《無機及分析化學(xué)》(環(huán)科用)教學(xué)大綱(無機化學(xué)部分)

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1、《無機及分析化學(xué)》（環(huán)科用）教學(xué)大綱（無機化學(xué)部分） 《無機及分析化學(xué)》教學(xué)大綱無機化學(xué)部分 （*為選講內(nèi)容） 學(xué) 時：34學(xué)時 學(xué)分：1.5適用專業(yè)：環(huán)境科學(xué)類各專 業(yè) 大綱執(zhí)筆人：翟慕衡 大綱審定人：盛恩宏 一、說明： 1.課程的性質(zhì)、地位和任務(wù)： 無機及分析化學(xué)是生命科學(xué)類各專業(yè)的第一門化學(xué)類課程，它既是一門獨立的課程， 同時也是為學(xué)習(xí)其它化學(xué)和生命類課程打下基礎(chǔ)和儲備知識。無機化學(xué)部分的教學(xué)內(nèi)容十 分豐富、廣泛，包括了無機化學(xué)原理和元素化學(xué)兩部分內(nèi)容。化學(xué)原理主要包含化學(xué)熱力 學(xué)初步、化學(xué)平衡和化學(xué)反應(yīng)速率、解離平衡、原子和分子結(jié)構(gòu)、氧化還原反應(yīng)以及配位 化合物等內(nèi)容；

2、元素化學(xué)部分主要介紹無機化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、應(yīng)用等內(nèi)容。課 堂講授上以化學(xué)原理部分為主，元素化學(xué)部分以自學(xué)為主。2.課程教學(xué)的基本要求 （1）通過教學(xué)使學(xué)生初步掌握化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)平衡、反應(yīng)速率、原子結(jié)構(gòu)和元素 周期律關(guān)系及分子結(jié)構(gòu)和近代物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識、氧化還原反應(yīng)及應(yīng)用和配位化合物等內(nèi)容： （2）培養(yǎng)學(xué)生運用上述原理去理解有關(guān)無機化學(xué)中元素和化合物的基本知識、性質(zhì), 并具有對一般無機化學(xué)問題進(jìn)行理論分析和計算的能力： （3）通過教學(xué)使學(xué)生在科學(xué)思維能力上、自學(xué)能力上、利用參考文獻(xiàn)書籍上得到訓(xùn) 練和培養(yǎng)： （4）做好與后繼課程和中學(xué)化學(xué)的銜接問題，為今后學(xué)習(xí)后繼課程和新理論、新實

3、驗技術(shù)打下必要的無機化學(xué)基礎(chǔ)。3.課程教學(xué)指導(dǎo)思想及方法和手段： 精選無機化學(xué)教學(xué)內(nèi)容，突出現(xiàn)代化學(xué)理論，在保證傳授知識的同時，培養(yǎng)學(xué)生的思 維方法、創(chuàng)新能力，分析解決問題能力和自學(xué)能力。 教學(xué)方法和手段采用教師講授課程的重要內(nèi)容、摒棄“滿堂灌”方法，教思維，教方 法，采用靈活多種方式，并將多媒體教學(xué)引入課堂輔助教學(xué)中。學(xué)生自學(xué)次要內(nèi)容，配有 練習(xí)題。 二、課程的基本內(nèi)容和教學(xué)要求 1 .氣體和溶液（建議學(xué)時數(shù)：2） 教學(xué)要求： 通過教學(xué)使學(xué)生掌握理想氣體狀態(tài)方程及其應(yīng)用；掌握混合氣體分壓定律。教學(xué)內(nèi) 容： （1）理想氣體狀態(tài)方程、混合氣體分壓定律；*（2）分散系、稀溶液的通性：

