西北大学教学大纲

无机化学与化学分析（InorganicchemistryandChemicalanalysis）教学大纲一、课程地位、意义及其规定课程类型：学科关键课；学分：7；课时：126；开课课时；第1学期周课时为4，第2学期周课时为3；讲课方式：课堂；讲课手段：多媒体课件；课外活动：合适组织研究所或工厂的参观及参与学术讲座；辅导：分班每周集体辅导一次；年论文；每学期各进行一次小论文写作（10-20个题目，由学生自选，教师指导）；考核方式：每学期进行一次笔试，并进行平时考察，计成绩20%。二、教学大纲（总课时126）本大纲适应于化学系化学、应用化学和材料化学专业本科生“无机化学与化学分析”课程，分章、节、知识点、教学规定和讲座。第1章原子构造和元素周期表（AtomicStructureandPeriodicTableofElements）（8课时）第1节亚原子粒子（Subatomic）第2节波粒二象性——赖以建立现代原子模型的量子力学概念（Wave-particleparallelism——thequantummechanicstheorybywhichmodelatomicmodelhasbeenestablished）第3节有关氢原子构造的玻尔模型（Bohr'smodelofthehydrogenatom）第4节波动力学模型（Wavemechanicsmodel）第5节轨道概念的图形描述（Representationsoftheorbital）第6节多电子原子轨道的能级和基态原子的核外电子排布（Energylevelandthegroundstateoftheorbitalinmany-electronatomselectronconfigurations）第7节周期表与原子构造（Theperiodictableandatomicstructure）第8节原子参数（Atomicparameters）知识点：亚原子粒子,原子能级，波粒二象性，核外电子运动，量子数，波函数的图形，电子云图象，近似能级图，屏蔽效应，钴穿效应，能级交错，周期表，原子半径，电子亲合能，电负性。教学规定：1．初步理解原子核外电子运动的近代概念、原子能级、波粒二象性、原子轨道（波函数）和电子云概念；2．理解四个量子数对核外电子运动状态的描述，掌握四个量子数的物理意义、取值范围；3．熟悉s、p、d原子轨道的形状和方向；4．理解原子构造的近似能级图，掌握原子核外电子排布的一般规则和s、p、d、f区元素的原子构造特点；5．会从原子的电子层构造理解元素性质，熟悉原子半径、电离能、电子亲合能和电负性的周期性变化。第2章化学键与分子构造（ChemicalBandandMolecularStructure）（8课时）第1节化学键的定义（Definitionofchemicalbonding）第2节离子键理论及离子极化（Ionicbondtheoryandionicpolarization）第3节共价键的概念与路易斯构造式（ConceptofthecovalentbondtheoryandLewis'structureformula）第4节用以判断共价分子几何形状的价层电子对互斥理论（VSEPRforjudgingtheconfigurationofthecovalencemolecular）第5节原子轨道的重叠—价键理论（Superpositionofatomicorbital—valencebondtheory）第6节分子轨道理论（Molecularorbitaltheory）第7节金属键理论（Metallicbondtheory）第8节分子间作用力和氢键（Intermolecularforcesandhydrogenbonding）知识点：化学键，离子键，离子的特性，离子极化理论，价键理论，共价键的特点，价电子对互斥理论，杂化轨道理论，分子轨道理论，金属键，能带理论，分子间作用力，氢键。教学规定：1．认识化学键的本质；2．掌握离子键的形成及其特点；3．掌握离子的特性，离子极化概念；4．掌握价键理论的内容；会用价键理论解释共价键的特性，会用价电子对互斥理论和杂化轨道理论解释简朴的分子构造；5．初步认识分子轨道，掌握第二周期元素的分子轨道特点；6．理解金属键理论，尤其是能带理论，会用能带理论解释固体分类；7．