無機及分析化學（環(huán)科用）教學大綱（無機化學部分）無機及分析化學教學大綱無機化學部分（*為選講內(nèi)容）學 時：34學時學分：1.5適用專業(yè)：環(huán)境科學類各專業(yè)大綱執(zhí)筆人：翟慕衡大綱審定人：盛恩宏一、說明：1.課程的性質(zhì)、地位和任務：無機及分析化學是生命科學類各專業(yè)的第一門化學類課程，它既是一門獨立的課程， 同時也是為學習其它化學和生命類課程打下基礎和儲備知識。無機化學部分的教學內(nèi)容十 分豐富、廣泛，包括了無機化學原理和元素化學兩部分內(nèi)容?；瘜W原理主要包含化學熱力 學初步、化學平衡和化學反應速率、解離平衡、原子和分子結構、氧化還原反應以及配位 化合物等內(nèi)容；元素化學部分主要介紹無機化合物的組成、結構、性質(zhì)、應用等內(nèi)容。課 堂講授上以化學原理部分為主，元素化學部分以自學為主。2.課程教學的基本要求（1）通過教學使學生初步掌握化學熱力學、化學平衡、反應速率、原子結構和元素 周期律關系及分子結構和近代物質(zhì)結構知識、氧化還原反應及應用和配位化合物等內(nèi)容：（2）培養(yǎng)學生運用上述原理去理解有關無機化學中元素和化合物的基本知識、性質(zhì), 并具有對一般無機化學問題進行理論分析和計算的能力：（3）通過教學使學生在科學思維能力上、自學能力上、利用參考文獻書籍上得到訓 練和培養(yǎng)：（4）做好與后繼課程和中學化學的銜接問題，為今后學習后繼課程和新理論、新實 驗技術打下必要的無機化學基礎。3.課程教學指導思想及方法和手段：精選無機化學教學內(nèi)容，突出現(xiàn)代化學理論，在保證傳授知識的同時，培養(yǎng)學生的思 維方法、創(chuàng)新能力，分析解決問題能力和自學能力。教學方法和手段采用教師講授課程的重要內(nèi)容、摒棄“滿堂灌”方法，教思維，教方 法，采用靈活多種方式，并將多媒體教學引入課堂輔助教學中。學生自學次要內(nèi)容，配有 練習題。二、課程的基本內(nèi)容和教學要求1 .氣體和溶液（建議學時數(shù)：2）教學要求：通過教學使學生掌握理想氣體狀態(tài)方程及其應用；掌握混合氣體分壓定律。教學內(nèi) 容：（1）理想氣體狀態(tài)方程、混合氣體分壓定律；*（2）分散系、稀溶液的通性：*（3）膠體溶液的制備、性質(zhì)、結構、穩(wěn)定性。2 .化學熱力學初步（建議學時數(shù)：6）-1 -教學要求：了解幾個重要的熱力學狀態(tài)函數(shù)U、H、S、G及其變化!、AS, ZG的概 念和意義、理解熱力學第一定律、第二定律、第三定律的基本內(nèi)容；會運用蓋斯定律求出 H、ZXG?、$?的值；初步學會用4G及4G?判斷化學反應的方向；理解化學反應等溫式 的含義；了解溫度對4G的影響。教學內(nèi)容：（1）幾個基本概念：體系、環(huán)境、狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)、過程和途徑、廣度性質(zhì)和強度 性質(zhì)。（2）熱力學第一定律內(nèi)能、功和熱、熱力學第一定律的表達式（3）熱化學幾種化學反應的熱效應；烯和婚變，焰變與反應熱關系，內(nèi)能變化與反應熱關系；熱化學方程式，蓋斯定律，標準生成烯，化學反應熱的求算。（4）熱力學第二定律化學反應自發(fā)性及其影響因素端的初步概念，混亂度與烯的關系，標準摩爾嫌，爆變的計算（5）吉布斯白由能及其應用吉布斯自由能，標準生成吉布斯自由能，吉布斯自由能變化的計算，反應白發(fā)性的判 據(jù)，溫度與4G的關系。3.化學平衡和化學反應速度（建議學時數(shù)：4）教學要求：了解化學平衡的概念，理解平衡常數(shù)的意義，了解4G?與K?