4、 *（3）膠體溶液的制備、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性。 2 .化學(xué)熱力學(xué)初步（建議學(xué)時數(shù)：6） -1 - 教學(xué)要求：了解幾個重要的熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)U、H、S、G及其變化△!!、AS, Z\G的概 念和意義、理解熱力學(xué)第一定律、第二定律、第三定律的基本內(nèi)容；會運用蓋斯定律求出 △H、ZXG?、△$?的值；初步學(xué)會用4G及4G?判斷化學(xué)反應(yīng)的方向；理解化學(xué)反應(yīng)等溫式 的含義；了解溫度對4G的影響。 教學(xué)內(nèi)容： （1）幾個基本概念：體系、環(huán)境、狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)、過程和途徑、廣度性質(zhì)和強度 性質(zhì)。（2）熱力學(xué)第一定律 內(nèi)能、功和熱、熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式 （3）熱化學(xué) 幾種化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)；

5、烯和婚變，焰變與反應(yīng)熱關(guān)系，內(nèi)能變化與反應(yīng)熱關(guān)系； 熱化學(xué)方程式，蓋斯定律，標(biāo)準(zhǔn)生成烯，化學(xué)反應(yīng)熱的求算。 （4）熱力學(xué)第二定律 化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性及其影響因素 端的初步概念，混亂度與烯的關(guān)系，標(biāo)準(zhǔn)摩爾嫌，爆變的計算 （5）吉布斯白由能及其應(yīng)用 吉布斯自由能，標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能，吉布斯自由能變化的計算，反應(yīng)白發(fā)性的判 據(jù)，溫度與4G的關(guān)系。 3.化學(xué)平衡和化學(xué)反應(yīng)速度（建議學(xué)時數(shù)：4） 教學(xué)要求：了解化學(xué)平衡的概念，理解平衡常數(shù)的意義，了解4G?與K?的關(guān)系，掌握 有關(guān)化學(xué)平衡的計算，熟悉有關(guān)化學(xué)平衡移動原理；了解化學(xué)反應(yīng)速度及其表示和基元反 應(yīng)、復(fù)雜反應(yīng)、反應(yīng)級數(shù)、反應(yīng)分子

6、數(shù)等概念，掌握濃度、速度、壓力、催化劑對反應(yīng)速 度的影響，掌握速率方程和阿累尼烏斯公式的應(yīng)用和計算，理解活化能概念和對應(yīng)速度的 影響。 教學(xué)內(nèi)容：（1）化學(xué)平衡 化學(xué)平衡的特征和平衡定律，平衡常數(shù)的物理意義，標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)及有關(guān)計算多重 平衡規(guī)則 （2）化學(xué)平衡的移動 濃度對平衡的影響、壓力對平衡的影響、溫度對平衡的影響及相關(guān)計算勒夏特列原 理。 （3）化學(xué)反應(yīng)速度及表示方法 平均速度、瞬時速度 （4）濃度對化學(xué)反應(yīng)速度的影響 基元反應(yīng)、非基元反應(yīng)的概念、速度方程及其表達(dá)式和確定，速度常數(shù)及意義反應(yīng) 級數(shù)及其實驗測定 反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)時間的關(guān)系*反應(yīng)機理 （5）溫度對化學(xué)

7、反應(yīng)速度的影響 阿累尼烏斯公式活化能概念及碰撞理論 -2 - 9 ■ （6）催化劑對化學(xué)反應(yīng)速度的影響 4 .水溶液中的解離平衡（建議學(xué)時數(shù)：4） 教學(xué)要求：了解近代酸堿理論的基本概念和發(fā)展概況；能應(yīng)用化學(xué)平衡原理，分析水、 一元和多元弱酸堿的電離平衡及pH值的計算；掌握同離子效應(yīng)，鹽效應(yīng)等影響電離平衡 移動的因素?： 了解離子氛、活度、離子強度等概念；了解緩沖溶液的組成、性質(zhì)、緩沖作 用原理及緩沖溶液的PH值計算。掌握Ksp的意義及溶度積規(guī)則；掌握沉淀生成，溶解或 轉(zhuǎn)化的條件，熟悉有關(guān)沉淀，溶解的計算。 教學(xué)內(nèi)容：（1）酸堿理論 酸堿電離理論、酸堿質(zhì)子理論、酸堿電子理論及軟硬

