无机化学 Inorganic Chemistry 单翔 材科七班

绪论 introduction 1 化学的研究对象 2 化学的主要分支 3 怎样学习化学

物质结构层次： 夸克 质子 中子 原子核 原子 ( 离子 ) 纳米 材料 分子 单质 化合物 星体 电子 宇宙 ( 宇观 ) 微观 ( 介观 ) 宏观 当今化学发展的趋势大致是 : 由宏观到微观，定性到定量，稳定态到亚稳定态，经验上升到理论 并用理论指导实践，进而开创新的研究。 哪些是关键性的问题呢？ 化学反应的性能，化学催化，生命过程中的化学问题等。总之， 化学已成为中心科学，与 21 世纪的四个重大课题（能源、材料、环境 和生命科学）都有关。

1 、化学研究的对象 原子 atom 分子 molecules 亚分子 submolecule 超分子 supramolecule 化学的定义： 化学是研究分子层次以及以超分子为代表的分子以上 层次的化学物质的组成、结构、性质和变化的科学。

1 ）分子层次（ molecular scale ）不是传统的分子概念，它 既包括各种单原子分子、各种气态原子或单核离子，也包 括以共价键结合的传统意义的分子，还包括离子晶体、原 子晶体或金属晶体等的单晶以及各种聚合度不同的高分子， 即核 - 电子体系。 2 ）化学物质（ chemical substance ） 不包括物质的另一基 本形态 --- 场。化学研究的是以间断形式存在的物质形态， 而场是以连续形式存在的物质形态，属物理学的研究范畴。 3 ）组成（ form ）包括定性组成和定量组成。弄清物质的 定性组成应确证它含有那些元素，物质的定量组成包括各 元素的质量百分比、原子个数比、化学式及分子式。 准确完整地把握化学的定义，应注意以下几点：

4) 结构（ structure- Something made up of a number of parts that are held or put together in a particular way ）包括原子结构、分子结构和晶体结 构以及说明物质结构的各种结构理论。 5) 性质（ property ）包括物理性质和化学性质。物理性质如溶 解性、热性质和某些谱学性质等在化学中应用相当广泛，自 然也成为化的研究内容。 6) 变化（ change ）不仅研究化学变化，也研究与化学变化相 关的物理变化，如热化学、电化学和表面化学都是研究与化 学过程相关的物理过程。 随着科学技术的迅速发展，化学研究的内容、方法和手 段发生了极为深刻的变化。可以说，当今化学，日新月 异。现代化学的定义也不只一种！真是仁者见仁，智者 见智。比如 :

《中国大百科全书 · 化学卷》的定义 : 化学是研究物质的性 质、组成、结构、变化和应用的科学。（ 1989 ） 初中化学教材定义：化学是研究物质的组成、结构、性质以 及变化规律的科学。 曾国屏的定义：化学是研究物质从元素向生命进化过程中的 各个物质层次的组成、结构和变化的科学。（ 1996 ） 廖正衡的定义：化学主要是研究物质的分子转变规律的科学。 指出化学的定义有 20 多种不同提法。（ 1986 ） 化学的定义一直颇有争议。 徐光宪的定义：定义的多维性。（ 1986 、 1997 、 2002 ） 魏光的定义：化学是研究分子及其近层次物质性能、构成、 演变、应用诸运动规律的科学。（ 1998 ）......

化学研究内容： 1 ）分离、鉴定和表征。这是化学研究的主要内容之一。 2 ）合成新物质。这是化学研究的核心，是化学区别于所有 其他科学的特色。  美国化学文摘 2004 年 9 月 21 日登录的化学物质总数 3000 万。

 化学创造了世界。 高压钠灯 备注：钠蒸气放电发光问题早在 1950 年就得以解决，由于没有一 种能抵御高温钠蒸气（ 1400 ℃）强烈腐蚀的特殊材料，所以，直 到 1965 年才制取第一支高压钠灯。

