《无机化学》课程教学大纲
适用专业:化学教育专业(三年制专科) 课程类别:必修
一、本课程的地位、性质、任务
无机化学是化学教育(专科)专业必修的第一门化学基础课。它既与中学化学内容相衔接,又要为后继课的学习打下基础,对学生学习起承前启后的作用。
本课程的教学任务和目的是:
1.使学生初步掌握元素周期律、近代物质结构、化学热力学、化学动力学、化学平衡以及氧化还原、配合离解和沉淀溶解等基本理论;
2.培养学生运用上述原理去理解和掌握重要元素及其化合物的性质、结构、变化规律和用途等基本知识。并且具有对一般无机化学问题进行理论分析和计算的能力; 3.帮助学生树立初步的辩证唯物主义和历史唯物主义的观点,注意使学生在科学思维能力上得到训练和培养;培养学生自学和利用参考资料等方面的能力。
4.强化学生的专业思想,激发学生学习化学的兴趣,全面提高学生的综合素质; 5.适当介绍现代化学的新发展、特点及研究新方法,拓宽学生视野。
二、主要教材与主要参考书及相当学习网站 1、教材:
北师大等院校编 《无机化学》(第4版) 高等教育出版社2002年8月 2、主要参考书:
①《无机化学》武汉大学主编 高等教育出版社 ②《无机化学》庞锡涛主编 高等教育出版社 ③《无机化学学习指导书》 庞锡涛主编
④《现代化学基础》 华东师大编 华东师大出版社 1999年 ⑤《无机化学例题与习题》徐家宁 高等教育出版社 2000年 ⑥《无机化学答疑》黄孟键 高等教育出版社
⑦《无机化学——要点·例题·习题》 张祖德等 中国科学技术大学出版社 ⑧《大学化学》杂志 3、相关学习网站
①. ②. ③. ④.
三、教学重点、难点
重点:元素及化合物性质的周期性变化及其理论解释 难点:原子结构、化学键理论
四、教学方式、考核方式及成绩构成
教学方式:以教师讲授与课堂讨论为主
本课程的成绩由平时考核和期末考核成绩构成。平时考核内容有平时测验、习作讨论、
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课外作业等方面。期末考核以期末闭卷考试成绩为依据。期末成绩占70%,平时成绩占30%。
五、课程主要内容及学时分配
本课程分为理论部分和元素部分,分两学期进行。理论部分的深度和广度应以能够阐明无机化学的基本知识材料为准则,并充分考虑到学生的接受能力。元素部分以重要元素及其化合物的特性和典型反应为最基本知识,充分重视典型的具有实际意义的元素及其化合物的学习。
课时计划:132学时,教学内容及课时分配如下:
章及内容 绪论 第一章 原子结构 第二章 分子结构 第三章 晶体结构 第四章 化学热力学初步 第五章 化学平衡 第六章 化学动力学基础 第七章 酸碱平衡 第八章 沉淀平衡 第九章 电化学基础 第十章 氢 稀有气体 第十一章 卤素 第十二章 氧族元素 第十三章 氮、磷 第十四章 碳、硅、硼 第十五章 非金属元素小结 第十六章 金属通论 第十七章 s区金属 第十八章 P区金属 第十九章 配合物(含配位平衡) 第二十章 区金属 第二十一章 d区金属 第二十二章 f区金属 机动 讲课时数 2 8 8 4 6 4 4 8 4 8 2 6 6 4 4 4 2 4 4 8 4 6 2 8 习作课时数 2 2 2 2 2 2 --
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大 纲 内 容
绪论(2学时)
一.化学研究的对象、内容和方法 二.化学的分支、发展和前景 三.无机化学课程的任务 四、怎样学习化学
第1章 原子结构和元素周期律(8学时)
一.原子结构理论发展简史
1. 道尔顿的原子论 2. 氢原子光谱 3. 波尔理论
