Inorganic Chemistry
一、课程基本信息
学 时:64
学 分:4.0
考核方式:考试(平时成绩30%+期末考成绩70%)
中文简介:
无机化学是高等院校化学、化工、材料、应化等化学类专业的第一门专业基础课。
本课程内容包含基础理论(化学热力学与动力学基础、化学平衡、酸碱反应、沉淀反应、氧化还原反应、配合反应)、物质结构(原子结构、分子结构、晶体结构、配合物结构)和元素化学(s区元素、p区元素、d区元素、ds区元素)三部分,它们互相渗透,紧密联系,组成了无机化学课程的整体。
二、教学目的与要求
本课程与高中化学课程相衔接,具有重要的承上启下作用。它不仅要求学生在中学化学基础上,掌握和理解无机化学学科所涉及的主要基本原理及重要的元素化合物知识,而且要对整个化学领域的发展趋势能有所了解,训练其科学的思维方法和创新精神,将为其他后续课程的学习打下较好基础。本课程设置的目的是:使学生掌握化学热力学基础、化学平衡、化学反应速度和近代物质结构理论等基本理论以及溶液中四大平衡的相互关系和有关计算;以元素周期律为基础,掌握重要元素及其重要化合物的主要性质、结构、制法和重要应用。培养学生的自学能力、具有独立分析和解决问题的能力,全面提高学生的综合素质。
三、教学方法与手段
讲授,板书,多媒体加提问及讨论,课堂练习、课后练习、课堂小测验。
元素部分特别强调学生自学,老师讲授重点、难点和主要性质递变规律。
四、教学内容及目标
教学内容 |
教学目标 |
学时 分配 |
绪论 1. 课程的性质、特点和任务。 2. 课程的要求和学习方法。 |
了解 |
1 |
第一章 化学反应中的质量关系和能量关系 |
|
5 |
第二节 化学中的计量 |
理解 |
1 |
第二节 化学反应中的质量关系 |
理解 |
1.5 |
第四节 化学反应中的能量关系 |
掌握 |
2.5 |
重点与难点: 热力学基本概念;热力学第一定律、盖斯定律、化学反应焓变的计算;状态函数的理解。 |
|
|
衡量学习是否达到目标的标准: 熟悉化学计量数、反应进度、系统与环境、状态与状态函数、功、热、热力学能、标准状态等基本概念;掌握热力学第一定律、焓和焓变、盖斯定律,能用标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓变。独立完成课后习题。 |
|
|
第二章 化学反应的方向、速率和限度 |
|
6 |
第一节 化学反应的方向和吉布斯自由能变 |
掌握 |
2 |
第二节 化学反应速率 |
掌握 |
1 |
第三节 化学反应的限度 |
掌握 |
1.5 |
第四节 化学平衡的移动 |
掌握 |
1.5 |
重点与难点: 阿仑尼乌斯公式及其应用;化学平衡常数的意义和特征,标准平衡常数的应用,影响化学平衡因素;熵变的求算及其变化规律;Gibbs函数变与反应的方向和限度的关系。 |
|
|
衡量学习是否达到目标的标准: 熟悉浓度、温度、催化剂对反应速率的影响;掌握化学反应熵变ΔrSmθ的计算;掌握化学反应自由能变ΔrGmθ的计算,并据以判断反应进行的方向;掌握化学平衡的概念、标准平衡常数Kθ、标准平衡常数表达式的书写;掌握浓度、压力、温度对化学平衡移动的影响。独立完成课后习题。 |
|
|
第三章 酸碱反应和沉淀反应 |
|
7 |
第一节 水的解离反应和溶液的酸碱性 |
理解 |
1 |
第二节 弱电解质的解离反应 |
掌握 |
2 |
第三节 盐类的水解反应 |
掌握 |
1.5 |
第四节 沉淀反应 |
掌握 |
2.5 |
重点与难点: 一元弱酸、弱碱溶液的pH值的求算; 缓冲溶液的作用原理及pH值的求算;盐类水解的实质及盐溶液pH值的求算;难溶电解质的沉淀-溶解平衡;沉淀的溶解、分步沉淀及其计算。 |
|
|
衡量学习是否达到目标的标准: 掌握水的解离平衡、水的离子积常数、强酸、强碱溶液有关离子浓度和pH的计算;掌握一元弱酸(碱)的解离平衡、解离平衡常数、解离度和各组成的近似计算;掌握缓冲溶液的作用原理和相关计算。掌握一元弱酸强碱盐和一元强酸弱碱盐的水解平衡、水解常数、水解度和pH值的近似计算。熟悉难溶电解质的沉淀-溶解平衡,掌握标准溶度积常数及其与溶解度之间的关系和有关计算;掌握溶度积规则,能用溶度积规则判断沉淀的生成和溶解。熟悉沉淀的配位溶解及其简单计算。独立完成课后习题。 |
