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无机元素化学
第15次开课
开课时间: 2025年02月24日 ~ 2025年06月30日
学时安排: 3-5小时每周
进行至第7周,共19周 已有 374 人参加
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spContent=化学元素是构建我们物质世界大厦的砖和瓦。 元素化学是无机化学的重要组成部分,也是无机化学的主脉,内容广泛。 《无机元素化学》课程采取多校联合授课方式,教学团队由来自吉林大学、武汉大学、山东大学、中国海洋大学、北京化工大学的优秀一线教师组成,多位教师获国家级、省级教学名师奖和国家“万人计划”教学名师奖。
化学元素是构建我们物质世界大厦的砖和瓦。 元素化学是无机化学的重要组成部分,也是无机化学的主脉,内容广泛。 《无机元素化学》课程采取多校联合授课方式,教学团队由来自吉林大学、武汉大学、山东大学、中国海洋大学、北京化工大学的优秀一线教师组成,多位教师获国家级、省级教学名师奖和国家“万人计划”教学名师奖。
—— 课程团队
课程概述

    

元素化学是无机化学的重要组成部分,也是无机化学的主脉,内容广泛。《无机元素化学》MOOC主要讲述周期表各主族、副族元素单质、化合物的存在、性质、制备及用途等有关知识。

       本门课程采取多校联合授课的方式,教学团队由来自吉林大学武汉大学山东大学中国海洋大学北京化工大学的多名具有丰富无机化学教学经验的优秀一线教师组成(其中包括国家万人计划教学名师徐家宁教授(吉林大学)、国家级教学名师和国家万人计划教学名师程功臻教授(武汉大学)和山东省教学名师宋其圣教授(山东大学)这些教师一直兢兢业业工作在无机化学教学一线,负责或参与完成多项国家级、省级教学项目,主编或参编多部无机化学相关书籍的撰写工作,并发表数十篇颇具影响力的教学和教改论文,具有丰富的无机化学教学经验和各自独到的见解及授课风格。

       本课程依托的教材为吉林大学、武汉大学和南开大学联合编写的高等教育出版社出版的十二五国家级规划教材《无机化学(第四版)》(下册)。该书既充分考虑知识内容的系统性又兼具实用性,具有内容丰富、知识准确、可读性强、接近课堂等特色,可满足国内高校不同化学专业无机化学课程教学工作的要求。

        本课程根据无机化学学科特点和学生的认知特征,对内容丰富的元素化学课程内容进行分割、整合和精炼,提取出节奏紧凑合理的重要知识点。课程按章以每个知识点为基础编排教学内容,对应的教学视频时间控制在5-15分钟,预期在13周内完成教学工作。教学内容基于教材,但又有所扩充,每章均有阶梯难度的习题、思考题和作业供学员检测自己的学习效果,相信学员们能在学习中获益良多。

授课目标

(1)使学生系统地掌握无机元素化学的知识内容和知识体系。认识化学作为基础学科的重要性和潜在的发展前景,能够适当评价化学问题的解决方案对环境、社会可持续发展的影响。

(2)具备利用所学化学知识进行自主实验、解决化学实验中的相关问题的能力;适应现代技术的发展,具备通过文献检索、调研等途径实现表达、分析、解决较复杂的化学相关问题的能力;了解化学的发展现状和趋势,具备知识的自主更新和终身学习以适应发展的能力。

