無機及分析化學（簡體書）

《無機及分析化學》是以工科化學課程教學指導委員會修訂的無機化學和分析化學的基本要求為依據，對兩門課程的教學內容進行重新組織和整體架構，對基本理論和基礎知識進行了系統的調整、取舍，有機整合而成。全書共分十二章，介紹了原子結構和元素周期律、分子結構和晶體結構、配位鍵和配位化合物、化學熱力學和化學動力學基礎、定量分析化學概述、水溶液中的解離平衡、氧化還原反應、化學分析法(四大滴定分析法和重量分析法)、吸光光度法、無機及分析化學中常用的分離和富集方法等。本教材各章均附有大量精選練習題，方便教學和自學。
《無機及分析化學》適合作為高等院校化工、制藥、材料、環境、輕工、生物、食品等相關專業的無機及分析化學課程的教材。

《無機及分析化學》為高等學校“十二五”規劃教材之一。

《無機及分析化學》是由獨立的“無機化學”和“分析化學”優化整合而成的新教學體系的一門基礎課程。本教材以工科化學課程教學指導委員會修訂的“無機化學”和“分析化學”教學基本要求為依據，對兩門課程的教學內容進行重新組織和整體架構，對基本理論和基礎知識進行了系統的調整、取舍、有機整合，減少了重復，節省了學時，使教學內容更切合工科院校化工、制藥、材料、環境、輕工、生物、食品等不同專業的化學基礎教學的要求。
參加本書編寫的作者均是長期從事無機及分析化學教學和科研的一線教師，具有豐富的教學實踐經驗和較高的學術水平。為保證教材編寫質量，使概念闡述得準確，參編教師參閱了大量國內外相關教材文獻，做出了辛苦的努力。
全書共分十二章，分別介紹了原子結構和元素周期系、分子結構和晶體結構、配位鍵和配位化合物、化學熱力學和化學動力學基礎、定量分析化學概論、水溶液中的解離平衡、氧化還原反應、化學分析法（四大滴定分析法和重量分析法）、吸光光度法、無機及分析化學中常用的分離和富集方法等。教材各章均附有大量精選練習題，方便教學和自學。
本課程是化工及相關各專業的第一門基礎化學課程。編寫時注重以中學化學為基礎，循序漸進，內容編排的深度、廣度和知識的連貫性等方面力爭符合學生的認知規律。本著理論“必需、夠用”為度，結合各相關專業特點和後續課程需要，將原屬于兩門課程的基本內容進行精選，突出重點，加強基礎。精簡復雜公式和煩瑣計算的推導，刪除了過深的理論分析和闡述，力求做到言簡意賅、通俗易懂。同時，注重基礎理論和生產實際相聯系，元素化學精選有實用價值的常見重要元素及其化合物，簡明闡述其重要特性及變化規律。
參加本書編寫的有皖西學院劉宜樹（第4、8章）、吳平（第5、7章），蚌埠學院王傳虎、吳景梅（第9章）、史宜望（第11章），安徽理工大學馬家舉（第3章）、黃若峰（10、12章）、劉玉林（第1、2、6章、附錄）。全書由主編們共同負責統稿、修改和定稿。
在本書的編寫過程中，我們參考了國內外教材，在此對這些教材的作者表示衷心的感謝。限于編者水平及時間倉促，難免有疏漏及不妥之處，懇請讀者批評指正。
編者
于安徽理工大學
2011年4月

第1章 緒論
1.1 無機及分析化學課程的地位和作用
1.2 無機及分析化學課程的基本內容和教學基本要求
1.2.1 近代物質結構理論
1.2.2 化學平衡理論
1.2.3 元素化學
1.2.4 物質組成的化學分析法及有關理論
1.2.5 紫外可見分光光度法
1.3 定量分析方法簡介
1.3.1 化學分析法
1.3.2 儀器分析法

