spContent=元素周期表是我们探索化学世界的藏宝图。在这门课程中,我们就来打开这张藏宝图,领略不同元素千变万化的风采。元素们有的活泼合群,有的独来独往。有的坚强刚毅,有的柔软随和......但无论个性如何,它们都有自己的用武之地。
《无机元素化学》被评为2019年陕西省精品在线课程,2021年的时候又进行了补充建设,采用思维导图使整体的条理性更加清晰,并加入了典型习题的讲解,帮助大家抓住重点。期待您的宝贵意见,我们会不断改进、完善。
"表里乾坤大,书中日月长",让我们一起走进元素的世界吧!
元素周期表是我们探索化学世界的藏宝图。在这门课程中,我们就来打开这张藏宝图,领略不同元素千变万化的风采。元素们有的活泼合群,有的独来独往。有的坚强刚毅,有的柔软随和......但无论个性如何,它们都有自己的用武之地。
《无机元素化学》被评为2019年陕西省精品在线课程,2021年的时候又进行了补充建设,采用思维导图使整体的条理性更加清晰,并加入了典型习题的讲解,帮助大家抓住重点。期待您的宝贵意见,我们会不断改进、完善。
"表里乾坤大,书中日月长",让我们一起走进元素的世界吧!
—— 课程团队
课程概述
《无机元素化学》这门课程以元素周期表为纲,系统地讨论s, p, d, f各区元素的性质递变规律,着重介绍典型元素的单质和化合物的制备、特征反应、物理化学性质、物质结构与性质之间的内在联系等。它可以是《无机化学》课程的一部分,也可以自成体系。学习者在系统学习化学基本原理的基础上,通过对本课程的学习,可进一步深入理解现代化学原理在解释元素性质中的应用,从宏观和微观的不同角度阐明物质的性质和无机反应规律。进而可以从这些元素的性质和规律变化出发,延伸到实际应用,使传统的描述性化学变得易于理解、记忆和掌握。课程同时还引导学生探索学习无机化学研究的前沿领域,如新型碳材料、金属有机化合物、能源转化及存存储材料、生物无机材料等,启发思维,拓宽视野,形成科学世界观。
授课目标
通过对化学元素的系统学习,使学习者进一步理解化学反应的基本规律、物质结构的基础理论等,掌握其中重要单质及化合物的合成、特征反应,深入剖析元素组成、固体物质结构与性质之间的内在联系;使学习者具备无机合成、反应、结构等方面的说理能力。
引导学习者探索学习无机化学研究的前沿领域,培养理论联系实际的能力和实事求是的科学态度。
课程大纲
第一章 总论
课时目标:学习目标:1. 了解元素周期表的发展和化学元素的起源,树立科学发展观;2. 熟悉元素丰度和各种元素的分类;3. 掌握元素周期表的结构和分区;4. 熟悉各区元素的周期性规律,体会博大精深的自然辨证规律,学习其中的思想精髓,并利用规律指导学习。
1.1 元素周期表的来源与结构
1.2 元素的周期性
1.3 各区元素的通性(上)
1.4 各区元素的通性(下)
第二章 s区元素
课时目标:学习目标:1. 掌握 IA、IIA 族元素金属及其常见化合物的性质;2. 熟悉碱金属、碱土金属的重要氧化物、氢氧化物、溶解性和碱性的变化规律;3. 了解碱金属、碱土金属的重要盐类的热稳定性和溶解性变化规律。
2.1 碱金属和碱土金属单质性质及制备
2.2 化合物性质——氢化物、氧化物
2.3 化合物性质——氢氧化物、盐类及配合物
2.4 最软的金属——铯(拓展)
第三章p区元素——硼族元素
课时目标:学习目标:1. 熟悉硼族元素单质及其常见化合物的性质;2. 掌握 缺电子性和缺电子化合物的反应性及其应用;3. 了解硼乙硼烷等硼氢化合物的结构特点和反应性。
3.1 硼及其化合物的性质——硼、硼酸和硼砂
3.2 硼及其化合物的性质——硼烷、卤化硼和氮化硼
3.3 铝及其化合物的性质
第四章p区元素——碳族元素
课时目标:学习目标:1. 熟悉碳及其主要同素异形体的结构及物理化学性质;2. 掌握碳的氧化物及碳酸盐的结构和物理化学性质;3. 掌握硅及其常见的化合物的结构和物理化学性质;4. 熟悉锗、锡、铅及其常见的化合物的物理化学性质。
4.1 碳及其化合物的性质——碳及其同素异形体
4.2 碳及其化合物的性质——碳氧化物和碳酸盐
4.3 硅及其化合物的性质
4.4 锗锡铅及其化合物的性质
第五章 p区元素——氮族元素
课时目标:学习目标:1. 熟悉氮、氨、联氨的结构及物理化学性质;2. 掌握重要的氮氧化物、硝酸、亚硝酸和常见的硝酸盐的结构和物理化学性质;3. 掌握磷及其常见的化合物的结构和物理化学性质;4. 熟悉砷、锑、铋及其常见的化合物的物理化学性质;5. 了解砷化镓、磷烯等前沿研究领域及其应用。
5.1 氮及其化合物的性质——氮族元素的单质
