本書將“無機化學”與“分析化學”的基本內(nèi)容進行重新編排、組織與設計，形成了一個和諧關聯(lián)的新體系，充分體現(xiàn)了輕工、食品類專業(yè)特色。本書內(nèi)容包括：化學原理（熱力學、動力學），物質結構（原子與分子），誤差與數(shù)據(jù)處理，四大化學平衡（酸堿平衡、沉淀溶解平衡、氧化還原平衡、配位平衡）以及與之相對應的容量分析、重量分析、電位分析，元素化學，吸光光度法及應用，常用分離技術等。本書圍繞教學綜合改革和課堂教學方法創(chuàng)新，深入推進信息技術與教育教學深度融合，以學生為中心，利用二維碼等現(xiàn)代網(wǎng)絡教學技術將紙質教材與配套電子資源深度融合，便于學生自主學習、自我管理、自我發(fā)展，幫助學生掌握無機與分析化學知識。
本書可作為普通高等學校應用化學、材料科學、化學工程、輕化工程、高分子材料與物理、環(huán)境科學、環(huán)境工程、食品科學與工程、食品安全監(jiān)測、動物生產(chǎn)、動物藥學、水產(chǎn)養(yǎng)殖、生命科學、制藥工程、藥學、給排水工程、海洋科學等專業(yè)的本科教材，也可供相關專業(yè)選用和其他工程技術人員參考。
張劍，男，碩士，武漢輕工大學，副教授，碩士研究生導師。至2003年9月起一直從事《無機與分析化學》理論與實驗課教學、此外，還承擔了《有機化學》、《生化分析》、《分離科學與技術》課程的教學工作。2010年12月晉升為副教授。現(xiàn)為國家農(nóng)業(yè)部科技特派員。2019-2021年，湖北省科技廳駐湖北省八峰藥化有限公司科技特派員，2014-2016年，湖北省科技廳駐湖北春雨薯業(yè)有限公司，2010-2011年，湖北省教育廳駐武漢新華揚生物股份有限公司科技特派員。教育部博士、碩士、本科學位論文評審專家（先后評審碩士論文3篇、本科畢業(yè)論文3篇），以第*一作者或通訊作者發(fā)表教研論文50余篇，其中，SCI全文收錄農(nóng)業(yè)科學類論文4篇，中文核心期刊論文30余篇。以第*一發(fā)明人獲授權發(fā)明專利6項。實現(xiàn)專利成果轉化100余萬元（浙江博聚新材料股份、湖北湖北立菲得生物科技）。指導本科生獲湖北省優(yōu)秀學士論文1項（2015年），湖北省大學生優(yōu)秀科研成果叁等獎3項（2008年、2009年、2018年），湖北省普通高校大學生實驗競賽貳等獎1項（2023年），湖北省化學化工學術報告會貳等獎2項（2018年、2020年）和叁等獎若干項。
第1章化學熱力學基礎1
1.1化學反應中的計量關系1
1.1.1溶液的標度1
1.1.2氣體的計量3
1.1.3化學反應的計量4
1.2化學熱力學的基本概念和術語5
1.2.1系統(tǒng)與環(huán)境5
1.2.2狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)5
1.2.3過程與途徑6
1.3熱力學第一定律7
1.3.1熱7
1.3.2功7
1.3.3熱力學能和熱力學第一定律8
1.4熱化學9
1.4.1等容反應熱和等壓反應熱9
1.4.2反應的焓變和熱力學方程式10
1.4.3蓋斯定律11
1.4.4反應焓變的計算12
1.5化學反應自發(fā)性及其判據(jù)15
1.5.1化學反應自發(fā)性15
1.5.2化學反應自發(fā)性與熵15
1.5.3規(guī)定熵16
1.5.4化學反應熵變的計算17
1.5.5化學反應自發(fā)性的熵判據(jù)17
1.5.6化學反應方向和吉布斯自由能18
習題22
第2章化學反應速率和化學平衡25
2.1化學反應速率25
2.1.1化學反應速率26
2.1.2反應速率理論簡介27
2.1.3影響反應速率的因素30
2.2化學平衡38
2.2.1化學平衡38
2.2.2標準平衡常數(shù)39
