无机化学基本原理
龚 孟 濂 教 授 主 讲
Tel,3668728,(020) 84038640
E-mail,cesgml@mail.sysu.edu.cn
教材：, 无机化学基本原理,
编著
中山大学出版社,2004年第 1版第 5次印刷
什么是大学？
¤ 做人；做学问。
¤ 大大的学，自由地学，自觉地学。
¤ 理想主义,
最高堡垒
最后堡垒
Your dream is coming true by
your hard work here！
“无机化学基本原理, 学什么
系统地学习 无机化学基本理论：
热力学原理与四大平衡
结构原理（原子、分子、晶体）
元素周期律
结构 -性质的关系
用这些理论去分析、研究和解决无机化学问
题,包括理论问题和实际应用问题。
“无机化学基本原理, 怎样学
1,以 无机化学基本原理 为纲
理论框架 ---
* 热力学原理与四大平衡 ? 宏观
* 结构原理 （ 原子, 分子, 晶体 ） ? 微观
* 元素周期律 ? 宏观和微观
理论模型 ? 背景, 适用范围, 要点, 解决什么问题, 缺陷 。
2,思维方法 ---归纳法和演绎法
3,预习 ---复习 --- 总结：
规律性, 特殊性, 反常性,记忆重要性质 。
4,作业
5,实验
教 学 安 排
* 44学时,2.5学分。
* 评定成绩办法,
总评成绩 = 期中考 × 40% + 期末考 × 50%
+ 平时作业 × 10%
*考试：有限开卷 （ 带, 课程小结,, 占考试成
绩 10%）, 独立完成 。
主要参考书目
? 1、华彤文等,,普通化学原理,,北京大学出版社,2001。
? 2、严宣申等,,普通无机化学,,北京大学出版社,1999。
? 3、武汉大学等，曹锡章等修订,,无机化学, （第 3版，上、下
册），高等教育出版社,1994。
? 4、宋天佑，程鹏，王杏乔,,无机化学, （上册），高等教育
出版社,2004。
? 5、宋天佑，徐家宁，程功臻,,无机化学, （下册），高等教
育出版社,2004。
? 6,F.A.Cotton,G.Wilkinson,P.L.Gaus,Basic Inorganic
Chemistry (3rd ed.),John Wiley & Sons (Asia) Pte Ltd.,
2001。
? 7、蔡少华,龚孟濂,刘杰,,无机化学习题解答,, 中山大学
出版社,2004。
? 8、竺际舜主编,,无机化学习题精解,,科学出版社,2001。
绪 论
? 一, 化学是中心科学
? 1.材料,高纯 Si,GaN,超导材料, 塑料,
医药, 仿生材料
? 2.生命,
Hem + O2 = HemO2 （ 血红蛋白 Hem）
CO (g) + HemO2 (aq) = O2 (g) + Hem(CO) (aq)
K = 210
3.环境, 环境污染治理
4.能源, 煤、石油、核燃料发电
一、化学是中心科学 (续 )
研究对象, 原子核 原子、分子、晶体 生物体 物体,天体
物
理
学
有
机
化
学
物
理
化
学
高
分
子
化
学
结
构
化
学
生
物
化
学
生
物
学
物
理
学
分 析 化 学
无 机 化 学
推荐 1本书,
Ronald Breslow,Chemistry Today and Tomorrow –
The Central,Useful,and Creative Science.
R.布里斯罗，
,化学的今天
和明天 — 一
门中心的、实
用的和创造性
的科学,,科
学出版社，
1998.
图 1,1种 可能 与 HIV病毒中功能活化酶
相结合 的 待试药物 的计算机模拟图像
? 治疗爱兹病
的药物?