5.2 氮及其化合物的性质——氮的氢化物和氧化物
5.3 氮及其化合物的性质——氮的含氧酸及其盐
5.4 磷的化合物的性质
5.5 砷锑铋及其化合物的性质
第六章 p区元素——氧族元素
课时目标:学习目标:1. 熟悉氧、臭氧的结构及物理化学性质;2. 掌握H2O、H2O2的结构和物理化学性质;3. 掌握硫及其常见的化合物的结构和物理化学性质;4. 熟悉硒、碲、钋及其常见的化合物的物理化学性质;5. 深入理解等电子原理和分子空间构型的关系。
6.1 氧及其化合物的性质——氧和臭氧
6.2 氧及其化合物的性质——过氧化氢和氧化物
6.3 硫及其化合物的性质——硫、硫化氢和硫化物
6.4 硫及其化合物的性质——硫的氧化物和硫的含氧酸及其盐
6.5 锂硫电池(拓展)
第七章 p区元素——卤族元素
课时目标:学习目标:1. 熟悉卤素单质的性质及水解特性,了解氟在本族中的特殊性;2. 掌握氢卤酸、含氧酸的酸性变化规律及其性质和结构特点;3. 掌握价层电对互斥理论对卤素化合物分子空间构型的解释;4. 了解卤素互化物、多卤化物的组成和物理化学性质变化规律。
7.1 卤族元素的单质性质
7.2 卤族元素化合物的性质——卤化氢、氢卤酸及多卤化物
7.3 卤族元素化合物的性质——氧化物、含氧酸及其盐
7.4 氟元素的前世今生 (拓展)
第八章 p区元素——稀有气体和氢气
课时目标:学习目标:1. 掌握稀有气体的结构和性质变化规律;2. 掌握氢的成键特征和常见氢化物的性质特点;3. 了解氢能的开发和应用。
第九章d区元素——锰及锰前各分族
课时目标:学习目标:1. 掌握 d区元素的通性;2. 掌握钛、钒、铬、锰的单质和常见化合物的性质。
第九章d区元素——锰及锰前各分族
9.1 钛及其化合物的性质
9.2 钒及其化合物的性质
9.3 铬及其化合物的性质
9.4 锰及其化合物的性质
9.5 本领高强的钛 (上)(拓展)
9.6 本领高强的钛 (下)(拓展)
第十章d区元素——锰后各分族
课时目标:学习目标:1. 掌握铁、钴、镍的单质和常见化合物的性质;2. 掌握 铂系元素单质和常见化合物的性质;3. 掌握羰基配合物的成键特征。
10.1 铁钴镍及其化合物的性质(上)
10.2 铁钴镍及其化合物的性质(下)
10.3 铂系元素
10.4 象征智慧的元素——钯 (拓展)
第十一章 ds区元素
课时目标:学习目标:1. 掌握 ds 区的单质和常见化合物的性质;2. 从原子结构对比s区和ds区元素性质的差异;3. 掌握Cu(I)和Cu(II)、Hg(I)和Hg(II)之间相互转化条件及相关的应用。
11.1 铜族单质的性质
11.2 铜族化合物的性质——铜的化合物
11.3 铜族化合物的性质——银和金的化合物
11.4 锌族单质和化合物的性质
第十二章 f 区元素
课时目标:学习目标:1. 掌握镧系收缩及其影响;2. 了解镧系元素电子层结构的特点与氧化态、磁性、颜色等特性的关系;3. 了解镧系元素在材料领域中的应用。
12.1 镧系元素及其性质
12.2 稀土金属 (拓展)
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预备知识
已学完《大学化学》或《无机化学》(上册),对物质结构和化学基本原理有一定的了解。
参考资料
1. 大连理工大学无机化学教研室编,《无机化学》(第六版),高等教育出版社, 2018年;
2. 北京师大、华中师大、南京师大,《无机化学》(第四版),高等教育出版社,2003年;
3. 刘新锦 ,朱亚先 ,高飞 编著. 《无机元素化学》(第二版),科学出版社,2010年;
4. 刘新锦 ,朱亚先 ,高飞 编著. 《无机元素化学》(第三版),科学出版社,2020年。
常见问题
1. 如何获得认证证书?
注册本课程的学员完成课程视频的学习,通过网上的各章习题测试、期末测试题且 申请认证证书的同学,可获得有张雯老师电子签名的证书; 各章测试问题65%,期末考试30%,课程讨论5% 。
请注意,讨论发言的题目在各章课堂交流区,在此问题下回答讨论才记录成绩。最少回复5次。
成绩在85分及以上的颁发优秀证书,60-84分的颁发合格证书。
最近平台功能做了调整,取消了免费证书,成绩合格的学生不再自动获得证书,但可以自行申请获得收费的认证证书,在形式上有电子版证书和纸质版证书两种。
2. 校内学习者和校外学习者有何不同?
在获得认证证书方面没有区别。但校内学习本课程的学员如要获得课程的学分,除需完成网络课程的学习要求外,还需完成线下作业,并参加线下考试。