认识分子间作用力和氢键的本质，会用其解释对物质性质的影响。第3章化学热力学的初步概念与化学平衡（PrimaryConceptionofChemicalThermodynamics&ChemicalEquilibrium）（6课时）第1节热化学（Thermochemistry）第2节熵和熵变（Entropyandentropychange）第3节自由能——反应自发性的判据（Freeenergy-determinationforthespontaneityfortheprocess）第4节平衡状态和原则平衡常数（Equilibriumstateandthestandardequilibriumconstant）知识点：功，热，热力学能，焓和焓变，热化学，化学反应热，恒容反应热，恒压反应热，盖斯定律，熵和熵变，绝对熵，吉布斯自由能和自由能变，热力学第一、第二、第三定律，吉布斯-亥姆霍茨方程，反应自发性的判据，原则状态，平衡状态，原则平衡常数。教学规定：1．理解化学变化过程中的热效应概念，恒容反应热和恒压反应热的概念和测定；会写热化学方程式；2．初步理解焓的概念，懂得焓变是化学反应自发过程的一种驱动力；3．会进行有关热化学的一般计算；4．初步理解熵、熵变和绝对熵的概念，懂得熵变是化学反应的自发过程的另一种驱动力；5．初步理解热力不第一、第二、第三定律的概念；6．初步理解吉布斯自由能及吉布斯-亥姆霍兹方程，初步学会用其判据化学反应的自发性；7．掌握化学平衡状态及原则平衡常数概念，会进行简朴的化学平衡移动判断及有关计算。第4章化学反应速率与反应动力学的初步概念（PrimaryConceptionofChemicalReactionRate&ReactionKinetics）（6课时）第1节化学反应速率的表达措施（Chemicalreactionrates）第2节反应速率理论简介（Instructiontoreactionratestheory）第3节影响化学反应速率的原因（Thefactorseffectingchemicalreactionrates）第4节化学反应机理的某些概念（Someconceptsofthechemicalreactionmechanism）知识点：化学反应速率，平均速率，瞬时速率，碰撞理论，过渡状态理论，反应速率与温度、浓度的关系，元反应，质量作用定律，速率方程，活化能，催化剂，阿仑尼乌斯公式，反应级数，反应分子数，一级反应的特性，二级反应的特性。教学规定：1．初步理解化学反应速率、速率方程、碰撞理论、过渡状态理论和活化能概念；2．理解并会用浓度、温度、催化剂诸原因解释其对化学反应速率的影响；3．初步掌握阿仑尼乌斯公式的应用，会用其求算活化能及某温度下的反应速率；4．理解反应分子数和反应级数的概念，会进行基元反应有关的简朴计算；6．初步掌握零级、一级和二级反应的特性。第5章酸碱和酸碱反应（Acid-BaseandAcid-BaseReaction）（4课时）第1节布朗斯特酸碱理论（Brφnstedacid-basetheory）第2节路易斯酸碱理论（Lewisacid-basetheory）知识点：布朗斯特酸碱、路易斯酸碱和软硬酸碱理论，溶剂的拉平效应教学规定：1．理解布朗斯特酸碱、路易斯酸碱和软硬酸碱理论的意义和要点；2．掌握一元弱酸、弱碱的pH的计算公式。第6章氧化还原反应（Oxidation-ReductionReaction）（6课时）第1节氧化还原反应的基本概念（Theprimaryconceptsofredoxreaction）第2节氧化还原方程式的配平（Balancingredoxequations）第3节水溶液中氧化还原反应的自发性和电极电势（Spontaneityofredoxreactionsinaqueoussolutionandelectrodepotential）第4节电势数据的图示法（Diagrammaticrepresentationsofelectrodepotential）第5节影响氧化还原反应的动力学原因和氧化还原反应机理（Influenceofdynamicfactorsonredoxreactionsandmechanismofredoxreactions）第6节应用电化学简介（Introductiontoapplicationelectrochemistry）知识点：氧化与还原，氧化值，埃灵罕姆图，原则电极电势，能斯特公式，拉蒂麦尔图，弗洛斯特图，实用电池，蓄电池，流动电池，电解教学规定：1．