8、酸堿規(guī)則（2）弱電解質(zhì)的解離 一元弱酸、弱堿的解離平衡及影響因素利用解離平衡式和解離常數(shù)進(jìn)行有關(guān)計算電 離度的概念。（3）多元弱酸的解離 多元弱酸解離的特點 多元弱酸解離平衡及有關(guān)計算*兩性物質(zhì)的解離同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng) （4）強電解質(zhì)溶液 強、弱電解質(zhì)的區(qū)別和強電解質(zhì)電離及表現(xiàn)電離度離子氛概念活度及活度系數(shù)。 （5）緩沖溶液 緩沖溶液的組成和緩沖原理 緩沖溶液PH值的計算、配制和緩沖對的選擇。 （6）沉淀溶解平衡 溶度積常數(shù)、溶度積與溶解度的相互換解、溶度積規(guī)則 沉淀溶解平衡的移動以及影響因素一一沉淀的生成和溶解：同離子效應(yīng)：鹽效應(yīng)：酸 度對沉淀溶解的影響：氧化還原對沉淀

9、和溶解的影響：配合物的生成對沉淀溶解的影響 沉淀的轉(zhuǎn)化及分步沉淀 5 .氧化還原反應(yīng)（建議學(xué)時數(shù)：4） 教學(xué)要求：理解標(biāo)準(zhǔn)電極電勢的意義，能運用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢來判斷氧化劑、還原劑的 強弱、氧化還原反應(yīng)的方向和計算平衡常數(shù)，會用能斯特方程式來討論離子濃度變化時電 極電勢的改變和對氧化還原反應(yīng)的影響：能熟練地運用元素電勢圖。 教學(xué)內(nèi)容： （1）氧化還原的基本概念 氧化數(shù)、氧化還原的基本概念*氧化還原反應(yīng)方程式的配平 （2）電極電勢 氧化還原反應(yīng)和原電池電極電勢的產(chǎn)生和影響因素 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢及其確定、標(biāo)準(zhǔn)電極電勢表影響電極電勢的因素和奈斯特方程及其應(yīng) 用電極電勢的應(yīng)用 （3）元

10、素電勢圖及其應(yīng)用 6 .原子結(jié)構(gòu)和元素周期律（建議學(xué)時數(shù)：5） 教學(xué)要求：了解核外電子運動的特殊性，會看波函數(shù)和電子云圖形：了解四個量子數(shù) 的含義和取值，能按核外電子排布原理，寫出若干常見元素的電子構(gòu)型，并掌握各類元素 電子構(gòu)型特征；理解原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的關(guān)系，了解電離勢、電負(fù)性等概念的意義及 與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。 教學(xué)內(nèi)容： （1）原子核外電子運動的狀態(tài) *氫原子光譜和玻爾理論 核外電子運動的特點：電子衍射實驗，測不準(zhǔn)原理，波粒二象性及對電子衍射圖象的 解釋 （2）氫原子核外電子運動狀態(tài)及描述 薛定謂方程及其解、波函數(shù)（力）的概念波函數(shù)和電子云的圖形 四個量子數(shù)及意義、與

11、核外電子運動狀態(tài)描述的關(guān)系 （3）多電子原子的核外電子運動狀態(tài) 屏蔽效應(yīng)、鉆穿效應(yīng)、近似能級圖核外電子排布三原則和電子的排布 （4）原子的電子層結(jié)構(gòu)與元素周期系 原子結(jié)構(gòu)與元素周期系的關(guān)系元素周期表 元素的性質(zhì)（電離勢、電子親和勢、電負(fù)性）及與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系 7 .分子結(jié)構(gòu)（建議學(xué)時數(shù)：6） 教學(xué)要求：掌握離子健和共價鍵的基本特征以及它們的區(qū)別；能用雜化軌道理論來解 釋一般的分子結(jié)構(gòu)；能用價層電子對互斥理論來預(yù)言一般主族元素的分子結(jié)構(gòu)：了解物質(zhì) 的性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)和健參數(shù)的關(guān)系：定性了解同核雙原子分子的分子軌道理論：初步了解 離子極化的概念和分子間作用力、氫鍵及應(yīng)用；了解金屬鍵的形