|
|
第四章 氧化还原反应与应用电化学 |
|
6 |
第一节 氧化还原方程式的配平 |
理解 |
1 |
第二节 电极电势 |
掌握 |
3 |
第三节 氧化还原反应的方向和限度 |
掌握 |
1 |
第四节 电势图及其应用 |
掌握 |
1 |
重点与难点: 离子-电子法配平氧化还原反应方程式;原电池符号的书写,标准电极电势及其应用;能斯特方程的应用,浓度、沉淀、酸度等对电极电势的影响。 |
|
|
衡量学习是否达到目标的标准: 掌握电极电势的概念及影响因素,并能利用能斯特方程进行有关计算;掌握电极电势的应用;掌握元素标准电极电势图及其应用。独立完成课后习题。 |
|
|
第五章 原子结构与元素周期性 |
|
6 |
第一节 原子和元素 |
了解 |
1 |
第二节 原子结构的近代概念 |
理解 |
1.5 |
第三节 原子中电子的分布 |
掌握 |
2 |
第四节 原子性质的周期性 |
掌握 |
1.5 |
重点与难点: 引导学生建立原子结构的微观思维模型;量子数的描述和规范电子运动状态的应用。四个量子数的取值及物理意义。 |
|
|
衡量学习是否达到目标的标准: 熟悉s、p、d原子轨道与电子云的角度分布图(形状和伸展方向);熟悉四个量子数符号、取值和物理意义,并能用四个量子数描述核外电子的运动状态;掌握常见元素原子的核外电子排布和各区、各周期、各族元素原子电子层结构特征;并能确定它们在周期表中的位置;熟悉原子半径、电离能、电子亲合能、电负性等概念和用途以及在元素周期表中的变化规律。独立完成课后习题。 |
|
|
第六章 分子的结构与性质 |
|
5 |
第一节 键参数 |
了解 |
0.5 |
第二节 价键理论 |
掌握 |
1.5 |
第三节 分子的几何构型 |
掌握 |
1 |
第四节 分子轨道理论 |
掌握 |
1 |
第五节 分子间力和氢键 |
掌握 |
1 |
重点与难点: 共价键的形成;杂化轨道理论与简单分子和离子的几何构型;分子轨道理论。 |
|
|
衡量学习是否达到目标的标准: 熟悉化学键的分类、共价键理论的基本要点、共价键的特征和类型;熟悉杂化轨道理论的概念和类型,能用杂化轨道理论解释简单分子的空间构型;掌握第一、二周期同核双原子分子的电子在分子轨道能级图中的分布,并推测其磁性和稳定性;熟悉分子的极性、分子间力、氢键及其对物质性质的影响。独立完成课后习题。 |
|
|
第七章 固体的结构与性质 |
|
5 |
第一节 晶体和非晶体 |
理解 |
0.5 |
第二节 离子晶体及其性质 |
掌握 |
1 |
第三节 原子晶体和分子晶体 |
掌握 |
0.5 |
第四节 金属晶体 |
掌握 |
0.5 |
第五节 混合型晶体和晶体的缺陷 |
理解 |
0.5 |
第六节 离子极化对物质性质的影响 |
掌握 |
2 |
重点与难点: 各类晶体的特性,离子极化的规律以及对键型、晶格类型、溶解度等的影响。 |
|
|
衡量学习是否达到目标的标准: 熟悉晶体的类型、结构特征、物质的性质和组成晶体的微粒间的作用力;熟悉晶格能对离子化合物熔点、硬度的影响;掌握离子极化及其对物质结构和性质的影响。独立完成课后习题。 |
|
|
第八章 配合物的结构与性质 |
|
5 |
第一节 配合物的基本概念 |
理解 |
1 |
第二节 配合物的价键理论 |
掌握 |
2 |
第三节 配合物在水溶液中的稳定性 |
掌握 |
1 |
第四节 几种典型的配合物 |
了解 |
0.5 |
第五节 配位化学的应用 |
了解 |
0.5 |
重点与难点: 配合物的价键理论 |
|
|
衡量学习是否达到目标的标准: 掌握配合物的组成、命名、化学式的写法;熟悉配合物价键理论的基本要点、配合物的几何构型与中心离子杂化轨道的关系。掌握内轨型、外轨型配合物的概念、中心离子价电子排布与配离子稳定性、磁性的关系;熟悉配离子的离解平衡、稳定常数及其有关计算。独立完成课后习题。 |
|
|
第九章 氢、稀有气体 |
