180
第7章分子結(jié)構(gòu)和晶體182
7.1離子鍵182
7.1.1離子鍵的形成182
7.1.2離子鍵的特點183
7.1.3離子的特征183
7.2共價鍵184
7.2.1路易斯理論184
7.2.2現(xiàn)代價鍵理論184
7.2.3共價鍵的形成184
7.2.4共價鍵理論要點185
7.2.5共價鍵的特征186
7.2.6共價鍵的類型186
7.2.7幾個重要的鍵參數(shù)188
7.3價層電子對互斥理論簡介190
7.3.1價層電子對互斥理論要點191
7.3.2推斷分子或離子空間構(gòu)型的步驟191
7.4雜化軌道理論192
7.4.1價鍵理論的局限性192
7.4.2雜化軌道理論的基本要點192
7.4.3雜化類型與分子幾何構(gòu)型193
7.5分子軌道理論195
7.5.1分子軌道理論基本要點195
7.5.2形成分子軌道的原則195
7.5.3分子軌道的能級197
7.5.4分子軌道中電子填充的原理198
7.5.5分子軌道理論的應用實例198
7.6金屬鍵和鍵型過渡199
7.6.1金屬鍵理論199
7.6.2鍵型過渡200
7.7分子間作用力和氫鍵201
7.7.1分子的極性和變形性201
7.7.2分子間作用力203
7.7.3范德華力與物理性質(zhì)的關(guān)系204
7.7.4氫鍵205
7.8晶體結(jié)構(gòu)206
7.8.1晶體的概念207
7.8.2晶體的基本類型208
7.8.3離子晶體208
7.8.4原子晶體209
7.8.5分子晶體209
7.8.6金屬晶體210
7.8.7混合型晶體210
7.8.8離子極化對物質(zhì)性質(zhì)的影響211
7.8.9其他一些固體物質(zhì)213
【閱讀資料】軟物質(zhì)214
思考題217
習題218
第8章配位化合物220
8.1配位化合物的基本概念220
8.1.1配位化合物的定義220
8.1.2配合物的組成220
8.1.3配位化合物的命名222
8.2配位化合物的化學鍵理論223
8.2.1配合物的價鍵理論223
8.2.2外軌型配位化合物和內(nèi)軌型配位化合物225
8.2.3價鍵理論的應用227
8.2.4晶體場理論227
8.2.5螯合物233
8.3配位平衡234
8.3.1配合物的不穩(wěn)定常數(shù)與穩(wěn)定常數(shù)234
8.3.2穩(wěn)定常數(shù)的應用235
8.4配位化學的制備和應用238
8.4.1配合物的制備238
8.4.2配位化合物的應用239
【閱讀資料】我國配位化學進展241
思考題243
習題245
第9章非金屬元素（一）氫稀有氣體鹵素247
9.1氫247
9.1.1氫的性質(zhì)247
9.1.2氫氣的制備248
9.1.3氫的用途248
9.2稀有氣體249
9.2.1稀有氣體的存在與制備249
9.2.2稀有氣體的性質(zhì)和用途249
9.2.3重要稀有氣體化合物250
9.3鹵族元素251
9.3.1在自然界中的存在251
9.3.2鹵素的通性251
9.3.3鹵素單質(zhì)252
9.3.4鹵素的氫化物256
9.3.5鹵化物259
9.3.6鹵素的含氧酸及其鹽261
9.4擬鹵素263
9.4.1擬鹵素與鹵素性質(zhì)的對比264
9.4.2含氰廢水的處理265
9.5分子型氫化物的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)變化的規(guī)律性265
9.5.1分子結(jié)構(gòu)265
9.5.2熱穩(wěn)定性265
9.5.3還原性266
9.5.4水溶液性質(zhì)266
【閱讀資料】碘在人體中的作用267
思考題269
習題269
第10章非金屬元素（二）氧硫氮磷碳硅硼271
10.1氧271
10.1.1氧族元素的通性271
10.1.2氧及其化合物272
10.2硫及其化合物276
10.2.1單質(zhì)硫276
10.2.2硫化氫和硫化物276
10.2.3硫的含氧化合物和含氧酸279
10.2.4硫的含氧酸鹽282
10.3氮族元素及其化合物286
10.3.1氮族元素通性286
10.3.2氮氣287
