无机化学教学大纲.docx

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无机化学教学大纲

《无机化学》教学大纲（化学专业）

一、课程的性质和目的及开课对象

（一）课程的性质：

是专业必修课。

无机化学是化学系化学专业的第一门专业基础课。

对中学化学和以后专业的学习起到承上启下的作用。

无机化学是研究无机物质组成、结构、性质和变化规律的科学，研究范围极其广泛，无机化学在化学中处于基础和母体地位，且随着现代化学内容的拓展和加深及与其它学科的融合和交叉，元素化学被确认为无机化学的中心内容。

（二）目的：

学生通过本大纲所规定的教学内容的学习，学习化学的基本概念、基本原理，元素的单质及化合物结构、性质、制备方法及应用，为后续课程学习打好必要的专业基础。

培养学生具有对一般无机化学问题进行理论分析和计算的能力，查阅、利用参考资料的能力。

教学方法上以讲授为主，专题讨论为辅。

注重学生自学能力的培养，潜移默化中使学生领会化学思维模式，一点一滴中培养教师技能。

（三）开课对象：

化学系化学专业本科生一年级全年课

二、先修课程：

无先修课程

三、教学方法与考核方式：

（一）教学方法：

以教师讲授为主

（二）考核方式：

考试

四、学时数分配总学时120（讲授100、讨论20）

五、教学内容与学时

绪论1学时

[主要内容]