氧化锆陶瓷

高纯氧化铝透明陶瓷管

氧化铝陶瓷制品

金刚石钻头

金刚石

现代通信用光缆现代通信用光缆

光学纤维胃镜光学纤维胃镜

用光导纤维 做手术，不 用开刀

F-117 是一种单座战斗轰炸机。设计目的是凭隐身性能，突破敌 火力网，压制敌方防空系统，摧毁严密防守的指挥所、战略要地 、重要工业目标，还可执行侦察任务，具有一定空战能力。

近年发现和发明的新物质层出不穷，如球碳、管碳、俄 罗斯套娃、团簇化合物、笼合物等。 富勒烯 C 60 fullerene 俄罗斯套娃 C 50 中国科学院院士、厦门 大学教授郑兰荪领导和 组织完成 2004 年４月３０日出版 的美国《科学》杂志发 布了此项成果

纳米碳管 carbon nano tube

IBM 中国地图

 化学改变了世界。

长海  化学更要保护世界。

镜海

泸沽湖

2 化学的主要分支  2 — 1 古代化学  2 — 2 近代化学的萌芽  2 — 3 化学的现状  2 — 4 无机化学的研究对象和发展  2 — 5 无机化学的任务

2 — 1 古代化学  实用和自然哲学时期（ --- 公元前后）  炼金术、炼丹时期（公元前后 — 公元 1500 年）  医化学时期（公元 1500 — 1700 年）  燃素学说时期（公元 年）

2 — 2 近代化学的萌芽  1700 年史塔尔（ Stahl ）的燃素说  1748 年罗蒙诺索夫的质量不灭定律  1774 年拉瓦锡提出氧化理论  1803 年 Dalton 建立的原子论  1808 年盖 吕萨布（ Gay-Lussac ）的气体简比定律  1811 年阿佛加德罗（ Avogadro) 定律和分子概念  1869 年门捷列夫建立元素周期系

2 — 3 化学的现状  化学各分支学科与边缘学科的建立产生了众多 的分支学科，期中经典的四个分支学科是： 无机化学 (inorganic chemistry) 有机化学 (organic chemistry) 分析化学 (analytical chemistry) 物理化学 (physical chemistry)

化学 9 大类， 77 分支 无机化学 8 个 有机化学 8 个 无机合成化学 无机物分离化学 元素无机化学 配位化学 金属簇化合物 物理无机化学 稳定同位素化学 无机固体化学 分析化学 16 个物理 化学 14 个 定性分析 容量分析 重量分析 原子光谱法 分子光谱法 电分析化学 色谱法 质谱分析 … 高分子 化学 6 个 有机合成 金属有机及元 素有机化学 天然产物化学 物理有机化学 有机固体化学 有机光化学 有机分析化学 立体化学 核化学与 放射化学 9 个 环境 化学 8 个 生命 化学 5 个 材料 化学 3 个

战后和平时期中随着工农业生产的飞跃发展, 无机化学不仅在原有的天地中长进, 而且还不断渗 透到其他各种学科而产生了新的边缘学科, 如 : 有机金属化合物化学 无机固体化学 物理无机化学 生物无机化学和无机生物化学. 大约在 1900 年到第二次世界大战期间, 同突飞 猛进的有机化学相比, 无机化学的进展却是很缓慢 的。无机化学家在这段时期没有重大的建树, 缺乏 全局性的工作, 无机化学的研究显得冷冷清清。  2 — 4 无机化学的研究对象和发展

现代无机化学既有理论又有事实, 它把最新的量子力学成 就作为自己阐述元素和化合物性质的理论基础, 也力图用 热力学、动力学的知识去揭示无机反应的方向和历程。无 机化学家不是单纯地提供实验结果而是也在不遗余力地进 行理论探索。他们擅长于实验合成，也胜任于对自己的实 验发现作出理论说明。无机化学涉猎的范围很宽, 周期表 中的 100 多种元素以及除烃和烃衍生物以外的所有化合物 都是无机化学的研究对象。因此无机化学的研究任务异常 繁重, 但同时也说明它是一门丰富多彩具有无限发展前途 的学科。  2 — 5 无机化学的任务

注意观察身边的化学问题； 预习思考 —— 听讲记录 —— 练习提高； 课本落实 —— 主动学习； 课外参考资料 —— 扩大知识面； 勤于思考，重视培养自学的能力。 重视实验技能的提高。 化学的学习方法