理解氧化还原反应的基本概念；2．掌握氧化还原方程式的两种配平措施；3．理解埃灵罕姆图的意义及其应用；4．熟悉能斯特公式、影响电极电势的原因及其应用；5．理解电势数据的两种图示法及其应用；6.简朴理解电化学的应用。第7章金属配位化合物（MetalCoordinationCompounds）（6课时）第1节有关定义和命名（Therelatedconceptsandnaming）第2节化学键理论（Chemicalbondingtheory）第3节异构现象与立体化学（Isomerismandstereochemistry）第4节配位实体的热力学稳定性（Thermodynamicstabilityofthecoordinationentity）第5节配位实体的某些动力学问题（Somekineticquestionsofthecoordinationentity）知识点：有关定义，构成，内界，外界，中心原子（离子），配位原子，配位数，单齿，多齿，螯合物，命名，价键理论，sp3d2和d2sp3杂化，磁矩，顺磁性，反磁性，铁磁性，外轨，内轨，反遗键，晶体场理论，d轨道分裂及分裂能，电子成对能，晶体场稳定化能，光谱化学序列，高自旋，低自旋，配合单元，空间构造，顺反异构，旋光异构。教学规定：1．熟悉配位化合物的基本概念、构成和命名；2．熟悉配位化合物的价键理论，会进行一般配离子构造判断和磁性计算；3．理解晶体场理论的要点，弄清八面体场、四面体场和平面四边形场中d轨道的分裂；4．弄清分裂能和晶体场稳定化能概念，初步学会上述几种场中分裂能及稳定化能的判断；5．理解配位化合物的顺反异构和旋光异构概念，初步学会上述两种异构体的判断。讲座1无机化学与环境（InorganicChemistryandEnvironment）（2课时）内容：初步理解环境与生态平衡的关系和大气污染、水体污染、食品污染、固体废弃物污染及其处理的基本知识。讲座2无机化学与能源（InorganicChemistryandEnergy）（2课时）内容：理解能源的分类和能量的转化，核能和化学电源基础知识，节能和新能源开发讲座3化学分析概论（GeneralDiscussionofChemicalAnalysis）（2课时）内容：简朴简介化学分析的内容、滴定分析的分析的特点、法定计量单位以及有关误差的初步概念。第8章酸碱平衡和酸碱滴定（Acid-baseequilibriumandacid-basetitration）（8课时）第1节弱酸、弱碱水溶液的质子转移平衡（Thetransferequilibriumoftheprotoninweakacidandbaseaqueoussolution）第2节计算溶液的H3O+浓度的精确式、近似式和最简式（Exactformula,approximationformulaandsimplestformulaofcalculatingc(H3O+)insolution）第3节水解（Hydrolysis）第4节缓冲溶液（Buffersolution）第5节酸碱滴定原理（Principleofacid-basetitration）第6节滴定方式和应用实例（Titrationmethodsandapplicationexamples）知识点：浓度，活度，活度系数，物料平衡，电荷平衡，质子平衡，分布系数，水解和水合，水解常数，缓冲溶液，缓冲原理，原则缓冲溶液，酸碱指示剂，滴定曲线，滴定原理，滴定突越范围，直接滴定法，间接滴定法教学规定：1．熟悉弱酸、弱碱水溶液的质子转移平衡;2．理解水溶液中酸碱多种组分的分布系数概念;3．掌握各类酸、碱及缓冲溶液pH值的计算措施;4．理解各类离子与水的作用机理;5．理解酸碱指示剂的作用原理、变色点和变色范围等概念;6．掌握强酸（碱）滴定强碱（酸）或弱碱（酸）的滴定曲线、滴定突跃大小及其影响原因、指示剂的选择原则7．理解滴定方式及应用实例。