2.2.3多重平衡規(guī)則43
2.2.4依據(jù)平衡常數(shù)的計算44
2.2.5化學反應的方向和限度44
2.2.6化學平衡的移動47
習題52
第3章原子結構與元素周期律56
3.1原子的組成56
3.2原子核外電子的運動狀態(tài)57
3.2.1核外電子的量子化特征57
3.2.2微觀粒子的波粒二象性59
3.2.3微觀粒子運動的統(tǒng)計性60
3.2.4薛定諤方程與波函數(shù)61
3.2.5原子軌道與電子云62
3.2.6四個量子數(shù)65
3.3多電子原子的結構及核外電子的排布67
3.3.1多電子原子軌道的能級67
3.3.2近似能級圖與近似能級公式68
3.3.3核外電子的排布規(guī)律70
3.4元素周期律71
3.4.1原子核外電子層結構的周期性71
3.4.2元素性質的周期性73
習題77
第4章分子結構80
4.1離子鍵和離子晶體80
4.1.1離子鍵的形成81
4.1.2離子鍵的本質和特點81
4.1.3離子的三個特征82
4.1.4離子晶體83
4.2共價鍵理論88
4.2.1現(xiàn)代價鍵理論88
4.2.2雜化軌道理論93
4.2.3價層電子對互斥理論98
4.2.4分子軌道理論101
4.3分子間作用力和氫鍵107
4.3.1非極性分子與極性分子107
4.3.2分子間作用力108
習題111
第5章誤差與數(shù)據(jù)處理113
5.1測量誤差113
5.1.1絕對誤差和相對誤差113
5.1.2系統(tǒng)誤差和偶然誤差114
5.1.3準確度和精密度115
5.2分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理115
5.2.1數(shù)據(jù)的集中趨勢和分散程度的表示116
5.2.2偶然誤差的分布117
5.2.3置信度與置信區(qū)間118
5.2.4顯著性檢驗120
5.3有效數(shù)字及其運算規(guī)則121
5.3.1有效數(shù)字121
5.3.2運算規(guī)則122
習題122
第6章酸堿平衡與酸堿滴定法125
6.1酸堿理論125
6.1.1電離理論125
6.1.2質子理論126
6.1.3電子理論128
6.2酸堿平衡及移動129
6.2.1酸堿的解離平衡常數(shù)129
6.2.2酸堿的強弱130
6.2.3酸堿平衡的移動131
6.3分布系數(shù)和分布曲線133
6.3.1一元酸的分布系數(shù)和分布曲線134
6.3.2二元酸的分布系數(shù)和分布曲線134
6.3.3多元酸的分布系數(shù)和分布曲線136
6.4pH的計算137
6.4.1質子條件式137
6.4.2常見溶液的pH計算139
6.5緩沖溶液145
6.5.1緩沖溶液的緩沖原理146
6.5.2緩沖指數(shù)和緩沖范圍146
6.5.3緩沖溶液的相關計算147
6.5.4緩沖溶液的分類和選擇148
習題149
6.6分析方法的分類152
6.6.1定性分析、定量分析和結構分析152
6.6.2化學分析和儀器分析152
6.6.3常量分析、半常量分析、微量分析和痕量分析152
6.6.4無機分析和有機分析153
6.7滴定分析法概述153
6.7.1滴定分析法對反應的要求153
6.7.2滴定分析法的分類154
6.7.3標準溶液和基準物質154
6.7.4滴定分析結果的計算156
6.8酸堿指示劑157
6.8.1酸堿指示劑及其變色原理157
6.8.2酸堿指示劑的變色范圍158
6.9滴定曲線159
6.9.1強酸（強堿）的滴定159
6.9.2一元弱酸（弱堿）的滴定162
6.9.3多元弱酸（弱堿）的滴定164
6.10應用實例165
6.10.1酸堿標準溶液的配制與標定165
6.10.2應用實例166
習題168
第7章沉淀溶解平衡、沉淀滴定法和重量分析法172
