无机化学-《无机化学》教学大纲

发布时间:2018-06-22文章来源: 浏览次数:

《无机化学》教学大纲

 

课程名称:无机化学

适用专业:化学类

课程编码:081004/081005

课程类型:专业核心课程

制定单位:化学与化工学院

制定时间:20186

一.使用说明:

1. 课程性质:无机化学是化学与化工学院本科学生的第一门专业核心课程。

2. 课程的教学目的及任务:

通过教学,要求学生理解并掌握元素周期律,物质结构,化学热力学,电化学,反应速度等理论,掌握重要元素化合物的基本性质,反应,制备,结构和用途,培养学生对一般无机化学问题进行理论分析的能力,并注意培养和训练学生的科学思维能力,自学能力及实验技能技巧。

3. 课程学时:9945+54学时)学时

学分:5.5学分

主要教学环节:讲授,实践,辅导,习题课,批改作业,考试。

4. 前导课程:中学化学

5. 使用教材:吉林大学,武汉大学等编《无机化学》第三版,高等教育出版社

6. 主要参考书:

徐家宁等编《无机化学例题与习题》

邵学俊等编《无机化学》第二版。

大连理工大学编《无机化学》第二版

尹敬执,申泮文编《基础无机化学》

7. 考核方式:全闭卷笔试,平时10%+期中考试20%+期末70%

二.课程内容:

1. 课程概要:本课程主要包括:物质结构,化学热力学,化学动力学,化学平衡,电解质溶液,氧化还原反应,配位化学,元素化学。通过教学的各个环节必需使学生达到各章节所提出的基本要求。

2. 教学安排:

绪论(1课时)

教学目的:阐明无机化学的意义,介绍学习无机化学的方法

教学要求:

1. 了解化学研究的对象和内容

2. 了解化学发展简史

3. 了解无机化学的研究对象、发展历程及学科任务

教学内容:

一、化学是研究物质变化的科学

二、化学发展简史

三、无机化学简介

第一章 化学基础知识(2学时)

教学目的及要求:

1. 掌握理想气体定律

2. 了解液体的蒸发,液体的沸点等概念

3. 了解晶体的外形及内部结构

本章重点:理想气体状态方程

教学内容:

一、理想气体定律:

1. 理想气体状态方程式:PV=nRT

2. 混合气体分压定律。

3. 气体扩散定律。

二、实际气体(自学)

1. 实际气体状态方程式。

2. 气体的液化。

三、液体(自学)

1.液体的蒸发过程,饱和蒸气压,蒸发热。

2.液体的沸点。

四、固体(自学)

1.晶体与非晶体。

2.晶体的外形,七大晶系。

3.晶体的内部结构,十四种晶格,晶胞。

作业:教材本章后习题:1234678131415

第二章 化学热力学基础(4学时)

教学目的和要求:

1. 了解热力学中的常用术语。

2. 掌握热力学第一定律和热化学,学会计算反应热效应。

3. 掌握焓变,熵变,自由能概念,运用吉布斯-赫姆赫兹公式判断反应进行的方向。

本章重点和难点:

重点:热力学第一定律和热化学,化学反应自发性方向的判据。

难点:焓,熵,自由能等基本概念。

教学内容:

一、热力学第一定律和热力学:

1. 常用术语:体系,环境,状态,状态函数,过程,途径。

2. 焓变,恒容热效应和恒压热效应,热化学方程式,盖斯定律,几种热效应(生成热,燃烧热)和键能。

二、化学反应的方向:

1. 熵的初步概念。

2. 自由能变,吉布斯——赫姆赫兹公式:ΔG=ΔH-TΔS

作业:

教材本章后习题:2356781012131415

第三章 化学反应速率 (自学)

教学目的要求:

1. 了解化学反应速率理论

2. 掌握浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响

本章重点:

浓度对化学反应速率的影响——质量作用定律

教学内容:

一、化学反应速率及其表示方法:平均速率、瞬时速率

二、有效碰撞理论和过渡状态理论

三、影响化学反应速率的因素:

1.质量作用定律 基元反应和复杂反应 反应基数和反应分子数

2.阿仑尼乌斯经验公式

3.催化剂对化学反应速率的影响

作业:教材中本章后习题:34567101213151617

第四章 化学平衡 (4学时)

