无机化学（王静）（第四版）

前言

《无机化学》一书是普通高等教育“十一五”规划教材，曾获中国石油和化学工业优秀教材一等奖。本书为《无机化学》的第四版，是在第三版教材内容的基础上，结合目前高等职业教育化学化工类专业人才培养目标及《国家职业教育改革实施方案》确定的具体改革指标修订而成的。

本次的修订保持原教材主要内容和编写风格，与第三版相比主要有如下变化：

1. 对教材内容进一步优化，调整了部分内容；

2. 对每章的学习目标从知识目标和能力目标两方面进行了更新；

3. 对每章的思考与习题进行了重新梳理，增加了填空、选择及判断题目，删除了偏难的习题，同时还增加了习题答案；

4. 增加了教学动画和微视频等教学资源，可通过扫描书中二维码观看；

5. 对全书的电子课件重新进行了制作；

6. 将立德树人、课程思政与教材内容有机结合，更新了部分阅读材料。

7. 增加了书中部分“*”标记内容，这部分可作为选学内容。

本书由王静主持修订并统稿。修订分工如下：王静(兰州石化职业技术大学)修订绪论、章、第四~七章、第十章、第十三章；苏英兰(山西工程职业学院)修订第十一章、第十二章、第十四章；王锐(山西工程职业学院)修订第二章、第三章、第八章、第九章。本书在修订过程中得到了化学工业出版社的大力支持和指导，兰州石化职业技术大学夏德强审阅全书并提出修改意见，在此一并表示衷心的感谢。

限于编者的水平，书中不足之处在所难免，恳请广大读者批评指正。

编者

2022年6月

版前言

随着社会的发展、科技的进步、改革开放步伐的加快，社会主义市场经济的进一步建立和完善，社会对改革的要求越来越高，越来越紧迫。社会不仅需要通才，更需要专才。也就是说，社会主义现代化的新的发展阶段迫切需要培养和造就一大批高素质的劳动者和实用型人才。高等职业教育的发展，是与社会主义市场经济发展的需要相适应的，它是实施科教兴国战略、提高劳动素质、促进社会经济发展的重要途径。

本书的编写由全国石化行业职业教育教学指导委员会领导和组织，意在适应职业教育的发展和解决高等职业教育教材急需的问题。教材的编写着力于反映高等职业教育的特点，突出实用性和实践性；着力于学生综合素质的提高，培养学生的科学思想方法和创新能力；认真贯彻必需、够用为度的原则，以利于学生的后续课程的学习和为持续教育打下较坚实的基础。在编写过程中尽管涉及的知识面较宽，但力求不攀高，使之保持适宜的深度。

本书在相应的内容后均安排有相关的实验，以利于学生理论联系实际，巩固知识。同时还在相关内容后，安排了一些相应的阅读材料，以利于学生拓宽知识面，提高学习兴趣。

在使用本教材时，各校可根据教学计划的安排和教学大纲的要求以及本校的具体情况对内容进行适当的增减与取舍。带“*”的内容可作为选学内容。

本书由林俊杰、王静担任主编。参加本书编写工作的有张正兢(编写第四、十二、十五章)、徐少华(编写第五、八、九章)、陈东旭(编写、三、十章)、王静(编写绪论、第二、六、七章)、林俊杰(编写第十一、十三、十四章)。本书承天津渤海职业技术学院伍承樑老师担任主审。

书稿虽经反复审阅、修改后定稿，但由于时间仓促，编者水平有限，定有不妥之处，恳请同行和读者批评指正。

本书在编写出版过程中，始终得到全国石化行业职业教育教学指导委员会、化学工业出版社和有关学校的大力支持，在此一并致谢!