的關系，掌握 有關化學平衡的計算，熟悉有關化學平衡移動原理；了解化學反應速度及其表示和基元反 應、復雜反應、反應級數(shù)、反應分子數(shù)等概念，掌握濃度、速度、壓力、催化劑對反應速 度的影響，掌握速率方程和阿累尼烏斯公式的應用和計算，理解活化能概念和對應速度的 影響。教學內(nèi)容：（1）化學平衡化學平衡的特征和平衡定律，平衡常數(shù)的物理意義，標準平衡常數(shù)及有關計算多重 平衡規(guī)則（2）化學平衡的移動濃度對平衡的影響、壓力對平衡的影響、溫度對平衡的影響及相關計算勒夏特列原 理。（3）化學反應速度及表示方法平均速度、瞬時速度（4）濃度對化學反應速度的影響基元反應、非基元反應的概念、速度方程及其表達式和確定，速度常數(shù)及意義反應 級數(shù)及其實驗測定反應物濃度對化學反應時間的關系*反應機理（5）溫度對化學反應速度的影響阿累尼烏斯公式活化能概念及碰撞理論-2 -9 （6）催化劑對化學反應速度的影響4 .水溶液中的解離平衡（建議學時數(shù)：4）教學要求：了解近代酸堿理論的基本概念和發(fā)展概況；能應用化學平衡原理，分析水、 一元和多元弱酸堿的電離平衡及pH值的計算；掌握同離子效應，鹽效應等影響電離平衡 移動的因素： 了解離子氛、活度、離子強度等概念；了解緩沖溶液的組成、性質(zhì)、緩沖作 用原理及緩沖溶液的PH值計算。掌握Ksp的意義及溶度積規(guī)則；掌握沉淀生成，溶解或 轉化的條件，熟悉有關沉淀，溶解的計算。教學內(nèi)容：（1）酸堿理論酸堿電離理論、酸堿質(zhì)子理論、酸堿電子理論及軟硬酸堿規(guī)則（2）弱電解質(zhì)的解離一元弱酸、弱堿的解離平衡及影響因素利用解離平衡式和解離常數(shù)進行有關計算電 離度的概念。（3）多元弱酸的解離多元弱酸解離的特點多元弱酸解離平衡及有關計算*兩性物質(zhì)的解離同離子效應和鹽效應（4）強電解質(zhì)溶液強、弱電解質(zhì)的區(qū)別和強電解質(zhì)電離及表現(xiàn)電離度離子氛概念活度及活度系數(shù)。（5）緩沖溶液緩沖溶液的組成和緩沖原理緩沖溶液PH值的計算、配制和緩沖對的選擇。（6）沉淀溶解平衡溶度積常數(shù)、溶度積與溶解度的相互換解、溶度積規(guī)則沉淀溶解平衡的移動以及影響因素一一沉淀的生成和溶解：同離子效應：鹽效應：酸 度對沉淀溶解的影響：氧化還原對沉淀和溶解的影響：配合物的生成對沉淀溶解的影響沉淀的轉化及分步沉淀5 .氧化還原反應（建議學時數(shù)：4）教學要求：理解標準電極電勢的意義，能運用標準電極電勢來判斷氧化劑、還原劑的 強弱、氧化還原反應的方向和計算平衡常數(shù)，會用能斯特方程式來討論離子濃度變化時電 極電勢的改變和對氧化還原反應的影響：能熟練地運用元素電勢圖。教學內(nèi)容：（1）氧化還原的基本概念氧化數(shù)、氧化還原的基本概念*氧化還原反應方程式的配平（2）電極電勢氧化還原反應和原電池電極電勢的產(chǎn)生和影響因素標準電極電勢及其確定、標準電極電勢表影響電極電勢的因素和奈斯特方程及其應 用電極電勢的應用（3）元素電勢圖及其應用6 .原子結構和元素周期律（建議學時數(shù)：5）教學要求：了解核外電子運動的特殊性，會看波函數(shù)和電子云圖形：了解四個量子數(shù) 的含義和取值，能按核外電子排布原理，寫出若干常見元素的電子構型，并掌握各類元素 電子構型特征；理解原子結構和元素周期律的關系，了解電離勢、電負性等概念的意義及 與原子結構的關系。