图 2,南极上空臭氧层中的空洞
(根据 NASA卫星提供的数据绘制, 左图, 1993.10.06;
右图, 2006.10.20,臭氧空洞达 1060 万平方英里 )
? 环境保护
图 3,美国 North Carolina州
Triangle研究所的半导体研究室
? 许多化学研
究并不仅仅
在试管和烧
瓶中进行。
诺贝尔化学奖获奖名单及研究领域
(1994 – 2006)
? 2006年, 美国斯坦福大学的罗杰 -考恩伯格因为在 真核转
录分子基础 方面的研究获得诺贝尔化学奖 。
? 2005年,授予发现 有机物合成转换 (烯烃复分解反应 )领
域 方面做出贡献的法国石油研究所化学家埃维斯 -沙文
(Yves Chauvin,74岁 ),美国加州理工学院的化学教授罗
伯特 -格鲁布斯 (Robert H,Grubbs,63岁 ) 和美国麻省理工
学院教授理查德 -施罗克 (Richard R,Schrock,60岁 )。 烯
烃复分解反应 广泛应用在化学工业，尤其是制药业和塑
料工业 。
? 2004年,以色列科学家阿龙 -西查诺瓦、阿弗拉姆 -赫尔
什科和美国科学家伊尔温 -罗斯，表彰他们在 蛋白质控制
系统 方面做出重大发现, 人类细胞如何控制某种蛋白质
的过程，具体地说，就是人类细胞对无用蛋白质的“废
物处理”过程。
诺贝尔化学奖获奖名单及研究领域
(1994 – 2006) (续 )
? 2003年,美国的彼得 ·阿格雷和罗德里克 ·麦金农，表彰他们在 细
胞膜通道 方面做出的开创性贡献。
彼德,阿格雷 (54岁 ),
罗德里克,麦金农 (47岁 ),
细胞膜, H2O通道
金属离子 (K+,Na+,Ca2+…) 通道
从分子 – 原子水平研究生物 !
→ 治疗肾脏病,心脏病,肌肉病,神经系统病
? 2002年,美国的约翰 ·芬恩、日本的田中耕一、瑞士的库尔特 ·维
特里希，表彰他们发明了 对生物大分子进行确认和分析 的方法。
诺贝尔化学奖获奖名单及研究领域
(1994 – 2006) (续 )
? 2001年：美国的威廉 ·诺尔斯、巴里 ·夏普莱斯、日本的
野 依良治，表彰他们在更好地 控制化学反应 方面所作
出的贡献 。这为发明治疗心脏疾病和帕金森病的药物
铺平了道路。
? 2000年：美国的阿兰 ·黑格和阿兰 ·麦克迪尔米德、日本
的 白川秀树，表彰他们发现了 导电的塑料和研发具有
传导性能 的聚合体 。
? 1999年：美国的阿米德 ·泽维尔，表彰他在基本化学反
应领 域所作出的先驱性研究。他 将飞秒 (fs,10-15 s)光谱
学应用于化学反 应的转变状态研究 。
? 1998年：美国的沃尔特 ·科恩,表彰他在 60年代提出密
度泛 函理论。英国的约翰 ·波普，表彰他发明了 测验化
学结构和 物质特性的计算机技术 。
诺贝尔化学奖获奖名单及研究领域 (续 )
(1994 – 2006) (续 )
? 1997年：美国的保罗 ·博耶、英国的约翰 ·沃克、丹
麦的詹 斯 ·斯科，表彰他们在研究 身体细胞是如何
储存和传递能量 方面所取得的成果。
? 1996年：英国的哈诺德 ·克奥托、美国的小罗伯
特 ·荷尔,理查德 ·斯莫利，表彰他们发现了 布基球
(C60,C70,C140 …),这是一种球型的 碳分子 。
? 1995年：荷兰的保罗 ·克鲁特恩、美国的马里奥 ·莫
利纳,F·罗兰，表彰他们在研究 臭氧层形成和破坏
方面所取得的 成果。
? 1994年：美国的乔治 ·A·欧拉，表彰他在碳氢化合物
即 烃 类研究 领域所作出的杰出贡献。
二、什么叫“化学”
1,化学的定义
2,化学变化的特点
3,化学的分支学科 （ 二级学科 ）
4,化学实验的重要性
5,回顾史实，瞻望前沿
1,化学的定义：
从 原子, 分子 及其 凝聚态 层次上研究物质的 组成、
结构、性质、变化规律及其应用 的科学。
