《元素无机化学》教学大纲
中山大学化学与化学工程学院
2010
一、教学目的及要求
通过系统地向学生讲授元素无机化学，使学生能进一步地应用无机化学基本原理(主要是热力学原理及结构原理)去学习元素的单质及其化合物的存在、制备、性质及反应性的变化规律，从而进一步加深了对无机化学基本原理的理解，也进一步运用有关原理去研究、讨论、说明、理解、预测相应的化学事实，从而掌握提出问题、分析问题、解决问题的能力，取得“纲举目张”的教学效果。
在教学内容上适当地增加了一些与当今世界密切相关的环境科学、生命科学、能源及材料科学的内容，扩大学生知识面，使学生感受到化学对社会发展与进步的作用从而增强作为化学工作者的使命感与责任感。
二、教材及教学参考书
《元素无机化学》，蔡少华、黄坤耀、张玉容编著，中山大学出版社，2006
《普通无机化学》，严宣申等编，北京大学出版社(第二版)
《无机化学》，武汉大学、吉林大学等编，高等教育出版社(第三版)
三、教学进度及教学要求
第一章绪论（2学时)
1．怎样学习元素无机化学
2．元索的ΔGθ/F-Z图在元素无机化学学习中的应用
第二章卤族元素（6-8学时)
1．卤族元索的基本性质与卤族元素ΔGθ/F-Z图
单质的物理性质，单质的强氧化性及单质制备，卤离于的还原性，卤化氢及卤化物形成过程的热力学分所，卤素单质的歧化及逆岐化作用，卤素各含氧酸及其盐氧化性变化规律(影响含氧酸及其盐氧化性的因素)。
2．卤索及其重要化合物的结构与性质
卤素单质及其性质，HX的酸性及其热力学分析，卤化物结构及性质(卤化物溶解及水解，卤素互化物，多卤化物)，卤族元素氧化物及含氧酸(含氧酸的酸性强弱的规则R-O-H模型及Pauling规则)含氧酸及其盐制备，拟卤素(氰、硫氰)。
3．卤族元素用途，生化功能及环境化学
4．Cl-、Br-、I-的分离及检出
5．氟的特殊性
6．本章教学要求
①能熟练地应用卤族元素的ΔGθ/F-Z图讨论卤素不同氧化态化合物的基本性质及制取
方法；熟悉卤族元素含氧酸及其盐的氧化还原性的变化规律；
②能利用ΔGθ/F-Z图进行有关热力学的计算；
③掌握卤化物的性质及非金属卤化物的水解规律性；
④掌握氢卤酸及卤素含氧酸酸性及氧化还原性质的规律；
⑤熟炼地应用VSZPR理论分析讨论卤素常见化合物分子的空间构型；
⑥初步掌握第二周期元素性质的特殊性；
⑦了解卤素与人体生命过程、环境的关系以及在国民经济中的重要性。
第三章氧族元素（6-8学时）
1．单质及其结构特点
通性，单质(氧及臭氧的结构特点、性质、硫)、氧族元素的ΔGθ/F-Z图。
2．重要化合物
氢化物(过氧化物结构及性质)、硫化物及多硫化物，氧化物(二氧化硫、三氧化硫及非水溶剂自偶电离)，硫的含氧酸及其盐的命名、结构、性质，硫属元素卤化物及卤氧化物。
3．重要化合物的制备
过氧化氢，保险粉，硫化钠，多硫化钠，亚硫酸钠，硫代硫酸钠的制备。
4．氧族元素用途及环境化学
氧及奥氧层，二氧化硫及其对环境污染与治理，水的污染与净化。
5．S2-、SO32-、S2O32-、SO42-的分桥鉴定
6．本章教学要求
①熟炼地应用结构的观点讨论氧的成键特征，并说明氧与硫属元素的结构及性质上的区别；
②掌握臭氧的结构及性质特点与环境关系；
③掌握过氧化氢的结构及基本性质，反应性；
④掌握硫化物的基本性质及有关计算；
⑤用结构观点及硫属元素ΔGθ/F-Z图讨论硫属元素在不同氧化态下化合物的基本性质；
⑥用VB法讨论O3、S02等化合物的成键过程，掌握离域π键及反馈π键(x-d键)的概念。
第四章氮族元素（6-8学时)
1．单质的结构与性质
通性，氮的结构特点及固氮工程，反馈d- * 键，磷的结构，氮族元素ΔGθ/F-Z图。
2．氢化物
氨及其衍生物(氨的自偶电离，氨的性质，联氨、羟氨结构及其性质)，叠氮酸及其盐的结构及性质，膦及其性质，反馈p—d 键，胂，月弟，月必。
3．氮族元素氧化物及含氧酸
氮的氧化物(N2O，NO，N2O3，NO2，N2O5)的性质(棕色环反应，N02结构讨论)，氮的含氧酸(HNO2，HNO3)结构与性质，磷的氧化物及含氧酸(次磷酸、亚磷酸的还原性，磷酸及焦磷酸、多磷酸、偏磷酸)，砷、锑、铋氧化物及含氧酸(次周期性及6S2惰性电于对效应)。
4．卤化物
NF3及NCl3结构及性质，PCl3及PCl5性质，EX3及EX5性质。
5．硫化物及其制备
6．本族元素用途及环境化学
NOx对环境关系，NaNO2及NaNO3的用途，As、Sb、Bi的环境化学。