二.氢原子结构的量子力学模型
1.波粒二象性 2.德布罗依关系式 3.海森堡不确定原理 4.氢原子的量子力学模型 三.核外电子运动状态的描述
1.波函数、原子轨道 2.几率密度、电子云
3.波函数、电子云图形(径向分布函数、角度分布函数、空间图形) 4.四个量子数 四.原子核外电子排布
1.多电子原子的能级原子轨道近似能级图 2.屏蔽效应、钻穿效应
3.核外电子排布原则及周期表中各元素原子的电子层结构 五.元素周期系
1.原子结构与元素周期系的关系 2.元素周期表 六.元素性质的周期性
1.原子半径 2.电离势 3.电子亲合能 4.电负性 5.氧化态
第2章 分子结构 (8学时)
一.路易斯结构式 二.价键理论
1. 共价键的形成 2. 共价键的特征
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3. 共价键的类型 三.价层电子互斥理论 四.杂化轨道理论
1. 杂化轨道理论要点 2. 杂化类型 五.共轭大键 六.等电子体原理 七.分子轨道理论 八.键参数和分子性质
1.键参数(键能、键长、键角、键的极性) 2.分子的性质(分子的极性、磁性) 九.分子间力
1. 范德华力 2. 氢键
第3章 晶体结构(4学时)
一.晶体
1. 晶体的宏观特征 2. 晶体的微观特征 3. 晶胞的基本特征 4. 布拉维系 二.金属晶体
1. 金属键
2. 金属晶体的堆积模型 三.离子晶体
1. 离子结构特征 2. 离子键 3. 晶格能
4. 离子晶体结构模型 四.分子晶体与原子晶体
1. 分子晶体 2. 原子晶体 3. 过渡型晶体 五.离子极化学说
1.离子的极化作用 2.离子的变形性
3.离子极化对化合物性质的影响
第4章 化学热力学初步(6学时)
一.化学热力学的研究对象 二.基本概念
三.热力学第一定律和热化学
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1. 热力学第一定律
2. 热化学(焓和焓变、热化学方程式、盖斯定律及应用、几种热效应及计算) 四.化学反应的方向
1.反应的自发性 2.熵的初步概念 3.吉布斯自由能 4.化学反应等温式 五.吉布斯—亥姆霍兹公式
第5章 化学平衡(4学时)
一.化学平衡
1.可逆反应与化学平衡
2.平衡常数、化学平衡定律
3.平衡常数与反应标准自由能变的关系 4.有关平衡的计算 二.化学平衡的移动
1.浓度对化学平衡的影响 2.压力对化学平衡的影响 3.温度对化学平衡的影响 4.催化剂与化学平衡
5.化学平衡移动原理吕·查德理原理
第6章 化学动力学基础(4学时)
一.化学反应速率
1.反应速率的定义及表示法 2.反应速率的实验测定 二.影响反应速率的因素
1.浓度对反应速率的影响
反应机理、反应级数、质量作用定律、速率方程 2.温度对反应速率的影响 阿仑尼乌斯公式、活化能 3.催化剂对反应速率的影响 三.反应速率理论的简介
1.分子碰撞理论 2.过渡状态理论
第7章 酸碱平衡(8学时)
一.酸碱理论
1.酸碱的电离理论 2.酸碱的质子理论 3.酸碱的电子理论 二.溶液的酸碱性
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1.水的电离和离子积常数 2.溶液的酸度
3.拉平效应和区分效应 三.水溶液中电离平衡的计算
1.一元弱酸弱碱的电离平衡
稀释定律、影响电离平衡的因素、同离子效应、盐效应 2.多元弱酸弱碱的电离平衡 四.缓冲溶液
1.缓冲溶液的作用原理 2.缓冲溶液的配制及应用
第8章 沉淀平衡(4学时)
一.溶度积原理
