《无机化学A》课程教学大纲

1、无机化学A课程教学大纲一、课程基本信息英文名称Inorganic Chemistry A课程编号249000031课程类型学科基础课课程学分2.5学分/2学分课程学时54学时/36学时适用专业农学本、葡酒本、生工本、生技本、生科本、生科合、食安本、食科本、水产本、园艺本先修课程无后修课程分析化学A、有机化学A二、课程性质与定位本课程是生物类、食品类、农学类各专业学生学习的第一门基础化学必修课程。本课程在元素周期律、原子和分子结构理论的基础上，讨论重要元素及其化合物的结构、组成、性质、变化规律的一般方法。教材内容尽可能和生物系各专业对化学基础的要求相结合，为学习后修课程分析化学A、有机化学A及从

2、事专业实践打下必要的基础。三、课程目标1.知识目标：掌握化学热力学、化学平衡、解离平衡、氧化还原反应等基本原理，掌握元素周期律、近代物质结构理论，以及重要元素和化合物的主要性质、结构、用途。2.能力目标：培养对无机化学问题进行理论分析和计算的能力，以及利用参考资料的能力。3.素质目标：树立辩证唯物主义和历史唯物主义观点，在科学思维能力上得到训练和培养。四、主要内容和要求第一章 气体和溶液【目的要求】1、掌握理想气体状态方程及其应用2、掌握道尔顿分压定律3、理解稀溶液的依数性及其应用4、熟悉溶胶的结构、性质、稳定性及聚沉作用5、了解大分子溶液与凝胶【教学设计建议】物质通常以三种不同的聚集状态存在

3、，即气态、液态和固态。物质的聚集状态不同，其物理性质和化学性质不同，以此为切入点导入新课。本章教学设计时理想气体部分的教学要注意与中学化学教学的衔接；建议结合日常生活中常见的某些现象或例子，讨论气体和溶液的基本性质和变化规律。【讲授内容】一、气体1、理想气体状态方程2、道尔顿分压定律二、溶液1、分散系2、稀溶液的通性三、胶体溶液1、溶胶的制备2、溶胶的性质3、胶团结构和电动电势4、溶胶的稳定性和聚沉5、大分子溶液及凝胶第二章 化学热力学初步【目的要求】1、了解热力学能、焓、熵和吉布斯自由能等状态函数的概念2、理解热力学第一定律、第二定律和第三定律的基本内容3、掌握化学反应的标准摩尔焓变的各种计

4、算方法4、掌握化学反应的标准摩尔熵变和标准摩尔吉布斯自由能变的计算方法5、会用G来判断化学反应的方向，并了解温度对G的影响6、理解范托夫等温方程，了解压力和浓度对G的影响【教学设计建议】化学热力学主要解决化学反应中的两个问题：（1）化学反应中能量是如何转化的；（2）化学反应朝着什么方向进行，及其限度如何。以这两个问题为线索引出热力学三大定律，以及各相关物理量之间的关系。教学设计建议突出对状态函数特征的讲解，对于热和功不是状态函数的问题，建议通过具体的计算数据加以印证和说明；热力学第一定律的教学注意对功的符号规定的说明。对于标准摩尔生成焓的讲解要在重视知识的同时，突出概念提出过程中蕴含的科学方法

5、，以便促进学生化学观念的建立。对于标准摩尔焓变的计算注意通过典型例题讲清适用条件。对于用G来判断化学反应的方向，精选典型例题，设计学生讨论环节。【讲授内容】一、热力学一些常用术语系统和环境、状态和状态函数、过程和途径二、热力学第一定律1、热和功2、热力学能3、热力学第一定律4、可逆过程和最大功三、热化学1、等容反应热、等压反应热和焓的概念2、热力学方程式3、盖斯定律4、生成焓5、键能与反应焓变的关系四、热力学第二定律1、化学反应的自发性2、熵3、热力学第二定律4、标准摩尔熵五、吉布斯自由能及其应用1、吉布斯自由能2、标准生成吉布斯自由能3、G与温度的关系4、范托夫等温方程【自学内容】1、水合离