教学目的要求:

1.掌握化学平衡的概念,平衡常数的意义

2.掌握有关化学平衡的计算

3.掌握化学平衡移动原理

本章重点:

1.平衡常数的 意义及有关计算

2.化学平衡移动原理

教学内容:

一、可逆反应与化学平衡:

1.经验平衡常数(KcKp)与标准平衡常数(Ko)。

2.化学平衡定律,平衡常数的应用(有关计算),多重平衡规则。

二、化学平衡的移动

浓度、压力、温度、催化剂对化学平衡的影响(里·查得里原理)

作业:

教材本章后习题:3468910111213141718202223

第五章 原子结构和元素周期律(8学时)

教学目的及要求:

1. 掌握电子云,原子轨道,键级,电子层,原子轨道的形状,四个量子数的物理意义及取值。

2. 掌握近似能级图及电子排布三原则,能排出周期表中诸元素的核外电子排布式及价电子排布。

3. 掌握原子半径,电子亲和势,电离势及电负性的变化规律。

本章重点和难点:

重点:核外电子运动状态的描述,核外电子排布及原子性质的规律性。

难点:核外电子运动状态的描述及电子排布。

教学内容:

一、核外电子的运动状态:

1. 氢原子光谱和玻尔理论。

2. 微观粒子的波粒二象性。

3. 核外电子的运动状态:波函数和原子轨道,电子云和几率密度,波函数的空间图象,四个量子数。

二、核外电子的排布和元素周期系:

1. 多电子原子的能级:鲍林近似能级图,屏蔽效应,钻穿效应,科顿原子轨道能级图。

2. 核外电子排布三原则:能量最低原理,保里原理,洪特规则,洪特规则的特例。

3. 原子的电子层结构和元素周期系:原子的电子层结构,元素的分区,电子层结构与周期,族的关系。

三、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。

作业:

教材本章后习题:13456789101112151617

第六章 分子结构和共价键理论(10学时)

教学目的和要求:

掌握共价键理论,现代价键理论,杂化轨道理论,价层电子对互斥理论及分子轨道理论。

本章重点和难点:

重点:现代价键理论,杂化轨道理论,分子轨道理论,价层电子对互斥理论。

难点:杂化轨道理论,分子轨道理论。

教学内容:

1. 现代价键理论:共价键的本质是电性的,共价键既有方向性,又有饱和性。共价键分δ键和π键,包括两个以上原子的π键叫大π键。共价键的参数包括键的极性,键能,键长,键角,键级,分子的磁性和极性。

2. 杂化轨道理论:杂化,杂化轨道,等性杂化和不等性杂化。

3. 价层电子对互斥理论。

4. 分子轨道理论:O2,N2,CO,CN-, NO, NO+, HF的分子轨道排布式。

作业:

教材本章后习题:2345791012141516

第七章 晶体结构(5学时)

教学目的和要求:

1. 掌握离子键理论。

2. 掌握分子间力与氢键的概念,并能用来解释物质的性质。

3. 掌握离子极化及应用

4. 理解金属晶体、原子晶体和分子晶体的分类标准

本章重点和难点:

重点:离子键理论,分子间力和氢键。

难点:离子的极化

教学内容:

一、离子键理论:

1. 离子键的形成。

2. 离子键的特点:本质是静电作用,既无方向性,又无饱和性,离子键所占份额用离子性百分数表示。

3. 离子的特征:离子的电荷,离子的电子构型,离子半径。

4. 离子晶体:晶体类型,半径比规则,晶格能,离子的极化(自学)。

二、分子间力和氢键:

取向力,诱导力,色散力,氢键

三、金属晶体和金属键(自学):

1. 现代共价键理论。

2. 金属键的能带理论。

四、原子晶体和混合晶体(自学)

常见的原子晶体

作业:

教材本章后习题:23457910

第八章 酸碱解离平衡 (8学时)

教学目的要求:

1.掌握弱酸、弱碱和水的电离平衡、盐的水解平衡以及难溶电解质的沉淀溶解平衡

2.掌握有关电离平衡常数、水解常数、pH值、同离子效应、缓冲溶液

3.掌握酸碱质子理论

本章重点:溶液中各种平衡及有关计算

教学内容:

