前言
国家对应用型本科院校教学越来越重视，应用型本科院校的教学内容必须符合社会经济发展的需求，围绕国家重点产业和战略性新兴产业进行布局设置；要注重新技术、新工艺、新材料、新产品的教学和科研工作，培养适应现代化生产需要的高端技术人才和复合型人才。应用型本科院校的教学内容还应具有实践性，注重理论联系实际，注重学生动手能力和实践能力的培养。
面对应用性、实践性要求的提高，教材作为教学内容的主要载体必须适应这种要求。为此第三版教材相较上一版对内容作了一些修改。
对概念、原理的描述和解释进一步形象化，重要的知识点都配以学生能看得见的事实，并附有插图，图文并茂，使学生容易理解与掌握。基础化学中主要是概念和原理，作者设法增加了一些与生产实际紧密联系的实例。如化学热力学初步这一章，介绍了作者主持过的课题农药氟苯唑生产工艺的改进，直视反应物浓度改变、温度改变对化学反应的影响，对化工生产效率的巨大作用。
本教材适于48～80学时（不包括实验）教学使用，可根据具体学时数作适当增减。本书阅读资料及有的部分可根据不同的教学要求作适当取舍，也可作为学生开阔视野、增长知识、激发学习兴趣之用。思考题和作业题也可根据学时数作适当增减。
本书由王爱民（第十一章）、周祖新和郭晓明（其余各章）编写，最后由周祖新、郭晓明、李亮、林琳、王根礼统稿。教研室沈绍典、李向清、黄莎华、程利平、肖秀珍、张太阳、董文雅、于佳、许凯强对本书提出了很多宝贵意见，并参与了校对，在此表示衷心的感谢！化学工业出版社的编辑们对本书的编写思路和出版工作倾注了很大的心血，在此作者表示最衷心的感谢！
由于编者水平所限，书中不当之处在所难免，诚望广大读者指正。
编者
2024年8月于上海应用技术大学
第一版前言
随着２０世纪末高校的大规模扩招，大学教育由精英教育变为大众教育以来，高校学生剧增，毕业生,尤其是应用技术型高校毕业生的定位也发生了很大的变化，由科研人员变为科研及生产型人员，毕业生将在第一线直接参加操作与管理。因此，要求学习的知识有更鲜明的学以致用的特色。
无机化学是高等学校化学、化工及相关专业本科生的第一门化学必修基础课，它对本科生后续课程的学习和综合素质的培养起着非常重要的作用。由于历史原因，高校教材一般由重点高校教师编写。由于他们对应用技术型高校学生的学习基础、能力、毕业后工作情况了解不够，故这些教材对应用技术型高校学生有些不适应。近期，提出了 卓越工程师教育培养计划，我们在此精神指导下尝试编写了《无机化学》教材，以期教材很好地符合卓越一线工程师要求，适应应用技术型高校学生的学习要求，本书有以下特色。
1. 起点低，对相关的中学化学知识有简单回顾，与大学化学知识进行了较好的衔接。对于中学化学成绩不太突出的同学比较容易着手学习，不至于一开始就感到无所适从，以致严重影响到后续课程的学习。
2. 语言课堂化，易于自学、易于理解。理论叙述简单明了，对理论或公式的不同情况应用做较多讨论，以利于培养学生分析问题和解决问题的能力。有些公式做了一些证明，这并非要学生会证明这些公式，而是使学生在本质上理解这些公式，更好地记忆、应用这些理论。
3. 加强联系实际，注意与人才培养目标的一致性。本书的主要编者曾长期在化工生产一线工作，具有较丰富的化工生产经验。在基础理论和元素部分都编进了不少生产实例，包括生产流程、生产工艺甚至某些生产细节。力图使学生在较好地掌握无机化学基础理论和基本知识的基础上，多注入生产意识，同时提高学生的经济意识、安全生产意识、合理利用资源及环境保护意识。
本教材教学时数范围可由48至80（不包括实验），可根据具体学时数做适当增减。阅读资料部分不做教学要求，只是作为学生开阔视野、增长知识、激发学习兴趣之用。思考题和作业题也可根据学时数做适当增减。
本书由王爱民副教授（第11章）、周祖新副教授（其余各章）编写，由周祖新副教授统稿。教研室康诗钊教授、郭晓明副教授、李向清教授、李忆平副教授、程利平副教授、王根礼老师、黄莎华老师、沈绍典副教授、周义锋副教授在本书编写过程中对本书提出了很多宝贵意见，并校核了书稿，在此表示衷心的感谢！化学工业出版社的编辑对本书的编写和出版给予很大帮助，在此作者表示衷心的感谢！