6、子的标准生成焓第三章 化学平衡和化学反应速率【目的要求】1、了解化学平衡的特征；掌握标准平衡常数和标准吉布斯自由能变之间的关系2、能写出不同类型反应的标准平衡常数表达式，并能利用标准平衡常数进行有关化学平衡的计算3、能运用多重平衡规则求标准平衡常数。了解温度对标准平衡常数的影响4、掌握化学平衡移动的定向判断以及移动程度的定量计算5、了解化学反应速率的概念及其实验测定方法6、掌握质量作用定律；知道应如何确定非基元反应的速率方程7、掌握温度对反应速率影响的阿累尼乌斯经验式8、能用活化分子、活化能等概念解释外界因素对反应速率的影响【教学设计建议】这一章主要围绕着两个问题展开：（1）化学平衡问题，即在

7、给定条件下，有多少反应物可以最大限度地转化为生成物？（2）化学反应速率问题，即实现这种转化需要多少时间？前一个问题属于化学热力学范畴，后者属于化学动力学范畴。本章教学设计建议从对实验数据的观察分析入手引入经验平衡常数；对标准平衡常数的讲解建议利用对比的方式分门别类地进行；对于化学平衡的移动，建议充分利用学生已有的相关知识，侧重于从Q和K的关系入手组织学生进行讨论。对于化学反应速率建议采用启发式教学，从速率方程入手，引导学生理解浓度、温度和催化剂对反应速率的影响。【讲授内容】一、化学平衡1、化学平衡的特征2、标准平衡常数及其有关的计算3、多重平衡规则二、化学平衡的移动1、化学平衡移动方向的判断2

8、、化学平衡移动程度的计算三、化学反应速率及其表示法四、浓度对反应速率的影响1、基元反应和非基元反应2、质量作用定律五、反应物浓度与反应时间的关系六、温度对反应速率的影响七、反应速率理论简介1、碰撞理论2、过渡态理论八、催化剂对反应速率的影响【自学内容】1、非基元反应的反应机理第四章 解离平衡【目的要求】1、了解近代酸碱理论（重点是酸碱质子论）的基本概念2、掌握一元弱酸、弱碱的解离平衡和多元弱酸、弱碱分级解离平衡的计算3、了解活度、活度系数、离子强度等概念。理解同离子效应和盐效应对解离平衡的影响4、了解缓冲作用原理以及缓冲溶液的组成和性质，掌握缓冲溶液pH的计算，并能配制一定pH的缓冲溶液5、理

9、解难溶电解质沉淀溶解平衡的特点，会运用溶度积规则判断沉淀溶解平衡的移动以及有关的计算【教学设计建议】本章主要包含两部分内容，酸碱平衡和沉淀溶解平衡，教学设计建议通过选取恰当、丰富的例子引导学生自主归纳质子理论对酸碱反应的实质的理解；注重使学生体会到不同的酸碱理论对酸碱定义的不同视角，体会科学研究的方法，从酸碱质子论出发，着重讨论一元弱酸、弱碱和多元弱酸、弱碱以及两性物质的解离平衡，引导学生推导出各类酸碱溶液pH的计算，特别是缓冲溶液pH的计算，在进行相关计算的讲解时注重充分利用化学平衡的有关内容。在沉淀反应方面，建议在化学平衡理论的指导下进行沉淀溶解平衡相关内容的讲解，引导学生利用对比法理解溶

10、度积规则。【讲授内容】一、酸碱理论1、酸碱质子论2、酸碱电子论3、硬软酸碱（HSAB）规则二、弱酸、弱碱的解离平衡1、一元弱酸、弱碱的解离平衡2、多元弱酸、弱碱的解离平衡3、两性物质的解离平衡4、同离子效应和盐效应三、强电解质溶液1、离子氛概念2、活度和活度系数四、缓冲溶液1、缓冲作用原理和计算公式2、缓冲容量和缓冲范围五、沉淀溶解平衡1、溶度积和溶度积规则2、沉淀的生成和溶解3、分步沉淀和沉淀的转化第五章 氧化还原反应【目的要求】1、掌握氧化还原反应的基本概念。能配平氧化还原反应式2、理解电极电势的概念。能用能斯特方程进行有关的计算3、掌握电极电势在有关方面的应用4、了解原电池电动势与吉布斯

