1、 无机化学 课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分课程名称：无机化学所属专业：材料化学课程性质：必修课学 分：4学分（72学时）（二）课程简介、目标与任务课程简介：无机化学主要研究各种元素及其化合物在自然界的存在、人工制取、性质和反应，以及各种现象之间的内在联系和解释的科学。是理科相关专业本科生化学教学中的第一门主干基础课，是后续化学课程的基础，也是理科各专业人才整体知识结构及能力结构的重要组成部分。目标与任务：通过本课程的教学，使学生比较系统、全面地学习无机化学的基本原理，掌握热力学原理及四大平衡的关系。掌握原子结构及其对元素性质的影响，以及元素性质的变化规律。掌握
2、离子键理论、共价键理论、金属键理论对分子形成及其结构的解释。在理论部分的基础上，讨论重要元素及其化合物的组成、结构、性质以及变化规律。（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接先修课程要求：已完成高中化学课程后续相关课程：有机化学，分析化学，物理化学，结构化学本科阶段的无机化学课程是在中学基础上的逐步深化和提高，同时又为后续课程打下必要和扎实的基础，因此它具有承前启后的作用。在内容上，删减了与中学化学重复内容，着重强化了化学理论中规律性的知识，从更完善的理论角度重新认识化学物质结构及化学变化规律，加强了对微观结构的描述和重要理论的阐述，同时细化了重要元素及典型化合物的讨
3、论，适当增加了某些化合物新用途的介绍。这些内容为后续相关课程的开展奠定必要的基础。（四）教材与主要参考书教材：无机化学（第五版），大连理工大学无机化学教研室编，高等教育出版社，2006年5月。参考书： 1 基础无机化学（上、下册，第四版），张淑民编著，唐瑜修订，兰州大学出版社，2011年6月2 无机化学，宋天佑等主编，高等教育出版社3 无机化学（上、下册，第三版），武汉大学&吉林大学编，高等教育出版社4 无机化学，张祖德编著，中国科学技术大学出版社，2008年11出版 二、课程内容与安排第一章 绪论 第一节 化学研究的对象 第二节 无机化学研究的对象 第三节 无机化学课的内容、学习任务和方法
4、第四节 无机化学常用的计量单位（一）教学方法与学时分配：多媒体教学方式进行课堂讲授，讨论；学时：1学时。（二）内容及基本要求：主要内容：本章主要介绍化学及无机化学的研究对象和一些常用的计量单位；无机化学课程的内容、学习任务及方法等。【掌握】：无机化学的研究对象，课程的内容、学习任务和方法。【一般了解】：无机化学学科发展。第二章 气体 第一节 理想气体状态方程 第二节 气体混合物 第三节 真实气体（一）教学方法与学时分配：多媒体教学方式进行课堂讲授，讨论；学时：2学时。（二）内容及基本要求：物质的聚集状态通常有气态、液态和固态三种，它们在一定条件下可以相互转化。与液体和固体相比，气体是一种较简单
5、的聚集状态，它与人类的生活、生产和科学研究密切相关。本章在理想气体状态方程式的基础上，重点讨论混合气体的分压定律。【重点掌握】：理想气体状态方程、Dalton分压定律。【掌 握】：气体的基本特征，理解理想气体概念。【一般了解】：实际气体状态方程。第三章 热化学 第一节 热力学的术语和基本概念 第二节 热力学第一定律 第三节 化学反应的热效应第四节 Hess定律第五节 反应热的求算（一）教学方法与学时分配：多媒体教学方式进行课堂讲授，讨论；学时：5学时。（二）内容及基本要求：有效地利用能量，开发清洁能源是当今社会持续发展必须解决的重要问题之一。能量可以被贮存和转化。本章在状态函数基础上，重点讨论
6、热力学第一定律（化学反应中的能量转化）和反应热的求算。【重点掌握】：状态函数；热力学第一定律（化学反应中的能量转化）；Hess定律；能运用Hess定律计算各种化学反应的热效应。【了 解】：用键焓估算反应热。【难 点】：状态函数和Hess定律的具体应用。第四章 化学动力学基础 第一节 化学反应速率的概念 第二节 浓度对反应速率的影响速率方程 第三节 温度对反应速率的影响Arrhenius方程第四节 反应速率理论和反应机理简介 第五节 催化剂与催化作用（一）教学方法与学时分配：多媒体教学方式进行课堂讲授，讨论；学时：6学时。（二）内容及基本要求：要控制化学反应，使其向人们所期望的那样发生变化，涉及
