无机元素化学（第二版）

定　　价：46 元

丛书名：普通高等教育“十一五”国家级规划教材

• 作者：刘新锦，朱亚先，高飞编著
• 出版时间：2010/1/1
• ISBN：9787030263995
• 出 版 社：科学出版社

适用读者:高等院校化学、材料化学、环境化学、生物化学、医学基础化学、药物化学、化学工程与工艺等专业的本科生，化学教师、化学竞赛者、科研人员和工程技术人员

• 中图法分类：O61 
• 页码：394
• 纸张：胶版纸
• 版次：2
• 开本：16开
• 字数：(单位：千字)

内容简介

　　《无机元素化学(第2版)》为普通高等教育“十一五”国家级规划教材、国家精品课程配套教材。《无机元素化学(第2版)》专门介绍无机化学中元素化学方面的知识。全书共16章，前12章介绍主族元素和过渡元素；后4章介绍与材料、环境、生命和制备有关的内容。
　　《无机元素化学(第2版)》选材注重“新”和“精”，配有应用专题、专题讨论、学习要点、习题及部分难题解答。随书光盘中有利用计算机软件制作的电子课件，既便于教师教学，也利于学生自学。
　　《无机元素化学(第2版)》可作为高等院校化学、材料化学、环境化学、生物化学、医学基础化学、药物化学、化学工程与工艺等专业的本科生教材，也可供化学教师、化学竞赛者、科研人员和工程技术人员参考使用。

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序 言

　　元素化学是无机化学教学中普遍感到棘手的部分，由于它内容繁多、庞杂，事实罗列多，道理讲得少，学生感到枯燥乏味，提不起兴趣。我们在长期的教学中深感初学者的困难和困惑，一直在进行这方面的探索和改革，同时注意吸收国内外同行的宝贵经验，逐渐积累了一些素材，形成了一个基本的框架。以此为基础，在国家理科基地创建名牌课程项目的资助下，历时数年完成了本书的编写。
　　教材建设是建立在教学内容改革基础上的。当前化学已经由传统的描述科学发展为理解科学。因此，对事实材料进行描述的同时，应以基本原理进行解释，并进一步介绍和探讨它们在实际中的应用，让学生具备无机合成、反应、结构和说理等方面的能力。对当今社会普遍关注的热点问题、新工艺、新成果和新的研究进展应及时渗透进来，以改变元素化学较为陈旧的面貌。此外，有必要将凝聚态化学引入教材之中，部分取代以水溶液化学为主的老体系。这也是我们在编写教材中紧紧把握的几条原则。以下介绍本书的主要特点：
　　1.联系实际、加强应用
　　本书最突出的特点是把现代化学原理充分运用到元素化学的各个部分。这主要体现在：对描述性化学事实不停留于描述阶段，而是把物质的组成、结构、性能和应用有机地关联起来；注意从宏观和微观的不同角度去阐明物质的性质和无机反应规律等，并进一步从这些性质和规律出发延伸到实际应用，使理论、事实、反应和应用达到一种平衡；重视前沿与基础相结合，基本原理、结构知识和应用相结合，以提高运用知识和创新的能力。