11、自由能变的关系5、掌握元素电势图及其应用【教学设计建议】从化学反应分为两大类出发，即反应过程中反应物之间没有发生电子的转移的反应和反应过程中反应物之间发生了电子转移的反应，引出本章的主要内容：氧化还原反应。本章教学设计建议充分考虑学生的已有知识基础，避免重复讲解中学学过的内容；对电极电势应用的教学建议精选典型例题，通过对典型例题的概括引申得出结论。【讲授内容】一、氧化还原反应的基本概念1、氧化和还原2、氧化数二、氧化还原方程式配平1、离子电子法配平氧化还原方程式三、电极电势1、原电池2、电极电势3、能斯特方程4、原电池的电动势与rG的关系四、电极电势的应用1、计算原电池的电动势2、判断氧化还原

12、反应进行的方向3、选择氧化剂和还原剂4、判断氧化还原反应进行的次序5、判断氧化还原反应进行的程度6、测定某些化学常数五、元素电势图及其应用【自学内容】1、氧化数法配平氧化还原方程式第六章 原子结构【目的要求】1、了解核外电子运动的特殊性波粒二象性2、能理解波函数角度分布图，电子云角度分布图和电子云径向分布图3、掌握四个量子数的量子化条件及其物理意义；掌握电子层、电子亚层、能级和轨道等的含义4、能运用不相容原理、能量最低原理和洪特规则写出一般元素的原子核外电子排布式和价电子构型5、理解原子结构和元素周期表的关系，元素若干基本性质（原子半径、电离能、电子亲和能和电负性）与原子结构的关系【教学设计建

13、议】核外电子的运动状态教学内容抽象、难理解，建议教学设计时合理把握教学内容的深度，突出重点，注重相关结论的运用。对于核外电子排布的原则，建议不直接讲授结论，而是以适当的例子引导学生主动获取对排布原则的认识；对于原子结构与周期表的关系，注重引导学生进行归纳总结。对原子结构和元素周期律建议在讲清楚元素基本性质的含义和影响因素的基础上，进行相关变化规律的分析，注重对变化规律原因的理解而非机械记忆结论。【讲授内容】一、微观粒子的波粒二象性1、氢光谱和玻尔理论2、微观粒子的波粒二象性3、不确定原理二、氢原子核外电子的运动状态1、波函数和薛定谔方程2、波函数和电子云图形3、四个量子数三、多电子原子核外电子

14、的运动状态1、屏蔽效应和钻穿效应2、原子核外电子排布四、原子结构和元素周期律1、核外电子排布和周期表的关系2、原子结构与元素基本性质第七章 分子结构【目的要求】1、掌握离子键理论的基本要点，理解决定离子化合物性质的因素及离子化合物的特征2、掌握电子配对法及共价键的特征3、能用轨道杂化理论来解释一般分子的构型4、能用价层电子对互斥理论来预言一般主族元素分子的构型5、掌握分子轨道理论的基本要点，会用该理论处理第一、第二周期同和双原子分子6、了解离子极化和分子间力的概念。了解金属键和氢键的形成和特征7、了解各类晶体的内部结构和特征【教学设计建议】物质的化学性质主要取决于分子的性质，而分子的性质又是由

15、分子的内部结构决定的，引出本章主要内容化学键，分为离子键、共价键和金属键，以及分子间力、离子极化和晶体结构等问题。离子键的授课建议从典型的离子化合物的形成入手进行讲解，注重对中学教学内容的拓展和延伸。共价键的授课注重使学生体会不同的共价键理论的优点和适用条件，利用已有理论的不足引入新理论的学习。分子间力的授课要注意引导学生理清分子间作用力与化学键区别；注重利用分子间作用力和氢键对化合物性质进行解释；离子极化的内容比较抽象，建议教学设计时注重语言的严谨性和形象性，通过形象的比喻促进理解。【讲授内容】一、离子键1、离子键理论的基本要点2、决定离子化合物性质的因素离子的特征3、晶格能二、共价键1、价