0-1化学是研究物质变化的科学

0-2无机化学的发展简史

0-3无机化学学习方法、要求

[重点难点]无机化学学科特点

[学生掌握要点]化学的发展过程

第一章原子结构和元素周期律10学时

[主要内容]1-1氢原子光谱和波尔理论

1-2核外电子运动的波粒二象性

光的波粒二象性、德布罗意的预言、电子衍射实验

1-3核外电子运动状态的描述

不确定原理、薛定谔方程

1-4核外电子运动和元素周期律

屏蔽效应、钻穿效应、多电子原子中电子的能级、电子排布原则、

原子的电子层结构与元素周期系的关系

1-5元素基本性质的周期性

原子半径、电离能、电子亲和能、电负性

[重点难点]：

重点是四个量子数的物理意义，取值范围；核外电子排布；元素基本性质的周期性变化规律。

难点是概率概率密度概念。

[学生掌握要点]：

1了解氢原子光谱波尔理论。

2掌握核外电子运动规律，用4个量子数描述电子的运动状态。

3了解概率概率密度概念，原子轨道、电子云图形。

4掌握核外电子排布并确定在周期表中的位置。

周期、族、区的划分。

5元素基本性质的周期性变化规律。

第二章化学键与分子结构12学时

[主要内容]：

2-1化学键参数与分子的性质

化学键参数、分子的性质

2-2离子键

离子键理论的基本要点、离子键形成过程中能量变化晶格能

2-3共价键理论

2-4VSEPR理论

2-5金属键

自由电子理论、能带理论、键型过渡

2-6分子间作用力和氢键

[重点难点]：

共价分子构型判断

[学生掌握要点]：

1掌握化学键参数、分子的性质。

2掌握离子键的形成过程及离子键的本质和特征，离子晶体主要性质。

3掌握共价键理论（价键理论分子轨道理论杂化轨道理论）基本要点，并会处理一些问题。

学会用VSEPR理论判断共价分子构型。

4了解金属键理论并解释金属的性质。

5分子间作用力和氢键的概念及其对化合物性质的影响。

第三章晶体结构2学时

[主要内容]：

3-1晶体的特征

3-2离子晶体

3-3原子晶体

3-4分子晶体

3-5金属晶体

3-6原子半径

3-7离子极化

离子极化作用和变形性

离子极化对化学键的影响

离子极化对化合物性质的影响

[重点难点]：

离子极化的概念及其应用、

[学生掌握要点]：

1掌握四种晶体类型的特征，质点间相互作用力。

2了解晶体类型与物质性质的关系，原子半径、离子半径的定义及其与对化合物性质的影响。

3离子极化的概念及其应用。

第四章化学热力学基础8学时

[主要内容]：

4-1引言

4-2热力学第一定律

热和功、热力学能、

4-3焓

焓与焓变、标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓、反应焓变

4-4Hess定律

4-5自发过程和熵

4-6自由能

Gibbs自由能判据

标准摩尔生成自由能变

ΔrG（T）与化学平衡常数

[重点难点]：

四个状态函数的内涵、意义、区别与联系

[学生掌握要点]：

1掌握热力学的一些常用术语，这是学生了解热化学的基础。

2热力学第一定律，热力学四个最重要的状态函数物理意义及应用，初步讨论和判断化学反应的方向和限度。

3热化学方程式、盖斯定律计算，吉布斯-亥母霍兹方程计算，范特霍夫等温方程计算。

ΔrH、ΔrG、ΔrS计算，热力学分解温度和反应温度的计算。

第五章化学动力学初步6学时

[主要内容]：

5-1化学反应速率的概念

化学反应速率的定义和表示方法、平均速率和瞬时速率

5-2浓度对反应速率的影响

化学反应速率方程、由实验建立速率方程、有关速率方程的计算

