无机化学B教学大纲

1、无机化学B 一、课程说明课程编号： 150403X10 课程名称：无机化学B/ Inorganic Chemistry B课程类别:化学类学时/学分：64/4 先修课程：中学化学适用专业： 化学工程、制药工程、生物工程、生物技术、环境工程、药学、化学工程试验班、化学中澳班教材、教学参考书：无机化学（第二版）.刘又年主编.科学出版社.2013；无机化学学习指导（第二版）.王一凡、古映莹主编.科学出版社.2013。二、课程设置的目的意义无机化学是化学工程、制药工程、生物工程、生物技术、环境工程、药学、化学工程试验班、化学中澳班等理工科类专业本科生的必修公共或专业基础课，其主要任务是介绍无机化学的基

2、本原理以及元素周期表中所有元素及其化合物的结构、性质，目的是让学生掌握无机物质组成、结构、性质和变化规律。以便为学好后续的有关课程，以及在毕业后开展实际工作和进一步深造或进行科学研究奠定必要的无机化学基础。三、课程的基本要求要求学生掌握包括气体，化学热力学基础，四大平衡，电化学基础以及原子、分子、固体、配合物结构的基本原理和理论，掌握周期表中s区、p区以及d区元素及其化合物的组成、结构、性质及其变化规律，了解f区元素的基本性质。了解无机化学在化工、制药、电化学和功能材料、矿物、冶金、生物医学、药学等领域应用的新进展。具体要求如下：第1章 绪论1.了解化学的主要特征和面临的挑战；2.熟悉无机化学

3、的历史沿革和发展趋势；3.掌握无机化学的学习方法。第2章 气体1.了解气体的性质和理想气体的状态方程；2.掌握道尔顿分压定律；3.了解气体分子运动论；4.熟悉真实气体状态方程和理想气体状态方程的差异。第3章 化学热力学基础1.熟悉热力学基本概念，掌握热力学第一定律的数学表达式；2.熟悉热化学方程式和盖斯定律，掌握反应热的有关计算； 3.了解熵及其物理意义，掌握由标准熵数据求反应熵变的有关计算；4.掌握吉布斯自由能判据和标准态下吉布斯自由能变的计算。 第5章 化学平衡原理1.熟悉化学平衡的基本特征和化学反应等温方程式； 2.掌握标准平衡常数表达式的写法和判断反应程度、预测反应方向等应用； 3.了

4、解多重平衡的计算，熟悉化学平衡移动的影响因素。 第6章 酸碱理论与解离平衡1.熟悉酸碱质子理论，共轭酸碱及其电离常数的关系； 2.掌握一元弱酸碱和两性物质的电离平衡及其pH值的计算； 3.熟悉同离子效应和盐效应对酸碱平衡的的影响 4.掌握缓冲溶液pH值的计算以及熟悉缓冲容量和缓冲范围的概念；5.了解酸碱电子理论和缓冲溶液的配制。第7章 沉淀与溶解平衡1.熟悉沉淀与溶解平衡，掌握溶解度和溶度积的关系； 2.掌握溶度积原理与沉淀生成、溶解的条件；3.熟悉分步沉淀的概念和计算； 4.了解沉淀转化的有关计算。第8章 电化学基础1.熟悉氧化还原反应的实质，掌握氧化数和氧化数配平法和离子电子配平法； 2.

5、熟悉原电池的构造和工作原理，掌握原电池的符号表达； 3.熟悉吉布斯自由能与原电池电动势的关系，掌握能斯特方程及其电极电位、电池电动势有关计算； 4.掌握判断氧化还原反应进行的方向和限度（标准平衡常数）的计算；5.掌握元素电势图及其应用；6.了解电解和金属防腐。第9章 原子结构与元素周期律1.熟悉和理解原子核外电子的运动状态和特征； 2.掌握四个量子数的物理意义及其取值规律； 3.熟悉原子轨道的角度分布图、电子云的角度分布图、径向分布函数图； 4.掌握多电子原子核外电子的排布；掌握元素周期表与原子核外价层电子构型的关系； 5.了解元素周期律和元素电负性的特征。第10章 共价键与分子结构1.熟悉现

