第1章 無機化学を学ぶにあたって |
1.1 化学の発展 1 |
1.2 現代の無機化学 3 |
1.3 諸単位,基礎化学用語,濃度 4 |
1.3.1 SI基本単位 4 |
1.3.2 化学用語 5 |
1.3.3 溶液の濃度 8 |
章末問題 10 |
第2章 原子の構造 |
2.1 原手の誕生で 12 |
2.2 原手の構成粒手と種類 13 |
2.2.1 化学量 14 |
2.2.2 質量欠損と核エネルギー 15 |
2.3 原子模型 16 |
2.3.1 水素原手の輝線スペクトル 16 |
2.3.2 ボーアの原子模型 17 |
2.3.3 電子の粒尋性と波動性 19 |
2.4 前期量子論と原手構造 21 |
2.4.1 シュレーディンガー波動方程式 21 |
2.4.2 電手の状態と軌道 21 |
2.5 原子の電子配置と電子の相互作用 25 |
2.5.1 原子の電手配置 25 |
2.5.2 電子による核電荷の遮蔽と有効核電荷 26 |
2.6 周期表と原子の性質 27 |
2.6.1 周期表 27 |
2.6.2 イオン化エネルギー 28 |
2.6.3 電子親和力 29 |
2.6.4 電気陰性度 30 |
2.6.5 原子およびイオンの大きさ 32 |
章末問題 34 |
第3章 化学結合と分子の構造 |
3.1 化学結合の初期理論-八隅説 36 |
3.2 電気力学による結合論と共有結合 38 |
3.2.1 原子化結合性(VB法) 38 |
3.2.2 混成軌道 39 |
3.2.3 多重結合(σ時結合とπ結合)と混成軌道 42 |
3.2.4 非共有電子対と二重結合を含む分子の形 44 |
3.2.5 分手軌道法(MO法) 45 |
3.3 共有結合と結合の極性およびイオン性 48 |
3.3.1 結合の極性と分手の双極手モーメント 48 |
3.3.2 結合のイオン性と電気陰性度 51 |
3.4 イオン結合 52 |
3.5 金属結合 52 |
3.6 分子間に働く力 53 |
3.6.1 フアンデルワールス力 54 |
3.6.2 水素結合 55 |
章末問題 56 |
第4章 固体の化学 |
4.1 固体の結合 57 |
4.1.1 金属結合 57 |
4.1.2 イオン結合 59 |
4.1.3 共有結合と分子間結合 62 |
4.2 結晶構造と格子 64 |
4.2.1 格子と単位格子 64 |
4.2.2 ブラベ格子 65 |
4.2.3 結晶面とミラー指数 67 |
4.2.4 結晶面とX線回折 68 |
4.3 結合と結晶構造 68 |
4.3.1 金属の結晶構造 68 |
4.3.2 イオン結晶の構造 70 |
4.3.3 その他の結晶の構造 72 |
4.4 多結晶,焼結体とアモルファス 74 |
章末問題 77 |
第5章 溶液の化学 |
5.1 水に関する基本事項 79 |
5.1.1 水分手の構造 79 |
5.1.2 氷の構造 80 |
5.1.3 水の状態図 81 |
5.1.4 溶媒としての水の性質 82 |
5.1.5 イオンの水和 82 |
5.1.6 無機化合物への水の付加 86 |
5.2 酸と塩基 86 |
5.2.1 酸と塩基の定義 86 |
5.2.2 水の電離平衡 90 |
5.2.3 弱酸と弱塩基の電離 91 |
5.2.4 塩のカロ水分解 94 |
5.2.5 緩衝溶液 97 |
5.2.6 溶解度積 98 |
5.2.7 硬い酸・塩基と軟らかい酸・塩基(HSAB) 100 |
5.3 無機化学反応機構 101 |
5.3.1 外圏電手移動反応 101 |
5.3.2 内圏電子移動反応 102 |
章末問題 103 |
第6章 電気化学 |
6.1 酸化還元反応とは 105 |
6.2 電池 107 |
6.3 ネルンスト式(Nernst equation) 109 |
6.4 酸化還元電位 111 |
6.5 電極系の種類 111 |
6.5.1 ガス電極系 111 |
6.5.2 金属電極系(第一種電極系) 112 |
6.5.3 酸化還元電極系 114 |
6.5.4 金属難溶性塩電極系(第二種電極系) 114 |
6.6 標準電極電位からわかること 115 |
6.6.1 標準電極電位と化学的傾向 115 |
6.6.2 イオン間での反応の方向 116 |
6.6.3 イオン化傾向 117 |
6.6.4 酸化還元反応の平衡における平衡定数の算定 118 |
6.7 応用 118 |
6.7.1 pHの測定 118 |
6.7.2 腐食と防食 119 |
6.7.3 バイオセンサー 122 |
6.7.4 燃料電池 123 |
6.7.5 表面のコーティング 123 |
章末問題 126 |
第7章 錯体の化学 |
7.1 序論 129 |
7.1.1 錯体とは 129 |
7.1.2 錯体化学で使用される用語 129 |
7.2 錯体の命名法 131 |
7.3 配位立体化学 133 |
7.3.1 配位数と立体構造 133 |
7.3.2 錯体の異性現象 135 |
7.4 金属錯体における結合について 139 |
7.4.1 原手化結合理論(valence bond theory) 140 |
7.4.2 静電結晶場理論(crystal field theory) 141 |
7.5 錯体の性質 145 |
7.5.1 スペクトルに関する基本事項 145 |
7.5.2 錯体の吸収スペクトル 145 |
7.6 錯体の安定度 148 |
7.6.1 錯体平衡 148 |
7.6.2 錯体の安定度に影響を及ぼす因子 149 |
7.7 キレート効果 150 |
7.8 有機金属化合物 153 |
7.8.1 金属カルボニル 153 |
7.8.2 金属オレフィン錯体 154 |
7.8.3 フェロセン型錯体 154 |
7.9 錯体の反応 155 |
7.9.1 置換反応の機構 155 |
7.9.2 トランス効果 157 |
章末問題 158 |
第8章 生物無機化学 |
8.1 生体内の元素 159 |
8.2 生体内における金属イオンの動態 162 |
8.2.1 ヒトにおける銅イオンの代謝 162 |
8.2.2 ヒトにおける鉄イオンの代謝 164 |
8.2.3 その他の金属 166 |
8.3 酸素運搬体と酸素輸送タンパク質 167 |
8.3.1 酸素輸送タンパク質 167 |
8.3.2 へモグロビンの構造 168 |
8.3.3 人工酸素運搬体 170 |
8.4 金属を含む薬の例 171 |
章末問題 173 |
第9章 身近な無機材料と先進的セラミックス |
9.1 身近な無機材料化学 175 |
9.1.1 材料の概観-「3つの材料」とは? 175 |
9.1.2 セラミックスの特徴 176 |
9.1.3 身近なモノに見る材料の個性とその融合 177 |
9.2 さまざまな先端セラミックスの応用 179 |
9.2.1 燃料電池に使われるセラミックス 180 |
9.2.2 センサー 181 |
9.2.3 セラミック高温超電導体 181 |
9.2.4 エンジニアリングセラミックス 184 |
9.2.5 光ファイバ 186 |
9.2.6 光触媒セラミックス 188 |
9.2.7 携帯電話の中のセラミックス 190 |
9.2.8 バイオ関連セラミックス 192 |
章末問題 194 |
章末問題解答 195 |
付表 199 |
索引 204 |