(3)培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。

课程大纲
碱金属和碱土金属元素
课时目标:1、熟悉碱金属和碱土金属元素的单质及其化合物制备方法。2、掌握碱金属和碱土金属元素重要化合物的性质和转化。
1 金属单质
1.1 金属单质的存在丰度
1.2 金属单质的性质
1.3 金属单质的制备
2 含氧化合物
2.1 金属氧化物
2.2 碱金属和碱土金属氢氧化物
3 盐类
3.1 盐的通性和溶解
3.2 盐的结晶水合与复盐
3.3 盐的热稳定性
3.4 重要的盐类简介
3.5 锂的特殊性质
硼族元素
课时目标:1、熟悉乙硼烷的结构和性质。 2、熟悉硼的含氧化合物的性质。3.熟悉铝的单质及化合物的性质。4.了解镓、铟、铊单质及化合物的性质。
1 硼单质及其化合物
1.1 硼族元素的丰度与分布
1.2 硼单质的晶体结构
1.3 硼单质的化学性质
1.4 硼单质的提取
1.5 乙硼烷的制备与性质
1.6 硼烷的结构
1.7 硼的含氧化合物
1.8 硼的卤化物
2 铝单质及其化合物
2.1 铝单质
2.2 铝的化合物
2.3 铍和铝相似性
3 镓、铟、铊
碳族元素
课时目标:1、了解金刚石、石墨、C60的结构,锡、铅单质的性质。2、了解硅的氢化物、二氧化硅、硅胶、硅的卤化物的重要性质。3、熟悉锡、铅硫化物的性质。4、掌握二氧化碳、碳酸及其盐的重要性质,硅酸及其盐的性质,锡、铅的氧化物、氢氧化物的酸碱性及其变化规律;掌握锡和铅化合物的氧化还原性。
1 碳单质及其化合物
1.1 碳族元素的丰度与分布
1.2 碳元素的单质
1.3 碳的氧化物
1.4 碳酸和碳酸盐
2 硅单质及其化合物
2.1 硅单质
2.2 硅的氧化物
2.3 硅的含氧酸及其盐
2.4 硅的氢化物
2.5 硅的卤化物
3 锗锡铅
3.1 锗锡铅的单质
3.2 锗锡铅的含氧化合物
3.3 锗锡铅的卤化物和硫化物
氮族元素
课时目标:1、了解氮族元素氢化物的酸碱性和热稳定性;砷、锑、铋氧化物及其水化物的酸碱性变化规律;砷、锑、秘硫化物的性质。2、掌握氮的氧化物的结构、性质和分子中的离域π键。3、熟练掌握氮的含氧酸的性质;铵盐、含氧酸酸盐的热分解规律。4、掌握磷及其氧化物、含氧酸及其盐的结构及性质,化合物中的d–pπ配键。5、熟练掌握砷、锑、铋重要化合物的性质,含氧酸及其盐的重要性质。
1 氮的单质
2 氮的氢化物
2.1 氨
2.2 联氨
2.3 羟胺
2.4 叠氮化氢
3 氮的含氧化合物
3.1 氮的氧化物
3.2 亚硝酸及其盐
3.3 硝酸及其盐
4 氮的卤化物
5 磷的单质及氢化物
5.1 磷的单质
5.2 磷的氢化物
6 磷的含氧化合物
6.1 磷的氧化物
6.2 次磷酸及其盐
6.3 亚磷酸及其盐
6.4 磷酸及其盐
7 磷的卤化物
8 砷、锑、铋
8.1 砷、锑、铋的单质
8.2 砷、锑、铋的氢化物
8.3 砷、锑、铋的卤化物
8.4 砷、锑、铋的硫化物
氧族元素
课时目标:1、了解氧的成键特征和氧化物的酸碱性。2、掌握氧气、臭氧、过氧化氢和水的结构、性质和制法。3、能熟练地应用价键理论讨论重要化合物的成键过程。4、熟练掌握硫化氢的基本性质,金属硫化物生成和溶解性,多硫化物的结构和性质。5、熟练掌握硫的含氧酸及其盐的结构、性质、用途和制备以及相互转化关系。
1 氧及其化合物
1.1元素的发现与存在形式
1.2 氧的成键特征
1.3 氧的单质
1.4 氧化物
1.5 过氧化氢
2 硫的单质及硫化物
2.1 硫的单质
2.2 硫化氢
2.3 硫化物
2.4 多硫化物
3 硫的氧化物
3.1 二氧化硫
3.2 三氧化硫
4 硫的含氧酸、含氧酸盐及衍生物
4.1 亚硫酸及其盐
4.2 焦亚硫酸盐
4.3 硫酸
4.4 硫酸盐
4.5 焦硫酸及其盐
4.6 硫代硫酸及其盐
4.7 过二硫酸及其盐
4.8 硫的其他含氧酸及其盐
4.9 硫含氧酸的衍生物
5 硒和碲
卤素
课时目标:1、了解卤素单质的制备、性质和用途。2、掌握氟单质及化合物的特殊性;拟卤素的性质及其与卤素的相似性;多卤化物及其多卤化物的热分解规律;氢卤酸的的制备方法。3、熟练掌握氢卤酸的酸性、热稳定性、还原性及其变化规律;卤化物的性质。4、掌握卤素含氧酸及其盐的性质及其递变规律。
1 卤素单质
1.1卤素的通性
1.2 卤素单质的物理性质
1.3 卤素单质的化学性质
1.4 单质氟的制备
1.5 单质氯的制备
1.6 单质溴和碘的制备