|
1 |
第一节 元素概述 |
了解 |
0.3 |
第二节 氢 |
了解 |
0.5 |
第三节 稀有气体 |
了解 |
0.2 |
重点与难点: 无 |
|
|
衡量学习是否达到目标的标准: 掌握氢和氢化物的性质。 |
|
|
第十章 碱金属和碱土金属元素 |
|
2 |
第一节 s区元素的概述 |
理解 |
0.2 |
第二节 碱金属和碱土金属的性质 |
理解 |
0.3 |
第三节 氢化物 |
掌握 |
0.5 |
第四节 氧化物 |
掌握 |
0.5 |
第五节 氢氧化物 |
掌握 |
0.3 |
第六节 盐类 |
理解 |
0.2 |
重点与难点: 碱金属和碱土金属氢氧化物的溶解性、碱性及变化规律;碱金属和碱土金属盐类的溶解性、热稳定性。 |
|
|
衡量学习是否达到目标的标准: 熟悉碱金属和碱土金属的通性;掌握碱金属和碱土金属单质的结构、性质、制备和用途;熟悉碱金属和碱土金属氢氧化物碱性强弱的变化规律。独立完成课后习题。 |
|
|
第十一章 卤素和氧族元素 |
|
5 |
第一节 p区元素概述 |
理解 |
0.5 |
第二节 卤族元素 |
掌握 |
2.5 |
第三节 氧族元素 |
掌握 |
2 |
重点与难点: 卤素的重要化合物及其性质,氧族元素的重要化合物及其性质。 |
|
|
衡量学习是否达到目标的标准: 掌握卤化氢的还原性、稳定性、氢卤酸的酸性及递变规律,熟悉氟化氢的特殊性;掌握氯的含氧酸(HClO、HClO3、HClO4)及其盐的性质及递变规律,熟悉溴、碘的含氧酸的性质; 掌握O3的结构及大π键的形成条件;掌握H2S的性质、金属硫化物的溶解性;掌握亚硫酸及其盐、硫酸及其盐的性质;掌握硫代硫酸盐、焦硫酸盐、连二亚硫酸盐、过二硫酸盐的结构与性质。独立完成课后习题。 |
|
|
第十二章 氮族、碳族和硼族元素 |
|
4 |
第一节 氮族元素 |
掌握 |
2 |
第二节 碳族元素 |
掌握 |
1 |
第三节 硼族元素 |
掌握 |
1 |
重点与难点: 氮族元素重要化合物及其性质,缺电子原子和缺电子化合物,锡、铅化合物的性质 |
|
|
衡量学习是否达到目标的标准: 掌握亚硝酸及其盐的性质;掌握硝酸、硝酸根的结构和硝酸及其盐的性质;熟悉磷的含氧酸类型和磷酸及其盐的性质;掌握碳酸及其盐、硅酸及其盐的性质;熟悉缺电子原子和缺电子化合物的概念。掌握乙硼烷的结构、硼酸及其盐的性质。独立完成课后习题。 |
|
|
第十三章 过渡元素(一) |
|
3.5 |
第一节 过度元素概述 |
了解 |
0.5 |
第二节 钛族元素 |
掌握 |
0.5 |
第三节 铬族元素 |
掌握 |
1 |
第四节 锰族元素 |
掌握 |
0.5 |
第五节 铁系和铂系元素 |
掌握 |
1 |
重点与难点: 铬、锰、铁、钴、镍的重要化合物及其性质 |
|
|
衡量学习是否达到目标的标准: 掌握铬的重要化合物的性质;掌握锰的重要化合物的性质;掌握铁、钴、镍重要化合物的性质。独立完成课后习题。 |
|
|
第十四章 过渡元素(二) |
|
2.5 |
第一节 铜族元素 |
掌握 |
1 |
第二节 锌族元素 |
掌握 |
1.5 |
重点与难点: 铜、银、锌、汞的重要化合物及其性质 |
|
|
衡量学习是否达到目标的标准: 熟悉铜、银、锌、汞的重要化合物的性质;掌握Cu(Ⅰ)~Cu(Ⅱ)、Hg(Ⅰ)~Hg(Ⅱ)间的相互转化。独立完成课后习题。 |
|
|
五、推荐教材和教学参考资源
教 材:天津大学无机化学教研室编.《无机化学》(第四版). 北京:高等教育出版社,2010.
参考书:1.天津大学无机化学教研室编.《无机化学学习指导》. 北京:高等教育
出版社,2010.
2.武汉大学、吉林大学等校编.《无机化学》(第三版). 北京:高等教育出版社,2012.
3.北京师范大学,华中师范大学,南京师范大学编.《无机化学》(上、下册)(第四版). 北京:高等教育出版社,2008.
4. 大连理工大学无机化学教研室编.《无机化学》(第五版). 北京:高等教育出版社,2006.
大纲修订人: 杨 丹 修订日期:2017-12-22
大纲审定人: 审定日期: