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
