无机及分析化学教学大纲(2012)

无机及分析化学

(Inorgaic and Analytical Chemistry )

一、简要说明：

本课程为我校蜂学、植物保护、中药资源与开发、农学、动科等专业本科生的必修基础课。该课程全面、系统地介绍了化学的基础知识，为学生进一步学习后续专业基础课和专业课打下基础。每年秋季开课，周学时为4。

二、课程的性质、地位和任务

本课程主要介绍对其他化学课程和专业课有普遍意义的基本化学理论，是化学科学的导论。作为农学类、生物类本科学生化学的入门课程，其教学目的就是通过教学使学生掌握化学的基本原理、规律及研究方法，一方面为进一步学好后续课程打下必要的理论基础，另一方面也让学生懂得如何运用普遍的化学原理去解决广泛的化学实际问题。

三、课程教学的基本要求和方法

1、教学方法：以教师授课内容为主要教学材料，参考其他书目，来组织教学内容；以Powerpoint为主要教学手段；以课堂讲授和习题讨论、讲解相结合的教学方式；部分章节加“*”定为选学或自学内容。

2、成绩评定：：课程总成绩的评定权重为：

期末考试（闭卷）：60% 出勤：10% 平时作业：10% 半期考试：20%

四、授课教材及主要参考书目

授课教材：《无机及分析化学》蒋疆等主编，厦门大学出版社，2012.5

主要参考书：

1.《无机及分析化学》南京大学无机及分析化学编写组。第四版，高等教育出版社2006.

2.《无机化学》（第四版）大连理工大学无机化学教研室编。高等教育出版社2001.6

3. 《分析化学》上册（第三版）北京师范大学、华中师范大学编。高等教育出版社2001.6

五、学分和学时分配：

本课程共78学时，分上下两学期完成：上学期46学时，下学期32学时，共5学分

六. 课程教学大纲及学时分配（重点*，难点#，自学△）

无机及分析化学I（46学时）

绪论（1学时）

了解“无机及分析化学”课程的主要内容及其相互关系，掌握“无机及分析化学”课程的学习方法。

第一章物质结构基础（11学时）

1、目的要求：

（1）了解电子的运动特性、测不准原理的意义和电子波粒二象性的统计解释，理解波函数、量子数的物理意义，掌握量子数的取值规则。理解四个量子数对核外电子运动状态的描述，熟悉s、p、d原子轨道的形状和方向。

（2）了解原子轨道图形表示和电子云图，了解径向分布图的意义。

（3）了解单电子原子内轨道能级和简并轨道的概念，了解有效核电荷的概念，粗知屏蔽作用、钻穿效应对轨道能级的影响。了解原子核外电子排布的三个原则和能级组等概念，掌握原子核外电子排布规律及主族元素、过渡元素价电子结构的特征。

（4）了解元素原子核外电子结构周期性变化规律与周期表结构的关系，掌握周期表中各区元素原子的结构特点，主、副族元素原子结构的差异及主要性质的差异。

（5）了解电子层结构、原子半径、有效核电荷与元素性质（电离能、电子亲合能、原子的电负性、氧化数等）变化基本规律的关系。

（6）了解离子键理论的要点和离子晶格能的概念，了解同类型离子晶体中离子半径、电子构型、离子电荷对晶格能及离子晶体重要物理性质的影响。

（7）了解共价键理论、价层电子对互斥理论和杂化轨道理论要点，了解杂化轨道与分子空间构型的关系，能正确判断简单分子的空间构型和分子的极性。

（8）理解离子极化、分子间力、氢键及对物质性质的影响。

2、要点：

第一节核外电子的运动特性

1. 核外电子的量子化特征

2. 核外电子的波粒二象性

第二节核外电子的运动状态

1. 薛定谔方程

2. 波函数和原子轨道（*，#）

3. 量子数（*，#）

4. 波函数和电子云的图像

第三节多电子原子核外电子的排布规律

1. 原子能级

2. 基态原子电子排布（*，#）

第四节原子的电子层结构和元素周期律

1. 周期表的结构

2. 元素重要性质的周期性（*）

第五节离子键理论

1. 离子键的形成

2. 离子键的特点

3. 离子键的强度与晶格能

4. 离子的特征及对离子键的强度的影响（*，#）

第六节共价键理论

1. 价键理论（*）

2. 杂化轨道理论（*，#）

第七节价层电子对互斥理论

1. 价层电子对理论的基本要点（*）

2. 分子几何构型的判断（*，#）

第八节分子间力和氢键和离子的极化

1. 分子间力（*，#）

2. 氢键（*）

第九节晶体结构简介（△）

1. 晶体的基本概念与结构特征

2. 晶体分类

第二章化学反应的基本原理（10学时）

1、目的要求：

（1）了解状态函数及其特征、功、热等基本概念，理解热力学第一定律和热力学能概念，掌握定压热与焓变、定容热与热力学能变的关系。

（2）掌握化学反应定容热、定压热概念及其与反应的摩尔热力学能[变]、摩尔焓[变]的关系，理解并能熟练应用热化学定律，掌握化学反应热的基本计算方法。

（3）理解自发过程的的两个趋势，粗知熵与混乱度概念。能用吉布斯自由能判据判断化学

反应的自发方向。

（4）熟练吉布斯自由能的有关计算。熟练运用吉布斯-亥姆霍兹公式进行有关计算。（5）理解化学平衡的意义，掌握标准平衡常数及其与反应的标准摩尔吉布斯自由能变的关系。

（6）掌握化学平衡计算基本方法和多重平衡原理及应用。

（7）掌握化学平衡移动的主要影响因素，能通过Q与Ｋθ的比较判断反应进行的方向。（8）掌握化学反应速率的表示方法以及基元反应、复杂反应等基本概念。

（9）了解浓度对反应速率的影响；理解质量作用定律、速率方程及速率常数、反应级数等概念。

（10）了解温度对反应速率的影响；掌握阿仑尼乌斯方程的简单应用。

（11）了解催化作用原理。

（12）了解反应速率的碰撞理论和过渡态理论要点。

2、要点：

第一节化学反应的能量变化

1. 热力学基本概念与定律

2. 化学反应热（*，#）

第二节化学反应的方向

1. 化学反应的自发性

2. 混乱度和熵（*，#）

3. 化学反应方向判断（*，#）

第三节化学反应的限度-化学平衡

1. 可逆反应与化学平衡状态（*）

2. 标准平衡常数

3. 重平衡规则

4. 化学反应方向的判断（*，#）

5. 化学平衡的移动（*，#）

第四节化学反应速率

1. 化学反应速率的表示方法

2. 影响化学反应速率的因素（*，#）

3. 反应速率理论简介（△）

第三章溶液和胶体（6学时）

1、目的要求：

（1）了解均相分散系、多相分散系的概念。

（2）熟练掌握各种溶液的组成标度及有关计算。

（3）掌握稀溶液的通性、有关计算及应用。

（4）了解胶体溶液的基本性质和比表面、表面能概念，理解溶胶为热力学不稳定系统。（5）了解胶团结构，溶胶的稳定性、溶胶的保护和破坏。

2、要点：

第一节气体

1. 理想气体状态方程

2. 气体分压定律

第二节溶液

1. 物质的量浓度（*）

2. 质量摩尔浓度（*）

3. 摩尔分数（*）

4. 质量分数（*）

5. 质量浓度（*）

第三节稀溶液的依数性

1. 溶液的蒸气压下降（*）

2. 溶液沸点升高和凝固点下降（*）

3. 溶液的渗透压（*）

第四节强电解质理论

第五节胶体溶液

1. 分散度和表面吸附

2. 胶体溶液的性质（*）

3. 胶团结构（*）

4. 溶胶的稳定性和聚沉

第四节高分子溶液、表面活性物质和乳浊液（△）

1. 高分子溶液

2. 表面活性物质

3. 乳浊液

第四章定量化学分析基础知识（6学时）

1、目的要求：

本章在了解定量分析各类误差产生的原因及特点和有效数字的正确使用的基础上，掌握提高分析结果准确度的方法、准确度和精密度的正确表示和定量分析数据的统计处理方法。在了解滴定分析的方式、方法，掌握化学计量点、滴定终点、滴定误差、基准物质、标准溶液等概念的基础上，掌握滴定分析对化学反应的要求及常用的滴定方式，标准溶液浓度的表示和配制、标定方法以及滴定分析的有关计算。