第9章沉淀溶解平衡和沉淀滴定（Precipitation–DissolutionEquilibriumandPrecipitationTitration）（8课时）第1节沉淀溶解平衡（Precipitation–dissolutionequilibrium）第2节沉淀滴定法（Precipitationtitration）知识点：溶解度，溶度积，溶度积常数，分步沉淀，同离子效应，盐效应，多重平衡原理，沉淀滴定法，共沉淀，后沉淀，银两法，莫尔法，佛尔哈德法，法扬司法教学规定：1．理解沉淀的溶解度和溶度积常数;2．掌握微溶化合物溶解度的计算;3．熟悉影响条件溶度积和沉淀溶解度的原因;4．熟悉几种重要的银量法的原理、特点和应用。第10章条件稳定常数和络合滴定（Conditionalstabilityconstantandcomplexometrictitration）（8课时）第1节EDTA:络合滴定最重要的滴定剂（EDTA–mostimportanttitrationincomplexometrictitration）第2节条件稳定常数（Conditionalstabilityconstant）第3节络合滴定原理（Principleofcomplexometrictitration）第4节滴定干扰的消除（Wipe-outofdisturbanceincomplexometrictitration）第5节络合滴定方式（TitrationmethodsemployingEDTA）知识点：逐层稳定常数，不稳定常数，累积稳定常数，副反应系数，酸效应和酸效应系数，条件稳定常数，金属指示剂，络合滴定曲线，突跃，滴定干扰及消除，掩蔽和络合掩蔽剂，返滴定，置换滴定教学规定：1．理解分析化学中EDTA及其螯合物的分析特性；2．掌握络合平衡的副反应系数和条件稳定常数的计算；3．理解金属离子指示剂的作用原理、指示剂的选择原则及常用的金属离子指示剂的使用条件；4．熟悉络合滴定曲线、化学计量点和滴定突跃；5．理解络合滴定的应用及计算。第11章条件电势和氧化还原滴定（Conditionalelectricpotentialandoxidation-reductionTitration）（8课时）第1节氧化还原反应的条件电势（Conditionalelectricpotentialofoxidation-reductionreaction）第2节滴定曲线和指示剂（Titrationcurvesandindicators）第3节重要的氧化还原滴定法（Importantoxidation-reductiontitration）知识点：条件电势，离子强度，氧化还原滴定曲线，可逆电对，不可逆电对，对成电对，不对成电对，自身指示剂，专用指示剂，高锰酸钾法，重铬酸钾法，碘量法教学规定：1．理解条件电势的概念及影响原因。2．氧化还原滴定指示剂的类型及应用。3．熟悉多种副反应对条件电势的影响。4．掌握氧化还原滴定法中的高锰酸钾法、重铬酸钾法、碘量法的条件及应用。第12章s区元素（s-BlockElements）（4课时）第1节单质（ElementarySubstance）第2节化合物（Compounds）知识点：IA、IIA族元素及其化合物。教学规定：1．理解s区元素的物理性质和化学性质，可以解释Li的原则电极电势为何最低，能解释碱金属与水、醇和液氨反应的不一样；2．理解重要元素的矿物资源及单质的制备措施，尤其注意钾和钠制备措施的不一样；3．理解s区元素的氢化物、氧化物、氢氧化物的性质，尤其注意氢氧化物的碱性变化规律；4．理解s区元素的重要盐类化合物，尤其注意盐类溶解性的热力学解释；5．会用离子极化理论解释碳酸盐分解规律；6．理解对角线规则和锂、铍的特殊性。第13章p区元素（一）（p-BlockElements(First)）（9课时）第1节概述（Generaldescription）第2节天然资源、单质的提取和用途（Naturalresource,extractionforelementsandapplication）第3节硼的单质和化合物（Elementboronandcompounds）第4节金属键及其化合物（Metalbondandtherelatedcompounds）第5节碳的单质及其化合物（Elementcarbonandtherelatedcompounds）第6节硅及其化合物（Elementsiliconandtherelatedcompounds）第7节氮及其化合物（Nitrogenandtherelatedcompounds）第8节磷及其化合物（Phosphorusandtherelatedcompounds）第9节长周期元素和惰性电子对效应（Longperiodicelementsandinertelectronpaireffecting）知识点：硼，碳，硅，氮，磷，单质，制备，化合物，三中心二电子键，硼烷，碳纤维，高能燃料，人造金刚石，半导体硅，硅烷，分子筛，惰性电子对效应。