7.1沉淀的生成與溶解平衡及其影響因素172
7.1.1溶度積與溶解度172
7.1.2溶度積規(guī)則174
7.1.3影響沉淀溶解平衡的因素175
7.2溶度積規(guī)則的應用177
7.2.1判斷沉淀的生成177
7.2.2判斷沉淀的溶解179
7.2.3沉淀的轉化181
7.2.4分步沉淀182
7.3沉淀滴定法184
7.3.1莫爾法184
7.3.2福爾哈德法185
7.3.3法揚斯法187
7.3.4銀量法的應用188
7.4重量分析法189
7.4.1重量分析法及其分類189
7.4.2重量分析法的特點189
7.4.3沉淀重量法對沉淀的要求190
7.4.4影響沉淀純凈的因素191
7.4.5沉淀的形成與沉淀條件的選擇192
7.4.6沉淀稱量前的處理195
7.4.7重量分析的結果計算與應用實例196
習題199
第8章氧化還原平衡與氧化還原滴定法204
8.1氧化還原反應的基本概念204
8.1.1氧化數(shù)204
8.1.2氧化還原反應205
8.2原電池與電極電勢208
8.2.1原電池208
8.2.2電極電勢210
8.2.3標準電極電勢211
8.2.4原電池電動勢的計算213
8.2.5能斯特方程式214
8.2.6條件電極電勢216
8.3電極電勢的應用218
8.3.1計算原電池的電動勢218
8.3.2判斷氧化還原反應進行的方向218
8.3.3確定氧化還原反應的平衡常數(shù)221
8.3.4計算Ksp、Ka（或Kb）或配合物的穩(wěn)定平衡常數(shù)223
8.4元素電極電勢圖及其應用224
8.4.1元素電勢圖224
8.4.2元素電勢圖的應用225
8.5氧化還原反應的速率及其影響因素226
8.5.1氧化還原反應的復雜性227
8.5.2氧化還原反應速率的影響因素227
8.6氧化還原滴定法229
8.6.1氧化還原滴定曲線229
8.6.2氧化還原指示劑231
8.6.3氧化還原滴定前的預處理232
8.7常用氧化還原滴定方法233
8.7.1重鉻酸鉀法234
8.7.2高錳酸鉀法235
8.7.3碘量法237
8.7.4氧化還原滴定結果的計算240
習題242
第9章配位化合物、配位平衡和配位滴定法247
9.1配位化合物247
9.1.1基本概念247
9.1.2命名250
9.2配位化合物的化學鍵理論251
9.2.1價鍵理論251
9.2.2晶體場理論254
9.3配位平衡及其影響因素258
9.3.1配位化合物的穩(wěn)定平衡常數(shù)258
9.3.2配位平衡的移動259
習題262
9.4EDTA及其配合物265
9.4.1EDTA和EDTA的解離平衡265
9.4.2EDTA與金屬離子的配合物266
9.5配合物的條件穩(wěn)定常數(shù)267
9.5.1配位反應中的副反應和副反應系數(shù)267
9.5.2配合物的條件穩(wěn)定常數(shù)270
9.6滴定曲線270
9.6.1滴定曲線的繪制270
9.6.2影響滴定突躍的主要因素272
9.6.3準確滴定單一金屬離子的條件272
9.7金屬指示劑273
9.7.1金屬指示劑及其作用原理273
9.7.2金屬指示劑的使用條件274
9.7.3常用金屬指示劑275
9.8配位滴定的應用275
9.8.1標準溶液的配制與標定275
9.8.2混合離子的選擇性滴定276
9.8.3應用實例277
習題278
第10章s區(qū)元素282
10.1堿金屬與堿土金屬的單質283
10.1.1物理性質283
10.1.2化學性質284
10.1.3單質的制備285
10.2堿金屬與堿土金屬的重要化合物286
10.2.1氧化物286
10.2.2氫氧化物287
10.2.3鹽類289
10.3對角線規(guī)則290
10.4氫291
10.4.1氫的制備、性質和用途291
