《无机化学》教学大纲.doc

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1、上海师范大学本科课程教学大纲上海师范大学本科课程教学大纲课程名称课程名称：无机化学（无机化学（Inorganic Chemistry）学分：学分： 6 总学时：总学时： 108实验（上机）时数：实验（上机）时数：开课专业：开课专业： 化学（师范）化学（师范） 、应用化学、化学工程与工艺、应用化学、化学工程与工艺一、一、 课程性质、目的和培养目标课程性质、目的和培养目标无机化学是上海师范大学化学系化学师范、应用化学、化学工程与工艺专业本科生第一门重要的基础必修课程（学位课） 。该课程的讲授内容既要立足于学生已掌握的中学化学基础知识，又要为其他几门后继课程准备必需的基础理论和无机化学知识。无机化学

2、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、热力学、化学平衡和氧化还原等基本原理的基础知识及重要元素、离子、化合物的主要性质、鉴定、结构、用途等；通过教学过程培养学生对一般无机化学问题进行理论分析和计算的能力；使学生在科学思维能力上得到训练和培养；注意知识内容的更新，及时介绍前沿领域的研究进展。在一年级的无机化学课程教学中，要重视教好重要元素的性质、结构和用途。各族的讨论内容不求全，但都有一些侧重点，使学生获得的知识具有相对的完整性。为今后的学习和工作打下比较巩固的无机化学基础。教学上采用传统教学方式和多媒体教学手段相结合，逐步实现双语教学。二、 预修课程预修课程 高中化学三、三

3、、 课程内容和建议学时分配课程内容和建议学时分配第一章第一章 无机化学发展趋势、气体（无机化学发展趋势、气体（4 学时）学时）本章的要求：本章首先介绍无机化学发展趋势，然后在理想气体方程式的基础上，重点讨论混合气体的分压定律，再介绍气体分子运动。1.1 理想气体状态方程式1.1.1 理想气体状态方程式1.1.2 理想气体状态方程式的应用1.2 气体混合物1.2.1 分压定律1.2.2 分压定律的应用1.3 气体分子运动论1.4 真实气体习题第二章第二章 热化学（热化学（6 学时）学时）本章的要求：1. 掌握焓和焓变化的概念，吉布斯自由能和熵及他们的变化的初步概念。并且懂 得状态函数的变化只决定

4、于体系的始态和终态，而与变化的途径无关。2. 会运用盖斯定律进行计算。会从物质的热力学函数表中查 fH、fG、S，并 用于计算在标准状态下反应的焓变化、吉布斯自由能变化和熵变化。3. 初步学会用吉布斯自由能变化去判断化学反应的方向。4. 理解化学反应等温式的含义，会用其求算 rG 和 K平衡。5. 根据吉布斯-亥姆霍兹公式理解 G 与 H 及 S 的关系，并回用于分析温度对 化学反应自发性的影响。2.1 热力学的术语和基本概念2.1.1 系统和环境2.1.2 状态和状态函数2.1.3 过程2.1.4 相2.1.5 化学反应计量式和反应进度2.2 热力学第一定律2.2.1 热和功2.2.2 热力

5、学能2.2.3 热力学第一定律2.3 化学反应的反应热2.3.1 反应热和焓2.3.2 热化学方程式2.4 Hess 定律习题第三章第三章 化学动力学基础（化学动力学基础（6 学时）学时）本章的要求：1.了解化学反应速度的概念及反应速度的实验测定。2.了解基元反应、复杂反应、反应级数、反应分子数的概念。3.掌握浓度、温度及催化剂对反应速度的影响。4.了解速度方程的实验测定和阿累尼乌斯公式的有关计算。5. 初步了解活化能的概念及其与反应速度的关系。3.1 化学反应速率的概念3.1.1 定容反应的反应速率3.1.2 平均速率和瞬时速率3.2 浓度对反应速率的影响-速率方程式3.2.1 化学反应速率

6、方程式3.2.2 由实验确定反应速率方程式的简单方法-初始速率法3.2.3 浓度对时间的定量关系3.3 温度对反应速率的影响-Arrhenius 方程式3.3.1 Arrhenius 方程式3.3.2 Arrhenius 方程式的应用3.4 反应速率理论和反应机理简介3.4.1 碰撞理论3.4.2 活化络合物理论3.4.3 活化能与反应速率3.4.4 反应机理与元反应3.5 催化剂与催化作用3.5.1 催化剂与催化作用的基本特征3.5.2 均相催化与多相催化习题第四章第四章 化学平衡化学平衡 熵和熵和 Gibbs 函数（函数（8 学时）学时）本章的要求：1. 了解化学平衡的概念，理解平衡常数的