教学规定：1．理解p区元素的特点；2．理解p区元素的存在、制备及用途；3．掌握重点元素硼、铅、碳、硅、氮和磷的单质及其化合物的性质，会用构造理论和热力学解释它们的某些化学现象；4．从正硼烷的构造理解缺电子键和硼烷构造；5．理解某些无机材料的制备和用途；6．理解惰性电子对效应概念及其应用。第14章p区元素（二）（p-BlockElements（Second）（6课时）第1节16-18族元素概述（Generaldescriptionto16-18groups）第2节工业资源、单质的制备和用途（Industrialresource,preparationofelementsandapplications）第3节过氧化氢和臭氧（Hydrogenperoxideandozone）第4节硫的重要化合物（Thekeycompoundsofsculpture）第5节卤素（Thehalogens）第6节稀有气体（TheNobelgases）知识点：氧、臭氧、过氧化氢，单质制备，硫、卤素，稀有气体教学规定：1．理解16-18族元素的特点；2．理解重点元素的存在、制备和用途；3．掌握重点元素硫、卤素的单质及其化合物的性质，会用构造理论和热力学解释它们的某些化学现象；4．理解第1个稀有气体化合物的诞生及其对化学发展的奉献。第15章d区元素（d-BlockElements）（10课时）第1节d区元素的通性（Generalcharacteristics）第2节金属钛及其化合物（Titaniumandtherelatedcompounds）第3节金属铬及其化合物（Chromiumandtherelatedcompounds）第4节钼和钨（MolybdenumandTungsten）第5节锰及其化合物（Manganeseandtherelatedcompounds）第6节铁、钴、镍及其化合物（Iron,cobalt,nickelandtherelatedcompounds）第7节铜及其化合物（Copperandtherelatedcompounds）第8节贵金属元素的不活泼性和催化性能（Non-activeandcatalyticalpropertiesforthenobleelements）第9节锌、镉、汞及其化合物（Zinc,cadmium,mercuryandtherelatedcompounds）第10节过渡元素与CO形成的化合物（CompoundsoftransitionalmetalwithCO）知识点：d区元素通性，钛，铬，锰，铁，钴，镍，铜，锌，镉，汞，单质性质和制备，化合物，贵金属元素，催化性能，羰基化合物教学规定：1．理解d区元素的通性，即d电子化学的特性；2．掌握钛单质、TiO2、TiCl4的性质和制备，钛合金的应用；3．掌握铬单质的特性与制备，三价铬与六价铬的转变；4．理解钼和钨的简朴化合物及同多酸、杂多酸的概念；5．掌握从软锰矿制备单质锰，锰的变价及其氧化性；6．理解铁、钴、镍氧化还原性变化规律，掌握其氧化物和氢氧化物性质；7．掌握铜单质及其常见化合物，着重理解其歧化反应；8．理解锌、镉、汞的单质及重要化合物。第16章f区元素（f-BlockElements）（4课时）第1节镧系元素的存在，提取和应用（Occurrence,extractionandusesoflanthanideelements）第2节镧系元素的互相分离（Isolationoflanthanideelements）第3节锕系元素简介（InstructiontoActinideelements）知识点：镧系元素，稀土元素，镧系收缩，特性氧化态，氧化物，氢氧化物，配合物，溶剂萃取法，离子互换法，锕系元素。教学规定：1．熟悉镧系元素电子构造、名称，镧系收缩概念及