一、强电解质和弱电解质:

1.强电解质理论 、活度、活度系数、离子强度

2.弱电解质的电离平衡、电离常数、电离度、稀释定律、同离子效应、盐效应、电离平衡的有关计算

3.水的电离、离子积常数、溶液的pH值、酸碱指示剂

二、缓冲溶液:

1.缓冲作用原理

2.缓冲溶液的配制

三、盐的水解:水解常数、水解度、盐溶液的pH值、影响水解的因素

四、酸碱理论简介:质子理论、电子理论

作业:

教材中本章后习题:345678910111314151718192021

第九章 沉淀溶解平衡(2学时)

教学目的要求:

掌握有关溶度积常数的计算及沉淀溶解平衡的影响因素

本章重点:

沉淀溶解平衡的移动

教学内容:

难溶性强电解质的沉淀-溶解平衡

1.溶度积规则

2.沉淀的生成和溶解

3.溶度积与溶解度的换算

4.分步沉淀与沉淀的转化

作业:

教材中本章后习题:3456789101113141517

第十章 氧化还原反应 (9学时)

教学目的要求:

1.掌握氧化还原反应方程式的配平方法

2.掌握标准电极电势的意义及应用

3.掌握Nernst方程及有关计算

4.了解电解和化学电源

重点和难点:

1.重点:氧化还原反应的基本概念、氧化数、氧化还原反应方程式的配平、电极电势、标准电极电势及其应用、Nernst方程及其应用、元素电势图及其应用

2.难点:电极电势的概念

教学内容:

一、基本概念:

1.氧化数

2.配平氧化还原反应方程式的方法——氧化数法和离子电子法

二、电极电势:

1.原电池的构成、氧化还原电对、电池符号、电极反应、电池反应

2.标准氢电极

3.标准电极电势、原电池的电动势

4.标准电极电势的应用

三、Nernst方程及其应用

四、电势图解及其应用:

1.元素电势图

2.氧化态图

3pH-电势图

五、化学电源与电解(自学):

1.电解池

2.电解定律

3.分解电压

作业:教材中本章后习题:1235678910111215172125

第十一章 配位化学基础 (12学时)

教学目的要求:

1.掌握配合物组成有关的概念

2.掌握配场的化学键理论

3.熟练掌握配合平衡的有关计算

4.了解影响配合物稳定性的因素

重点和难点:

1.重点:配合物的基本概念、配合物的化学键理论、K及其应用(有关计算)

2.难点:晶体场理论

教学内容:

1.基本概念 、配合物的定义组成命名分类、 立体化学

2.化学键理论:EAN规则、 价键理论、 晶体场理论

3.配合物的稳定性:稳定常数和不稳定常数、逐级稳定常数和累积稳定常熟、影响配合物稳定性的因素、软硬酸碱规则、鳌合效应 、空间位阻和邻位效应、配合平衡的移动

4.配合物的重要性

作业:教材中本章后习题:1346789101113141619202225

第十二章 碱金属和碱土金属 (自学)

教学目的要求:

1.掌握碱金属,碱土金属的单质及重要化合物的性质,制备,用途

2.了解铍,锂的特性

重点:碱金属,碱土金属的单质及其重要化合物

教学内容:

1.碱金属,碱土金属的通性

2.碱金属,碱土金属单质的制备和性质

3.碱金属,碱土金属重要化合物:氧化物,过氧化物,超氧化物,臭氧化物,氢氧化物以及盐类,ROH规则

4.离子晶体盐类的溶解性

作业:教材中本章后习题:346791011

第十三章 硼族元素 (1学时)

教学目的要求:

1.了解硼的单质,硼烷,硼的卤化物,硼酸及硼砂的结构,性质,用途

2.了解铝,氧化铝,氢氧化铝的两性及AlCl3

重点及难点:

1.重点:硼,铝及其重要化合物

2.难点:硼烷的结构

教学内容:

1.硼族元素的通性

2.硼的单质的性质和特点

3.硼的重要化合物:B2O3H3BO3BX3,硼砂

4.铝的冶炼Al2O3Al(OH)3AlCl3Al2(SO4)3

5.惰性电子对效应及对角线规则

作业:教材中本章后习题:23567891013

第十四章 碳族元素 (4学时)