5-3温度对反应速率的影响

5-4催化剂对反应速率的影响

5-5反应机理简介

基元反应、反应分子数、复杂反应的速率方程的导出

5-6反应速率理论简介

碰撞理论简介、过渡态理论简介

[重点难点]：

反应速率方程的建立、碰撞理论和过渡态理论

[学生掌握要点]：

1了解化学反应速率概念及表示方法。

2从实验出发建立速率方程，并利用速率方程计算反应级数和浓度对反应速率的影响。

3了解温度对化学反应速率的影响，利用Arrhenius公式确定活化能、求算k。

4理解速率方程与基元反应的关系，初步讨论如何从反应机理推导速率方程。

5了解碰撞理论和过渡态理论。

6简单介绍催化剂对反应速率的影响。

第六章化学平衡6学时

[主要内容]：

6-1气体定律

气体分子运动论、理想气体状态方程及其应用、混合气体分压定律、

气体扩散定律

6-2化学平衡

可逆反应与化学平衡、化学平衡常数

6-3影响化学平衡的因素

浓度、压力、温度对化学平衡的影响

[重点难点]：

混合气体分压定律、化学平衡移动计算

[学生掌握要点]：

1掌握理想气体状态方程、混合气体分压定律及气体扩散定律计算。

2熟练运用化学平衡常数化学平衡移动计算。

3了解气体分子运动论基本要点。

4掌握化学平衡移动原理。

第七章电离平衡8学时

[主要内容]：

7-1电解质溶液理论和酸碱理论简介

电离理论、强电解质溶液、酸碱理论简介

7-2溶液的酸碱性

拉平效应和区分效应、水的电离与溶液的酸度、酸碱指示剂

7-3水溶液中酸碱平衡的计算

一元弱酸（碱）、同离子效应、缓冲溶液、多元弱酸电离平衡、盐的水解

7-4沉淀溶解平衡。

溶度积常数、沉淀的生成和溶解、分步沉淀与沉淀的转化

[重点难点]：

一元、多元弱酸弱碱离子浓度的计算、缓冲溶液配制及计算。

Ksp与S的换算关系。

[学生掌握要点]：

1了解酸碱理论发展、拉平效应区分效应。

2掌握PH与氢离子浓度的换算，一元、多元弱酸弱碱离子浓度的计算。

缓冲溶液配制及计算。

3掌握沉淀溶解平衡，Ksp意义及溶度积规则。

沉淀的生成、溶解和转化的条件。

Ksp与S的换算关系。

第八章氧化还原反应8学时

[主要内容]：

8-1基本概念

氧化数、氧化和还原的定义、氧化还原半反应

8-2氧化还原反应方程式的配平

8-3氧化还原反应与电化学

原电池、电极电势、标准电极电势、电池电动势与氧化还原反应吉布斯自由能的关系、氧化还原反应的平衡常数、能斯特方程、电极电势的应用

8-4电极电势有关的图表及其应用

8-5电源与电解。

[重点难点]：

氧化还原反应方程式的配平、电池表示方法，掌握能斯特方程的应用

[学生掌握要点]：

1掌握氧化还原反应的基本概念，熟练氧化还原反应方程式配平。

2熟悉标准电极电势的意义，并运用标准电极电势判断氧化剂和还原剂的强弱，氧化还原反应的方向，计算平衡常数。

3掌握电池表示方法，掌握能斯特方程的应用。

4认识常见电源和了解电解的原理及应用。

第九章配位化合物10学时

[主要内容]：

9-1基本概念

配位化合物的定义、配位化合物的组成、配位化合物的类型、命名

9-2配位化合物空间结构及几何异构现象

配位化合物的空间构型、配位化合物的几何异构现象

9-3配位化合物的化学键理论

现代价键理论、晶体场理论

9-4配位平衡常数。

配合物稳定常数和不稳定常数、配合物稳定常数的应用、影响配合物稳定性的因素

[重点难点]：

配位化合物空间结构、稳定常数计算

[学生掌握要点]：

1掌握配合物的基本概念、命名，了解配合物的类型。

2了解配合物的异构现象，掌握配合物的几何构型。