12、成；了解晶體的結(jié)構(gòu)類型 與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系。 教學(xué)內(nèi)容：（1）離子鍵 離子鍵的形成、本質(zhì)、特點、影響因素 離子型化合物生成過程的能量變化和晶格能及玻恩一哈伯循環(huán)。 （2）共價鍵 -4 - 現(xiàn)代價鍵理論及其理論要點、共價鍵的形成及本質(zhì)、共價鍵的特點、共價鍵的類型 （3）雜化軌道理論 雜化軌道理論基本要點、業(yè)化類型與分子的空間構(gòu)型關(guān)系 （4）價層電子對互斥理論（VSEPR）簡介（5）分子軌道理論簡介 分子軌道的含義及分子軌道理論要點、分子軌道的形成、分子軌道中能級次序和電子 排布、分子軌道的應(yīng)用舉例、鍵級（6）金屬鍵 金屬的形成和金屬晶格金屬健理論簡介 （7）分子的極性和分子

13、間作用力及氫鍵 分子的極性及與化學(xué)健的關(guān)系 分子間作用力及其產(chǎn)生和種類以及特點 （8）離子極化 離子的極化作用和變型性 離子極化對化學(xué)鍵型和對物質(zhì)溶解性、熔沸點、顏色、導(dǎo)電性等性質(zhì)的影響 （9）氫鍵 氫鍵的產(chǎn)生和特點及對物質(zhì)性質(zhì)的影響 8 .配位化合物（建議學(xué)時數(shù)：3） 教學(xué)要求：掌握配合物的基本概念（組成、定義、類型、結(jié)構(gòu)特點）和配位鍵的本質(zhì); 了解螯合物的特點；掌握配合物的價犍理論的主要論點及應(yīng)用，了解晶體場理論的主要論 點；掌握配離子穩(wěn)定常數(shù)的意義和應(yīng)用及有關(guān)計算。 教學(xué)內(nèi)容：（1）配合物的概念 定義、組成、命名、分類等 （2）配合物中的化學(xué)鍵理論 價鍵理論：中

14、心原子（離子）的雜化軌道類型與配合物的空間構(gòu)型關(guān)系，內(nèi)、外軌型 配合物及性質(zhì)比較，配合物的異構(gòu)現(xiàn)象 * 晶體場理論：中心離子d軌道在配體場中以能極分裂，分裂能，晶體場穩(wěn)定化能， 應(yīng)用舉例 （3）配合物在溶液中的離解平衡 配位解離平衡和配離子的穩(wěn)定常數(shù)及影響穩(wěn)定常數(shù)的因素 配位解離平衡的移動和穩(wěn)定常數(shù)的應(yīng)用及與K穩(wěn)有關(guān)的計算：計算溶液中有關(guān)離子 的濃度，判斷難溶化合物的生成或溶解的可能性，配合物的生成對電極電勢的影響，判斷 配合反應(yīng)的方向等（4）螯合物介紹 * （5）配合物的重要性及在生物、醫(yī)藥等方面的應(yīng)用介紹 三、課程的考核方式、方法： 建議采用閉卷考試方法考試。 * 5 -

15、 四、教材及教學(xué)參考書目： 教材： 無機及分析化學(xué) 第四版 南京大學(xué)《無機及分析化學(xué)》編寫組 高等教育出版社 2021 教學(xué)參考書目： 1.武漢大學(xué)，吉林大學(xué)等校編，無機化學(xué)（上、下冊）第三版，高等教育出版社, 1991 2.北京師范大學(xué)等校編，無機化學(xué)（上、下冊）（第三版），高等教育出版社， 1992 3.傅獻(xiàn)彩主編，大學(xué)化學(xué)（上、下冊）（第一版），高等教育出版社，1999 4.申泮 文主編，近代化學(xué)導(dǎo)論（上、下冊）（第一版），高等教育出版社，2002 5.竺際舜主編, 無機化學(xué)習(xí)題精解，科學(xué)出版社，2001 6?徐家寧、史蘇華、宋天佑編，無機化學(xué)例題與習(xí)題，高等教育出版社，2001 一 6 一 感謝您的閱讀，祝您生活愉快。