由于编者水平所限，书中不当之处在所难免，诚望广大读者指正。
编者
2011年4月
第二版前言
2014年国务院发文加强职业教育，要培养培训大批中高级技能型人才，提高劳动者素质、推动社会经济发展和促进就业，使我国由制造大国变为智造大国。按文件的要求，实施力度非常大，高等教育中的约一半要转为职业教育。特别强调产教融合、特色办学，推动教育教学改革与产业转型升级衔接配套。本书第一版是在卓越工程师教育培养计划精神指导下编写的，与职业教育思想已有不少共同之处。为了进一步符合国务院加强职业教育的要求，第二版修订时作了改进，为探索适应职业教育的教材做一些尝试。
1. 对概念、原理的描述和解释进一步形象化、图表化，减少抽象的、难理解的术语描述和理论推导。用常见的例子来描述、简单的图形来诠释概念和原理，使学生容易看懂，深刻理解。如用较高能量分子能否冲破阀门图来理解吉布斯自由能变和反应活化能的关系，对应于反应的可能性和现实性；电解质概念运用溶液是否导电及导电能力强弱的实验引入；对缓冲溶液概念的引入是分别在水中和弱酸弱酸盐混合液中滴加少量酸碱引起溶液的pH变化等等。
2. 元素化学向来是无机化学的中心内容，但近年来由于学时数的不断缩减，元素化学内容被逐渐边缘化。本教材力图扭转这种偏向，编入了不少元素化学的内容。为提高学生所学内容在实际生产中学以致用，对元素化学的处理不局限于物质的性质描述，重点更多是物质的制备和提纯，对典型工艺作了较细致的描述，使学生所学理论在每一步工业操作中得到体现。
3. 减小习题难度，增加应用性。对一些纯粹的理论性习题，如从速率常数单位求反应级数、复杂的氧化还原方程式配平等给予删除，增加一些溶液配制计算、物质合成、分离等应用性题目。
本教材内容对应的教学时数范围可以在48～80（不包括实验），可根据具体学时数作适当增减。阅读资料及有的部分可根据不同的教学要求作适当取舍，也可作为学生开阔视野、增长知识、激发学习兴趣之用。思考题和作业题也可根据学时数作适当增减。
本书由王爱民（第11章）、周祖新（其余各章）编写，最后由周祖新、郭晓明、黄莎华统稿。教研室沈绍典教授、李向清教授、李忆平副教授、程利平副教授、王根礼老师、周义锋副教授、肖秀珍老师、李亮老师在本书编写过程中提出了很多宝贵意见，并参加了校对，在此表示衷心的感谢！化学工业出版社的编辑对本书的出版工作给予很大帮助，在此表示最衷心的感谢！
由于编者水平所限，书中不当之处在所难免，诚望广大读者指正。
编者
2016年5月于上海应用技术大学
绪论1
0.1化学的研究对象1
0.2化学发展简史2
0.3化学在国民经济中的作用5
0.4化学学科的体系7
0.5学习无机化学的方法7
【阅读资料】我国最早的化学研究机构7
第1章物质及其变化9
1.1一些化学的基本概念9
1.1.1物质的组成9
1.1.2物质的量及其单位9
1.2气体及其分压定律10
1.2.1理想气体状态方程10
1.2.2气体分压定律11
1.2.3气体的扩散定律14
1.3化学反应中的质量关系14
1.3.1应用化学反应方程式的计算15
1.3.2化学计量数与反应进度15
【阅读资料】生物芯片和生物计算机17
思考题19
习题19
第2章化学热力学初步21
2.1基本概念21
2.1.1系统与环境、组分与相21
2.1.2状态与状态函数22
2.1.3热力学能23
2.1.4热和功23
2.1.5过程与途径23
2.1.6热力学第一定律24
2.2热化学25
2.2.1化学反应热与焓变25
2.2.2化学反应热的计算27
2.3化学反应进行的方向31
2.3.1化学反应自发性的判断32
2.3.2吉布斯自由能变与化学反应的方向33
2.3.3吉布斯自由能变在无机化学中的应用38
【阅读资料】绿色能源44
思考题45
习题46
第3章化学反应速率和化学平衡49
3.1化学反应速率49
3.1.1反应速率的表示方法49
3.1.2反应速率理论50