3掌握配合物价键理论的基本要点，并能解释配合物的磁性、配位数空间构型和稳定性。

4初步掌握晶体场理论的基本要点并说明八面体配合物的磁性、颜色、稳定性。

5掌握配合物稳定常数的定义、应用、及其计算。

6了解配合物形成引起的性质变化与应用。

第十章元素化学引论2学时

[主要内容]：

10-1元素在地壳中的分布

10-2单质的结构和性质

非金属单质的结构和性质、

金属单质的结构和性质

10-3无机酸的结构和强度

氢化物的结构、性质；无机含氧酸的结构和酸性

10-4含氧酸盐的性质

溶解性、热稳定性、

含氧酸及其盐的氧化还原性、含氧酸盐的水解性

[重点难点]：

含氧酸盐的溶解性、热稳定性、氧化还原性、水解性的规律

[学生掌握要点]：

1掌握非金属单质的结构特点，金属和非金属单质的主要化学性质。

2熟悉无机含氧酸的结构特点和酸性强弱的规律

3会判断无机含氧酸盐的溶解性、热稳定性、氧化还原性、水解性的规律

第十一章：

氢和稀有气体2学时

[主要内容]：

11-1氢

氢在自然界的分布、氢的性质和用途、氢的化合物、氢的制备、氢能源

11-2稀有气体

稀有气体的存在和分离、性质和用途、稀有气体化合物的性质和结构

[重点难点]：

氢气的主要制备方法、稀有气体化合物的空间构型

[学生掌握要点]：

1掌握氢的性质和用途，氢气的主要制备方法，氢能源的优点，氢的储存。

2熟悉稀有气体的重要性质、用途。

稀有气体化合物的空间构型。

第十二章卤素6学时

[主要内容]：

12-1卤素的通性

卤素结构特点性质、成键特征、自然界分布

12-2卤素单质

物理性质、化学性质、制备用途

12-3卤素的化合物

卤化氢和氢卤酸、卤化物、多卤化物、卤素互化物、卤素氧化物、

含氧酸及盐

12-4拟卤素

[重点难点]：

卤化氢的还原性、酸性、稳定性变化规律；

氯的含氧酸的酸性及盐的稳定性的变化规律

[学生掌握要点]：

1掌握卤素单质的结构、制法、性质、应用；

2掌握卤化氢的还原性、酸性、稳定性变化规律；卤化氢的制备。

3掌握氯的含氧酸的酸性及盐的稳定性的变化规律。

熟悉溴、碘含氧酸氧化性。

4能熟练运用自由能-氧化态图判断卤素各氧化态的稳定性及转化关系。

第十三章氧族元素6学时

[主要内容]：

13-1氧族元素的通性

13-2氧及其化合物

氧、臭氧、氧的成键特征、氧化物、过氧化物

13-3硫及其化合物

硫的同素异形体、硫化物多硫化物、硫的含氧化合物、其他化合物、

硫的成键特征

13-4硒和碲

[重点难点]：

臭氧、过氧化物、硫的结构；硫代硫酸盐、过二硫酸及其盐的结构、性质、制备、用途以及它们之间的相互转化。

[学生掌握要点]：

1掌握臭氧、过氧化氢的结构、性质、用途。

2了解氧化物的分类、离域Π键的概念。

3掌握SO2、SO3、H2SO3、H2SO4和它们相应的盐、硫代硫酸盐、过二硫酸及其盐的结构、性质、制备、用途以及它们之间的相互转化。

第十四章氮族元素6学时

[主要内容]：

14-1氮族元素概述

14-2氮和氮的化合物

氮氮的氢化物氮化物氮的卤化物氮的含氧化合物

14-3磷及其化合物

单质磷磷的氢化物、卤化物和硫化物磷的氧化物、含氧酸及盐

14-4砷、锑、铋

单质

砷、锑、铋的氢化物和卤化物

砷、锑、铋的氧化物及其水化物

砷、锑、铋的硫化物和硫代酸盐

14-5惰性电子对效应

[重点难点]：

N2、NO、NO2、HNO3、HNO2、NO2-、NO3-、白磷、红磷、P4O6、P4O10、PO43-、结构；氮磷及它们的氢化物、氧化物、含氧酸和含氧酸盐的性质。