编 者

2002年1月

第二版前言

本书版发行以来多次重印，受到广大师生的欢迎，同时也提出了一些很好的意见和建议，据此我们对本书作出了修订。修订过程中，依然保持了版的体系不变。修订所遵循的原则是：精炼文字、调整不适、简化理论论述、适当降低难度，以期更加突出职业教育的特点。

本次修订的主要内容有：

1. 根据高职高专的教育特点，对部分内容的深广度做了适当的调整，去掉抽象的电子云概率密度，简化氧化还原反应方程式的配平。

2. 注重与有关课程的衔接和避免内容的重复，删去了溶液配制中容量瓶的使用及“滴定分析法”一章，本书不再介绍纯碱工业生产过程的内容。

3. 为学生实验的方便，本书中不再编入学生的实验内容，改为使用专门的化学实验教材。

4. 为方便教学，给出了习题中计算题的答案供参考；对部分“阅读材料”做了更新。

5. 注重发挥学生学习的主观能动性，将“本章小结”交由学生依据每章的“学习目标”来完成。

本书第六章、第七章、第八章由王静修订，其余部分由林俊杰修订。全书由林俊杰负责修改、统稿。

本书的修订再版，得到了全国有关高职院校师生的热情关心，得到了湖南化工职业技术学院和兰州石化职业技术学院领导的亲切关注，得到了化学工业出版社的鼎力支持，在此一并表示衷心的感谢!

由于我们水平有限，书中还会存在缺点，纰漏之处，敬请不吝赐教!

编者

2006年10月

第三版前言

本教材是按照高职高专基础化学教学的基本要求、在第二版教材教学实践和广泛听取使用学校所提出的宝贵意见及建议的基础之上修订而成的。本书自出版以来受到众多学校的认可与欢迎。本书为普通高等教育“十一五”规划教材，并获中国石油和化学工业优秀教材奖。

本次修订依然保持原教材的主要内容，适当拓展了知识面。修订的主要内容有：

1. 增加了有利于学生学 结的内容，如在每章的后增加了“本章小结”，便于学生在每章学习结束后，对本章内容进行系统总结。

2. 增加了有利于拓展学生知识面、提高学习兴趣等方面的内容，如章节内容中合理穿插的“知识拓展”“想一想”“练一练”栏目，旨在为增长知识、启发思维、引导应用等方面提供帮助。

3. 在绪论部分增加了学习目标，使学生一开始学习这门课程就知道其重要性。

4. 从无机化学与社会、生活和生产紧密联系等方面，更新了部分“阅读材料”的内容，主要是通过相关知识的阅读，开阔学习视野，激发学习兴趣。

5. 进一步精炼文字。

本书由兰州石化职业技术学院王静主持修订，湖南化工职业技术学院林俊杰审阅全书并提出了宝贵的修改意见和建议，同时得到了兰州石化职业技术学院、化学工业出版社的大力支持，在此表示衷心的感谢!

限于编者的水平，书中不妥之处在所难免，恳请广大读者批评指正。

编者

2013年3月

本书是普通高等教育“十一五”规划教材，主要内容包括绪论、化学基本量和化学计算、原子结构和元素周期律、分子结构、化学反应速率和化学平衡、电解质溶液、电化学基础、配位化合物、以及元素化学部分等。 本书在第三版教材内容的基础上，对教材内容进一步优化；配套了数字化资源，扫描书中二维码即可观看动画、视频；对全书的PPT重新进行了制作；对章后的思考与习题进行了重新梳理，并配套了习题答案。 本书适用于应用型、技能型人才的培养，既可作为高等职业教育院校化工、制药、轻纺、环境、生物、冶金、食品等专业的教学用书，也可供从事相关工作的企业人员、科技人员参考。

本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材，主要内容包括绪论、化学基本量和化学计算、原子结构和元素周期律、分子结构、化学反应速率和化学平衡、电解质溶液、电化学基础、配位化合物、以及元素化学部分等。 本书在第三版教材内容的基础上，对教材内容进一步优化；配套了数字化资源，扫描书中二维码即可观看动画、视频；对全书的PPT重新进行了制作；对章后的思考与习题进行了重新梳理，并配套了习题答案。 本书适用于应用型、技能型人才的培养，既可作为高等职业教育院校化工、制药、轻纺、环境、生物、冶金、食品等专业的教学用书，也可供从事相关工作的企业人员、科技人员参考。