目 录

目录
序
第二版前言
第一版前言
第1章 碱金属和碱土金属 1
1.1 概述 1
1.2 金属单质的物理性质 2
1.3 金属单质的化学性质 3
1.4 锂、铍的特殊性和对角线规则 4
1.4.1 锂、铍的特殊性 4
1.4.2 对角线规则 5
1.5 氧化物、过氧化物、超氧化物、臭氧化物 6
1.6 氢氧化物 8
1.7 盐类和配合物 9
1.7.1 碱金属盐类的特点 9
1.7.2 碱土金属盐类的特点 10
1.7.3 碳酸盐的热稳定性 11
1.7.4 焰色反应 12
1.7.5 碱金属、碱土金属的配位性 12
1.8 应用 15
1.8.1 锂电池 15
1.8.2 锂离子电池 16
1.9 专题讨论 16
1.9.1 锂的标准电极电势反常的讨论 16
1.9.2 氧化物的热力学稳定性 18
1.9.3 离子性盐类溶解性的判断方法 19
习题 23
第2章 硼族元素 2
2.1 硼族元素的缺电子性 27
2.1.1 AlCl3的双聚与缺电子性 27
2.1.2 H3BO3的“解离”与缺电子性 28
2.1.3 缺电子化合物的加合性 28
2.1.4 B（Me）3与Al（Me）3在成键上的差异 29
2.2 硼、铝的单质 29
2.2.1 硼和铝的制备 29
2.2.2 性质 30
2.3 硼氢化物和卤化物 31
2.3.1 硼氢化物 31
2.3.2 卤化物 35
2.4 硼的含氧化合物 36
2.4.1 氧化硼 36
2.4.2 硼酸 37
2.4.3 硼砂 38
2.4.4 硼酸盐的结构 39
2.5 硼氮化物化合物 39
2.5.1 氮化硼 39
2.5.2 硼氮六环 40
2.6 铝的化合物 40
2.6.1 卤化铝 40
2.6.2 聚合氯化铝 41
2.6.3 类质同晶体 42
2.7 镓、铟、铊 43
2.7.1 存在和性质 43
2.7.2 氧化和氧化合物 43
2.7.3 卤化物 43
2.7.4 砷化镓的反应性与制备方法 44
2.8 应用 44
2.8.1 缺电子化合物的重要应用——催化作用 44
2.8.2 无机阻燃剂 45
2.8.3 加料顺序对a-Al2O3晶体形貌和性质的影响 46
2.9 专题讨论：BX3的成键特点与路易斯酸性 46
习题 47
第3章 碳族元素 50
3.1 概述 50
3.2 碳的成键特征及在本族中的特殊性 51
3.2.1 碳原子间有强烈的自相成键倾向 51
3.2.2 碳的配位数通常为4（形成多中心桥键除外） 52
3.2.3 CO2是分子晶体，而SO2为原子晶体 52
3.2.4 碳的氢化物有最高的热稳定性 53
3.3 碳及其化合物 53
3.3.1 碳的同素异形体 53
3.3.2 的氧化合物 57
3.3.3 碳酸及碳酸盐 59
3.3.4 碳化物 60
3.4 硅及其化合物 62
3.4.1 单质桂 62
3.4.2 硅的氢化物和齒化物 63
3.4.3 二氧化硅、硅酸、硅胶和硅酸盐 64
3.5 锗、锡、铅及其化合物 67
3.5.1 存在 67
3.5.2 单质的性质 67
3.5.3 锡、铅的化合物 68
3.6 应用 71
3.6.1 改进的铅酸蓄电池——密封胶体蓄电池 71
3.6.2 人工合成金刚石的新途径 72
3.7 专题讨论 72
3.7.1 惰性电子对效应 72
3.7.2 共价化合物的水解过程 74
习题 77
第4章 氮族元素 79
4.1 概述 79
4.2 氮的成键特征 81
4.3 分子氮 81
4.4 氮的氢化物、铵盐 82
4.4.1 氨 82
4.4.2 铵盐83
4.4.3 羟胺 84
4.4.4 联氨 85
4.4.5 及其 85
4.5 氮的卤化物 86
4.6 氮的氧化物、含氧酸及其盐 87
4.6.1 氮的氧化物 87
4.6.2 亚硝酸及其盐 91
4.6.3 硝酸及其盐 92
4.7 及其化合物 94
4.7.1 磷的同素异形体 94
4.7.2 的键特 95
4.7.3 化合物 9
4.7.4 的化合物 97
4.7.5 的氧化合物 98
4.7.6 磷的含氧酸及其盐 99
4.8 砷、锑、铋 103
4.8.1 存在和性质 103
4.8.2 砷、锑、铋的成键特征 103
4.8.3 氧化物及其水合物 103
4.8.4 氢化物 104
4.8.5 卤化物 105
4.8.6 硫化物 105
4.8.7 氧化还原反应 106
4.9 应用（NO应用研究进展）107
4.10 专题讨论：p区元素组成的P*型M或离子几何构型的简易、快速确定 107
4.10.1 m+n规则的要点 108
4.10.2 应用m+n规则的几点说明 108
4.10.3 实例分析 108
4.10.4 讨论 109
习题 110
第5章 氧族元素 112
5.1 氧、硫的成键特征 113
5.1.1 氧的键特 113
5.1.2 的键特 115
5.2 氧和氧 115
5.2.1 氧气的性质及制备 115
5.2.2 三线态氧与单线态氧 116
5.2.3 氧化合物 117
5.2.4 臭氧 118
5.3 过氧化氢 119
5.3.1 过氧化氢的结构 119
5.3.2 过氧化的性质 119
5.3.3 过氧化的制备 121
5.4 硫及其化合物 121
5.4.1 单质硫 121
5.4.2 化和化合物 122
5.4.3 的含氧化合物 124
5.4.4 的其化合物 131
5.5 硒和碲简介 133
5.5.1 硒化氢和碲化氢 133
5.5.2 硒和的含氧化合物 133
5.6 应用（钠硫电池）134
习题 135
第6章 卤素 137
6.1 概述 137
6.1.1 卤素的主要特点 137
6.1.2 氟的特殊性 140
6.2 卤素单质 141
6.2.1 卤素在自然界中的存在形式 141
6.2.2 质的性质 141
6.2.3 单质的制备 145
6.2.4 卤素的用途 147
6.3 卤化氢与氢卤酸的性质与制备 147
6.3.1 性质 147
6.3.2 氢卤酸的制备 149
6.4 卤化物、卤素互化物及多卤化物 150
6.4.1 化合物 150
6.4.2 卤素互化合物 150
6.4.3 多卤化物 153
6.5 卤素的含氧化合物 154
6.5.1 卤素的氧化物 154
6.5.2 卤素含氧酸及含氧酸盐 155
6.6 拟卤素和拟卤化物 159
习题 160
第7章 氢和氢能源 162
7.1 氢 162
7.1.1 氢的分布和同位素 162
7.1.2 正氢和仲氢 162
7.2 氢的成键特征 163
7.2.1 形成共价单键 163
7.2.2 形成离子键 13
7.2.3 特殊的键型 164
7.2.4 形键 14
7.3 化合物 14
7.3.1 离子型氢合物 15
7.3.2 金属型氢化物 166
7.4 制氢气方法 166
7.4.1 金属与水、酸或碱反应制氢气 166