物质的 凝聚态,
s – solid （固体）
l – liquid（ 液体 ）
g – gas（ 气体 ）
等离子体 (plasma)
玻色 -爱恩斯坦冷凝体 （ 1995）
费米冷凝体 （ 2004）
2,化学变化的 特点,
? 2,1 化学变化是 质变
H2O (l) = H2O (s)
2H2O (l) = 2H2 (g) + O2 (g)
? 2,2 化学变化是 定量 的
2H2O (l) = 2H2 (g) + O2 (g)
36 4 32 吸热 (△ H﹥ 0)
? 2, 3 化学变化伴随 能量变化,放热, 吸热
2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (l)
放热 (△ H﹤ 0)
3,化学的分支学科（二级学科）
? 无机化学
? 分析化学
? 有机化学
? 物理化学
? 高分子化学
3.1 无机化学
? 无机化学是研究 除 C,H化合物及其
衍生物以外 的所有元素和化合物的的组
成, 结构, 性质, 变化规律及其应用的
化学分支 。
? 1871年, 俄国门捷列夫发表, 元素周期
表,, 含 68个元素 。
3.1 无机化学 (续 )
? 40年代：铀矿中 U含量约十万分之几
? 制原子弹, 氢弹 。
? 有机磷萃取剂 TBP或 P204
→ 40% - 60% U
? 50年代半导体：
? Si,Ge,In,U高纯度 。
? 60年代航天
无机化学热点,材料、生命、能源、环境
? 无机材料化学,
光、电、磁、热等功能材料和机械材料
? 生物无机化学,人体中 25种金属元素
? 有机金属化学,
含 M-C键化合物。超真空，无水，无 O2。
催化剂、半导体、药物、能源。
3, 化学的分支学科（二级学科）（续）
? 3.2 分析化学
? 化学分析, 仪器分析
? 定性, 定量
? 成分分析, 结构分析
? 无机分析, 有机分析 …
? 3.3 有机化学
? 10,000,000多种有机化合物 。
? 人工成牛胰岛素晶体
（ 1965，中国科学院）
3,化学的分支学科（二级学科）（续）
3.4 物理化学
化学热力学、化学动力学、结构化学
3.5 高分子化学
全世界高分子聚合物年产量 1亿吨
4,化学实验的重要性
5,回顾史实，瞻望前沿
龚 孟 濂 教 授 主 讲
Tel,3668728,(020) 84038640
E-mail,cesgml@mail.sysu.edu.cn
教材：, 无机化学基本原理,
编著
中山大学出版社,2004年第 1版第 5次印刷
什么是大学？
¤ 做人；做学问。
¤ 大大的学，自由地学，自觉地学。
¤ 理想主义,
最高堡垒
最后堡垒
Your dream is coming true by
your hard work here！
“无机化学基本原理, 学什么
系统地学习 无机化学基本理论：
热力学原理与四大平衡
结构原理（原子、分子、晶体）
元素周期律
结构 -性质的关系
用这些理论去分析、研究和解决无机化学问
题,包括理论问题和实际应用问题。
“无机化学基本原理, 怎样学
1,以 无机化学基本原理 为纲
理论框架 ---
* 热力学原理与四大平衡 ? 宏观
* 结构原理 （ 原子, 分子, 晶体 ） ? 微观
* 元素周期律 ? 宏观和微观
理论模型 ? 背景, 适用范围, 要点, 解决什么问题, 缺陷 。
2,思维方法 ---归纳法和演绎法
3,预习 ---复习 --- 总结：
规律性, 特殊性, 反常性,记忆重要性质 。
4,作业
5,实验
教 学 安 排
* 44学时,2.5学分。
* 评定成绩办法,
总评成绩 = 期中考 × 40% + 期末考 × 50%
+ 平时作业 × 10%
*考试：有限开卷 （ 带, 课程小结,, 占考试成
绩 10%）, 独立完成 。
主要参考书目
? 1、华彤文等,,普通化学原理,,北京大学出版社,2001。
? 2、严宣申等,,普通无机化学,,北京大学出版社,1999。
? 3、武汉大学等，曹锡章等修订,,无机化学, （第 3版，上、下
册），高等教育出版社,1994。
? 4、宋天佑，程鹏，王杏乔,,无机化学, （上册），高等教育
出版社,2004。
? 5、宋天佑，徐家宁，程功臻,,无机化学, （下册），高等教
育出版社,2004。
? 6,F.A.Cotton,G.Wilkinson,P.L.Gaus,Basic Inorganic
Chemistry (3rd ed.),John Wiley & Sons (Asia) Pte Ltd.,
2001。
? 7、蔡少华,龚孟濂,刘杰,,无机化学习题解答,, 中山大学
出版社,2004。
? 8、竺际舜主编,,无机化学习题精解,,科学出版社,2001。
绪 论
? 一, 化学是中心科学
? 1.材料,高纯 Si,GaN,超导材料, 塑料,
医药, 仿生材料
? 2.生命,
Hem + O2 = HemO2 （ 血红蛋白 Hem）
CO (g) + HemO2 (aq) = O2 (g) + Hem(CO) (aq)
K = 210
3.环境, 环境污染治理
4.能源, 煤、石油、核燃料发电
一、化学是中心科学 (续 )
研究对象, 原子核 原子、分子、晶体 生物体 物体,天体
物
理
学
有
机
化
学
物
理
化
学
高
分
子
化
学
结
构
化
学
生
物
化
学
生
物
学
物
理
学
分 析 化 学
无 机 化 学
推荐 1本书,
Ronald Breslow,Chemistry Today and Tomorrow –
The Central,Useful,and Creative Science.
R.布里斯罗，
,化学的今天
和明天 — 一
门中心的、实
用的和创造性
的科学,,科
学出版社，
1998.
图 1,1种 可能 与 HIV病毒中功能活化酶
相结合 的 待试药物 的计算机模拟图像
? 治疗爱兹病
的药物?
图 2,南极上空臭氧层中的空洞
(根据 NASA卫星提供的数据绘制, 左图, 1993.10.06;
右图, 2006.10.20,臭氧空洞达 1060 万平方英里 )
? 环境保护
图 3,美国 North Carolina州
Triangle研究所的半导体研究室
? 许多化学研
究并不仅仅
在试管和烧
瓶中进行。
诺贝尔化学奖获奖名单及研究领域
(1994 – 2006)
? 2006年, 美国斯坦福大学的罗杰 -考恩伯格因为在 真核转
录分子基础 方面的研究获得诺贝尔化学奖 。
? 2005年,授予发现 有机物合成转换 (烯烃复分解反应 )领
域 方面做出贡献的法国石油研究所化学家埃维斯 -沙文
(Yves Chauvin,74岁 ),美国加州理工学院的化学教授罗
伯特 -格鲁布斯 (Robert H,Grubbs,63岁 ) 和美国麻省理工
学院教授理查德 -施罗克 (Richard R,Schrock,60岁 )。 烯
烃复分解反应 广泛应用在化学工业，尤其是制药业和塑
料工业 。
? 2004年,以色列科学家阿龙 -西查诺瓦、阿弗拉姆 -赫尔
什科和美国科学家伊尔温 -罗斯，表彰他们在 蛋白质控制
系统 方面做出重大发现, 人类细胞如何控制某种蛋白质
的过程，具体地说，就是人类细胞对无用蛋白质的“废
物处理”过程。
诺贝尔化学奖获奖名单及研究领域
(1994 – 2006) (续 )
? 2003年,美国的彼得 ·阿格雷和罗德里克 ·麦金农，表彰他们在 细
胞膜通道 方面做出的开创性贡献。
彼德,阿格雷 (54岁 ),
罗德里克,麦金农 (47岁 ),
细胞膜, H2O通道
金属离子 (K+,Na+,Ca2+…) 通道
从分子 – 原子水平研究生物 !