7．氮族元素化合物的分析鉴定
NH4+，NO2-，NO3-，PO43-，P2O72-，PO3-，As，Sb，Bi的分析鉴定。
8．本章教学要求
⑦熟悉氮族元素氢化物、氧化物、含氧酸及其盐的结构、性质；
②熟炼运用氮族元素ΔGθ/F-Z图讨论本族元素各氧化态化合物的热力学性质；
②掌握次周期性及6S2惰性电子对效应；
⑦了解磷酸及其盐的结构特征，了解反馈πP-d键及其效应；
⑤掌握本族元素卤化物水解特征。
第五章碳族元素（4-6学时)
1．单质的结构及其基本性质
碳及其同素异性体，硅、锗、锡、铅。
2．碳族元素的重要化合物结构及性质
碳族元索的ΔGθ/F-Z图，氢化物，氧化物及其水合物，(一氧化碳，碳基化物，18电子规则，反馈d- * 键，二氧化碳，等电子原理，碳酸盐性质)，硫化物，卤化物，铅的化合物，碳化物。
3．硅酸盐及其结构特点
4．碳族元素的热力学性质及其应用
碳族元素的ΔGθ/F-Z图，Ellingham图及其应用，反应的耦联(reaction coupling)。
5．碳族元素的用途及环境化学
温室效应。
6．本章教学要求
①掌握碳族元素的单质、氧化物、含氧酸及其盐的热稳定性性质与结构的关系；
②攀握碳族元素的Ellingham图及其实际应用；
③了解等电子原理；
④了解本族元素的环境化学。
第六章硼族元素(4-6学时〕
1．单质的结构及重要性质
硼及B12的正二十面体结构，硼的制取方法。
2．硼烷的结构与性质
Lipscomb的硼的五大成键要索，硼烷结构分析。
3．硼族元素的重要化合物性质
硼的氧化物，硼酸及硼酸盐，铝、镓、铟、铊的氧化物，卤化物。
4．硼族元素的ΔGθ/F-Z图及氧化还原性
5．硼族元素用途及环境化学
6．本章教学要求
①掌握本族元素单质、氢化物、氧化物的结构与性质，掌握硼酸盐的结构特点；
②掌握本族元素的缺电子性及对化合物性质的影响；
③掌握硼烷结构中五大成键要素，分析硼烷结构。
第七章碱及碱土金属（0-2学时）
1．碱金属及碱土金属的通性
2．单质的制备
3．重要化合物
氧化物，氢氧化物，氢化物，盐。
4．本章教学要求
①掌握I A、IIA族元素通性及钠、钾、镁的制备；
②掌握I A、IIA族元素的氧化物、氢氧化物的重要性质；
③进一步了解对角线规则，掌握Li—Mg，Be—Al相似性。
第八章铜、锌分族(4-6学时）
1．铜锌分族元素的结构特点及通性
2．铜锌分族元素水溶液体系中不同氧化态化合物的氧化还原性
金属单质的电正性，Cu(I)与Cu(II)、Hg22+与Hg2+的相互转化。
3．金属的冶炼与制取
铜、银、金、锌、汞的冶炼。
4．铜锌分族的重要化合物
氧化物，氢氧化物，硫化物，卤化物。
5．铜锌分族的配合物化学
氨合物、氰合物、卤合物。
6．铜锌分族的应用及环境化学
7．Ag+、Cu2+，Zn2+，Cd2+，Hg2+，Hg22+的分离鉴定
8．本章教学要求
①利用有关元素的ΔGθ/F-Z图讨论Cu(I)-Cu(II)及Hg(I)-Hg(II)相互转化的条件及关系；
②熟悉铜锌分族的性质及金属冶炼的方法原理；
③掌握铜锌分族重要化合物及其性质；
④进一步熟练应用多重平衡原理及反应耦联原理研究化学反应；
⑤了解本章元素涉及的环境化学及环保问题。
第九章过渡元素（7-8学时)
1．过渡金属元素的通性
过镀金属元素结构特点，物理性质的变化规律，第一电离能的变化，氧化态的变化规律，化合物的磁性，氧化物及其水合物酸碱性，形成配合物性质；第一、二、三过渡系列元素的ΔGθ/F-Z图及其性质。
2．过渡金属的冶炼
钛、铬、钼、钨、锰的提炼，反应耦联及Ellingham图的应用。
3．一些重要的过镀金属元素及其化合物性质
钛，钒，铬，钥，钨，锰，铁系元素，铂系元素的ΔGθ/F-Z图及不同氧化态的性质。
4．过渡金属元素用途及环境化学
5．离子的分离与检出
Fe(II)、Mn(II)、Mg(II)的分离鉴定，Fe(III)、Cr(III)、Al(III)的分离。
6．．本章教学要求
①利用第一、二、三过渡系元素ΔGθ/F-Z图总结元素不同氧化态下氧化还原性变化规律；
②掌握Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni的重要性质及反应；熟练地应用多重平衡原理；
③掌握过渡金属离子的分离条件；
④了解过渡金属元素用途及环境无机化学。
第十章镧系、锕系元素（自学）
第十一章氢、稀有气体（自学）。