2 卤化氢和氢卤酸
2.1 卤化氢的物理性质
2.2 卤化氢和氢卤酸的化学性质
2.3 卤化氢的制备
3 卤化物和拟卤素
3.1 金属卤化物
3.2 卤素互化物和多卤化物
3.3 拟卤素
4 卤素的含氧化合物
4.1 次卤酸及其盐
4.2 亚卤酸及其盐
4.3 卤酸及其盐
4.4 高卤酸及其盐
氢和稀有气体
课时目标:1、 了解氢和稀有气体单质及化合物的性质及其变化规律。2、了解稀有气体单质及化合物的性质及其变化规律。
1 氢
1.1 氢
1.2 氢的成键方式
1.3 氢气的性质
1.4 氢气的制备和用途
1.5 氢化物
2 稀有气体
2.1 稀有气体的性质和用途
2.2 稀有气体化合物
2.3 稀有气体化合物的结构
3 主族元素总结
3.1 主族非金属元素的通性
3.2 主族金属元素的通性
3.3 次级周期性
铜副族元素和锌副族元素
课时目标:1、了解铜副族和锌副族元素单质及其化合物性质变化规律。2、熟悉化合物性质及其相互转化关系。3、掌握重要化合物的性质、颜色、状态、制备方法等。
1 铜副族元素
1.1 丰度与分布
1.2 铜副族元素的单质
1.3 一价铜的化合物
1.4 二价铜的化合物
1.5 Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)的相互转化
1.6 银的化合物
1.7 金的化合物
2 锌副族元素
2.1锌副族元素的单质
2.2 锌和镉的化合物
2.3 一价汞的化合物
2.4二价汞的化合物
2.5 Hg(I)和Hg(II)的相互转化
钛副族元素和钒副族元素
课时目标:1、熟悉钛副族、钒副族元素和化合物性质变化规律。2、掌握钛和钒重要化合物的性质、颜色、状态、制备方法等。
1 钛副族元素
1.1 钛单质物理和化学性质
1.2 钛单质用途和冶炼
1.3 二氧化钛
1.4 钛酸及其盐
1.5 钛的卤化物
1.6 锆和铪性质及分离
2 钒副族元素
2.1 钒性质和冶炼
2.2 钒的氧化物
2.3 钒的含氧酸
2.4 钒的卤化物
2.5 铌和钽
铬副族元素和锰副族元素
课时目标:1.了解铬副族和锰副族元素的单质及其化合物性质变化规律。2.熟悉铬和锰化合物间相互转化关系。3.掌握铬和锰重要化合物的性质、颜色、状态、制备方法等。
1 铬副族元素
1.1 Cr单质
1.2 Cr(III)的化合物
1.3 Cr(Ⅵ)的化合物
1.4 钼、钨的单质及其含氧化合物
2 锰副族元素
2.1 锰的单质
2.2 锰(II)的化合物
2.3 锰(IV)的化合物
2.4 锰(VI)和(III)的化合物
2.5 锰(VII)的化合物
2.6 锝、铼的单质及其化合物
2.7 [Re2Cl8]2-的结构与四重键
铁系元素和铂系元素
课时目标:1.了解铂系元素的单质及其化合物性质变化规律。2.熟悉铁系元素单质和化合物性质的变化规律。 3.掌握铁、钴、镍重要化合物的性质、颜色、状态、制备方法等。
1 铁系元素
1.1 铁系元素
1.2 铁系元素的单质
1.3 铁系元素的简单化合物
1.4 铁系元素的配位化合物
2 铂系元素
2.1 铂系元素及其单质
2.2 铂系元素的简单化合物
2.3 铂系元素的配位化合物
3 过渡金属元素小结
镧系元素和锕系元素
课时目标:1、了解镧系元素及其化合物的一些基本知识。2、了解锕系元素及其化合物的一些基本知识。
1 镧系元素
1.1 镧系和锕系元素前言
1.2 镧系元素的单质和化合物
1.3 稀土的分离与提纯
1.4 稀土元素的重要用途
2 锕系元素
2.1钍及其化合物
2.2 铀及其化合物
2.3 超铀元素与核化学
展开全部
预备知识

具备中学化学的相关基础知识。

参考资料

无机化学(5)下册,王莉,徐家宁,程功臻,张丽荣,宋天佑,高等教育出版社,2024

无机化学习题解答(第5版),王莉,张丽荣,于杰辉,宋天佑,高等教育出版社,2024

无机化学例题与习题(第5版),徐家宁,王莉,张丽荣,于杰辉,宋天佑,高等教育出版社,2024

常见问题

Q :  《无机元素化学》MOOC配套的教材?

A :  《无机化学(第五版)》(下),高等教育出版社,2024

吉林大学
11 位授课老师
王莉

王莉

吉林大学,化学学院,教授

徐家宁

徐家宁

吉林大学,化学学院,教授

张丽荣

张丽荣

吉林大学,化学学院,教授

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