16、键理论2、共价键的特性三、杂化轨道理论1、杂化轨道理论的基本要点2、杂化轨道的类型四、价层电子对互斥理论五、分子轨道理论简介1、分子轨道理论的基本要点2、能级图3、应用举例六、金属键1、金属晶格2、金属键七、分子的极性和分子间力1、分子的极性2、分子间力八、离子极化九、氢键十、晶体的内部结构第八章 配位化合物【目的要求】1、掌握配位化合物的组成、定义、类型和结构特点2、熟悉配位化合物的重要性质：几何异构和旋光异构现象3、理解价键理论和晶体场理论的主要论点，并能用以解释一些实例4、理解配位解离平衡的意义及有关计算5、掌握螯合物的特点，了解其应用【教学设计建议】建议由学生熟悉的具体配合物的例子引入

17、，讨论配位化合物的组成和命名，类型特点及性质。配合物的价键理论和晶体场理论的教学注重讲解的可理解性，突出应用；对于配位解离平衡的有关计算建议精选典型例题，注重解题思路的分析，以便举一反三。【讲授内容】一、配位化合物的组成和定义二、配位化合物的类型和命名1、配合物的类型2、配合物的命名三、配位化合物的化学键本性1、价键理论2、晶体场理论四、配位解离平衡1、配位解离平衡和平衡常数2、配位解离平衡的移动【自学内容】一、配位化合物的异构现象1、立体异构现象2、结构异构现象二、螯合物的稳定性三、配体对中心原子的影响和配体反应性四、配合物在生物、医药等方面的应用第九章 s区元素【目的要求】1、理解s区元素

18、的电子构型与性质递变规律性的关系2、掌握s区元素的氧化物类型和性质及氢化物的性质3、掌握s区元素氢氧化物的碱性及其变化规律4、掌握s区元素盐类的溶解性及含氧酸盐热稳定性的一些规律5、了解Li、Be的特殊性和对角线规则【教学设计建议】s区元素的价电子构型为ns12，它主要是指周期系中IA族和IIA族元素，本章主要介绍锂、钠、钾、铷、铯等碱金属，和铍、镁、钙、锶、钡等碱土金属的氧化物、氢氧化物及其盐的类型、性质及其变化规律。建议本章教学中围绕碱金属和碱土金属元素的价电子构型展开对相关物质性质的讲解；注意引导学生从周期表中的斜线关系入手总结锂与镁、铍与铝的相似性。【讲授内容】一、s区元素概述二、单质

19、的化学性质三、氧化物和氢氧化物四、盐类1、晶型2、溶解性3、含氧酸盐的热稳定性五、锂、铍的特殊性和对角线规则第十章 p区元素【目的要求】1、理解p区元素的基本性质与其电子层结构的关系2、熟悉p区元素重要化合物的主要化学性质及其变化规律3、了解某些单质、常见氧化物、含氧酸根的结构4、熟悉本区元素各主要氧化态的氧化还原性5、理解惰性电子对效应、反应的耦合、离域键、氢桥键、等电子体和缺电子原子等重要概念 【教学设计建议】p区元素包括周期系IIIAVIIIA族元素，除VIIIA族元素（稀有气体）外，本章对该区元素按族进行讨论，包括卤素、氧族、氮族、碳族、硼族。卤素教学设计建议注重发挥相关理论对物质性质

20、和制备的指导作用，避免死记硬背；注意引导学生利用概念图对相关物质的性质、制备进行整理。对于氧族元素，由于内容较零散，对于一些易于理解的内容，建议给出学习目标，让学生学会自学，并在课堂上汇报交流学习成果。氮族元素教学内容较多，知识点较零散，建议教学设计中引导学生利用概念图使相关知识网络化、系统化。对于碳族元素，注重利用已学习的盐类的热分解规律指导碳酸盐分解的教学。对于硼族元素，建议教学紧紧围绕本族元素的缺电子特征进行设计，使学生理解缺电子原子的成键特征和缺电子化合物的性质；对于周期表中的斜线关系的教学，建议引导学生利用已学内容自己归纳硼和硅的相似性。【讲授内容】一、卤素1、卤素概述2、卤化氢和卤