1.难溶电解质的溶度积 2.溶度积原理
3. 溶度积与溶解度 二.影响沉淀溶解度的因素
1.同离子效应和盐效应 2.酸效应 3.分步沉淀 三.沉淀与溶解
1. 生成弱电解质 2. 氧化还原反应 3. 配位反应 4. 沉淀转化 四.沉淀反应的应用
第9章 电化学基础(8学时)
一.氧化还原反应基本概念
1.氧化数、氧化、还原、氧化剂、还原剂 二.氧化还原反应方程式的配平
1.氧化数法 2.离子—电子法 三.原电池、电极电势
1.原电池 2.电极电势
3. 标准电极电势
4. 标准电极电势与电极反应的标准自由能变的关系 5.影响电极电势的因素 四.电极电势的应用
1. 计算电池的电动势
2. 判断氧化还原反应的方向
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3. 求反应的平衡常数 五.化学电源 六.电解
1. 电解池
2. 分解电压与超电压 七.元素电势图与电势—图
1.元素电势图及其应用 2.电势—图的应用
第10章 氢、稀有气体(2学时)
一.氢
1.氢的存在和物理性质 2.氢的化学性质和氢化物 3.氢能源 二.稀有气体
1.稀有气体的发现简史
2.稀有气体的性质和用途 3.稀有气体的存在和分离 4.稀有气体的化合物
第11章 卤素(6学时)
一.卤素通性 二.卤素单质
1.单质的制备
2.物理性质和化学性质 3.氟的特殊性 4.用途 三.卤化氢
1.卤化氢的制备
2.卤化氢、氢卤酸的性质和用途 四.卤化物、卤素互化物、多卤化物
1.卤化物
2.卤素互化物 3.多卤化物
五.卤素的含氧化合物
1.卤素氧化物
2.卤素的含氧酸及其盐 六.拟卤素
拟卤素概念、氰和氰化物、硫氰和硫氰酸盐
第12章 氧族元素(6学时)
一.氧族元素的通性
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二.氧和臭氧
1.氧的结构、性质、用途
2.臭氧的结构、性质、用途及制法 3.氧化物 三.过氧化氢
1.过氧化氢的结构、性质、用途 2.过氧化氢的制备 四.硫及其化合物
1.硫的同素异形体 2.硫化物和多硫化物 3.硫的重要氧化物
4.硫的重要含氧酸及其盐
亚硫酸、硫酸、硫代硫酸、过硫酸、连硫酸、焦硫酸及它们的盐类 5.硫的其它化合物 五.硒和碲
第13章 氮 磷(4学时)
一.氮磷元素的基本性质 二.氮及其化合物
1.氮的结构和性质 2.氮的氢化物 3.氮的氧化物
4.氮的含氧酸及其盐 三.磷及其化合物
1.单质磷
2.磷的氢化物、卤化物 3.磷的氧化物
4.磷的含氧酸及其盐
第14章 碳、硼、硅(4学时)
一.通性
1.自然界存在和丰度 2.元素的基本性质 3.电子构型和成键特征 二.碳
1.碳的同素异形体
2.碳的氧化物、含氧酸及其盐 3.碳的硫化物和卤化物 三.硅
1.单质硅的性质、用途和制备 2.硅烷
3.硅的卤化物和氟硅酸盐
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4.硅的含氧化合物 四.硼
1.单质硼的结构和性质 2.硼烷
3.硼的卤化物和氟硼酸 4.硼酸和硼酸盐 5.硼、硅相似性比较 五.碳化物、硼化物、硅化物
1.离子型 2.金属型 3.共价型
第15章 非金属元素小结(4学时)
一.非金属单质的结构和性质 二.分子型氢化物
1.热稳定性 2.还原性
3.水溶液的酸碱性和无氧酸的强度 三.含氧酸
1.含氧酸及其酸根的结构 2.含氧酸强度
四.非金属含氧酸盐的某些性质
1.溶解性 2.水解性 3.热稳定性
4.含氧酸及其盐的氧化还原性
五.p区元素在周期性变化上的某些特殊性
