无机化学实验教学资料.doc

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1、无机化学教学大纲课程编号:课程名称:无机化学 英文名称: Inorganic Chemistry授课学时:150 学 分:课程层次及修读类型:本科必修课 开课学时:150适用专业:化学、化学教育、材料化学教学目的和要求:无机化学是化学化工学院各专业学生的第一门重要的基础课程。它对学生的专业学习起着承前启后的作用。该课程的讲授内容既要立足于学生已掌握的中学化学知识基础，又要为其它几门后继课程准备必需的基础理论和无机化学知识。课程采用国内高等学校同类课程的优秀教材，旨在引入国内先进的教学理念和教学模式，努力提高学生的综合素质。 本课程设置的目的是：使学生掌握元素周期律、近代物质结构理论、化学热力学

2、、化学平衡和氧化还原等基本原理的基础知识；通过教学过程培养学生掌握对一般无机化学问题进行理论分析和计算的能力；并注意使学生在科学思维能力上得到训练和培养。 对无机化学课程而言，培养和提高学生的化学素质，是本课程的首要目标。素质教育的基本要求是： 1加强基础教学，使学生掌握中学化学教师所必需的无机化学知识。学生在掌握无机化学基本原理和基本内容的同时，还必须了解诸如我们周围的物质、自然界的平衡与循环、物质的守恒、化学品的危害和安全、化学和经济等与化学密切相关的问题，不断拓宽知识面。 2增强学生的自我获取知识、更新知识和拓宽知识的能力。在二十一世纪的浩如烟海的化学知识中，要善于妥善、及时地处理旧知识

3、，推陈出新，以较快的速度获取新知识。教学方式:教学手段:多媒体、讲授与板书课程考核与评估:(考试):第一学期成绩为100分制，第二学期成绩为100分制，(评估):课程基本内容及学时分配绪论（学时）内 容：1.化学是研究物质化学变化的科学。 2.无机化学研究的对象、发展和前景。3.化学的主要分 1支。4.学习无机化学的方法。第一章原子结构和元素周期系（10学时）内 容：1.电子和电子模型：电子发现、卢瑟福原子模型、爱因斯坦光子学说。2.核外电子运动的量子化特征：氢原子光谱，玻尔理论，能级概念。3.核外电子运动的波粒二象性：电子的波粒二象性，德布罗意预言，电子衍射实验，测不准原理。4.核外电子运动

4、状态的描述：薜定谔方程(只列出公式)，波函数和原子轨道，四个量子数，波函数的径向分布图和角度分布图，几率密度和电子云，电子云角度分布图和几率径向分布图。5.多电子原子基态的电子结构：屏蔽效应，钻穿效应，能级交错，近似能级图，电子层与电子亚层，最低能量原理，保里不相容原理，洪特规则，原子轨道能级与原子序数的关系，原子核外电子排布规律和排布的周期性。6.原子结构与元素周期系的关系：元素性质的周期性；从原子的电子层构型认识长周期与短周期、主族与副族、典型元素与过渡元素；原子的电子层与元素的区分。7.元素性质及其变化的周期性：电离势、电子亲合势、电负性变化的周期性；元素的金属性和非金属性变化规律。重

5、点: 多电子原子基态的电子结构：屏蔽效应，钻穿效应，能级交错，近似能级图，电子层与电子亚层，最低能量原理，保里不相容原理，洪特规则，原子轨道能级与原子序数的关系，原子核外电子排布规律和排布的周期性。原子结构与元素周期系的关系，元素性质的周期性。难 点: 核外电子运动状态的描述：薜定谔方程(只列出公式)，波函数和原子轨道，四个量子数，波函数的径向分布图和角度分布图，几率密度和电子云，电子云角度分布图和几率径向分布图。第二章 分子结构 （学时）内 容：1.化学键参数：键能、键长、键角、键的性质。2.分子的性质：极性分子和非极性分子；分子偶极矩，分子的磁性。3.离子键理论：离子键的形成及其能量变化；