21、化物3、卤素含氧酸及其盐二、氧族1、氧族元素概述2、氢化物3、氧化物及其水合物的酸碱性4、金属硫化物5、硫的含氧酸及其盐三、氮族1、氮族元素概述2、氨和铵盐3、氮的含氧酸及其盐4、磷及其化合物5、砷的化合物四、碳族1、碳族元素概述2、碳的化合物3、硅的化合物4、锡和铅的化合物五、硼族1、硼族元素概述2、硼的化合物3、铝及其化合物第十一章 ds区元素【目的要求】1、了解ds区元素与s区元素性质上的异同，并能从结构上予以说明2、了解ds区元素单质的重要化学性质，主要掌握这些金属与酸碱反应的情况3、重点掌握铜、银、锌、汞的重要化合物的性质和有关反应。4、理解Cu(I)-Cu(II)和Hg(I)-Hg

22、(II)之间相互转化的条件【教学设计建议】ds区元素包括IB族的铜、银、金和IIB族的锌、镉、汞。本章从结构上解释了ds区元素与s区元素性质上的异同，并着重介绍铜、银、锌、汞的化合物的性质及反应。建议本章教学时注意与碱金属和碱土金属的对比；注重利用配合物的化学键理论指导本章相关配合物的学习。【讲授内容】一、ds区元素概述二、ds区元素单质的重要性质三、ds区元素的重要化合物1、氧化物和氢氧化物2、铜盐3、银盐4、锌盐5、汞盐第十二章 d区元素和f区元素【目的要求】1、理解d区元素的特性与其电子层结构的关系2、掌握第一过渡系列的钒、铬、锰、铁、钴、镍及其主要化合物的性质，了解铬分族性质递变的规律

23、3、理解镧系收缩及其影响，一般了解镧系元素重要化合物的性质【教学设计建议】d区元素包括IIIBVIII族所有的元素，f区元素包括除镧、锕以外的镧系和锕系元素。本章着重介绍第一过渡系列元素及其化合物的性质，简单介绍镧系收缩及镧系元素重要化合物的性质。建议本章教学时注意让学生体会d区元素的特征与其电子层构型的关系，f区元素要精选教学内容，注重与后续选修课程的衔接，注重联系学科新发展。在教学过程中多采用启发式和对比法展开；注意理论联系实际。【讲授内容】 一、d区元素概述1、d区元素和过渡元素2、d区元素的特性二、钒三、铬、钼、钨四、锰1、锰（II）化合物2、锰（IV）化合物3、锰（VI）和锰（VII

24、）化合物五、铁系元素1、氧化物和氢氧化物2、盐类3、配合物六、f区元素1、镧系收缩2、镧系元素性质【自学内容】一、钛1、钛的性质和用途2、钛的化合物五、教学条件需要具有多媒体及板书相结合的教室。六、学时分配建议表理论教学内容学时第一章 气体和溶液2第二章 化学热力学初步4第三章 化学平衡和化学反应速率2第四章 解离平衡4第五章 氧化还原反应4第六章 原子结构4第七章 分子结构4第八章 配位化合物2第九章 s区元素2第十章 p区元素2第十一章 ds区元素2第十二章 d区元素和f区元素4合计36七、实施建议1、教学组织本课程教学主要采取讲授方式，采用多媒体与板书相结合的教学手段，教学内容为化学热力学、化学动力学、四大化学平衡（酸碱平衡、沉淀溶解平衡、氧化还原平衡和络合解离平衡）原理、元素周期律、原子结构、分子结构以及元素及其化合物的结构、组成、性质、变化规律。教学重点为无机化学基本理论和基本原理部分。要求教学过程中尽可