→ 治疗肾脏病,心脏病,肌肉病,神经系统病
? 2002年,美国的约翰 ·芬恩、日本的田中耕一、瑞士的库尔特 ·维
特里希，表彰他们发明了 对生物大分子进行确认和分析 的方法。
诺贝尔化学奖获奖名单及研究领域
(1994 – 2006) (续 )
? 2001年：美国的威廉 ·诺尔斯、巴里 ·夏普莱斯、日本的
野 依良治，表彰他们在更好地 控制化学反应 方面所作
出的贡献 。这为发明治疗心脏疾病和帕金森病的药物
铺平了道路。
? 2000年：美国的阿兰 ·黑格和阿兰 ·麦克迪尔米德、日本
的 白川秀树，表彰他们发现了 导电的塑料和研发具有
传导性能 的聚合体 。
? 1999年：美国的阿米德 ·泽维尔，表彰他在基本化学反
应领 域所作出的先驱性研究。他 将飞秒 (fs,10-15 s)光谱
学应用于化学反 应的转变状态研究 。
? 1998年：美国的沃尔特 ·科恩,表彰他在 60年代提出密
度泛 函理论。英国的约翰 ·波普，表彰他发明了 测验化
学结构和 物质特性的计算机技术 。
诺贝尔化学奖获奖名单及研究领域 (续 )
(1994 – 2006) (续 )
? 1997年：美国的保罗 ·博耶、英国的约翰 ·沃克、丹
麦的詹 斯 ·斯科，表彰他们在研究 身体细胞是如何
储存和传递能量 方面所取得的成果。
? 1996年：英国的哈诺德 ·克奥托、美国的小罗伯
特 ·荷尔,理查德 ·斯莫利，表彰他们发现了 布基球
(C60,C70,C140 …),这是一种球型的 碳分子 。
? 1995年：荷兰的保罗 ·克鲁特恩、美国的马里奥 ·莫
利纳,F·罗兰，表彰他们在研究 臭氧层形成和破坏
方面所取得的 成果。
? 1994年：美国的乔治 ·A·欧拉，表彰他在碳氢化合物
即 烃 类研究 领域所作出的杰出贡献。
二、什么叫“化学”
1,化学的定义
2,化学变化的特点
3,化学的分支学科 （ 二级学科 ）
4,化学实验的重要性
5,回顾史实，瞻望前沿
1,化学的定义：
从 原子, 分子 及其 凝聚态 层次上研究物质的 组成、
结构、性质、变化规律及其应用 的科学。
物质的 凝聚态,
s – solid （固体）
l – liquid（ 液体 ）
g – gas（ 气体 ）
等离子体 (plasma)
玻色 -爱恩斯坦冷凝体 （ 1995）
费米冷凝体 （ 2004）
2,化学变化的 特点,
? 2,1 化学变化是 质变
H2O (l) = H2O (s)
2H2O (l) = 2H2 (g) + O2 (g)
? 2,2 化学变化是 定量 的
2H2O (l) = 2H2 (g) + O2 (g)
36 4 32 吸热 (△ H﹥ 0)
? 2, 3 化学变化伴随 能量变化,放热, 吸热
2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (l)
放热 (△ H﹤ 0)
3,化学的分支学科（二级学科）
? 无机化学
? 分析化学
? 有机化学
? 物理化学
? 高分子化学
3.1 无机化学
? 无机化学是研究 除 C,H化合物及其
衍生物以外 的所有元素和化合物的的组
成, 结构, 性质, 变化规律及其应用的
化学分支 。
? 1871年, 俄国门捷列夫发表, 元素周期
表,, 含 68个元素 。
3.1 无机化学 (续 )
? 40年代：铀矿中 U含量约十万分之几
? 制原子弹, 氢弹 。
? 有机磷萃取剂 TBP或 P204
→ 40% - 60% U
? 50年代半导体：
? Si,Ge,In,U高纯度 。
? 60年代航天
无机化学热点,材料、生命、能源、环境
? 无机材料化学,
光、电、磁、热等功能材料和机械材料
? 生物无机化学,人体中 25种金属元素
? 有机金属化学,
含 M-C键化合物。超真空，无水，无 O2。
催化剂、半导体、药物、能源。
3, 化学的分支学科（二级学科）（续）
? 3.2 分析化学
? 化学分析, 仪器分析
? 定性, 定量
? 成分分析, 结构分析
? 无机分析, 有机分析 …
? 3.3 有机化学
? 10,000,000多种有机化合物 。
? 人工成牛胰岛素晶体
（ 1965，中国科学院）
3,化学的分支学科（二级学科）（续）
3.4 物理化学
化学热力学、化学动力学、结构化学
3.5 高分子化学
全世界高分子聚合物年产量 1亿吨
4,化学实验的重要性
5,回顾史实，瞻望前沿