第2章 原子結構和元素周期律
2.1 氫原子光譜和玻爾理論
2.1.1 氫原子光譜
2.1.2 原子的玻爾模型
2.2 原子的量子力學模型
2.2.1 微觀粒子的運動特征
2.2.2 波函數和原子軌道
2.2.3 四個量子數
2.3 多電子原子核外電子的分布
2.3.1 多電子原子軌道的能級
2.3.2 基態原子中電子分布的原理
2.3.3 基態原子中電子的分布
2.3.4 簡單基態陽離子中電子的分布
2.4 元素周期系和元素基本性質的周期性
2.4.1 原子的電子層結構與元素周期系
2.4.2 元素基本性質的周期性
習題

第3章 分子結構和晶體結構
3.1 離子鍵理論與離子晶體
3.1.1 離子鍵的形成和特征
3.1.2 離子的性質
3.1.3 離子晶體
3.2 共價鍵理論
3.2.1 經典共價鍵理論
3.2.2 現代價鍵理論
3.2.3 雜化軌道理論
3.2.4 價層電子對互斥理論
3.2.5 分子軌道理論
3.2.6 鍵參數
3.3 分子間力與氫鍵
3.3.1 分子的極性和分子的變形性
3.3.2 分子間作用力的種類
3.3.3 分子間作用力與物質性質的關系
3.3.4 氫鍵
3.4 原子晶體和分子晶體
3.4.1 分子晶體
3.4.2 原子晶體
3.5 金屬鍵和金屬晶體
3.5.1 改性共價鍵理論
3.5.2 金屬能帶理論
3.5.3 金屬晶體
3.5.4 晶體類型小結
3.6 離子的極化
3.6.1 離子極化
3.6.2 離子極化對物質結構和性質的影響
習題

第4章 配位鍵和配位化合物
4.1 配位化合物的基本概念
4.1.1 配位化合物的定義
4.1.2 配位化合物的組成
4.1.3 配位化合物的命名
4.1.4 配位化合物的類型
4.2 配位化合物的化學鍵理論
4.2.1 價鍵理論
4.2.2 晶體場理論
4.3 配位化合物的應用
4.3.1 在分析化學中的應用
4.3.2 在工業生產中的應用
4.3.3 在生命科學中的應用
習題

第5章 化學熱力學和化學動力學基礎
5.1 基本概念
5.1.1 化學計量系數和化學反應進度
5.1.2 系統和環境
5.1.3 狀態與狀態函數
5.1.4 過程與途徑
5.2 熱力學第一定律
5.2.1 熱和功
5.2.2 熱力學能
5.2.3 熱力學第一定律
5.3 熱化學
5.3.1 反應熱和反應焓變
5.3.2 熱化學方程式
5.3.3 反應熱的計算
5.4 化學反應的方向
5.4.1 化學反應的自發性
5.4.2 化學反應的熵變
5.4.3 化學反應方向的判據
5.5 化學平衡
5.5.1 可逆反應和化學平衡
5.5.2 平衡常數及其相關計算
5.5.3 多重平衡規則
5.5.4 影響化學平衡的因素
5.6 化學反應速率
5.6.1 化學反應速率及其表示法
5.6.2 濃度對反應速率的影響
5.6.3 溫度對反應速率的影響
5.6.4 反應物濃度和反應時間的關系(速率方程的積分形式)
5.6.5 反應速率理論簡介
5.6.6 催化劑對反應速率的影響
習題

第6章 定量分析化學概述
6.1 定量分析的一般過程
6.2 有效數字及其應用
6.2.1 有效數字的概念
6.2.2 有效數字的修約規則
6.2.3 有效數字的運算規則
6.3 定量分析中的誤差問題
6.3.1 誤差產生的原因
6.3.2 誤差與準確度
6.3.3 精密度與偏差
6.3.4 誤差、準確度和精密度的關系
6.3.5 提高分析結果準確度的方法
6.4 有限實驗數據的統計處理
6.4.1 平均值的置信區間
6.4.2 可疑數據的取舍
6.4.3 顯著性檢驗
6.4.4 分析結果的數據處理和報告
習題