2、要点：

第一节分析化学概述

1. 分析化学的分类

2. 分析化学的方法

3. 定量分析的一般程序

第二节定量分析的误差

1. 误差的来源和分类（*）

2. 准确度与精密度（*）

3. 提高分析结果准确度的方法（*）

第三节有效数字及运算规则

1. 有效数字

2. 有效数字的运算和修约规则（*）

第四节有限次分析数据的处理

1. 可疑值的取舍（*）

2. 分析结果的数据处理（*）

第五节滴定分析法概述

1. 滴定分析的基本概念

2. 滴定分析法对反应的要求

3. 滴定分析法的分类

4. 滴定分析法的方式（*）

5. 标准溶液和基准物质（*）

6. 滴定分析法的计算（*）

第五章酸碱反应（12学时）

1、目的要求：

（1）掌握质子酸碱、共轭酸碱、两性物质、酸碱反应、酸碱的离解常数等概念。

（2）熟练运用近似方法计算酸碱水溶液的酸度及其他有关离子浓度。

（3）理解同离子效应、介质酸度对酸碱平衡移动的影响，熟练掌握有关近似计算，定性掌握介质酸度与酸碱存在型体的关系。

（4）理解稀释作用，了解盐效应对酸碱平衡移动的影响。

（5）了解缓冲溶液的性质、组成，理解酸碱缓冲作用原理，掌握简单酸碱缓冲溶液配制方法。

（6）在了解酸碱平衡定量处理方法的基础上，重点掌握各种水溶液质子条件式的正确书写和溶液酸度的计算。

（7）掌握酸碱滴定的基本原理，能根据滴定的准确度要求，判断各种酸碱滴定的可行性和pH突跃范围大小的影响因素及指示剂的正确应用。

2、要点：

第一节酸碱理论

1. 酸碱电离理论

2. 酸碱质子理论（*，#）

3. 酸碱电子理论（△）

4. 软硬酸碱规则（△）

第二节酸碱平衡

1. 水的离子积

2. 酸碱的相对强弱

3. 酸碱平衡的移动

第三节水溶液中弱酸（碱）各型体的分布

1. 水溶液中一元弱酸各型体的分布（*）

2. 水溶液中一元弱碱各型体的分布（*）

3. 酸碱指示剂

第四节酸碱溶液水溶液pH的计算

1. 电荷平衡式、物料平衡时、质子平衡式（*，#）

2. 弱一元酸（碱）水溶液pH的计算（*，#）

3. 弱多元酸（碱）水溶液pH的计算

4. 两性物质水溶液pH的计算

第五节酸碱缓冲溶液

1. 酸碱作用原理（*）

2. 酸碱缓冲溶液pH值的计算（*，#）

3. 缓冲容量与缓冲范围

4. 缓冲溶液的配制

第六节酸碱滴定法

1. 酸碱指示剂

2. 酸碱滴定法原理（*，#）

3. 酸碱滴定法的应用

无机及分析化学2（32学时）

第六章沉淀溶解平衡（4学时）

1、目的要求：

（1）掌握沉淀-溶解平衡和溶度积基本概念，弄清楚难溶电解质溶解度、溶度积和离子积的关系，并能进行有关近似计算。

（2）掌握溶度积原理和沉淀生成与溶解的条件、分步沉淀与沉淀转化的原理，并进行有关计算。

（3）理解同离子效应和盐效应对沉淀-溶解平衡的影响。

（4）在了解沉淀滴定分析法基本原理的基础上，要求重点掌握莫尔法、佛尔哈德法、法扬司法等各种银量法滴定终点的确定方法、滴定条件及适用范围。

2、要点：

第一节难溶电解质的溶度积

1沉淀-溶解平衡和溶度积常数

2溶度积和溶解度的换算（*）

3溶度积原理（*）

第二节溶度积原理的应用

1沉淀的生成（*）

2分步沉淀（*）

3沉淀的转化

4沉淀的溶解

第三节沉淀反应在分析化学中的应用

1沉淀反应与重量分析

2沉淀容量分析（*，#）

第七章配位化学的初步概念与配位滴定法(9学时)