6、代价键理论和共价键的类型； 2.掌握杂化轨道理论以及原子杂化轨道类型与分子空间几何构型关系； 3.掌握价层电子对互斥理论预测共价型分子的空间构型； 4.熟悉分子轨道理论要点，掌握同核双原子分子的分子轨道排布式的书写和键级的计算，了解几种典型的异核双原子分子的分子轨道能级图。 第11章 固体结构1.熟悉晶体的类型、特征和组成晶体的微粒间的作用力； 2.掌握7个晶系和14种点阵类型； 3.熟悉金属键理论，掌握金属晶体的密堆积结构； 4.熟悉离子键理论，掌握离子晶体的结构型式，熟悉离子极化和键型变异； 5.熟悉分子的极性与分子的极化，熟悉范德华力（取向力、诱导力和色散力）和氢键；了解分子晶体的结构特

7、征； 6.了解原子晶体和混合型晶体。第12章 配位化学基础1.掌握配合物的组成和命名；2.了解配合物的分类，熟悉配合物的空间构型和异构现象； 3.掌握配合物的价键理论和内轨型、外轨型配合物的杂化方式及其与空间构型的关系； 4.掌握晶体场理论及其中心离子d轨道分裂、d电子的分布、晶体场稳定化能的计算；5.掌握配位平衡和配位平衡的移动的有关计算； 6.了解原子晶体和混合型晶体。第14章 碱金属和碱土金属本章主要讨论S区元素中的12种金属元素及其重要化合物。1.熟悉S区元素 的基本特征（单质的密度小、硬度小、熔点低和强还原性；在同一周期、特别是同一族中，原子半径与离子半径、电离能和电负性、金属性、氢

8、氧化物的碱性和碳酸盐的热稳定性等的变化规律），并联系其基本特征，了解它们的保存方法和工业制备方法。2.掌握钠、钾和钙、镁相关的一些重要反应和重要化合物及其特性（金属氢化物、正常氧化物、过氧化物、超氧化物、焰色反应、金属氢氧化物及其溶解性、碱性强弱变化规律）。3.熟悉锂、铍在同族元素中的特殊性，掌握对角线相似规则（Li与Mg的相似性、Be与Al的相似性）。第15章 卤素元素P区元素共31种，其中有10种金属。本章主要讨论卤素。1.了解P区元素性质的特征（各族元素性质由上至下呈现二次周期性、第二周期元素的反常性、第四周期和第六周期元素的异样性、惰性电子对效应 ）。2.掌握卤素的通性；3.熟悉卤素单

9、质的性质以及氢卤酸、卤化物、卤素的含氧酸及其盐和拟卤素。第16章 氧族元素1.掌握氧族元素的通性；2.熟悉氧、臭氧、过氧化氢；3.熟悉硫的同素异形体、硫化氢、硫化物，硫的含氧化合物及其性质。第17章 氮族元素1.掌握氮族元素的通性； 2.熟悉氮的氧化物和含氧酸及其盐；3.熟悉磷的同素异形体及磷的含氧酸及其盐；4.了解砷、锑、铋的化合物及其性质。第18章 碳族元素1.掌握碳单质的同素异形体和碳的重要化合物,特别是碳酸盐的性质;2. 熟悉硅及其化合物,特别是硅酸盐的性质；3.了解锡、铅的重要化合物氧化物、氢氧化物和硫化物及其性质以及Sn()的还原性和Pb()的难溶盐和Pb()的氧化性。第19章 硼

10、族元素1.了解硼族元素的一般性质；2. 重点讨论硼元素，要求掌握硼的重要化合物-乙硼烷、硼砂、硼酸和硼的卤化物,并熟悉它们之间的相互转化；3.了解铝及其化合物-氢氧化铝的两性和铝盐的水解性等性质；4.熟悉p区元素的氧化物及其水合物的性质，特别是氧化还原性和含氧酸盐热稳定性的递变规律。第20章 过渡元素I1.掌握过渡元素的通性。2.熟悉钛金属的耐腐蚀性、Ti（）化合物的热稳定性和水解性；3.熟悉钒的各种价态离子的颜色和水解性、V（）化合物的氧化性、其离子的存在形式与溶液pH的关系；4.熟悉铬Cr（）含氧酸盐的相互转化及其氧化性，Cr（）氢氧化物的两性及铬化合物的颜色和难溶的铬酸盐，了解多酸型配合