7.4.2 金属氢化物与水反应制氢气 166
7.4.3 电解水制氢气 167
7.4.4 化石燃料制氢气 167
7.4.5 热化学循环制氢 167
7.4.太阳能光催化分解水制氢 168
7.4.7 生物制氢 169
7.5 氢能源 170
习题 170
第8章 铜族与锌族元素 172
8.1 铜族元素 172
8.1.1 铜族元素通性 172
8.1.2 金属单质 173
8.1.3 铜族元素的重要化合物 174
8.1.4 配合物 180
8.1.5 Cu（Ⅰ）与Cu（Ⅱ）的相互转化合物 182
8.1.6 ⅠB族元素性质与ⅠA族元素性质的对比 184
8.2 锌族元素185
8.2.1 锌族元素的通性 185
8.2.2 金属单质187
8.2.3 锌族元素的主要化合物 188
8.2.4 Hg（Ⅰ）与Hg（Ⅰ）的相互转化合物 191
8.2.5 配合物 192
8.2.6 ⅡB族元素与ⅡA族元素性质对比 193
习题 194
第9章 过渡元素概论 199
9.1 过渡元素的通性 200
9.1.1 原子半径 200
9.1.2 物理性质 201
9.1.3 化学性质 202
9.1.4 氧化态及其稳定性 203
9.1.5 形成配位化合物的倾向 204
9.1.颜色 205
9.1.7 磁性 205
9.2 过渡元素的成键特征 20
9.2.1 含氮的配合物 20
9.2.2 低氧化态配合物的稳定性 210
9.2.3 羰基配合物与CO的活化合物 211
9.2.4 配位催化作用 212
9.2.5 羰基簇合物 213
9.2.6 电子规则 214
9.2.7 金属-金属多重键 215
9.3 过渡金属与富勒烯配合物 217
9.4 应用 217
9.4.1 电镀合金 217
9.4.2 分离 218
9.4.3 新一代合成氨钌基催化剂 218
9.4.4 SO2氧化为SO3的催化剂——V2O5 218
9.4.5 T1+氧化为TP+的催化剂——Mn（Ⅱ） 218
习题 219
第10章 过渡元素（一） 221
10.1 钛 221
10.1.1 单质钛的性质及用途 222
10.1.2 钛的重化合物 222
10.1.3 TiO2的制备简介 225
10.2 钒 226
10.2.1 单质钒的性质及用途 226
10.2.2 钒的重化合物 226
10.3 铬 228
10.3.1 单质铬的性质及用途 228
10.3.2 铬的重化合物 229
10.3.3 铬（Ⅲ）的配合物 232
10.3.4 铬（Ⅲ）与铬（Ⅵ）的相互转化合物 233
10.3.5 铬（Ⅱ）的化合物 233
10.4 锰 234
10.4.1 锰的单质及其性质 234
10.4.2 锰的重化合物 235
10.5 铁系元素 238
10.5.1 铁、钴、镍的性质和用途 239
10.5.2 铁、钴、镍的氧化物和氢氧化物 239
10.5.3 重 240
10.5.4 铁、钴、镍的重配 243
习题 247
第11章 过渡元素（二）253
11.12 和锫 253
11.2 铌和钽 254
11.3 钼和钨 255
11.3.1 性质和用途 255
11.3.2 重化合物 256
11.4 锝与铼 258
11.5 铂系元素 260
11.5.1 单质的性质 260
11.5.2 重要化合物 260
11.5.3 铂系金属与富勒烯配合物 262
习题 263
第12章 镧系元素和锕系元素 265
12.1 镧系元素 265
12.1.1 镧系元素的性质 265
12.1.2 镧系元素的重要化合物 269
12.1.3 镧系元素的提取和分离 275
12.1.4 稀土元素的应用 277
12.2 锕系元素 278
12.2.1 锕系元素的通性 279
12.2.2 钍和铀及其重要化合物 280
习题 282
第13章 无机功能材料化学 284
13.1 纳米材料 284
13.1.1 神奇的纳米材料 284
13.1.2 纳米材料的应用 28
13.2 储氢材料 288
13.2.1 发现过程 288
13.2.2 储氢材料的组成及特性 288
13.2.3 作用机理 289
13.2.4 储金的应用 290
13.3 压电材料 291
13.4 微孔晶体材料 292
13.5 半导体材料 294
13.5.1 本征半导体 294
13.5.2 掺杂半导体 295
13.5.3 应用 297
13.6 超导材料 297
13.6.1 超导性 297
13.6.2 超导材料的组成 298
13.6.3 应用 298
习题 299
第14章 环境化学 300
14.1 大气污染 300
14.1.1 臭氧层破坏 300
14.1.2 温室效应 301
14.1.3 酸雨 302
14.2 水体中有毒无机污染物与废水处理 303
14.2.1 含铬废水的处理 304
14.2.2 含汞废水处理 307
14.2.3 含镉废水处理——化学沉淀法 308
14.2.4 含铅废水处理——沉淀法 309
14.2.5 含砷废水的处理 309
14.2.含氰化合物的废水处理 310
习题 312
第15章 化学元素与人体健康 313
15.1 生物体内元素的分类与最佳营养浓度定律 313
15.1.1 宏量元素 314
15.1.2 微量元素 314
15.1.3 最佳营养浓度定律 314
15.2 生物利用化学元素的规则——丰度规则和可利用规则 315
15.3 生命元素的存在形式和在周期表中的分布特点 315
15.3.1 生命元素的存在形态 315
15.3.2 生命元素在周期表中的分布特点 316
15.4 宏量元素的生理功能与人体健康 316
15.5 必需微量元素的生理功能与人体健康 318
15.微量元素与地方病及防治 322
15.7 有害元素 322
15.8 化学解毒剂 325
习题 325
第16章 无机制备化学 327
16.1 纳米粒子的制备 327
16.1.1 分类和基本原理 327
16.1.2 纳米粒子的制备 328
16.2 低热固相化学合成 332
16.2.1 固相反应与液相反应的差别 332
16.2.2 应用实例 333
16.2.3 结束语 334
16.3 微波合成化学 335
16.3.1 微波作用的特点 335
16.3.2 微波无机合成化学 336
16.4 金属单质的制备 339
16.4.1 金属的分类 339
16.4.2 金属单质的制备 340
16.4.3 主族金属单质的制备 340
16.4.4 过渡金属单质的制备 343
16.4.5 稀土金属的制备 349
16.4.6 艾林汉姆图在冶金工业中的应用 350
16.5 典型无机化合物的制备 352
16.5.1 无水金属氯化物的制备 352
16.5.2 氧化法制备含金属元素的高价态化合物 355
习题 357
部分习题参考答案 359
参考文献 364
附录 369