无

本书常用符号的意义及单位 1

绪论 2

一、无机化学研究的对象 2

二、无机化学的发展及前景 2

三、化学在国民经济和人类日常生活中的作用 3

四、关于无机化学课程的学习 3

章 化学基本量和化学计量 4

节 物质的量及相关物理量 4

一、物质的量 4

二、摩尔质量 5

三、气体的标准摩尔体积 6

第二节 溶液的浓度 8

一、溶液中溶质的质量分数 9

二、溶液的物质的量浓度 9

第三节 化学方程式及根据化学方程式的计算 11

一、化学方程式 11

二、热化学方程式 11

三、原料利用率和产品产率 12

四、根据化学方程式的计算 12

本章小结 15

思考与习题 16

阅读材料 国际单位制(SI)  17

第二章 碱金属和碱土金属 19

节 氧化还原反应 19

一、氧化数 19

二、氧化还原反应机理 20

三、氧化还原反应方程式的配平 21

第二节 碱金属和碱土金属的通性 23

一、碱金属和碱土金属的基本性质 23

二、焰色反应 24

第三节 钾、钠、钙、镁单质及其重要化合物 24

一、钾、钠、钙、镁单质的性质 24

二、钾、钠、钙、镁的制备和用途 26

三、钾、钠、钙、镁的重要化合物 26

第四节 离子反应 29

一、电解质 29

二、离子反应和离子方程式 30

三、离子互换反应进行的条件 31

第五节 硬水及其软化 32

一、硬水和软水 32

二、硬水的危害 32

三、硬水的软化 33

本章小结 34

思考与习题 35

阅读材料 海水化学资源 36

第三章 卤素 37

节 卤素的性质 37

一、卤素的通性 37

二、卤素的化学性质 38

三、卤素的制取 40

四、卤素的用途 41

第二节 卤素的重要化合物 42

一、卤化氢和氢卤酸 42

二、氯的含氧酸及其盐 44

第三节 卤素及其化合物的性质比较 46

一、卤素单质的性质比较 46

二、卤化氢(氢卤酸)的性质比较 46

三、卤离子的性质比较 46

四、卤素含氧酸及其盐的性质比较 46

本章小结 47

思考与习题 47

阅读材料 卤素中的稀有元素——碘 48

第四章 原子结构和元素周期律 50

节 原子的组成和同位素 50

一、原子的组成 50

二、同位素 51

第二节 原子核外电子的运动状态 52

一、电子云 52

二、核外电子的运动状态 52

第三节 核外电子的排布规律 55

一、泡利不相容原理 55

二、能量原理 56

三、洪德规则 56

四、全空、半充满、全充满状态 58

第四节 元素周期律和元素周期表 59

一、元素周期律 59

二、元素周期表 59

第五节 周期表中元素性质的递变规律 61

一、原子半径 61

二、金属性和非金属性 62

三、氧化数 65

四、元素周期表的意义及应用 66

本章小结 67

思考与习题 68

阅读材料 元素周期律的发现 69

第五章 分子结构 71

节 化学键 71

一、离子键 71

二、共价键 73

三、金属键 80

第二节 分子的极性与分子间力 80

一、分子的极性 80

二、分子的极化 82

三、分子间力 82

四、分子间力与物质性质的关系 83

五、氢键 84

第三节 晶体的基本类型 85

一、晶体的特征 85

二、晶体的基本概念 86

三、晶体的基本类型 87

四、层状晶体 88

本章小结 89

思考与习题 89

阅读材料 理想晶体和实际晶体 91

第六章 化学反应速率和化学平衡 92

节 化学反应速率 92

一、化学反应速率的定义 92

二、影响化学反应速率的因素 93

第二节 化学平衡 96

一、可逆反应 96

二、化学平衡的定义与特征 96

三、化学平衡常数 96

四、标准平衡常数 98

五、有关化学平衡的计算 99

第三节 化学平衡的移动 100

一、浓度对化学平衡的影响 100

二、压力对化学平衡的影响 100

