Basic Chemistry

课程编码：02A01070 学分：4.0 课程类别：专业基础课

计划学时：64 其中讲课：64 实验或实践： 0 上机：0

适用专业：地理科学、水利

推荐教材：魏琴，《无机及分析化学教程》，科学出版社，2010年

参考书目：

1．武汉大学《无机及分析化学》编写组，《无机及分析化学（第三版）》，武汉大学出版社，2008年

2．南京大学《无机及分析化学》编写组，《无机及分析化学（第四版）》，高等教育出版社，2006年

3．北京师范大学华中师范大学南京师范大学无机化学教研室，《无机化学（第四版）》，高等教育出版社，2008年

4．武汉大学主编，《分析化学上册（第五版）》，高等教育出版社，2006年

课程的教学目的与任务

基础化学内容包括无机化学和分析化学的内容。通过本课程的学习，使学生理解原子结构、分子结构理论；了解主族元素、过渡元素及其性质；掌握酸碱平衡、配位反应、氧化还原反应、沉淀平衡等基础知识。在分析化学部分，掌握滴定分析法（酸碱滴定、配位滴定、沉淀滴定、氧化还原滴定），掌握重量分析法和分光光度分析法的原理和方法。培养学生具有分析处理一般的基础化学问题的初步能力。

课程的基本要求

使学生理解元素周期律、近代物质结构理论，并能用这些理论分析物质的一些性质；掌握酸碱平衡、配位平衡、氧化还原平衡、沉淀平衡等基础知识，并能进行相关体系的有关计算；掌握酸碱滴定、配位滴定、沉淀滴定、氧化还原滴定分析的基本原理和方法；理解重量分析法和分光光度分析法的原理。

各章节授课内容、教学方法及学时分配建议（含课内实验）

第一章： 绪论 建议学时：1学时

[教学目的与要求]介绍本课程的目的、任务及学习方法，概述本课程的发展及在社会实践中的应用。

[教学重点与难点] 无机及分析化学课程的重要性和研究内容

[授 课 方 法]以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

第一节化学的重要性、研究内容和发展简史

第二节无机及分析化学课程的重要性和研究内容

第二章：原子结构与元素周期律 建议学时：7学时

[教学目的与要求]了解氢原子光谱与玻尔氢原子模型；了解光电效应与波粒二象性。了解薛定谔(Schrödinger)方程与波函数的概念，掌握四个量子数与核外电子层结构的关系。了解多电子原子的波函数概念，掌握多电子原子轨道的近似能级图，掌握核外电子排布的原则。掌握原子电子层结构与元素周期系的关系，掌握元素基本性质的周期性变化规律。

[教学重点与难点] 四个量子数与原子轨道、多电子原子轨道电子能级图、多电子原子核外电子排布规则、原子核外电子分布与元素周期律的关系、元素性质变化规律与原子核外电子分布的关系。

[授 课 方 法]以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

第一节原子结构的经典模型

一、卢瑟福的原子模型

二、氢原子光谱与玻尔氢原子模型

第二节微观粒子运动的特殊性

一、光电效应与光的波粒二象性

二、实物粒子的波粒二象性

三、海森堡测不准原理

第三节核外电子运动状态的量子力学模型

一、薛定谔(Schrödinger)方程与波函数

二、四个量子数与核外电子层结构

三、波函数(原子轨道)及几率密度函数(电子云)图

第四节基态多电子原子的电子层结构

一、多电子原子的波函数

二、多电子原子轨道的近似能级图

三、多电子原子核外电子排布规则

第五节元素周期律与元素周期表

一、原子电子层结构与元素周期表的关系

二、元素基本性质的周期性变化规律

第三章：化学键与分子结构 建议学时：8学时

[教学目的与要求]了解离子键的特征。掌握价键理论的基本要点。掌握杂化轨道理论的基本要点，熟悉几种典型的轨道杂化形式及其对应的空间构型。掌握价层电子对互斥理论，能熟练运用该理论判断简单化合物及离子的空间结构。掌握分子间作用力及其对共价化合物性质的影响；掌握氢键的形成及对化合物性质的影响。