教學內(nèi)容：（1）原子核外電子運動的狀態(tài)*氫原子光譜和玻爾理論核外電子運動的特點：電子衍射實驗，測不準原理，波粒二象性及對電子衍射圖象的 解釋（2）氫原子核外電子運動狀態(tài)及描述薛定謂方程及其解、波函數(shù)（力）的概念波函數(shù)和電子云的圖形四個量子數(shù)及意義、與核外電子運動狀態(tài)描述的關系（3）多電子原子的核外電子運動狀態(tài)屏蔽效應、鉆穿效應、近似能級圖核外電子排布三原則和電子的排布（4）原子的電子層結構與元素周期系原子結構與元素周期系的關系元素周期表元素的性質(zhì)（電離勢、電子親和勢、電負性）及與原子結構的關系7 .分子結構（建議學時數(shù)：6）教學要求：掌握離子健和共價鍵的基本特征以及它們的區(qū)別；能用雜化軌道理論來解 釋一般的分子結構；能用價層電子對互斥理論來預言一般主族元素的分子結構：了解物質(zhì) 的性質(zhì)與分子結構和健參數(shù)的關系：定性了解同核雙原子分子的分子軌道理論：初步了解 離子極化的概念和分子間作用力、氫鍵及應用；了解金屬鍵的形成；了解晶體的結構類型 與物質(zhì)性質(zhì)的關系。教學內(nèi)容：（1）離子鍵離子鍵的形成、本質(zhì)、特點、影響因素離子型化合物生成過程的能量變化和晶格能及玻恩一哈伯循環(huán)。（2）共價鍵-4 -現(xiàn)代價鍵理論及其理論要點、共價鍵的形成及本質(zhì)、共價鍵的特點、共價鍵的類型（3）雜化軌道理論雜化軌道理論基本要點、業(yè)化類型與分子的空間構型關系（4）價層電子對互斥理論（VSEPR）簡介（5）分子軌道理論簡介分子軌道的含義及分子軌道理論要點、分子軌道的形成、分子軌道中能級次序和電子 排布、分子軌道的應用舉例、鍵級（6）金屬鍵金屬的形成和金屬晶格金屬健理論簡介（7）分子的極性和分子間作用力及氫鍵分子的極性及與化學健的關系分子間作用力及其產(chǎn)生和種類以及特點（8）離子極化離子的極化作用和變型性離子極化對化學鍵型和對物質(zhì)溶解性、熔沸點、顏色、導電性等性質(zhì)的影響（9）氫鍵氫鍵的產(chǎn)生和特點及對物質(zhì)性質(zhì)的影響8 .配位化合物（建議學時數(shù)：3）教學要求：掌握配合物的基本概念（組成、定義、類型、結構特點）和配位鍵的本質(zhì); 了解螯合物的特點；掌握配合物的價犍理論的主要論點及應用，了解晶體場理論的主要論 點；掌握配離子穩(wěn)定常數(shù)的意義和應用及有關計算。教學內(nèi)容：（1）配合物的概念定義、組成、命名、分類等（2）配合物中的化學鍵理論價鍵理論：中心原子（離子）的雜化軌道類型與配合物的空間構型關系，內(nèi)、外軌型 配合物及性質(zhì)比較，配合物的異構現(xiàn)象* 晶體場理論：中心離子d軌道在配體場中以能極分裂，分裂能，晶體場穩(wěn)定化能， 應用舉例（3）配合物在溶液中的離解平衡配位解離平衡和配離子的穩(wěn)定常數(shù)及影響穩(wěn)定常數(shù)的因素配位解離平衡的移動和穩(wěn)定常數(shù)的應用及與K穩(wěn)有關的計算：計算溶液中有關離子 的濃度，判斷難溶化合物的生成或溶解的可能性，配合物的生成對電極電勢的影響，判斷 配合反應的方向等（4）螯合物介紹* （5）配合物的重要性及在生物、醫(yī)藥等方面的應用介紹三、課程的考核方式、方法：建議采用閉卷考試方法考試。* 5 -四、教材及教學參考書目：教材：無機及分析化學 第四版 南京大學無機及分析化學編寫組 高等教育出版社 2021教學參考書目：1.武漢大學，吉林大學等校編，無機化學（上、下冊）第三版，高等教育出版社, 1991 2.北京師范大學等校編，無機化學（上、下冊）（第三版），高等教育出版社，1992 3.傅獻彩主編，大學化學（上、下冊）（第一版），高等教育出版社，1999 4.申泮 文主編，近代化學導論（上、下冊）（第一版），高等教育出版社，2002 5.竺際舜主編, 無機化學習題精解，科學出版社，20016徐家寧、史蘇華、宋天佑編，無機化學例題與習題，高等教育出版社，2001一 6 一感謝您的閱讀，祝您生活愉快。