10.3.3氨和銨鹽287
10.3.4氮的含氧化合物290
10.3.5含氮氧化物廢氣的處理294
10.3.6磷及其化合物295
10.4碳、硅、硼及其化合物300
10.4.1碳及其化合物300
10.4.2硅的化合物304
10.4.3硼的化合物306
【閱讀資料】一氧化氮一種重要的生物活性分子308
思考題310
習題311
第11章主族金屬元素（一）
堿金屬和堿土金屬313
11.1堿金屬和堿土金屬的通性313
11.2s區(qū)元素的單質(zhì)314
11.2.1物理性質(zhì)314
11.2.2化學性質(zhì)314
11.2.3單質(zhì)的制備315
11.3堿金屬和堿土金屬的氧化物316
11.4氫氧化物317
11.5堿金屬和堿土金屬的鹽類318
11.6硬水軟化和純水制備321
11.7ROH規(guī)則323
【閱讀資料】膜分離技術(shù)325
思考題326
習題327
第12章主族金屬元素（二）鋁錫鉛砷銻鉍328
12.1鋁及其重要化合物328
12.1.1單質(zhì)鋁328
12.1.2氧化鋁和氫氧化鋁329
12.1.3鋁鹽330
12.2錫、鉛及其重要化合物331
12.2.1錫、鉛的單質(zhì)331
12.2.2錫、鉛的氧化物及其水化物332
12.2.3錫、鉛的鹽類及其水解334
12.2.4含鉛廢水的處理334
12.3砷、銻、鉍及其化合物335
12.3.1砷、銻、鉍的單質(zhì)335
12.3.2氫化物335
12.3.3氧化物及其水合物335
12.3.4含砷廢水的處理337
【閱讀資料】鉛對人體健康的影響337
思考題339
習題340
第13章過渡金屬元素342
13.1過渡元素的通性342
13.1.1過渡元素原子結(jié)構(gòu)特征342
13.1.2氧化態(tài)342
13.1.3單質(zhì)的物理性質(zhì)343
13.1.4單質(zhì)的化學性質(zhì)343
13.1.5配位性343
13.1.6離子的顏色344
13.1.7磁性及催化性344
13.2鈦和鈦的重要化合物344
13.2.1單質(zhì)鈦344
13.2.2鈦的化合物345
13.3鉻和鉻的重要化合物346
13.3.1鉻單質(zhì)346
13.3.2鉻（Ⅲ）的化合物346
13.3.3鉻（Ⅵ）的化合物348
13.3.4含鉻廢水的處理350
13.4錳及其化合物351
13.4.1金屬錳351
13.4.2Mn（Ⅱ）的化合物352
13.4.3Mn（Ⅳ）的化合物353
13.4.4Mn（Ⅶ）的化合物353
13.5鐵系元素的重要化合物354
13.5.1鐵系元素的單質(zhì)354
13.5.2鐵系元素的氧化物和氫氧化物355
13.5.3鐵、鈷、鎳的鹽類357
13.5.4鐵系元素的配位化合物358
13.6銅副族元素360
13.6.1銅副族元素的單質(zhì)360
13.6.2銅的重要化合物361
13.6.3銀的重要化合物364
13.7鋅副族元素365
13.7.1鋅副族元素的單質(zhì)365
13.7.2鋅、鎘的重要化合物366
13.7.3汞的重要化合物367
13.7.4鋅副族元素的配合物369
13.7.5含鎘和含汞廢水的處理369
13.8稀土元素和鑭系元素簡介370
13.8.1鑭系元素的通性370
13.8.2稀土元素的應用371
【閱讀資料】銅、鋅的生物化學372
思考題373
習題374
附錄376
附錄1一些基本物理量376
附錄2一些物質(zhì)的標準摩爾生成焓、標準摩爾生成自由能和標準摩爾熵的數(shù)據(jù)（298.15K，100kPa）376
附錄3常見弱酸或弱堿的解離常數(shù)（298.15K）378
附錄4常見難溶電解質(zhì)的溶度積（298.15K）378
附錄5常見配離子的穩(wěn)定常數(shù)（298.15K）379
附錄6常見氧化還原電對的標準電極電勢（298.15K）379
附錄7某些物質(zhì)的商品名或俗名學名和化學式381
附錄8主要的化學礦物382
附錄9有害物質(zhì)的排放標準385
參考文獻386
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