[教学重点与难点]共价键的本质、杂化轨道理论、价层电子对互斥理论、分子间作用力、氢键。

[授 课 方 法]以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

第一节离子键理论

一、离子键理论的基本要点

二、离子的特征

第二节共价键理论

一、价键理论

二、杂化轨道理论

三、价层电子对互斥理论

四、分子轨道理论

第三节分子间作用力和氢键

一、分子的偶极距和极化率

二、分子间作用力

三、氢键

第四节晶体结构（选学）

一、晶体与非晶体

二、离子的极化现象

三、晶体的类型

第四章：定量分析的过程（选学） 建议学时：1学时

[教学目的与要求]了解滴定分析方法的分类。掌握定量分析结果的表示形式、标准溶液的配制和滴定分析结果的计算。

[教学重点与难点]普通溶液，基准溶液，标准溶液的定义。运用化学计量系数法和物质的量规则计算物质的含量。

[授 课 方 法]以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

第一节分析方法的分类与选择

一、 分析方法的分类

二、 分析方法的选择

第二节 定量分析结果的表示

一、待测组分的化学表示形式

二、待测组分含量的表示方法

第三节滴定分析法概述

一、滴定分析法概述

二、滴定方式

三、基准物质和标准溶液

第五章：误差及数据处理 建议学时：1学时

[教学目的与要求]了解误差的分类及准确度与精密度的关系；掌握误差和偏差的表示方法。理解有效数字的意义，掌握其运算规则。

[教学重点与难点]准确度、精密度、误差、偏差等概念，有效数字的意义及运算，分析误差的计算。

[授 课 方 法]以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

第一节 定量分析误差

一、误差的分类

二、准确度及误差

三、精密度与偏差

四、精密度与准确度

五、提高分析结果准确度的方法

第二节 分析数据的统计处理（选学）

第二节 有效数字及其运算

一、有效数字

二、有效数字的修约规则

三、运算规则

第六章：酸碱反应与酸碱滴定 建议学时：10学时

[教学目的与要求]了解各种酸碱理论，掌握质子理论。 熟练掌握各类溶液pH值的计算、酸碱溶液中各型体的分布规律。掌握缓冲溶液的原理、酸碱滴定的基本原理及实际应用。

[教学重点与难点]酸碱质子理论、溶液pH值的计算、酸碱溶液中各型体的分布规律、同离子和盐效应、缓冲溶液、酸碱滴定的基本原理。

[授 课 方 法]以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

第一节 酸碱理论概述

一、酸碱电离理论

二、酸碱溶剂理论

三、酸碱质子理论

四、酸碱电子理论

五、软硬酸碱理论

第二节 强电解质溶液

一、离子氛和离子强度

二、活度和活度系数

第三节 酸碱平衡

一、水的解离与溶液pH值

二、弱酸弱碱的解离平衡

三、影响酸碱解离平衡的因素

四、分布分数与分布曲线

五、物料平衡和电荷平衡

六 质子平衡

七、酸碱溶液pH值的计算

第四节 缓冲溶液

一、缓冲溶液的定义、原理与pH计算

二、缓冲范围

三、缓冲溶液的选择和配制

第五节 酸碱滴定法基本原理

一、酸碱指示剂

二、酸碱滴定曲线和指示剂的选择

三、多元酸碱的滴定

四、酸碱滴定法的应用

第七章：配位反应与配位滴定法 建议学时：8学时

[教学目的与要求]掌握配合物的组成、命名及类型。了解配位化合物价键理论。掌握配位平衡中的相关计算，掌握配位滴定法的基本原理。

[教学重点与难点]配合物的命名、配位平衡中相关计算、配位滴定的基本原理。副反应系数、条件稳定常数。

[授 课 方 法]以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

第一节 配合物的基本概念

一、配合物的定义

二、配合物的组成

三、配合物的命名

四、配合物的类型

第二节 配合物的价键理论

第三节 配合物的晶体场理论（选学）

第四节 配合物的配位解离平衡

一、配合物的平衡常数

二、配位反应的副反应系数

三、条件稳定常数

第五节 配位滴定法

一、EDTA滴定法基本原理

二、准确滴定的条件

三、配位滴定中酸度控制

四、提高配位滴定选择性的条件（选学）

第八章：氧化还原反应与氧化还原滴定法 建议学时：8学时

[教学目的与要求]理解电极电势的概念及其影响因素，并能用能斯特方程进行有关计算。掌握电极电势的某些应用及元素电位图。掌握氧化还原滴定法的基本原理。

[教学重点与难点]电极电势及其影响因素、斯特方程、元素电位图、氧化还原滴定法的基本原理。

[授 课 方 法]以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

第一节 氧化还原反应

一、氧化还原反应的基本概念

二、氧化还原方程式的配平

第二节 原电池和电极电势

一、原电池

二、电极电势

三、能斯特方程

四、影响电极电势的因素

第三节 元素电势图及其应用

一、元素电势图

二、元素电势图的应用

第四节 氧化还原滴定法

一、氧化还原滴定法的基本原理

二、常用的氧化还原滴定法

第九章：沉淀反应与沉淀滴定法和重量分析法 建议学时：8学时

[教学目的与要求]掌握溶度积的概念、溶度积与溶解度之间的换算关系。学会利用溶度积原理判断沉淀的生成与溶解，掌握沉淀溶解平衡中的相关计算。掌握银量法及重量分析法的基本原理和实际应用。