三、温度对化学平衡的影响 101

四、催化剂与化学平衡 102

五、勒夏特列原理 102

第四节 化学反应速率和化学平衡在生产中的应用 102

本章小结 103

思考与习题 103

阅读材料 催化剂与化学工业 105

第七章 电解质溶液 107

节 电解质的电离 107

一、弱电解质的电离平衡 107

二、电离常数和电离度的关系 108

三、多元弱酸的电离平衡 109

*四、强电解质在水溶液中的状况 110

第二节 水的电离和溶液的pH  111

一、水的电离平衡和水的离子积 111

二、溶液的酸碱性和溶液的pH  111

三、酸碱指示剂 112

第三节 盐类的水解 113

一、盐的水解 113

二、影响盐类水解的因素 117

三、水解理论的应用 117

第四节 同离子效应和缓冲溶液 118

一、同离子效应 118

二、缓冲溶液 119

第五节 难溶电解质的溶解沉淀平衡 121

一、溶度积 121

二、溶度积和溶解度的相互换算 121

三、溶度积规则及应用 122

本章小结 127

思考与习题 128

阅读材料 酸碱理论简介 130

第八章 硼族元素 132

节 硼族元素的特性 132

一、价电子层构型与元素性质递变 132

二、缺电子原子和缺电子化合物 133

第二节 硼的重要化合物 133

一、硼的卤化物 133

二、硼酸及其盐 134

第三节 铝及其重要化合物 135

一、铝的性质和制备 136

二、氧化铝和氢氧化铝 137

三、铝盐 138

本章小结 139

思考与习题 139

阅读材料 新型无机材料简介 140

第九章 碳族元素 142

节 碳族元素的性质 142

一、价电子层构型 142

二、性质递变 143

第二节 碳的重要化合物 143

一、氧化物 143

二、碳酸 144

三、碳酸盐 145

第三节 硅的重要化合物 146

一、二氧化硅 146

二、硅酸 147

三、硅酸盐 147

第四节 锡和铅的重要化合物 148

一、二氧化铅 148

二、氯化亚锡 149

三、铅盐 150

本章小结 150

思考与习题 151

阅读材料 碳中和与人类命运共同体 152

第十章 电化学基础 153

节 原电池 153

一、原电池的原理 153

二、原电池的电动势 155

第二节 电极电势 156

一、标准氢电极 156

二、标准电极电势值的测定 156

三、标准电极电势表 157

四、影响电极电势的因素——能斯特方程式 157

第三节 电极电势的应用 159

一、判断原电池的正、负极 159

二、判断氧化剂和还原剂的相对强弱 159

三、判断氧化还原反应进行的方向 160

四、判断氧化还原反应发生的次序 162

五、计算氧化还原反应的平衡常数 162

第四节 电解 163

一、电解原理 163

二、电解的应用 165

*第五节 金属的腐蚀与防护 166

一、金属的腐蚀 166

二、金属的防护 167

本章小结 168

思考与习题 168

阅读材料 废旧电池与环境保护 170

第十一章 氮族元素 171

节 氮族元素概述 171

一、氮族元素的一般特性 171

二、氮和磷 173

第二节 氮族元素的重要化合物 175

一、氨和铵盐 175

二、氮的氧化物 177

*三、亚硝酸及其盐 178

四、硝酸及其盐 179

五、磷的含氧酸 182

六、磷酸盐 183

*七、砷、锑、铋的盐 184

本章小结 184

思考与习题 185

阅读材料 再说氮族元素 186

第十二章 氧族元素 188

节 氧族元素的特性 188

一、价电子层构型 188

二、性质递变 188

第二节 氧、臭氧和过氧化氢 189

一、氧和臭氧 189

二、过氧化氢的性质 190

第三节 硫、硫化氢及硫化物 191

一、硫 191

二、硫化氢 192

三、硫化物的溶解性 194