11、物；5.熟悉锰的重要化合物-高锰酸钾的强氧化性和不稳定性，锰酸钾的不稳定性和易歧化性，二氧化锰的较强氧化性。第21章 过渡元素1.掌握铁系元素的通性，熟悉铁、钴、镍的氧化还原性，水解和沉淀反应以及配合物与离子鉴定。2.了解铂系元素的通性、重要化合物、配合物和过渡金属有机化合物羰基化合物和不饱和烃配合物。第22章 铜副族和锌副族元素1.了解ds区元素与s区元素的异同；2.熟悉铜副族元素与锌副族元素的单质；3.掌握Cu（）与Cu（）、Hg（）与Hg（）间的相互转化；4.掌握Cu2+、Ag+、Zn2+、Cd2+、Hg2+的重要反应和离子鉴定。四、教学内容、重点难点及教学设计章节教学内容总学时学时分配

12、教学重点教学难点教学方案设计（含教学方法、教学手段）讲课(含研讨)实践第1章绪论11化学的主要特征、面临的挑战、无机化学的现代特征化学面临的 挑战启发讨论式与多媒体第2章气体22理想气体状态方程及其应用、分压及道尔顿分压定律与有关计算、真实气体与理想气体的偏差分压及道尔顿分压定律、分体积及分体积定律、范德华方程同上第3章化学热力学基础66体积功 最大功、热力学第一定律及其数学表达式、焓与焓变、等压反应热与等容反应热关系、由生成热计算反应热、由标准熵计算化学反应熵变、吉布斯自由能及其判据、由标准生成吉布斯自由能计算rGm 体积功 最大功、焓与焓变、等压反应热与等容反应热关系、由生成热计算反应热、

13、可逆过程和最大热、由标准熵计算化学反应熵变、热力学第二定律的熵表述、吉布斯自由能及其判据、由标准生成吉布斯自由能计算rGm同上第5章化学平衡原理22化学平衡的基本特征、化学反应等温方程式、吉布斯自由能与标准平衡常数的关系、 判断反应程度和预测反应方向、化学平衡移动的影响因素化学反应等温方程式、总压力对化学平衡的影响同上第6章酸碱理论与解离平衡66酸碱质子理论、一元弱酸、弱碱的解离平衡及其平衡组成的计算、多元弱酸、多元弱碱分步解离和两性物质的解离同离子效应和盐效应缓冲溶液pH值的近似计算缓冲容量及其与总浓度、缓冲比的关系、缓冲范围、缓冲溶液的配制原则酸碱电子理论、多元弱酸弱碱的分步解离平衡、盐效

14、应缓冲溶液与缓冲作用原理、缓冲容量及其与总浓度、缓冲比的关系同上第7章沉淀与溶解平衡33难溶电解质的沉淀溶解平衡溶度积常数与溶解度溶度积原理：J >Ksp  沉淀析出J = Ksp 饱和溶液 J < Ksp 沉淀溶解pH值对难溶金属氢氧化物沉淀溶解平衡的影响及有关计算沉淀的配位溶解平衡分步沉淀和沉淀的转化难溶电解质的沉淀溶解平衡溶度积常数与溶解度、pH值对难溶金属氢氧化物和金属硫化物沉淀溶解平衡的影响及有关计算、分步沉淀和沉淀的转化同上第8章电化学基础66氧化数、离子电子法配平氧化还原反应方程式、原电池的构造和工作原理、原电池的符号、吉布斯自由能与原电池电动势的

15、关系、标准电极电势及其判断氧化剂、还原剂强弱和氧化还原反应方向、能斯特方程及其有关电极电势、电池电动势和标准平衡常数的计算、元素电势图、电解、电解定律氧化数、离子电子法配平氧化还原反应方程式、原电池的工作原理、吉布斯自由能与原电池电动势的关系、能斯特方程及其有关电极电势、电池电动势和标准平衡常数的计算、元素电势图、电解同上第9章原子结构与元素周期律55微观粒子的量子化和波粒二象性原子核外电子的运动状态及其描述方法薛定谔方程以及方程的解（波函数）四个量子数的物理意义及其特定组合的取值规律波函数（原子轨道）的角度分布图和电子云的角度分布图波函数的径向分布图和概率分布的表示法径向分布函 数图多电子原