 

教学目的要求:

1.掌握碳及其重要化合物的结构、性质和用途

2.掌握硅及其重要化合物的结构、性质和用途

3.掌握SnPb的单质及有关化合物的性质和用途

本章重点:CSiSn Pb及其重要化合物

教学内容:

1.碳的成键特征,同素异形体,冶金工业中的碳的还原反应,金刚石的人工合成。

2COCO2,碳酸,碳酸盐,酸式碳酸盐

3SiSiO2 硅酸,硅酸盐,硅烷,SiF4SiCl4

4SnPb单质的冶炼性质用途,SbPb的氧化物、氢氧化物、卤化物和硫化物

5.无机化合物的水解性(自学)

作业:

教材中本章后习题:45789131415

第十五章 氮族元素 (6学时)

教学目的要求:

1.掌握氮及其重要化合物的结构性质用途

2.掌握磷及其重要化合物的结构性质用途

3.掌握AsSbBi的单质及重要化合物的性质

本章重点:氮磷AsSbBi的单质及重要化合物的结构,性质,用途

教学内容:

1.氮族元素的通性:N2的成键特征,N2的结构制备性质,氮在自然界中的分布

2.氮的氢化物:氨构性质用途,铵盐的性质,联氨,羟氨,氢叠氮酸的结构和性质

3.氮的含氧化合物:氨的化合物的结构性质制备,亚硝酸及其盐,硝酸及其盐的制备

性质、结构和用途

4.氮的卤化物NF3NCl3

5.磷的同素异形体及其物理化学性质

6.磷的氢化物、卤化物、氧化物和含氧酸及其盐

7AsSbBi的单质、氢化物、卤化物、氧化物及其水化物,硫化物的性质

8.盐类的热分解(自学)

作业:教材中本章后习题:2345689111213161718

第十六章 氧族元素 (6学时)

教学目的要求:

1.掌握O2O3的结构和性质

2.了解水的结构和水的状态图

3.掌握H2O2的结构、性质、制备和用途

4.掌握H2SH2SO3SO2 H2SO4 SO3 的结构、性质、制备和用途

5.了解硫代硫酸盐,过二硫酸盐,焦硫酸的结构和性质

6.了解硒和碲

本章重点:H2O2 , H2S 硫的含氧酸及其盐的结构性质制备

教学内容:

1.氧族元素的通性,氧的成键特征,O2O3的结构,性质,用途

2.氧化物的制备,键型,酸碱性,水的结构及水的状态图

3.过氧化氢的性质结构,制备,用途

4.硫的同素异形体,硫化氢的结构,性质,制备,氢硫酸的弱酸性,硫化物的溶解性

5.硫的含氧化合物SO2的结构,制备,性质,H2SO3及其盐的性质,SO3的结构,性质,制备,H2SO4及其盐的制备,性质

6Na2S2O3Na2S2O4K2S2O7 (NH4)2S2O8 的制备,性质

7.硒和碲的性质,硒和碲的含氧酸,氧化物,氢化物

8.无机酸强度的变化规律(自学)

作业:教材中本章后习题:13567891112131516171920

第十七章 卤素 (6学时)

教学目的要求:

1.掌握卤素单质及重要化合物的结构、性质、制备和用途

2.了解拟卤素及拟卤化物

本章重点:

卤素单质及重要化合物的结构性质和用途

教学内容:

1.卤素的通性:卤素单质物理化学性质、成键特征,在自然界中的分布,制备,用途

2.卤化氢和氢卤酸的制备,性质(稳定性,酸性,还原性)

3.卤化物,卤素互化物,多卤化物

4.卤素含氧化合物,氧化物,次卤酸及其盐,卤酸及其盐,高卤酸及其盐。卤酸含氧酸及其盐的稳定性,酸性,氧化性。

5.拟卤素和拟卤化合物:氰和氰化物,硫氰和硫氰化物

6.含氧酸的氧化还原性(自学)

作业:教材中本章后习题:23456891113141516171819

第十八章 氢和稀有气体(自学)

教学内容:

