无机化学课程教学大纲 - 长春理工大学精品课

无机化学课程教学大纲

课程名称： 无机化学 课程编码：0730011

英文名称： Inorganic Chemistry

学 时： 96 其中实验学时：32 学 分： 5

开课学期： 1

适用专业： 化学工程与工艺

课程类别： 必修

课程性质： 专业基础课

先修课程：

一、课程性质及任务

无机化学是材料与化工学院各专业的第一门化学基础课，在培养学生的化学素质中起着承前启后的作用。无机化学是在中学化学的基础上授以学生无机化学的知识与理论，并为后续专业课程的学习打下良好的基础。

要求掌握化学反应的一般原理（包括化学反应热效应ΔrHm的计算，化学反应方向的判断，化学反应的ΔrGm和ΔrSm的计算，化学平衡及其移动原理，Kθ与T的关系，影响化学反应速率的因素，质量作用定律，反应速率理论，活化能的概念，K与T的关系等）。

要求掌握酸碱的电离理论、质子理论、电子理论及无机化学四大平衡原理（缓冲溶液、溶度积规则、配合物的概念、原电池、电极电势及其应用等）

初步掌握原子结构、分子结构和晶体结构理论（包括微观粒子运动特性、量子数、原子轨道、电子云、核外电子排布规则、元素周期系及原子性质的周期性规律，VB理论、MO理论、键参数、杂化轨道理论、晶体类型、分子间作用力、晶格能、离子极化作用）；掌握主族元素和过渡元素及其化合物的通性和特性，并能用无机化学基本知识和理论加以解释。

二、课程的教学要求

1. 理论部分

（1）化学反应速率

了解化学反应速率方程（质量作用定律）和反应级数的概念。能用活化能和活化分子概念说明浓度、分压、温度、催化剂。对均相反应速率的影响。了解影响多相反应速率的因素。

（2）化学平衡

掌握化学平衡概念及平衡移动规律，理解反应速率和化学平衡在实际应用中需综合考虑的必要性。掌握弱电解质的解离度、稀释定律、溶液的酸碱性和pH值、解离平衡、盐的水解、同离子效应、缓冲溶液、溶解－沉淀平衡、溶度积规则、氧化还原平衡和电极电势、配位平衡等内容，并能分析多重平衡系统中的成分及其相互影响。能用平衡常数（kθ）进行有关计算。能计算一元弱酸、一元弱碱的解离平衡组成以及同离子效应和缓冲溶液的pH值。能用溶度积规则判断沉淀的产生、溶解。能用氧化值法、离子电子法配平氧化还原反应方程式；能通过能斯特方程式计算说明浓度（含酸度）、分压对电极电势的影响；会用电极电势判断氧化剂、还原剂的相对强弱和氧化还原反应的方向；会应用元素标准电势图讨论元素的有关性质。能计算配体过量时配位平衡的组成。

（3）化学反应中的能量关系

能用Δf Hm计算化学反应的反应热效应。学习用ΔrGm判断化学反应的方向。

1

（4）物质结构

初步了解原子能级、波粒二象性、原子轨道（波函数）和电子云等原子核外电子运动的近代概念。熟悉四个量子数对核外电子运动状态的描述。熟悉s、p、d原子轨道的角度部分形状和伸展方向（不要求作图）。掌握原子核外电子排布的一般规律和各区元素原子价电子层结构的特征。会从原子半径、电子层构型和有效核电荷了解元素的性质。熟悉电离能、电子亲和能、电负性及主要氧化值的周期性变化。

从价键理论理解共价键的形成、特性（方向性、饱和性）和类型（δ键、π键）。熟悉分子或离子的空间构型与杂化轨道常见类型的关系。了解分子轨道的概念，并用于说明一、二周期同核双原子分子是否存在及结构、磁性。

掌握不同类型晶体（离子晶体、原子晶体、金属晶体、分子晶体、混合型晶体）的结构特征及其与物质性质的关系。理解晶格能对离子化合物熔点、硬度的影响。

了解分子间力、氢键、离子极化及其对物质性质的关系。

（5）掌握配合物的基本概念，熟悉配合物的价键理论。

2. 元素化学

（1）主族元素：熟悉常见单质和重要化合物（氧化物、卤化物、氢化物、硫化物、氢氧化物）、含氧酸及其盐等）的典型性质，某些重要单质、化合物的制备方法，了解元素酸碱性、氧化还原性在周期中的变化规律。

（2）过渡元素：了解通性；熟悉铬、锰、铁、铜、银、锌族等重要化合物的颜色和性质。通过元素化学的学习，应会判断一般化学反应的产物，并能正确书写反应方程式。

（3）镧系元素：重点掌握镧系元素的收缩的原因及后果，稀土分离及提纯工艺。

3. 无机材料化学概要

（1）粉体工程

掌握纳米粒子的制备，重点理解纳米结构与特性，了解纳米材料的应用领域及前景。

（2）单晶材料

了解单晶生长的方法及基本过程，掌握人工晶体、超硬晶体材料、非线性光学晶体、光折变晶体和闪烁晶体的应用。

（3）多晶（陶瓷）材料

了解陶瓷的烧结，掌握功能陶瓷的应用。

（4）玻璃与非晶态材料

了解非晶态固体的制备，掌握非晶态半导体材料的特点及应用。

（5）低维材料

了解纳米碳管、碳纤维、无机膜的制备、性能及应用。

三、课程学时分配

内 容 理论学时

一、化学反应中的质量关系和能量关系 6

二、化学反应的方向、速率和限度 6

三、酸碱反应和沉淀反应 7

四、氧化还原反应 6

五、原子结构与元素周期性 6

六、分子结构与性质 6

七、固体的结构与性质 4

八、配位化合物 6

九、元素概论 4

十、碱金属和碱土金属元素 4

十一、卤素和氧族元素 4

2

十二、氮族、碳族和硼族元素 4

十三、过渡元素 6

十四、镧系和锕系元素 5

十五、 无机材料化学概要 6

合 计 80

四、考核与成绩评定

1．考核方式：闭卷

2．考核标准与比例：考核比例：平时20分，考试80分

注：实验考核成绩达不到60%，不允许参加理论考试。

五、主要教材、参考书

教材：

天津大学无机化学教研室.《无机化学》.第三版.北京:高等教育出版社，2002年 参考文献：

1.傅献彩. 《大学化学》上、下册.第一版.北京:高等教育出版社，1999年

2.天津大学无机化学教研室.《无机化学》.第二版.北京:高等教育出版社，1992年

3.申泮文.《无机化学》.第二版.北京：化学工业出版社，2002年

制定人：闫景辉

审定人：王进贤

2008年10月

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