7、意义；2. 掌握有关化学平衡的计算；3.熟悉有关化学平衡移动原理。4.1 标准平衡常数4.1.1 化学平衡的基本特征4.1.2 标准平衡常数的表达式4.1.4 标准平衡常数的实验测定4.2 标准平衡常数的应用4.2.1 判断反应程度4.2.2 预测反应方向4.2.3 计算平衡组成4.3 化学平衡的移动4.3.1 浓度对化学平衡的影响4.3.2 压力对化学平衡的影响4.3.3 温度对化学平衡的影响4.3.4 Le Chatelier 原理4.3.5 两个需要说明的问题4.4 自发变化和熵4.4.1 自发变化4.4.2 焓和自发变化4.4.3 混乱度、熵和微观状态数4.4.4 热力学第三定律和标准

8、熵4.4.5 化学反应熵变和热力学第二定律4.5 Gibbs 函数4.5.1 Gibbs 函数变判据4.5.2 标准摩尔生成 Gibbs 函数4.5.3 Gibbs 函数与化学平衡习题第五章第五章 酸碱平衡（酸碱平衡（8 学时）学时）本章的要求：1. 了解酸碱理论发展的概况。2. 掌握溶液酸度的概念和 pH 的意义，熟悉 pH 与氢离子浓度的相互换算。了解溶液 pH 的近似测定。了解拉平效应与区分效应。3. 能应用化学平衡原理、分析水、弱酸、弱碱的电离平衡；掌握多元弱酸电离的机理；掌握同离子效应、盐效应等影响电离平衡移动的因素；熟练掌握有关离子浓度的计算。4. 初步了解强电解质理论；了解离子氛

9、、活度、活度因子、离子强度等概念。5. 了解缓冲溶液的组成；缓冲作用原理；缓冲溶液的性质。掌握缓冲溶液 pH 值的计算。6. 掌握各种盐类水解平衡的情况和盐溶液 pH 值的计算。5.1 酸碱质子理论概述5.1.2 酸碱质子理论的基本概念5.1.3 酸的相对强度和碱的相对强度5.2 水的解离平衡和 pH 5.2.1 水的解离平衡5.2.2 溶液的 pH5.3 弱酸、弱碱的解离平衡5.3.1 一元酸、弱碱的解离平衡5.3.2 多元酸的解离平衡5.3.3 盐溶液的酸碱平衡5.4 缓冲溶液5.4.1 同离子效应5.4.2 缓冲溶液5.4.3 缓冲溶液 pH 的计算5.5 酸碱指示剂5.6 酸碱电子理论

10、与配合物概述5.6.1 酸碱电子理论5.6.2 配合物的组成和命名5.7 配位反应与配位平衡5.7.1 配合物的解离常数和稳定常数5.7.2 配合物的稳定性习题第六章第六章 沉淀沉淀-溶解平衡（溶解平衡（6 学时）学时）本章的要求： 掌握 Ksp的意义及溶度积规则。掌握沉淀生成、溶解或转化的条件。熟悉有关溶解积常数的计算。6.1 溶解度和溶度积6.1.1 溶解度6.1.2 溶度积6.1.3 溶解度和溶度积间的关系6.2 沉淀的生成和溶解6.2.1 溶度积规则6.2.2 同离子效应与盐效应6.2.3 pH 对溶解度的影响-沉淀的酸溶液6.2.4 配合物的生成对溶解度的影响-沉淀的配位溶解6.3

11、两种沉淀之间的平衡 6.3.1 分步沉淀6.3.2 沉淀的转化习题第七章第七章 氧化还原反应氧化还原反应 电化学基础（电化学基础（8 学时）学时）本章要求如下：1牢固掌握氧化还原的基本概念，熟练掌握氧化还原反应式配平的方法；2理解标准电极电势的意义，能运用标准电极电势来判断氧化剂和还原剂的强弱，氧化还原反应的方向和计算平衡常数。3会用奈斯特方程式来讨论离子浓度变化时电极电势的改变和对氧化还原反应的影响。7.1 氧化还原反应的基本概念7.1.1 氧化值 7.1.2 握氧化还原反应方程式的配平7.2 电化学电池7.2.1 原电池的构造7.2.3 原电池电动势的测定7.2.4 原电池的最大功与 Gi

12、bbs 函数7.3 电极电势7.3.1 标准氢电极和甘汞电极7.3.2 标准电极电势7.3.3 Nernst 方程式7.4 电极电势的应用7.4.1 判断氧化剂、还原剂的相对强弱7.4.2 判断氧化还原反应进行的方向7.4.3 确定氧化还原反应的限度7.4.4 元素电势图习题第八章第八章 原子结构（原子结构（8 学时）学时）本章要求：1. 要求了解核外电子运动的特殊性，会看波函数和电子云的图形；2. 能够运用轨道填充顺序图，按照核外电子排布原理，写出若干常见元素的电子构型；3. 掌握各类元素电子构型的特征；4. 了解电离势，电负性等概念的意义，和他们与原字结构的关系。8.1 氢原子结构8.1.