第7章 水溶液中的解離平衡
7.1 酸堿平衡
7.1.1 酸堿質子理論
7.1.2 酸堿溶液的pH計算
7.1.3 同離子效應與緩沖溶液
7.2 強電解質溶液
7.2.1 離子氛的概念
7.2.2 活度和活度系數
7.3 沉淀溶解平衡
7.3.1 溶度積常數Ksp
7.3.2 溶解度和溶度積的換算
7.3.3 影響難溶電解質溶解度的因素
7.3.4 溶度積規則及其應用
7.4 配位平衡
7.4.1 配位平衡常數
7.4.2 配離子溶液中相關離子濃度的計算
7.4.3 配位平衡的移動
7.4.4 EDTA及其配合物的穩定性
習題

第8章 氧化還原反應
8.1 氧化還原的基本概念和反應方程式的配平
8.1.1 氧化數
8.1.2 氧化和還原
8.1.3 氧化還原反應方程式的配平
8.2 原電池和電極電勢
8.2.1 原電池
8.2.2 電極電勢的產生
8.2.3 電極電勢的確定和標準電極電勢
8.2.4 電極電勢的理論計算
8.2.5 影響電極電勢的因素——能斯特方程
8.3 電極電勢的應用
8.3.1 判斷原電池的正、負極，計算原電池的電動勢
8.3.2 判斷氧化還原反應的方向
8.3.3 比較氧化劑和還原劑的相對強弱
8.3.4 判斷氧化還原反應的限度
8.3.5 測定某些化學平衡常數
8.4 元素電勢圖及其應用
8.4.1 元素的標準電極電勢圖
8.4.2 元素電勢圖的應用
習題

第9章 化學分析法
9.1 滴定分析法概論
9.1.1 滴定方法分類
9.1.2 滴定分析法對化學反應的要求和滴定方式
9.1.3 標準溶液的配制法和濃度表示法
9.1.4 滴定分析中的基本計算
習題91
9.2 酸堿滴定法
9.2.1 酸堿指示劑
9.2.2 酸堿溶液中各組分的分布
9.2.3 一元酸堿的滴定
9.2.4 多元酸(堿)、混合酸(堿)的滴定
9.2.5 酸堿滴定法的應用
9.2.6 終點誤差
9.2.7 非水溶液中的酸堿滴定簡介
習題92
9.3 配位滴定法
9.3.1 配位滴定曲線
9.3.2 配位滴定中酸度條件的控制
9.3.3 金屬指示劑
9.3.4 混合離子的分別滴定
9.3.5 配位滴定的方式和應用
習題93
9.4 氧化還原滴定法
9.4.1 條件電極電勢及其影響因素
9.4.2 氧化還原準確滴定條件和反應速率
9.4.3 氧化還原滴定曲線和終點的確定
9.4.4 氧化還原預處理
9.4.5 常用的氧化還原滴定法
9.4.6 電勢滴定法簡介習題94
9.5 沉淀溶解平衡在無機及分析化學中的應用
9.5.1 影響沉淀純度的因素
9.5.2 沉淀的形成和沉淀條件
9.5.3 重量分析法
9.5.4 沉淀滴定法
習題95

第10章 吸光光度法
10.1 概述
10.1.1 光的基本性質
10.1.2 分光光度法的特點
10.1.3 紫外可見吸收光譜的形成
10.1.4 物質有色的原因
10.2 光吸收的基本定律
10.2.1 透光度和吸光度
10.2.2 朗伯比爾定律
10.2.3 吸光度的加和性
10.2.4 對朗伯比爾定律的偏離
10.3 分光光度計的基本部件
10.4 顯色反應和顯色反應條件的選擇
10.4.1 對顯色反應的要求
10.4.2 顯色反應條件的選擇
10.5 吸光度測量條件的選擇
10.5.1 入射光波長的選擇
10.5.2 參比溶液的選擇
10.5.3 吸光度測量范圍的選擇
10.6 分光光度法的應用
10.6.1 定性分析
10.6.2 定量分析
10.6.3 酸堿解離常數的測定
10.6.4 配合物組成的測定
習題