6、离子键的特征与本质；晶格能的意义及其应用；单键的离子性百分数。4.共价键理论：经典共价键理论(电子配对法)，H2共价键的形成与本质；现代价键理论的要点；共价键的饱和性和方向性；键和键。5.杂化轨道理论：“杂化”和“杂化轨道”；SP、Sp2、sp3杂化；等性杂化和不等性杂化。6.分子轨道理论：分子轨道的含义；分子轨道的形成，组成分子轨道三原则(对称性原则，最大重叠原则和能量近似原则)；成键轨道和反键轨道；O2、N2分子轨道能级图；分子轨道中的电子排布；键级。7.金属键和过渡键型：金属键的形成和特征，自由电子，能带理论；化学键类型及其过渡。 8.分子间力和氢键：范德华力(取向力、诱导力、色散力)及

7、其特点；氢键的形成与本质，氢键的方向性和饱和性；分子间力和氢键对物质性质的影响。重 点: 化学键参数。极性分子和非极性分子；分子偶极矩，分子的磁性。离子键的特征与本质。现代价键理论的要点。分子间力和氢键。难 点: 分子轨道理论 2第三章 晶体结构 （学时）内 容：1.晶体的宏观特征,晶体、晶格(简单立方、面心立方、体心立方)、晶胞，晶体的各向异性，晶体的缺陷。2.离子晶体：离子晶体的特征，空间构型(NaCl型、CsCl型、ZnS型、CaF2型TiO2型)；离子半径，晶格中的离子配位数，配位数与离子半径比之间的关系；离子晶体物质的化学式；离子的极化作用，离子的变形性，离子的相互极化，离子的极化率

8、；离子极化对化合物键型和化合物性质的影响。3.分子晶体(干冰和水)；原子晶体(金刚石)；层状晶体(石墨)；同质多晶现象和类质同晶现象。4.金属晶体：金属晶体的特征，金属晶体的紧密堆积(面心、体心、六方堆积)；原子半径(范德华半径、共价半径、金属半径)。重 点: 离子晶体的特征。离子极化对化合物键型和化合物性质的影响。晶体的类型。难 点: 晶体的微观特征，晶格，晶胞，晶体的各向异性，晶体的缺陷。 第四章 配位化合物（10学时）内 容：1.配合物的基本概念：定义、组成、配位数、命名。2.配合物的化学键理论：价键理论(配位键的本质，中心原子的杂化轨道和配离子的空间构型，高自旋和低自旋配合物，离域键，

9、电中性原理)，异构现象与立体结构，价键理论的应用和局限性。3.配合物的晶体场理论：分裂能，成对能，光谱化学系列。4.螯合物：定义，稳定性，溶解性，颜色；螯合剂乙二胺、EDTA等。5.配合物的稳定性：稳定常数,逐级稳定常数；稳定常数的应用(判断反应的方向，计算配位平衡体系各物质的浓度，讨论难溶盐的生成和溶解的可能性)。6.配合物形成时的性质变化：颜色、溶解度、电极电势、酸碱度等性质的变化。7.配合物的重要应用。重 点: 配合物的基本概念：定义、组成、配位数、命名。配合物的化学键理论。配合物的稳定性，配合物形成时的性质变化。难 点: 配合物的晶体场理论。 第五章 化学热力学基础 （8学时）内 容：

10、1.热力学常用术语：系统、环境、系统的性质和状态函数。2.热力学第一定律和热化学：焓、焓变、反应热、恒容和恒压反应热；热化学方程式，盖斯定律及其应用；标准状态，生成热，溶解热，水合热及其应用。3.化学反应的方向：反应的自发性；混乱度和熵，熵变，标准熵；吉布斯自由能，自由能变和标准生成自由能；化学反应等温式。4.吉布斯亥姆霍兹公式：GH - TS公式，温度对自由能变化影响的分析。5.温度对化学平衡的影响。重 点: 系统、环境、系统的性质和状态函数。热力学第一定律和热化学：焓、焓变、反应热、恒容和恒压反应热；热化学方程式，盖斯定律及其应用。反应的自发性：混乱度和熵，熵变，标准熵。吉布斯自由能变和标