13、1 氢原子光谱与 Bohr 理论8.1.2 电子的波粒二相性8.1.3 Schrodinger 方程与量子数8.1.4 氢原子的基态8.1.5 氢原子的激发态8.2 多电子原子结构8.2.1 多电子原子轨道能级8.2.2 核外电子排布8.3 元素周期律8.3.1 原子的电子层结构和元素周期系8.3.2 元素性质的周期性习题第九章第九章 分子结构（分子结构（8 学时）学时）本章的要求：1掌握离子键和共价键的基本特性以及它们的区别；2了解物质的性质与分子结构和键参数的关系；定性了解同核双原子分子的分子轨道理论。9.1 价键理论9.1.1 共价键的键型9.1.3 杂化轨道9.2 价层电子对互斥理论9

14、.3 分子轨道理论9.3.1 分子轨道9.3.2 同核双原子分子9.3.3 异核双原子分子9.4 键参数9.4.1 键级9.4.2 键能9.4.3 键长9.4.4 键角9.4.5 键矩与部分电荷习题第十章第十章 固体结构（固体结构（6 学时）学时）本章要求掌握：1. 四种晶体类型的特征，特别是质点间相互作用力的状况；2. 晶体的类型与物质性质的关系；3. 初步了解离子极化的概念及其作用；4. 原子半径和离子半径的定义及其对化合物性质的影响。10.1 晶体结构和类型10.1.1 晶体结构的特征与晶格理论10.1.3 球的密堆积10.1.4 晶体类型10.2 金属晶体10.2.1 金属晶体的结构1

15、0.2.2 金属键理论10.2.3 金属合金10.3 离子晶体10.3.1 离子晶体的结构10.3.2 晶格能10.3.3 离子极化10.4 分子晶体10.4.1 分子的偶极矩和极化率10.4.2 分子间的吸引作用10.4.3 氢键10.5 层状晶体习题第十一章第十一章 配合物结构（配合物结构（6 学时）学时）学习本章要求掌握：1配合物的基本概念和配位键的本质；2配合物的价键理论的主要论点，并能用此解释一些实例；3配离子稳定常数的意义和应用；4配合物形成时性质的变化。11.1 配合物的空间构型和磁性11.1.1 配合物的空间构型11.1.2 配合物的磁性11.2 配合物的化学键理论11.2.1

16、 价键理论11.2.2 晶体场理论11.2.3 分子轨道理论习题第十二章第十二章 s 区元素（区元素（3 学时）学时）本章的基本要求：1掌握碱金属和碱土金属的性质和结构性质与存在、制备、用途之间的关系。2掌握碱金属和碱土金属氧化物的性质和类型以及氢化物的性质。3掌握碱金属和碱土金属氢氧化物的溶解度、碱性和盐类溶解度、热稳定性的变化规律。4掌握碱金属和碱土金属盐类的一些重要性质。通过对比锂、镁的相似性等了解对角线规则。12.1 S 区元素概述12.2 S 区元素的单质12.2.1 单质的物理性质和化学性质12.2.2 S 区元素的存在和单质的制备12.3 S 区元素的化合物12.3.1 氢化物1

17、2.3.2 氧化物12.3.3 氢氧化物12.3.4 重要盐类及其性质12.3.5 配合物12.4 锂、铍的特殊性 对角线规则12.4.1 锂的特殊性12.4.2 铍的特殊性12.4.3 对角线规则习题第十三章第十三章 p 区元素（一）区元素（一） （4 学时）学时）本章的基本要求：1.掌握 p 区元素化合物的基本性质。2.掌握 p 区元素化合物的制备。13.1 p 区元素概述13.2 硼族元素13.2.1 硼族元素概述13.2.2 硼族元素的单质 13.2.3 硼的化合物13.2.4 铝的化合物13.3 碳族元素13.3.1 碳族元素概述13.3.2 碳族元素的单质13.3.3 碳的化合物1

18、3.3.4 硅的化合物13.3.5 锡、铅的化合物习题第十四章第十四章 p 区元素（二）区元素（二） （6 学时）学时）本章要熟悉下列内容：1.氮在本族元素中的特殊性；2.氮、磷以及它们的氢化物、氧化物、含氧酸和含氧酸盐的结构、性质、制备和用途；3.本族各元素及其化合物的主要氧化态间的转化关系，从磷到铋氧化态的化合物渐趋稳定的规律性；砷、锑、铋单质及其化合物的性质递变规律。4. 氧化物的分类；5.臭氧、过氧化氢的结构性质和用途；6.离域 键的概念7. SO2、SO3、亚硫酸、硫酸和他们相应的盐、硫代硫酸盐、过二硫酸及其盐等的结构、性质、制备和用途以及他们之间的相互转化关系。14.1 氮族元素1