第11章 元素化學
11.1 元素概述
11.1.1 化學元素的自然資源
11.1.2 化學元素與生命
11.1.3 化學元素與環境
11.2 s區元素
11.2.1 s區元素的通性
11.2.2 s區元素的重要化合物
11.3 p區元素
11.3.1 p區元素的通性
11.3.2 p區重要元素及其化合物
11.4 d區元素
11.4.1 d區元素的通性
11.4.2 d區重要元素及其化合物
11.5 ds區元素
11.5.1 ds區元素的通性
11.5.2 ds區元素的重要化合物
11.6 f區元素
11.6.1 鑭系元素的通性
11.6.2 錒系元素概述
11.6.3 釷和鈾的化合物
復習思考題
習題

第12章 無機及分析化學中常用的分離和富集方法
12.1 分離程序的意義
12.2 沉淀分離法
12.2.1 無機沉淀劑沉淀分離法
12.2.2 有機沉淀劑沉淀分離法
12.2.3 共沉淀分離法
12.3 萃取分離法
12.3.1 萃取分離的基本原理
12.3.2 重要的萃取體系
12.4 色譜分離法
12.4.1 柱上色譜分離法
12.4.2 紙上色譜分離法
12.4.3 薄層色譜分離法
12.5 離子交換分離法
12.5.1 離子交換樹脂的種類和性質
12.5.2 離子交換親和力
12.5.3 離子交換分離過程
12.5.4 離子交換分離法的應用
習題

部分習題參考答案
附錄
附錄1 一些重要的物理常數
附錄2 某些物質的標準摩爾生成焓、標準摩爾生成吉布斯函數(25℃,標準態壓力p=100kPa)
附錄3 常見弱酸和弱堿的標準解離常數
附錄4 常見配離子的穩定常數(298.15K)
附錄5 常見難溶和微溶電解質的溶度積常數(18~25℃，I=0)
附錄6 標準電極電勢(298.15K)
附錄7 條件電極電勢(298.15K)
附錄8 常見的指示劑
附錄9 常見化合物的相對分子質量
參考文獻

12.4色譜分離法
色譜分離法的創始人是俄國的植物學家茨維特（Tsweet）。1903年，他將植物色素的石油醚提取液倒入一根裝有碳酸鈣的玻璃柱的頂端，然後用石油醚由上而下淋洗，結果在柱的不同部位形成不同的色帶，使不同的色素得到分離，色譜一詞由此而來。柱內的填充物被稱為固定相，淋洗劑被稱為流動相。後來，色譜分離法不僅用于有色物質的分離，而且大量用于無色物質的分離，但色譜分離法名稱仍沿用至今。
色譜分離法又稱層析分析法（目前已廢止），它是利用物質在兩相中分配系數的微小差異，當兩相作相對移動時，使被測物質在兩相之間反復多次進行分配，這樣原來微小的分配差異產生了很大的效果，使各組分分離，以達到分離、分析及測定一些物理化學常數的目的，其最大的特點是分離效率高，能將各種性質極為相似的組分彼此分離，其中一相是固定相，另一相是流動相。根據流動相的狀態，色譜法可分為液相色譜法和氣相色譜法。
色譜分離法按其操作方式可分為柱上色譜分離法、紙上色譜分離法和薄層色譜分離法。
12.4.1柱上色譜分離法
在玻璃柱或不銹鋼柱中填入固定相的色譜法稱柱色譜法。經典柱色譜法的流動相是液體，固定相可以是固體吸附劑、涂在載體上的液體，也可以是離子交換樹脂等。
（1）液-固吸附柱色譜法
吸附色譜法是以吸附劑為固定相的色譜法。吸附劑裝在管狀柱內，用液體流動相進行洗脫的色譜法稱為液-固吸附柱色譜法。所謂吸附是指溶質在液-固兩相的交界面上集中濃縮的現象。吸附劑是一些多孔性物質，表面布滿許多吸附點位（活性中心）。吸附色譜過程就是樣品中各組分的分子與流動相分子彼此不斷爭奪吸附劑表面活性中心的過程。當組分分子占據活性中心時，即被吸附，當流動相分子從活性中心置換出被吸附的組分分子時，即為解吸。利用吸附劑對各組分分子的吸附能力的差異，在吸附一解吸的平衡中形成不同的吸附系數Ka，導致各組分的保留時間不相同而被分離。