1.第二周期非金属元素的特殊性 2.第四周期元素的不规则性
第16章 金属通论(2学时)
一.概述
二.金属的物理性质 三.金属的化学性质 四.金属的提炼
1.金属的提炼
2.金属还原过程的热力学 3.金属的精炼
第17章 s区金属(4学时)
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一.碱金属、碱土金属的通性 二.碱金属、碱土金属的单质
1.存在和制备
2.物理性质和化学性质 三.碱金属、碱土金属的化合物
1.氧化物(普通氧化物、过氧化物、超氧化物、臭氧化物) 2.氢氧化物 3.氢化物 4.盐类
四.对角线规则
第18章 p区金属(4学时)
一.p区金属概述 二.铝族元素
1.概述
2.氧化铝和氢氧化铝 3.铝盐和铝酸盐
4.铝的卤化物和硫酸盐 5.铝和铍的相似性 三.锗分族
1.概述
2.氧化物和氢氧化物 3.卤化物和硫化物 四.砷分族
1.砷、锑、铋的单质
2.砷、锑、铋的氢化物
3.砷、锑、铋的氧化物及其水合物 4.砷、锑、铋的硫化物及硫代酸盐 五.惰性电子对效应
第19章 配位化合物(8学时)
一.配合物的基本概念
1. 配合物的定义 2. 复盐与配合物 3. 配合物的命名
二.配合物的异构现象与立体结构
1. 结构异构 2. 几何异构 3. 对映异构
三.配合物的价键理论
1.价键理论的要点
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2.价键理论的应用 四.配合物的晶体场理论简介 五.配合物的稳定常数
1. 配合物的离解平衡和稳定常数 2. 配合物的逐级稳定常数 六.影响配合物的稳定性因素
1. 中心原子的结构和性质的影响 2. 配体性质的影响 七.配位平衡
1. 配位平衡与酸碱平衡 2.配位平衡与沉淀平衡
3.配位平衡与氧化还原平衡 八.配合物的应用
第20章
一.铜族元素
1.铜族元素通性 2.单质的性质和用途
3.铜族元素的重要化合物 4.铜(Ⅰ)和铜(Ⅱ)的相互转化 5.铜族元素与碱金属元素的对比 二.锌族元素
1.锌族元素的通性 2.单质的性质和用途 3.锌族元素的重要化合物 4.汞(Ⅰ)和汞(Ⅱ)的相互转化
5.锌族元素与碱土金属元素的对比
第21章
一.过渡元素的通性
1.过渡元素的电子构型、氧化态 2.过渡元素的原子半径、离子半径 3.单质的物理、化学性质 4.过渡元素氧化物的酸碱性 5.过渡元素的配合性
6.过渡元素水合离子的颜色 二.钛
1.钛的存在、冶炼、特性和用途 2.钛的重要化合物(Ⅲ、Ⅳ) 三.钒
1.钒的性质
区金属(4学时) 过渡元素(6学时) --
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2.钒的重要化合物 四.铬、钼、钨
1.概述
2.铬的化合物(Ⅲ、Ⅵ) 3.钼、钨的化合物
4.同多酸和杂多酸及其盐 五.锰
1.锰的性质和用途
2.锰的重要化合物(Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ、Ⅶ) 六.铁、钴、镍
1.概述
2.铁系元素重要化合物(Ⅱ、Ⅲ)
氧化物、氢氧化物、盐类、配合物 七.铂系元素简介
第22章 镧系元素和锕系元素(2学时)
一.镧系元素
1.镧系元素的通性
电子层结构、氧化态变化、镧系收缩、离子颜色 2.镧系元素的存在、制备、性质和用途 3.重要的镧系元素化合物 二.锕系元素
1.概述 2.钍和铀 三.超铀元素
1.新化学元素的发现 2.周期系的展望
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