11、准生成自由能，化学反应等温式。吉布斯亥姆霍兹公式，温度对自由能变化影响的分析。难 点: 焓，混乱度和熵。 3第六章 化学平衡常数 （学时）内 容：1.可逆反应和化学平衡，化学平衡的意义,化学平衡状态。2.化学平衡常数：化学平衡定律，Kc与Kp的关系，平衡常数（标准、实验）的意义，多重平衡规则。3.化学平衡的移动：浓度、压力、温度对化学平衡的影响；勒夏特里原理。重 点: 化学平衡定律，Kc与Kp的关系，平衡常数（标准、实验）的意义，多重平衡规则。难 点: 温度对化学平衡的影响第七章 化学动力学基础 （学时） 内 容：1.化学反应速度的表示法，平均速度和瞬时速度；化学反应速度的实验测定。2.浓度对

12、化学反应速度的影响：速度方程和速度常数，反应级数及其测定；反应机理，基元反应和复杂反应，反应分子数；质量作用定律，反应速度规律与反应机理的关系。3.温度对化学反应速度的影响：阿累尼乌斯公式，活化能和活化分子。4.催化剂对化学反应速度的影响。重 点: 化学反应速度的实验测定，速度方程和速度常数，反应级数及其测定。基元反应和复杂反应，反应分子数；质量作用定律，反应速度规律与反应机理的关系。阿累尼乌斯公式，活化能和活化分子。难 点: 反应机理，基元反应和复杂反应，活化能和活化分子。第八章 水溶液 （学时）内 容：1.溶液的浓度和溶解度，浓度的表示方法，溶解度，相似相溶原理。2.非电解质稀溶液的通性，

13、溶液的蒸气压下降、凝固点下降、沸点上升、渗透压。3.电解质溶液。重 点: 浓度的表示方法，非电解质稀溶液的通性。难 点: 溶液的蒸气压下降。第九章 酸碱平衡（学时）内 容：1.酸碱理论：阿累尼乌斯的电离论，布朗斯特的质子论，路易斯的电子论。2.溶液酸碱性：水的电离及离子积常数，溶液的酸度，pH值；拉平效应和区分效应。3.电解质的电离：一元弱酸弱碱的电离平衡，电离常数，解离度，稀释公式；多元弱酸的电离。4.强电解质溶液：表观解离度，离子氛，活度和活度系数，离子强度。5.同离子效应，缓冲溶液及其pH值的计算方法，缓冲溶液的选择与配制。6.盐类水解：水解常数和水解度，盐溶液pH值的计算，多元弱酸盐和

14、多元弱碱盐的水解(分步水解)，盐类水解的实质和影响水解平衡的因素。重 点: 布朗斯特的质子论，水的电离及离子积常数，pH值，同离子效应，缓冲溶液及其pH值的计算方法，盐溶液pH值的计算。难 点: 多元弱酸盐和多元弱碱盐的水解(分步水解)。 4第十章 沉淀平衡（4学时）内 容：1.沉淀溶解平衡：溶度积常数，溶度积和溶解度，溶度积规则。2.同离子效应和盐效应；沉淀的生成，沉淀的溶解，酸度对沉淀溶解的影响；分步沉淀；沉淀的转化。3.有关溶度积一些应用和计算。重 点: 溶度积常数，溶度积和溶解度，溶度积规则。酸度对沉淀溶解的影响；分步沉淀；沉淀的转化。难 点:分步沉淀；沉淀的转化。第十一章 电化学基础 （8学时）内 容：1.氧化还原反应的基本概念：氧化还原反应，氧化和还原，氧化剂和还原剂；氧化数，氧化还原反应方程式的配平(氧化数法，*离子电子法)。2.原电池和电极电势：原电池(构成、电极反应、电池反应、表示方法)，电极电势差(形成机理、影响因素)。3.标准电极电势：标准氢电极，标准电极电势；标准电极电势的应用(判断氧化剂和还原剂的强弱，判断氧化还原反应的方向，计算平衡常数，标准电极电势应用的条件)。4.影响电极电势的因素：能斯特方程及应用(离子浓度对电极电势的影响，离子浓度对氧化还原反应方向的影响，介质的酸度对电极电势和氧化还原反应的影响)；pH电势图及其应用。5.元素电势图及应用。