文 摘

　　元素周期系中的ⅠA族金属元素称为碱金属，包括锂、钠、钾、铷、铯、钫六种金属元素。ⅡA族金属元素称为碱土金属，包括铍、镁、钙、锶、钡、镭六种金属元素。该族元素由于钙、锶和钡的氧化物在性质上介于“碱性的”（碱金属的氧化物和氢氧化物）和“土性的”（难溶的氧化物如Al2O3）之间而得名碱土金属。
　　碱金属和碱土金属的价电子构型分别为ns1和ns2，它们属s区元素。钫和镭为放射性元素，本章不作介绍。
　　碱金属元素原子的价电子构型为，ns1，次外层为8电子（Li为2电子）的稳定结构。所以碱金属的第一电离能在同一周期中是最低的，在反应中极易失去1个电子而呈现+l氧化态（特征氧化态）。金属原子半径和离子半径在同周期元素中是最大的。同一族内，从上到下金属原子半径和离子半径依次增大，它们的电离能、电负性依次减小。电离能最小的铯最容易失去电子，当受到光线照射时，铯表面的电子逸出，产生电流，这种现象称为光电效应。因而铯等活泼金属常用来制造光电管。碱土金属元素原子的价电子构型为ns2，次外层为8电子（Be为2电子）的稳定结构，当碱土金属原子失去2个价电子便呈现+2氧化态（特征氧化态）。碱土金属与周期碱金属相比，由于多了一个核电荷，原子核对最外层电子的吸引力增大，金属半径较柑邻碱金属的小，而电离能增大。