砷酸的氧化性。

[学生掌握要点]：

1掌握氮在本族元素中的特殊性。

2重点掌握N2、NO、NO2、HNO3、HNO2、NO2-、NO3-、白磷、红磷、P4O6、P4O10、PO43-、结构。

氮磷及它们的氢化物、氧化物、含氧酸和含氧酸盐的性质、制备、用途。

3砷锑铋单质及其化合物的性质递变规律。

第十五章碳族元素4学时

[主要内容]：

15-1碳族元素通性

15-2碳

成键特征碳的单质碳的化合物

15-3硅

单质硅的制备、性质、用途

硅烷

硅的卤化物和氟硅酸盐

硅的含氧化合物

15-4锗分族

锗、锡、铅的存在、冶炼、性质和用途

氧化物和氢氧化物

卤化物硫化物

[重点难点]：

碳及硅的单质、卤化物和含氧化合物的结构、性质

[学生掌握要点]：

1重点掌握碳及硅的单质、卤化物和含氧化合物的结构、制备与性质。

2掌握锡与铅的单质、氧化物、氢氧化物、卤化物及硫化物的性质；铅蓄电池的充放电原理。

3碳族元素化学性质的递变规律。

第十六章硼族元素4学时

[主要内容]：

16-1硼族元素的通性

硼族元素的通性硼族元素的电势图

16-2硼族元素的单质及其化合物

单质氢化物含氧化合物卤化物

[重点难点]：

硼铝元素的单质、氢化物、卤化物和含氧化合物的性质了解其缺电子性

[学生掌握要点]：

1掌握硼铝元素的单质、氢化物、卤化物和含氧化合物的性质，制备方法及用途。

缺电子性。

2通过硼铝及其化合物的结构和性质，了解其缺电子性。

3了解硼族元素性质的变化规律。

第十七章：

碱金属和碱土金属2学时

[主要内容]：

17-1碱金属和碱土金属的通性

17-2碱金属和碱土金属的单质

物理性质化学性质制备

17-3碱金属和碱土金属的化合物

氧化物氢氧化物氢化物盐类配合物钠、钾化合物的比较

锂、铍的特殊性

[重点难点]：

碱金属和碱土金属单质、氧化物、氢氧化物、氢化物及盐类的主要性质

[学生掌握要点]：

1了解碱金属和碱土金属的通性。

2掌握碱金属和碱土金属单质的保存、性质、制备、用途。

3掌握碱金属和碱土金属氧化物、氢氧化物、氢化物及盐类的主要性质及其

变化规律。

4掌握锂、铍的特性。

第十八章铜族元素锌族元素5学时

[主要内容]：

18-1铜族元素

铜族元素铜族元素的通性单质的性质

铜族元素的存在和冶炼铜族元素的重要化合物

18-2锌族元素

锌族元素的通性

单质的性质锌、汞的存在和冶炼

锌族元素的重要化合物铜族和锌族元素性质比较

[重点难点]：

Cu+和Cu2+、、；Hg2+和Hg22+之间的相互转化

[学生掌握要点]：

1掌握Cu、Ag、Zn、Hg、的单质、氧化物、氢氧化物及其盐的性质和用途。

2掌握Cu+和Cu2+、、；Hg2+和Hg22+之间的相互转化。

3掌握ⅠA族和ⅠB族；ⅡA族与ⅡB族元素性质的不同点。

第十九章过渡元素

（一）6学时

[主要内容]：

19-1引言

19-2过渡元素的基本性质

电子构型过渡元素的氧化态及其稳定性元素的原子半径离子半径

单质的性质过渡元素的含氧化合物过渡元素及其化合物的磁性

过渡元素离子及化合物的颜色过渡元素的配位化合物

19-3钛副族

概述钛、锆、铪的化合物

19-4钒副族

概述钒、铌、钽的化合物

19-5铬副族

概述铬、钼、钨的化合物

19-6锰副族

概述Mn（IIIVVII）化合物

[重点难点]：

第一过渡系元素的价电子层构型的特点及其元素的性质

[学生掌握要点]：

1掌握第一过渡系元素的价电子层构型的特点及其元素的性质。

2掌握钛副族、钒副族、铬副族、锰副族的单质及其化合物的性质、用途。

第二十章过渡元素

（二）4学时

[主要内容]：

20-1铁系元素

概述铁、钴、镍的单质铁、钴、镍的重要化合物

20-2铂系元素

概述铂系金属铂和钯的重要化合物

[重点难点]：

Fe、Co、Ni的+2、+3氧化态稳定性变化规律及性质差异

[学生掌握要点]：

1能利用自由能-氧化态图系统地描述第VIIIB族元素不同氧化态的氧化还原性变化规律。

2掌握Fe、Co、Ni的+2、+3氧化态稳定性变化规律，及性质差异。

3熟悉Fe、Co、Ni的重要配合物。

4了解铂及其重要化合物的性质。

第二十一章镧系元素锕系元素1学时

[主要内容]：

21-1镧系元素

21-2锕系元素

[重点难点]：

镧系收缩的实质及后果

[学生掌握要点]：

1掌握镧系元素和锕系元素的电子构型与性质的关系。

2了解镧系收缩的实质及后果。

3了解镧系元素重要的单质和化合物的性质。

4了解镧系元素和锕系元素在性质上的异同。

[主要内容]：

21-1镧系元素

21-2锕系元素

第二十二章核化学1学时

[主要内容]：

22-1原子核的稳定性

22-2核反应

22-3元素周期系展望

[重点难点]：

核聚变和核裂变的特点

[学生掌握要点]：

1掌握核反应与化学反应的区别，能正确书写核反应方程式。

2了解核聚变和核裂变的特点，放射性同位素的应用。

3了解人工核反应的有关概念和应用。

4了解放射性同位素的应用。

六、教材与教参

（一）教材

《无机化学》上下册，河北师范大学、辽宁师范大学、福建师范大学、山东师范大学、吉林师范大学合编。

高等教育出版社200512出版

（二）教参

1《无机化学》吉林大学宋天佑高等教育出版社

2《无机化学》北京师范大学等校合编高等教育出版社

3《无机化学教程》宋其圣孙思修编著山东大学出版社

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