16、子核外电子的排布规律和基态原子的核外电子排布式书写 方法元素周期律与基态原子电子层结构周期性变化的基本 关系元素周期表的分区、周期、族与能级组、价层电子构型的对应关系微观粒子的量子化和波粒二象性原子核外电子的运动状态及其描述方法薛定谔方程以及方程的解（波函数）四个量子数的物理意义及其特定组合的取值规律波函数（原子轨道）的角度分布图和电子云的角度分布图波函数的径向分布图和概率分布的表示法径向分布函数图多电子原子核外电子的排布规律元素周期律与基态原子电子层结构周期性变化的基本 关系同上第10章共价键与分子结构55现代价键理论（VB法）共价键类型键长、键角、键能的概念杂化轨道理论与杂化轨道的类型、空

17、间构型价层电子对互斥理论的要点与中心原子价层电子对数的计算及其推测AB型分子的几何构型分子轨道理论（MO法）同核双原子分子的轨道能 级图键级与共价键的稳定性现代价键理论（VB法）杂化轨道理论与杂化轨道的类型、空间构型价层电子对互斥理论的要点与中心原子价层电子对数的计算及其推测AB型分子的几何构型分子轨道理论（MO法）同核双原子分子的轨道能 级图同上第11章固体结构447个晶系与14种空间点阵型式金属晶体的六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方密堆积结构及其特征三种典型离子晶体（CsCl型，NaCl型和立方ZnS型）的结构特征离子晶体的半径比规则晶格能对离子型化合物熔点、硬度的影响、离子极化及

18、其对键型、晶格类型、溶解度、熔点、热分解温度、颜色的影响化学键极性与分子极性的关系、范德华力、氢键晶胞和晶胞参数金属晶体的六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方密堆积结构及其特征金属键的形成和特征三种典型离子晶体（CsCl型，NaCl型和立方ZnS型）的结构特征离子晶体的半径比规则晶格能离子极化及其对键型、晶格类型、溶解度、熔点、热分解温度、颜色的影响分子的偶极矩和变形性及其变化规律氢键混合型晶体的特殊性及其典型代表同上第12章配位化学基础66配合物的定义、组成、命名，中心离子（原子）氧化数、配体数、配位原子数、配位数单齿配体与多齿配体简单配合物和螯合物配合物的价键理论配位数与中心离子（原子

19、）空轨道的杂化方式及配离子的空间几何构型的关系配合物的磁性与外轨型、内轨型配合物配合物的晶体场理论d轨道在正八面体场中的能级分裂d轨道分裂能与电子成对能中心离子（原子）的d电子在分裂的d轨道中重新排列的方式晶体场理论与配合物的磁性、颜色的关系八面体场晶体场稳定化能的计算方法与配离子稳定性 判断配位平衡及其有关计算配合物的稳定常数和解离 常数酸碱平衡、沉淀-溶解平衡、氧化还原平衡和配位平衡对配位平衡移动的影响q同上第14章碱金属和碱土金属2.02.0碱金属、碱土金属的单质、氧化物、氢氧化物、重要盐类的性质；碱金属、碱土金属性质递变的规律，对角线规则和锂铍的特殊性对角线规则和锂铍的特殊性同上第15

20、章卤素元素22p区元素概述：元素性质及变化规律二次周期性、多种氧化数惰性电子对效应；卤素的通性、单质的制备和性质(氧化物的变化规律)卤化氢的还原性、酸性、稳定性及其变化规律以及卤化氢的制备氯的含氧酸及其盐的酸性、稳定性、氧化性变化规律溴、碘的重要含氧酸(卤酸、高卤酸)的基本 性质元素性质及变化规律二次周期性、多种氧化数惰性电子对效应；卤素的含氧化合物、拟卤素同上第16章氧族元素1.51.5臭氧的结构(V字型，唯一的极性单质)和性质过氧化氢的结构(sp3杂化)和性质(氧化性为主) 硫单质的同素异形体、S8的结构、性质硫化氢的性质(强还原性)金属硫化物溶解度的分类(水溶、稀酸溶、浓盐酸溶、硝酸溶、