3.1.3反应物浓度与反应速率的关系53
3.1.4反应速率与温度的关系56
3.1.5催化剂与反应速率的关系58
3.1.6其他因素对化学反应速率的影响61
3.2化学平衡61
3.2.1可逆反应和化学平衡62
3.2.2化学平衡的特点63
3.2.3经验平衡常数63
3.2.4标准平衡常数63
3.2.5平衡常数的推导64
3.2.6平衡常数的意义65
3.2.7K与rGm的关系66
3.2.8多重平衡规则66
3.2.9同一体系中多个不同反应66
3.3化学平衡的移动67
3.3.1浓度对平衡的影响67
3.3.2压力改变对平衡的影响68
3.3.3温度改变对平衡的影响69
3.3.4催化剂对化学平衡的影响70
3.3.5平衡移动原理吕·查德里原理70
3.4有关化学平衡及其移动的计算70
3.4.1平衡常数的求得70
3.4.2平衡转化率71
3.5反应速率与化学平衡的综合应用73
【阅读资料】光合作用及其应用75
思考题77
习题78
第4章酸碱平衡和溶解沉淀平衡81
4.1电解质的分类及其解离81
4.1.1电解质的分类81
4.1.2酸碱的分类82
4.1.3复分解反应的实质82
4.1.4强电解质溶液简述83
4.2弱酸、弱碱的解离平衡83
4.2.1一元弱酸、弱碱的解离平衡83
4.2.2多元弱电解质的解离86
4.2.3水的解离和溶液的pH值88
4.3同离子效应和缓冲溶液91
4.3.1同离子效应91
4.3.2缓冲溶液92
4.4盐类的水解98
4.4.1各类盐的水解98
4.4.2影响水解平衡的因素102
4.4.3盐类水解的应用102
4.5酸碱质子理论103
4.5.1酸碱的定义103
4.5.2酸碱共轭关系103
4.5.3酸碱的强弱104
4.5.4酸碱反应104
4.6沉淀溶解平衡105
4.6.1沉淀溶解平衡与溶度积105
4.6.2溶度积规律及其应用107
4.6.3沉淀的溶解和转化114
【阅读资料】室温离子液体绿色替代溶剂117
思考题118
习题120
第5章氧化还原反应122
5.1氧化还原反应的基本概念122
5.1.1氧化数122
5.1.2氧化还原反应方程式的配平123
5.2原电池与电极电势126
5.2.1原电池126
5.2.2原电池的组成126
5.2.3原电池的符号128
5.2.4原电池的设计128
5.3电极电势128
5.3.1电极电势的产生128
5.3.2标准电极电势129
5.4影响电极电势的因素132
5.4.1Nernst方程式132
5.4.2浓度对电极电势的影响133
5.4.3实际电对物质不为标准态时的标准电极电势136
5.5电极电势的应用136
5.5.1计算原电池的电动势136
5.5.2判断氧化还原反应能否进行或方向137
5.5.3比较氧化剂和还原剂的相对强弱139
5.5.4氧化剂或还原剂的选择139
5.5.5确定氧化还原反应进行的程度140
5.5.6计算一系列平衡常数141
5.6元素电势图141
5.6.1元素标准电势图141
5.6.2元素电势图的应用142
5.7化学电源与电解144
5.7.1化学电源144
5.7.2电解过程简介148
【阅读资料】电化学电容器新型储能装置149
思考题151
习题152
第6章原子结构和元素周期律155
6.1玻尔理论与微观粒子特性155
6.1.1光谱及氢原子光谱155
6.1.2玻尔理论156
6.1.3玻尔理论的成功和缺陷157
6.1.4微观粒子的特性157
6.2核外电子运动状态描述159
6.2.1薛定谔方程159
6.2.2波函数、原子轨道和电子云160
6.2.3四个量子数的物理意义164
6.3核外电子排布167
6.3.1多电子原子的能级167
6.3.2核外电子排布原则与基态原子的电子构型167
6.3.3填写基态核外电子排布的方法171
6.3.4原子结构和元素周期的关系172
6.4原子结构和元素某些性质的周期性变化173
6.4.1有效核电荷173
6.4.2原子半径174
6.4.3电离能（I）175