10.4.2氫化物293
習題295
第11章p區(qū)元素298
11.1硼族元素298
11.1.1硼族元素的單質299
11.1.2硼族元素的重要化合物302
習題306
11.2碳族元素308
11.2.1碳單質及其化合物309
11.2.2硅單質及其化合物311
11.2.3錫、鉛及其化合物315
習題318
11.3氮族元素320
11.3.1氮及其化合物321
11.3.2磷及其化合物328
11.3.3砷、銻、鉍及其化合物332
習題334
11.4氧族元素338
11.4.1氧及其化合物338
11.4.2硫及其化合物344
習題352
11.5鹵族元素356
11.5.1單質356
11.5.2鹵化氫與氫鹵酸361
11.5.3鹵化物363
11.5.4鹵素的含氧酸及其鹽364
11.5.5擬鹵素366
習題367
第12章過渡族元素選論371
12.1過渡元素的特征371
12.1.1電子層結構371
12.1.2多變的氧化數(shù)372
12.1.3化合物的顏色372
12.1.4磁性373
12.1.5形成配合物373
12.1.6單質的物化性質差異大373
12.2過渡元素與人類的關系374
12.3鈦、釩、鉻、錳374
12.3.1鈦375
12.3.2釩378
12.3.3鉻380
12.3.4錳384
習題387
12.4鐵、鈷、鎳393
12.4.1單質393
12.4.2主要化合物394
習題398
12.5銅、銀、金400
12.5.1單質401
12.5.2主要化合物402
習題406
12.6鋅、鎘、汞408
12.6.1單質408
12.6.2主要化合物410
習題413
第13章吸光光度法416
13.1光的基本性質416
13.2物質對光的選擇性吸收417
13.2.1物質的顏色與吸收光的關系417
13.2.2吸收光譜418
13.3光吸收的基本定律419
13.3.1朗伯-比爾定律419
13.3.2吸光系數(shù)和摩爾吸光系數(shù)420
13.4偏離朗伯-比爾定律的原因421
13.4.1物理性因素421
13.4.2化學性因素422
13.5比色法和分光光度法及其儀器423
13.5.1比色法423
13.5.2分光光度法423
13.5.3分光光度計424
13.6顯色反應及其影響因素425
13.6.1顯色反應425
13.6.2顯色反應的選擇標準426
13.6.3顯色劑426
13.6.4顯色反應條件的選擇428
13.7吸光度測量條件的選擇430
13.7.1入射光波長的選擇431
13.7.2參比溶液的選擇431
13.7.3吸光度讀數(shù)范圍的選擇432
13.8分光光度法的應用433
13.8.1微量組分含量的測定433
13.8.2高含量組分的測定——示差分光光度法435
13.8.3酸堿解離常數(shù)的測定437
13.8.4配合物組成及穩(wěn)定常數(shù)的測定438
13.8.5雙波長分光光度法439
習題440
第14章常用的分離方法443
14.1萃取分離法444
14.1.1萃取分離的基本原理444
14.1.2萃取體系的分類和萃取條件的選擇446
14.2色譜分離法448
14.2.1柱色譜449
14.2.2紙色譜452
14.3離子交換分離法453
14.3.1離子交換劑的種類與性能指標454
14.3.2離子交換反應和離子交換親和力455
14.3.3離子交換的分離操作456
習題457
附錄458
附錄1常見物質的標準熱力學數(shù)據(jù)ΔfHm、ΔfGm和Sm(298.15K)458
附錄2一些弱酸、弱堿的標準解離平衡常數(shù)（298.15K）462
附錄3常見難溶電解質的溶度積常數(shù)Ksp（298.15K，離子強度I=0）464
附錄4常見氧化還原電對的標準電極電勢（298.15K）465
參考文獻468
書單推薦