1、目的要求：

（1）了解配合物、配合物内界、外界、中心原子、配体、配位原子及螯合物等概念，能根据化学式命名配合物。

（2）了解配合物结构的价键理论要点。

（3）理解配合物稳定常数的概念，能进行有关近似计算。

（4）理解影响配位平衡移动的因素并能进行有关简单的近似计算。

（5）在了解林邦用副反应系数和条件稳定常数处理配位滴定的复杂平衡体系方法基础上，理解酸效应系数以及控制溶液pH值的重要意义。

（6）掌握EDTA配位滴定法的基本原理，能用条件稳定常数来判断配位滴定的可行性和选择合适的滴定条件促使配位滴定反应趋于完全。

2、要点：

第一节配位化合物的基本概念

1配位化合物的组成（*）

2配位化合物的命名（*）

3配位化合物的化学键本性（*，#）

4配位化合物的结构体系

5配合物的分类（螯合物、内配盐）

第二节配位平衡

1配离子的稳定常数（*）

2配位平衡的计算

3配位平衡的移动

第三节配位滴定

1 EDTA的特性

2副反应对EDTA配合物稳定性的影响

3配位滴定法基本原理（*，#）

4金属指示剂

5提高配位滴定选择性的途径

6配位滴定法的方式及应用（*）

第八章氧化还原反应与氧化还原滴定(13学时)

1、目的要求：

（1）掌握氧化还原反应的基本概念和氧化还原反应方程式的配平。

（2）掌握有关原电池的基本概念和电极电势概念，了解电极电势物理意义。

（3）理解原电池电动势与反应的摩尔吉布斯自由能的关系，掌握判断氧化还原反应自发方向的方法。

（4）初步掌握能斯特方程的简单应用。

（5）掌握氧化还原反应标准平衡常数与反应的标准摩尔吉布斯自由的关系。

（6）掌握标准电极电势图的简单应用。

（7）在了解氧化还原反应基本知识的基础上，掌握条件电极电势、条件平衡常数等概念和氧化还原滴定的基本原理及三种重要的氧化还原滴定法。

2、要点：

第一节氧化还原反应的基本概念

1氧化数

2氧化还原反应

3氧化还原反应方程式的配平（*，#）

第二节原电池和电极电势

1原电池

2电极电势（*，#）

第三节电池电动势的计算

第四节氧化还原反应的标准平衡常数

第五节氧化还原反应的速率

第六节化学电源

第七节氧化还原滴定

1氧化还原滴定基本原理（*，#）

2重要的氧化还原滴定法及应用（*，#）

第九章现代仪器分析方法选介(6学时)

1、目的要求：

（1）掌握吸光光度法的基本原理和吸光度的测量方法，显色反应条件的选择及光度测量的误差和测量条件的选择以及吸光光法的主要应用。了解吸光光度法所用的测量仪器。（2）掌握电势分析法的基本原理、特点，要求熟悉指示电极、参比电极的作用。了解各类电极的基本构造和离子选择电极的重要参数，了解直接电势测定溶液pH的方法原理及注意事项及电位滴定终点的确定方法，电位滴定法的应用和电极的选择。

2、要点：

第一节紫外-可见分光光度法

1概述

2光吸收定律（*，#）

3紫外-可见分光光度计

4分光光度法的测定（*，#）

5 分光光度法的应用

第二节电势分析法

1 概述

2 直接电势法

3电势滴定法

编写人：应用化学系郑新宇讲师2012年8月15日