1 氢的成键特征,氢的性质和用途,氢的制备,氢化物;

2 稀有气体的特征,稀有气体化合物及其结构

基本要求:

掌握氢的成键特征,氢的制备、性质和用途,氢化物类型;了解稀有气体

教学重点:

氢的性质和用途,氢化物种类与性质

教学难点:

稀有气体化合物

第十九章 铜副族元素和锌副族元素 (4学时)

教学目的要求:

1.掌握铜族及锌族元素单质及其重要化合物的性质和用途

2.掌握Cu(I)Cu(II)Hg(I) Hg(II)之间的相互转化

本章重点:

CuAgZnHg的单质及其重要化合物

教学内容:

1.铜族元素的通性

2Cu(I)Cu(II)的化合物及Cu(I)Cu(II)的转化

3Ag的重要化合物:Ag2OAgNO3AgX

4.锌族元素的通性

5.锌族元素的重要化合物:氧化物、氢氧化物、硫化物、氯化物、配合物Hg22Hg2的相互转化

作业:

教材中本章后习题:123456913

第二十章 钛副族元素和钒副族元素 (3学时)

教学目的要求:

1.掌握过渡元素价电子层结构特点及其与过渡元素通性的关系

2.掌握重点过渡元素TiV的单质及重要化合物的性质和用途

重点:

TiV的单质及重要化合物

教学内容:

1.过渡元素概述

2.钛的存在、性质、制备、用途TiO2TiCl4TiCl3Ti()的配位化合物,ZrHf的化合物

3.钒的分布性质用途、V2O5 钒酸盐及多钒酸盐、铌和钼的化合物

作业:

教材本章后习题:134591011

第二十一章 铬副族元素和锰副族元素 (2学时)

教学目的要求:

1.掌握过渡元素价电子层结构特点及其与过渡元素通性的关系

2.掌握重点过渡元素CrMnMoW的单质及重要化合物的性质和用途

重点:

CrMnMoW的单质及重要化合物

教学内容:

1.铬钼钨的存在冶炼性质用途、Cr()Cr()化合物及MoO3WO3钼酸及其盐同多酸杂多酸

2.锰的存在、性质、用途,Mn()Mn()Mn()Mn()化合物

3Na2Cr2O7的生产实例(自学)

4.无机物的颜色

作业:

教材本章后习题:13459101112131516

第二十二章 铁系元素和铂系元素(2学时)

教学目的要求:

1.掌握FeCoNi单质及重要化合物的性质和用途

2.掌握Pt Pd 的重要化合物的结构、性质、用途

本章重点:

1FeCoNi单质及其重要化合物

2PtPd的重要化合物

教学内容:

1.铁系元素概述

2FeCoNi的氧化物氢氧化物及其盐 、铁系元素的配位化合物(氨和物,硫氢化物,腈化物,羰基化合物)

3.铂系元素概述

4.铂和钯的重要化合物

5.过渡金属的通性

作业:

教材中本章后习题:1235891113151617

第二十三章 镧系元素和锕系元素(自学)

教学目的要求:

1.掌握镧系锕系的价电子层结构及其与元素通性的关系

2.掌握镧系收缩的实质及其影响

3.了解镧系锕系元素单质极其重要化合物的性质、用途

重点:

1.镧系元素的电子层结构和通性

2.镧系收缩及其影响

教学内容:

1.镧系元素的通性:价电子层结构、氧化态、原子半径、离子半径、镧系收缩、离子的颜色、标准电极电势、镧系元素离子和化合物的磁性、镧系元素的发光材料

2.镧系元素单质的、存在、制备、性质和用途

3Ln3+Ln 2+Lu4+重要化合物

4.锕系元素的通性,UTn的重要化合物

作业:教材中本章后习题:124911

第二十四章 无机化学新兴领域简介(自学)

教学目的要求:

1.掌握核反应方程式的写法

2.了解核反应、人工核反应、半衰期、质量亏损、核裂变 、核聚变 、基础知识

重点:

1.核反应方程的写法

2.半衰期的有关计算

教学内容:

1.核反应、人工核反应

2.核的稳定性、质能转换、核结合能

3.衰变定律的半衰期

作业:教材中本章后习题:567910121315

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