7、两个方面的课题，一是在一定条件下化学反应能否发生？终点如何？另外一个则是反应进行的快慢。前者属于化学热力学的研究范畴，后者属于化学动力学的内容。本章重点介绍反应速率的表示方法和影响反应速率的因素；化学平衡的特点、平衡常数及化学平衡的移动。【重点掌握】：反应速率的表示方法和影响反应速率的因素；化学平衡的特点、平衡常数及化学平衡的移动；质量作用定律及其应用范围。【掌 握】：反应速率理论；Arrhenius方程。【一般了解】：反应机理；经验平衡常数；催化剂对反应速率的影响及其基本特征。【难 点】：标准平衡常数及化学平衡的移动。第五章 化学平衡 熵和Gibbs函数 第一节 标准平衡常数 第二节 标准平
8、衡常数的应用 第三节 化学平衡的移动 第四节 自发变化和熵 第五节 Gibbs函数（一）教学方法与学时分配：多媒体教学方式进行课堂讲授，讨论；学时：7学时。（二）内容及基本要求：在研究化学反应的过程中，预测反应的方向和限度是至关重要的。只有对由反应物向产物转化是可能的反应，才有可能改变或控制外界条件，使其以一定反应速率达到反应的最大限度。本章重点讨论化学反应的标准平衡常数和平衡组成的计算、平衡移动的规律以及与化学反应进行方向和限度判据有关的热力学函数。【重点掌握】： 化学平衡的概念及其基本特征；标准平衡常数表达式及其计算；外因对化学平衡的影响；状态函数（熵、吉布斯函数）；热力学第二定律。【掌
9、握】： 应用Le Chatelier原理判断平衡移动的方向【难 点】：化学平衡移动和热力学第二定律。第六章 酸碱平衡第一节 酸碱质子理论概述第二节 水的解离平衡和溶液的pH第三节 弱酸、弱碱的解离平衡第四节 缓冲溶液第五节 酸碱指示剂第六节 酸碱电子理论第七节 配位化合物第八节 配位反应与配位平衡（一）教学方法与学时分配：多媒体教学方式进行课堂讲授，讨论；学时：8学时。（二）内容及基本要求：酸碱反应是大家很熟悉的有很重要的一类反应，该反应是均相反应，了解和深入认识各类酸碱在水溶液中的平衡反应对生产和生活都具有非常重要的实际意义。本章重点介绍酸碱理论（包括电离理论、质子理论和电子理论）及弱电解质
10、的解离平衡，并介绍广义上的酸碱电子理论、配合物基本概念及配位平衡，从而对溶液中的酸碱平衡有较全面的认识。【重点掌握】：酸碱理论（包括电离理论、质子理论和电子理论）；弱电解质的解离平衡；配合物的基本概念。【掌 握】：溶液pH值的计算；盐类的水解。【了 解】：强电解质溶液。【难 点】：弱电解质解离平衡及其计算；配合物的生成和配位平衡。第七章 沉淀溶解平衡第一节 溶解度和溶度积第二节 沉淀的生成和溶解第三节 两种沉淀之间的平衡（一）教学方法与学时分配：多媒体教学方式进行课堂讲授，讨论；学时：4学时。（二）内容及基本要求：除水溶液中的酸碱平衡之外，另一类重要的离子反应是难溶电解质在水中的溶解，即含有固
11、体电解质的饱和溶液中，存在着电解质与由它解离产生的离子之间的平衡，叫做沉淀-溶解平衡。该类平衡对生物化学、医学、工业生产以及生态学有着深远影响。【重点掌握】：溶解度，溶度积，溶度积规则；沉淀溶解平衡有关计算；pH值对难溶金属氢氧化物和金属硫化物沉淀溶解平衡的影响。【掌 握】：沉淀反应中同离子效应和盐效应；分步沉淀和沉淀转化等基本概念。【难 点】：pH值对难溶金属氢氧化物和金属硫化物沉淀溶解平衡的影响和计算。第八章 氧化还原反应 电化学基础 第一节 氧化还原反应的基本概念第二节 电化学电池第三节 电极电势第四节 电极电势的应用（一）教学方法与学时分配：多媒体教学方式进行课堂讲授，讨论；学时：5学
12、时。（二）内容及基本要求：氧化还原反应中电子从一种物质转移到另一种物质，相应某些元素的氧化数发生了改变。这是一类非常重要的反应。本章将以原电池作为讨论氧化还原反应的物理模型，重点介绍氧化还原反应基本概念以及方程式的配平；重点讨论标准电极电势的概念以及影响电极电势的因素。同时将氧化还原反应与原电池电动势联系起来，判断反应进行的方向和限度。【重点掌握】：氧化还原反应基本概念以及方程式的配平；标准电极电势的概念以及影响电极电势的因素；将氧化还原反应与原电池电动势联系起来，判断反应进行的方向和限度。【掌 握】：元素电势图及其应用。【了 解】：pH-电势图及其应用。【难 点】：用电化学的方法判断反应进行
