Descriptive Inorganic Chemistry（描述无机化学）

引用

Rayner-Canham, G., & Overton, T. (2014). Descriptive Inorganic Chemistry (6th ed.). W. H. Freeman / Macmillan Learning.

章节概要

第6版共24章：先用九章讲原理，然后从氢到锕系元素遍历周期表。Macmillan 把本书描述为一条不那么严格、数学要求较低的无机化学入门之路，以周期表为背景探讨化学性质并揭示不同族元素之间的关系，同时涵盖历史发展和当代应用，尤其是工业过程和环境问题。出版社列出了本版的四项特色：每章以一个“Context”开篇，即与本章内容相关的、贴近生活的无机化学话题（所举例子包括温室效应、离子液体与绿色化学、碳纳米管或石墨烯、ADP 与 ATP、饮水加氟、氡的危害、锌的生物学重要性、激光或核能）；新增的分步讲解例题；更新的章末“Biological Aspects”小节；以及免费配套网站上关于化合物和反应的视频。

第1–2章：原子的电子结构：复习；周期表的结构

第一章如标题所示，是对普通化学中原子结构的复习；第二章阐述周期表的组织方式，全书其余部分都以此为基础。

第3–5章：共价键与分子光谱；金属键、合金与复合材料；离子键与固态行为

三章分别讨论三种键型，并各自与性质相联系：共价键配合分子光谱，金属键配合合金与复合材料，离子键配合固态行为。

第6–8章：化合物为何存在——无机热力学；溶剂体系与酸碱行为；氧化与还原

这几章提供解释工具：把热力学用于回答某些化合物为何能够形成的问题，讨论水和其他溶剂中的酸碱行为，以及氧化还原化学。

第9章：周期性规律（Periodic Patterns）

专门讨论贯穿整个周期表的规律，是原理部分与逐族概述之间的桥梁。

第10–12章：氢；第1族元素：碱金属；第2族元素：碱土金属

描述性概述从单独成章的氢开始，接着是碱金属和碱土金属。

第13–18章：第13族元素至第18族元素

第13至18族主族元素各占一章：第13族和第14族元素、氮族元素（第15族）、氧族元素（第16族）、卤素（第17族）和稀有气体（第18族）。

第19–22章：过渡金属配合物；3d 过渡金属的性质；4d 和 5d 过渡金属的性质；第12族元素

先讲配位化学，然后用不同的章节分别讨论第一过渡系金属和较重的 4d、5d 金属。第12族（锌、镉、汞）在过渡金属之后单独成章。

第23–24章：有机金属化学；稀土元素与锕系元素

全书以一章有机金属化学和一章稀土与锕系元素收尾。

核心概念

第1–9章：原理

• 周期表的结构：为之后各章提供框架的元素排列方式。
• 键型与性质：共价键、金属键和离子键，各自与真实物质的行为相联系。
• 无机热力学：解释某些化合物存在而另一些不存在的能量论证。
• 酸碱与氧化还原行为：贯穿各描述性章节的两类反应。
• 周期性规律：跨越各族的趋势和关系。

第10–24章：元素

• 族的化学：从氢和碱金属到稀有气体，各主族的性质。
• 过渡金属配合物：作为理解 d 区金属基础的配位化合物。
• 3d 金属与 4d、5d 金属：第一过渡系金属与较重的同族元素分开讨论。
• 有机金属化合物：用一章介绍的金属–碳化学。

评析

优点

• 用概念解释事实。 据 Macmillan 的作者介绍，Rayner-Canham 之所以写这本书，是因为找不到一本用概念解释元素及其化合物性质和用途的无机化学教材；九章原理加十五章描述的结构正体现了这一目标。
• 始终联系实际。 每章都以贴近生活的 Context 开篇，Biological Aspects 小节服务于生物学背景的学生，出版社还强调了工业和环境应用以及历史发展。
• 难度适中。 出版社把本书定位为数学要求较低的无机化学入门书，适合第一门无机化学课程以及化学以外专业的学生。
• 对元素的讨论细致。 氢、第13至18族的每一族、第12族以及 4d/5d 金属都单独成章，比每个区只设一章的编排为描述化学留出了更多篇幅。

局限

• 理论较浅。 正如出版社自己所说的“不那么严格、数学要求较低”，章节列表中没有对称性、群论和详细的成键模型；准备修读高等无机化学课程的学生需要更偏理论的教材。
• 版本较旧。 本书出版于2014年，早于此后的一些进展，例如2016年113、115、117和118号元素的命名。
• 有机金属化学只有一章。 有机金属化学只在书末附近占一章，作为入门足够，但不足以支撑这一主题的课程。

在课程中的定位

在本清单的无机化学书目中，Rayner-Canham 和 Overton 的书是描述性的入门教材。Scerri 的 The Periodic Table: A Very Short Introduction 是很好的伴读或序曲：它解释周期表是怎样产生的、为何是现在的形状，而本书则用周期表来组织元素化学。

Housecroft 的 Inorganic Chemistry 以及 Shriver、Weller、Overton 等人的 Inorganic Chemistry（Overton 也是后者的合著者）把物理无机原理、对称性和光谱与各区元素的系统化学结合起来，是化学专业学生自然的下一步。Pfennig 的 Principles of Inorganic Chemistry 深入发展对称性、群论和分子轨道模型，Crabtree 的 The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 则把第23章的主题推进到研究生水平。

如何使用本书

本书适合修读第一门无机化学课程的本科生（据出版社介绍，其中常有生物学专业的学生），以及需要掌握元素实用知识的其他理科学生。第1章把原子结构作为复习内容呈现，因此默认读者已修过普通化学。

实用的计划：

• 核心： 讲原理的第1–9章；关于无机热力学的第6章和关于周期性规律的第9章值得认真学习，因为描述性章节会反复用到它们。
• 描述性概述： 第10–18章讨论主族元素，可以按顺序读，也可以按课程侧重的族来读。
• 过渡金属： 第19–22章，从第19章的配合物开始。
• 选读或日后再读： 第23–24章讨论有机金属化学和 f 区元素，视课程而定。

把每章开头的 Context 当作学习动力，把例题当作解题范本；生物学背景的学生应仔细阅读 Biological Aspects 小节。配套网站上关于化合物和反应的视频，对实验经验较少的学生很有帮助。