[教学重点与难点]溶度积和溶解度的概念、溶度积规则、银量法原理、重量分析法原理。

[授 课 方 法]以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

第一节 沉淀溶解平衡

一、溶度积

二、溶度积和溶解度的换算

三、影响沉淀溶解度的因素

第二节 溶度积规则的应用

一、沉淀的生成

二、沉淀的溶解

三、沉淀的转化

四、分步沉淀

第三节 沉淀滴定法

一、莫尔法

二、福尔哈德法

三、法扬斯法

第四节 重量分析法

一、重量分析法的分类及特点

二、重量分析法对沉淀的要求

三、影响沉淀纯净的因素

四、沉淀的形成与沉淀条件的选择

五、重量分析结果的计算（选学）

第十章：s区元素 建议学时：2学时

[教学目的与要求]了解S区元素电子层结构特点与氧化态；了解S区元素在自然界中的存在形式；掌握S区元素重要化合物的性质；

[教学重点与难点] S区元素单质的物理及化学性质、S区元素重要化合物的性质。

[授 课 方 法]以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

第一节S区元素的通性

第二节碱金属与碱土金属的单质

一、碱金属与碱土金属的单质的物理性质

二、碱金属与碱土金属的单质的化学性质

第三节碱金属与碱土金属的重要化合物

一、氧化物

二、氢氧化物

第十一章p区元素 建议学时：4学时

[教学目的与要求]熟悉P区非金属元元素的基本性质与其电子层结构的关系；熟悉P区元素各化合物的主要化学性质及其变化规律；了解某些单质、常见氧化物、含氧酸及含氧酸根的结构；了解P区元素各主要氧化态的氧化还原性。

[教学重点与难点]硼族元素的缺电子特性；惰性电子对效应、碳酸盐的溶解性与热稳定性变化规律；二价锡的还原性和四价铅的强氧化性；亚硝酸、硝酸及其盐的性质；硫化物、盐类的水解性和溶解性特征；过氧化氢的结构特征和性质、金属硫化物的溶解性变化规律、硫的氧化物、含氧酸及其盐；卤素单质、含氧酸及其盐的制备与性质。

[授 课 方 法]以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

第一节硼族元素

一、硼族元素的通性

二、硼族元素的重要化合物

第二节碳族元素

一、碳族元素的通性

二、碳族元素的单质

三、碳族元素的氧化物

四、碳的含氧酸及其盐

五、锡的卤化物

第三节氮族元素

一、氮族元素的通性

二、氮及其化合物

三、磷酸与磷酸盐

第四节氧族元素

一、氧族元素的通性

二、氧族元素的氢化物

三、金属硫化物

四、硫的含氧酸及其盐

第五节卤族元素

一、卤族元素的通性

二、卤素的单质

三、卤素单质的化学性质

四、卤化氢与氢卤酸

五、卤素的含氧酸及其盐

第十二章ds区元素 建议学时：2学时

[教学目的与要求]了解ds区元素单质的重要化学性质；掌握这些金属与酸碱反应得情况；掌握铜、银、锌、汞的重要化合物的性质和有关反应。

[教学重点与难点] ds区元素与s区元素性质比较。

[授 课 方 法]以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

第一节铜族元素

一、铜族元素的通性

二、铜族元素单质的性质

三、铜族元素的化合物

第二节锌族元素

一、锌族元素的通性

二、锌族元素单质的性质

三、锌族元素的化合物

第十三章d区元素 建议学时：2学时

[教学目的与要求]使学生理解d区元素的特性与其电子层结构的关系；掌握第一过渡系列的钒、铬、锰、铁、钴、镍及其重要化合物性质；了解铬分族性质递变规律。

[教学重点与难点] d区元素的特性与其电子层结构的关系。第一过渡系列的钒、铬、锰、铁、钴、镍及其重要化合物性质

[授 课 方 法]以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

第一节d区元素概述

第二节铬副族

一、铬副族元素的通性

二、铬的重要化合物

第三节锰副族

一、锰副族元素的通性

二、锰的重要化合物

第四节铁系元素

一、铁系元素概述

二、铁系元素重要化合物

第十五章：吸光光度法 建议学时：2学时

[教学目的与要求]理解物质对光的选择性吸收及其适用范围；掌握分光光度法的测定原理

[教学重点与难点]朗伯—比耳定律

[授 课 方 法]以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

第一节吸光光度法的基本原理

一、吸光光度法的特点

二、物质对光的选择性吸收

三、朗伯比尔定律

四、偏离朗伯比尔定律的原因

撰稿人：苗金玲 审核人： 盛永丽