13、的方向和限度。第九章 原子结构 第一节 原子结构的Bohr理论第二节 微观粒子运动的基本特征第三节 氢原子结构的量子力学描述 第四节 多电子原子结构第五节 元素周期表第六节 元素性质的周期性（一）教学方法与学时分配：多媒体教学方式进行课堂讲授；学时：6学时。（二）内容及基本要求：物质发生化学反应时，原子核外电子运动状态的差异导致原子间结合方式的改变，随之产生性质各异的不同种物质。本章在氢原子光谱和原子能级基础上，讨论核外电子运动的特殊性及核外电子的排布和元素周期系，深入讨论元素性质的周期性变化与原子结构的关系。【重点掌握】：常见元素原子的核外电子排布及在元素周期表中的位置。【掌 握】：四个量子
14、数的名称、符号取值和意义；s p d原子轨道与电子云的形状和空间的伸展方向；Pauling近似能级图和多电子原子轨道近似能级图和核外电子排布的规律。【了 解】：氢原子光谱和能级的概念；原子轨道、概率和概率密度、电子云等概念。【难 点】：四个量子数、原子轨道等概念。第十章 分子结构第一节 Lewis理论第二节 价键理论第三节 杂化轨道理论第四节 价层电子对互斥理论第五节 分子轨道理论第六节 键参数（一）教学方法与学时分配：多媒体教学方式进行课堂讲授；学时：6学时。（二）内容及基本要求：分子是参与化学反应的基本单元之一，又是保持物质基本化学性质的最小微粒。本章在原子结构基础上，介绍原子间的成键和分
15、子的形成，重点讨论共价键理论以及分子构型等问题。【重点掌握】：离子键和共价键的本质和特点；轨道杂化理论、价层电子对互斥模型和分子轨道理论的基本要点；分子间力的特点及对化合物物理性质的影响。【掌 握】：键参数的描述。【了 解】：分子轨道能级图。【难 点】：分子轨道理论。第十一章 固体结构第一节 晶体结构和类型第二节 金属晶体第三节 离子晶体第四节 分子晶体第五节 层状晶体（一）教学方法与学时分配：多媒体教学方式进行课堂讲授；学时：5学时。（二）内容及基本要求：能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，而材料又是能源和信息的物质基础。材料主要是固体物质，而90%的元素单质和大部分无机化合物在常温下
16、均为固体，它们在人类生活中起着重要作用。本章以晶体结构为重点，着重研究晶体中微粒之间的作用力和这些微粒在空间的排布。【重点掌握】：晶格能的概念及离子电荷、半径对晶格能的影响；离子晶体的结构；离子极化及其对物质性质的影响；金属键理论及金属晶体的结构；氢键的形成条件、特点及其对物性的影响。【掌 握】：晶体结构特征和类型；晶格能对离子型化合物熔点、硬度的影响。【了 解】：晶格能的热化学计算方法。【难 点】：晶格理论；离子晶体配位比和晶体类型的关系。第十二章 配合物的结构第一节 配合物的空间构型、异构现象和磁性第二节 配合物的化学键理论（一）教学方法与学时分配：多媒体教学方式进行课堂讲授，讨论；学时：
17、5学时。（二）内容及基本要求：配位化学是在无机化学的基础上发展起来的，在化学学科中具有极其重要的地位。配位化合物是无机化学研究的主要对象之一。本章主要介绍配位化合物的基本概念、基础结构理论和配位解离平衡的计算。【重点掌握】：配合物的基本概念；配合物的杂化轨道理论和晶体场理论；配位-解离平衡的计算。【掌 握】：配合物的命名和磁性。【了 解】：配合物的重要性。【难 点】：配合物的晶体场理论。第十三章 元素化学 第一节 s区元素 碱金属和碱土金属单质及化合物的性质 第二节 p区元素 硼族、碳族、氮族、氧族、卤素及稀有气体元素单质及化合物 第三节 d区元素 d区元素共性及锰、铁、钴、镍、铜、锌 第四节
18、 ds区元素（一）教学方法与学时分配：多媒体教学方式进行课堂讲授，讨论；学时：12学时。（二）内容及基本要求：介绍化学元素的分布和提取，最后一个电子填充在基态原子的p轨道上的元素，包括IIIA族、IVA族、VA族、VI族、VIIA族、0族，被称为p区元素，介绍p区元素的单质及化合物的性质；着重认识基于第二周期元素的特殊性，介绍从锂到氟等第二周期元素的单质及化合物的性质；最后一个电子基本上填充在(n-1)d轨道上的元素，包括IIIB族、IVB族、VB族、VIB族、VII族和VIII族，被称为d区元素，介绍d区元素的单质及化合物的性质；ds区元素的单质及化合物的性质。【重点掌握】：主副族元素的性质差异；p区元素的通性及其变化规律。【掌 握】：s区元素主要化合物的性质、结构、反应和含氧酸盐的热稳定性；d区元素的通性及其变化规律；第一过渡系元素主要化合物的性质、结构和反应；ds区元素的通性及其变化规律。【了 解】：元素单质及化合物的性质和反应。【难 点】：在通性的基础上掌握“特性”及性质与结构之间的关系。 制定人：唐晓亮审定人：批准人：日 期：2016年6月9