19、4.1.1 氮族元素概述14.1.2 氮族元素的单质14.1.3 氮的化合物14.1.4 磷的化合物14.1.5 砷、锑、铋的化合物14.2 氧族元素14.2.1 氧族元素概述14.2.2 氧及其化合物14.2.3 硫及其化合物习题第十五章第十五章 p 区元素（三）区元素（三） （4 学时）学时）本章要求：1. 熟悉卤素及其重要化合物的基本化学性质、结构、制备和用途，除了掌握共 性外，还要抓住他们之间的差异性；2. 熟悉卤素单质和次卤酸及其盐发生歧化反应的条件和递变的规律；能较熟练的运用元素电势图来判断卤素及其化合物个氧化态间的转化关系。3. 掌握氢的物理和化学性质；4. 一般的了解希有气体的

20、发展简史，单质的性质、用途和从空气中分离他们的方法。5. 了解希有气体化合物的性质和结构特点。6. 掌握价层电子对互斥理论的基本内容及其应用。15.1 卤素15.1.1 卤素概述15.1.2 卤素单质15.1.3 卤素的氢化物15.1.4 卤化物 多卤化物 卤素互化物15.1.5 卤素的含氧化合物15.2 稀有气体15.2.1 稀有气体的发现15.2.2 稀有气体的性质和用途15.2.3 稀有气体的存在和分离15.2.4 稀有气体的化合物15.3 P 区元素化合物性质的递变规律15.3.1 P 区元素的氢化物15.3.2 P 区元素的氧化物及其水合物15.3.3 P 区元素化合物的氧化还原性1

21、5.3.4 P 区元素含氧酸盐的热稳定性习题第十六章第十六章 d 区元素（一）区元素（一） （7 学时）学时）本章要求：1. 掌握过渡元素的价电子构型的特点及其与元素通性的关系。2. 掌握过渡元素钛、钒、铬、钼、钨和锰的单质及化合物的性质和用途。3. 掌握铁、钴、镍单质及其重要化合物的性质、结构和用途。一般了解铂系元素的性质、化合物和用途。16.1 d 区元素概述16.1.1 d 区元素的原子半径和电离能16.1.2 d 区元素的物理性质16.1.3 d 区元素的化学性质16.1.4 d 区元素的氧化态16.1.5 d 区元素离子的颜色16.2 钛 钒16.2.1 钛及其化合物16.2.2 钒

22、及其化合物16.3 铬 钼 钨多酸型配合物16.3.1 铬、钼、钨的单质16.3.2 铬的化合物16.4 锰16.4.1 锰的单质16.4.2 锰的化合物16.4.3 水溶液中锰的离子及其反应16.5 铁 钴 镍 16.5.1 铁、钴、镍的单质16.5.2 铁、钴、镍的化合物16.5.3 水溶液中铁、钴、镍的离子及其反应习题第十七章第十七章 d 区元素（二）区元素（二） （6 学时）学时）本章的基本要求：1. 掌握铜、银、锌、汞单质的性质和用途。2. 掌握铜、银、锌、汞的氧化物、氢氧化物及其重要盐类的性质。3. 掌握 Cu(I)、Cu(II)、 ；Hg(I)、Hg(II)之间的相互转化。4.

23、掌握 IA 和 IB;IIA 和 IIB 族元素的性质对比。17.1 铜族元素17.1.1 铜族元素的单质17.1.2 铜族元素的化合物17.1.3 水溶液中铜族元素的离子及其反应17.2 锌族元素17.2.1 锌族元素的单质17.2.2 锌族元素的化合物17.2.3 水溶液中锌族元素的离子及其反应习题第十八章第十八章 f 区元素（区元素（4 学时）学时）本章的基本要求：1. 掌握镧系元素单质性质。2. 掌握镧系元素化合物的基本性质及其用途。3. 掌握镧系元素单质及其化合物的制备及提成。18.1 镧系元素18.1.1 稀土元素简介18.1.2 镧系元素概述18.1.3 镧系元素的单质18.1.

24、4 镧系元素的重要化合物习题课时安排章一二三四五六七八九讲授时数466886888总计章十十一十二十三十四十五十六十七十八讲授时数663464764108四、四、 教材和参考书目教材和参考书目教材：无机化学 ，大连理工大学无机化学教研室第五版，高等教育出版社，2006 年版参考书：无机化学 ，北京师范大学等编，高等教育出版社，2003 年版无机化学习题精解 ，竺际舜主编，科学出版社，2005 年版五、五、 课外学习要求课外学习要求课前预习、课后及时复习、布置复习思考题或作业等，课内、课外学习时间比1：2；珍惜答疑时间。六、六、 考核方式：考核方式：书面考试 70%，平时作业和表现 30%。修订人：吴惠霞 杨红2012.12