21、王水溶) 二氧化硫、三氧化硫的结构亚硫酸盐(还原性)、硫酸(浓硫酸的氧化性)及其盐的性质硫代酸盐与I2和Cl2的反应和过硫酸盐(强氧化性)的结构、性质臭氧的结构(V字型，唯一的极性单质)和性质过氧化氢的结构(sp3杂化)和性质(氧化性为主) 硫单质的同素异形体、金属硫化物溶解度的分类(水溶、稀酸溶、浓盐酸溶、硝酸溶、王水溶) 三氧化硫的结构亚硫酸盐(还原性)、硫的其它含氧酸及其盐同上第17章氮族元素22氮分子结构及其特殊的稳定性氨的结构和性质、铵盐的性质硝酸的结构和性质(强还原性)硝酸和亚硝酸盐的性质硝酸根的结构磷的单质、氢化物、卤化物、氧化物的结构和基本性质磷酸及其盐的性质砷、锑、铋的氧化物

22、及其水合物的酸碱性氧化还原性的变化规律砷()、锑()、铋()的还原性和砷()、锑()、铋的氧化性砷、锑、铋的硫化物的颜色、生成和溶解硝酸的结构和性质，硝酸和亚硝酸盐的性质，硝酸根的结构，磷的单质、氢化物、卤化物、氧化物的结构和基本性质,砷()、锑()、铋的氧化性同上第18章碳族元素1.51.5碳单质的结构(石墨、金刚石、C60、C70)二氧化碳、碳酸、碳酸盐的重要性质极化理论解释碳酸盐的热稳定性(H2CO3NaHCO3Na2CO3，BeCO3MgCO3碳单质是原子晶体二氧化硅中的硅氧四面体结构硅酸盐的酸碱性和溶解性锡、铅的氧化物、氢氧化物的酸碱性及其变化规律锡()的还原性，铅()的氧化性锡、铅

23、硫化物 的颜色、生成和溶解碳单质的结构(石墨、金刚石、C60、C70)极化理论解释碳酸盐的热稳定性(H2CO3NaHCO3Na2CO3，BeCO3MgCO3）二氧化硅中的硅氧四面体结构锡()的还原性，铅()的氧化性同上第19章硼族元素22缺电子化合物乙硼烷B2H6的结构和重要性质(如与H2O2、CO反应)氢桥键(三中心二电子键) 硼酸晶体的结构(sp2杂化、氢键、层状)和性质(一元弱酸、热稳定性、溶解性)硼砂的组成、结构(sp2、sp3杂化)硼砂的水解(其水溶液为缓冲溶液)硼砂珠试验硼砂的卤化物的结构及水解性铝及其含氧化合物的两性铝盐的水解乙硼烷B2H6的结构和重要性质氢桥键、硼酸晶体的结构(

24、sp2杂化、氢键、层状)和性质(一元弱酸、热稳定性、溶解性)、铝及其含氧化合物的两性、铝盐的水解、p区元素的氧化物及其水合物、含氧酸盐的热稳定性同上第20章过渡元素I22过渡元素的通性、钛金属的耐腐蚀性、Ti（）化合物的热稳定性和水解性钒的各种价态离子的颜色和水解性、V（）化合物的氧化性及其离子的存在形式与溶液pH的关系、铬Cr（ 、）含氧酸盐的相互转化及其氧化性、Cr（）氢氧化物的两性及铬化合物的颜色和难溶的铬酸盐、铬 ()化合物的酸碱性、氧化还原性、高锰酸钾的强氧化性和不稳定性、锰酸钾的不稳定性和易歧化性、多酸型配合物同多酸及其盐、杂多酸及其盐过渡元素的通性钛金属的耐腐蚀性、Ti（）化合物的热稳定性和水解性、铬Cr（ 、）含氧酸盐的相互转化及其氧化性、Cr（）氢氧化物的两性及铬化合物的颜色和难溶的铬酸盐铬 ()化合物的酸碱性、氧化还原性多酸型配合物同多酸及其盐、杂多酸及其盐同上第21章过渡元素33铁系元素的通性、铁 ( , )、钴(,)、镍(,)的重要化合物的氧化还原性 还原性：Fe(