6.4.4电子亲和能（Y）176
6.4.5电负性（Ｘ）177
6.4.6金属性和非金属性178
【阅读资料】微观物质的深层次剖示178
思考题179
习题180
第7章分子结构和晶体182
7.1离子键182
7.1.1离子键的形成182
7.1.2离子键的特点183
7.1.3离子的特征183
7.2共价键184
7.2.1路易斯理论184
7.2.2现代价键理论184
7.2.3共价键的形成184
7.2.4共价键理论要点185
7.2.5共价键的特征186
7.2.6共价键的类型186
7.2.7几个重要的键参数188
7.3价层电子对互斥理论简介190
7.3.1价层电子对互斥理论要点191
7.3.2推断分子或离子空间构型的步骤191
7.4杂化轨道理论192
7.4.1价键理论的局限性192
7.4.2杂化轨道理论的基本要点192
7.4.3杂化类型与分子几何构型193
7.5分子轨道理论195
7.5.1分子轨道理论基本要点195
7.5.2形成分子轨道的原则195
7.5.3分子轨道的能级197
7.5.4分子轨道中电子填充的原理198
7.5.5分子轨道理论的应用实例198
7.6金属键和键型过渡199
7.6.1金属键理论199
7.6.2键型过渡200
7.7分子间作用力和氢键201
7.7.1分子的极性和变形性201
7.7.2分子间作用力203
7.7.3范德华力与物理性质的关系204
7.7.4氢键205
7.8晶体结构206
7.8.1晶体的概念207
7.8.2晶体的基本类型208
7.8.3离子晶体208
7.8.4原子晶体209
7.8.5分子晶体209
7.8.6金属晶体210
7.8.7混合型晶体210
7.8.8离子极化对物质性质的影响211
7.8.9其他一些固体物质213
【阅读资料】软物质214
思考题217
习题218
第8章配位化合物220
8.1配位化合物的基本概念220
8.1.1配位化合物的定义220
8.1.2配合物的组成220
8.1.3配位化合物的命名222
8.2配位化合物的化学键理论223
8.2.1配合物的价键理论223
8.2.2外轨型配位化合物和内轨型配位化合物225
8.2.3价键理论的应用227
8.2.4晶体场理论227
8.2.5螯合物233
8.3配位平衡234
8.3.1配合物的不稳定常数与稳定常数234
8.3.2稳定常数的应用235
8.4配位化学的制备和应用238
8.4.1配合物的制备238
8.4.2配位化合物的应用239
【阅读资料】我国配位化学进展241
思考题243
习题245
第9章非金属元素（一）氢稀有气体卤素247
9.1氢247
9.1.1氢的性质247
9.1.2氢气的制备248
9.1.3氢的用途248
9.2稀有气体249
9.2.1稀有气体的存在与制备249
9.2.2稀有气体的性质和用途249
9.2.3重要稀有气体化合物250
9.3卤族元素251
9.3.1在自然界中的存在251
9.3.2卤素的通性251
9.3.3卤素单质252
9.3.4卤素的氢化物256
9.3.5卤化物259
9.3.6卤素的含氧酸及其盐261
9.4拟卤素263
9.4.1拟卤素与卤素性质的对比264
9.4.2含氰废水的处理265
9.5分子型氢化物的结构及其性质变化的规律性265
9.5.1分子结构265
9.5.2热稳定性265
9.5.3还原性266
9.5.4水溶液性质266
【阅读资料】碘在人体中的作用267
思考题269
习题269
第10章非金属元素（二）氧硫氮磷碳硅硼271
10.1氧271
10.1.1氧族元素的通性271
10.1.2氧及其化合物272
10.2硫及其化合物276
10.2.1单质硫276
10.2.2硫化氢和硫化物276
10.2.3硫的含氧化合物和含氧酸279
10.2.4硫的含氧酸盐282
10.3氮族元素及其化合物286
10.3.1氮族元素通性286
10.3.2氮气287
10.3.3氨和铵盐287
10.3.4氮的含氧化合物290
10.3.5含氮氧化物废气的处理294
10.3.6磷及其化合物295
10.4碳、硅、硼及其化合物300
10.4.1碳及其化合物300
10.4.2硅的化合物304
10.4.3硼的化合物306
【阅读资料】一氧化氮一种重要的生物活性分子308
思考题310
习题311
第11章主族金属元素（一）
碱金属和碱土金属313
11.1碱金属和碱土金属的通性313
11.2s区元素的单质314
11.2.1物理性质314
11.2.2化学性质314
11.2.3单质的制备315
11.3碱金属和碱土金属的氧化物316
11.4氢氧化物317
11.5碱金属和碱土金属的盐类318
11.6硬水软化和纯水制备321
11.7ROH规则323
【阅读资料】膜分离技术325
思考题326
习题327
第12章主族金属元素（二）铝锡铅砷锑铋328
12.1铝及其重要化合物328
12.1.1单质铝328
12.1.2氧化铝和氢氧化铝329
12.1.3铝盐330
12.2锡、铅及其重要化合物331
12.2.1锡、铅的单质331
12.2.2锡、铅的氧化物及其水化物332
12.2.3锡、铅的盐类及其水解334
12.2.4含铅废水的处理334
12.3砷、锑、铋及其化合物335
12.3.1砷、锑、铋的单质335
12.3.2氢化物335
12.3.3氧化物及其水合物335
12.3.4含砷废水的处理337
【阅读资料】铅对人体健康的影响337
思考题339
习题340
第13章过渡金属元素342
13.1过渡元素的通性342
13.1.1过渡元素原子结构特征342
13.1.2氧化态342
13.1.3单质的物理性质343
13.1.4单质的化学性质343
13.1.5配位性343
13.1.6离子的颜色344
13.1.7磁性及催化性344
13.2钛和钛的重要化合物344
13.2.1单质钛344
13.2.2钛的化合物345
13.3铬和铬的重要化合物346
13.3.1铬单质346
13.3.2铬（Ⅲ）的化合物346
13.3.3铬（Ⅵ）的化合物348
13.3.4含铬废水的处理350
13.4锰及其化合物351
13.4.1金属锰351
13.4.2Mn（Ⅱ）的化合物352
13.4.3Mn（Ⅳ）的化合物353
13.4.4Mn（Ⅶ）的化合物353
13.5铁系元素的重要化合物354
13.5.1铁系元素的单质354
13.5.2铁系元素的氧化物和氢氧化物355
13.5.3铁、钴、镍的盐类357
13.5.4铁系元素的配位化合物358
13.6铜副族元素360
13.6.1铜副族元素的单质360
13.6.2铜的重要化合物361
13.6.3银的重要化合物364
13.7锌副族元素365
13.7.1锌副族元素的单质365
13.7.2锌、镉的重要化合物366
13.7.3汞的重要化合物367
13.7.4锌副族元素的配合物369
13.7.5含镉和含汞废水的处理369
13.8稀土元素和镧系元素简介370
13.8.1镧系元素的通性370
13.8.2稀土元素的应用371
【阅读资料】铜、锌的生物化学372
思考题373
习题374
附录376
附录1一些基本物理量376
附录2一些物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成自由能和标准摩尔熵的数据（298.15K，100kPa）376
附录3常见弱酸或弱碱的解离常数（298.15K）378
附录4常见难溶电解质的溶度积（298.15K）378
附录5常见配离子的稳定常数（298.15K）379
附录6常见氧化还原电对的标准电极电势（298.15K）379
附录7某些物质的商品名或俗名学名和化学式381
附录8主要的化学矿物382
附录9有害物质的排放标准385
参考文献386
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