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绪论1

第一章 物质的聚集状态4

第一节 理想气体4

一、理想气体4

二、理想气体状态方程4

三、摩尔气体常数R的求取5

四、分压定律和分体积定律6

五、气体分子运动论7

一、压缩因子8

二、范德华方程8

第二节 实际气体8

第三节 液体和溶液9

一、液体的蒸发和蒸气压9

二、溶液的一般概念10

三、溶液(混合物)浓度的表示方法10

四、拉乌尔定律11

五、亨利定律12

第四节 固体12

第五节 等离子体及其应用12

科学家道尔顿14

习题14

二、玻尔的原子模型16

一、含核的原子模型16

第二章 原子结构和元素周期律16

第一节 原子结构理论的发展16

第二节 原子的量子力学模型18

一、微观粒子的运动特征18

二、核外电子运动状态的近代描述20

三、原子轨道和电子云的图像23

第三节 多电子原子核外电子的运动状态与周期律25

一、多电子原子的原子轨道能级25

二、多电子原子核外电子的分布及周期律27

三、元素的原子结构和周期系28

四、原子结构和周期律32

五、原子的电子层结构与元素的分区33

第四节 元素的性质与原子结构的关系33

一、原子半径33

二、元素的电离能I34

三、电子亲和能EA35

四、元素的电负性36

五、氧化数37

六、金属性和非金属性38

科学家门捷列夫38

习题39

第一节 离子键和离子晶体41

一、离子键理论41

第三章 化学键与晶体结构41

二、离子晶体43

第二节 共价键与原子晶体45

一、共价键的价键理论45

二、共价分子的空间构型与杂化轨道理论49

三、价层电子对互斥理论53

四、分子轨道理论56

第三节 分子间力、氢键和分子晶体60

五、原子晶体(共价晶体)60

一、分子的极性和分子的极化61

二、分子间作用力62

三、氢键64

四、分子晶体65

第四节 金属键和金属晶体65

一、自由电子理论66

二、能带理论66

三、金属晶体68

一、层状结构晶体69

二、链状结构晶体69

第五节 混合型晶体69

第六节 离子极化对晶体性质的影响70

一、离子的极化力和变形性70

二、离子极化对化学键性质和晶体类型的影响71

第七节 晶体缺陷72

一、整比缺陷72

二、非整比缺陷73

第八节 非晶体 液晶74

一、非晶体74

二、液晶75

科学家鲍林75

习题76

第四章 配位键和配位化合物78

第一节 配位化合物的基本概念78

一、配位化合物的定义78

二、配合物的组成78

三、配合物的命名80

第二节 配合物的化学键理论81

一、价键理论81

二、晶体场理论85

第三节 配合物的应用90

一、在分析化学中的应用90

二、在工业生产中的应用90

科学家维尔纳91

三、在生命科学中的应用91

习题92

第五章 热力学第一定律93

第一节 序言93

第二节 热力学基本概念及术语94

一、系统与环境94

二、系统的性质94

三、状态与状态函数95

四、热力学平衡态95

六、热与功96

五、过程与途径96

七、可逆过程98

八、热力学能U100

第三节 热力学第一定律101

一、能量守恒——热力学第一定律101

二、封闭系统热力学第一定律的数学表达式101

第四节 定容热、定压热与焓102

一、定容热Qv与热力学能U102

二、定压热Qp与焓H102

第五节 热容103

一、热容的定义103

二、热容与温度的关系104

三、Cp与Cv的关系105

第六节 热力学第一定律的一些应用105

一、理想气体的热力学能和焓105

二、理想气体的定值过程106

三、理想气体的绝热过程106

四、相变过程109

第七节 热化学概论109

一、化学反应方程式110

二、反应进度ξ110

三、物质的标准态及标准摩尔反应焓111

四、定压反应热和定容反应热112

五、盖斯定律113

第八节 热化学基本数据与反应焓变的计算114

一、标准摩尔生成焓△fH？115

二、由标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓115

三、标准摩尔燃烧焓△cH？116

四、由标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓116

五、离子的标准摩尔生成焓117

第九节 热效应与温度的关系——基尔霍夫方程117

第十节 节流膨胀与焦耳-汤姆逊效应119

一、焦耳-汤姆逊实验119

二、节流膨胀的热力学特征120

习题121

科学家焦耳121

第六章 热力学第二定律124

第一节 热力学第二定律125

一、热机效率η125

二、热力学第二定律125

第二节 卡诺循环和卡诺定理126

一、卡诺循环126

二、卡诺定理127

第三节 熵128

一、熵概念的引入128

二、克劳修斯不等式与熵增原理129

三、熵判据130

第四节 熵变的计算131

一、简单状态变化131

二、相变化133

三、化学变化134

第五节 热力学第三定律135

一、热力学第三定律135

二、规定熵和标准熵S？(T)135

三、标准摩尔反应熵△rS？(T)135

第六节 亥姆霍兹函数和吉布斯函数136

一、亥姆霍兹函数A136

三、△A和△G的计算137

二、吉布斯函数G137

一、标准摩尔生成吉布斯函数△fG？(T)139

二、△rG？的计算139

第七节 标准摩尔反应吉布斯函数变△rG？139

三、化学反应方向的判据140

第八节 热力学基本方程142

一、热力学基本方程142

二、U，H，A，G的一阶偏导数和吉布斯-亥姆霍兹方程142

三、麦克斯韦关系式143

第九节 偏摩尔量143

一、偏摩尔量的定义与物理意义143

一、化学势的定义145

二、偏摩尔量的集合公式145

第十节 化学势145

二、化学势判据146

第十一节 各种物质的化学势——逸度和活度148

一、理想气体的化学势148

二、实际气体的化学势——逸度f148

三、理想液态混合物的化学势149

四、真实液态混合物的化学势——活度αB150

五、理想稀溶液的化学势151

六、真实溶液的化学势154

一、蒸气压降低155

二、凝固点降低(不生成固溶体)155

第十二节 稀溶液的依数性155

三、沸点升高(溶质不挥发)157

四、渗透压П158

科学家吉布斯159

习题160

第七章 化学平衡与平衡原理162

第一节 吉布斯函数变与化学平衡常数162

一、化学反应的可逆性与化学平衡162

二、各类反应的标准平衡常数163

三、标准平衡常数的物理意义165

一、浓度对化学平衡的影响166

四、化学反应的等温方程式166

第二节 化学平衡的移动166

二、压力对化学平衡的影响167

三、温度对化学平衡的影响167

四、催化剂与化学平衡168

第三节 有关平衡常数的计算169

一、平衡常数的间接计算169

二、平衡组成的计算170

第四节 酸碱平衡171

一、酸碱质子理论171

三、酸碱溶液pH的计算173

二、酸碱电子理论173

四、缓冲溶液177

第五节 配位平衡178

一、配离子的标准稳定常数178

二、配离子溶液有关离子浓度的计算179

三、配位解离平衡的移动179

四、EDTA及其配合物的稳定性181

第六节 氧化还原平衡184

一、氧化还原的基本概念184

二、氧化还原反应方程式的配平方法184

二、溶解度和溶度积的换算185

第七节 沉淀溶解平衡185

一、溶度积常数K？185

三、影响难溶电解质溶解度的因素186

四、溶度积规则及应用187

科学家拉瓦锡189

习题190

第八章 电化学基础194

第一节 电解质溶液的导电机理及法拉第定律194

一、电解质溶液的导电机理194

二、法拉第定律195

一、迁移数的定义196

第二节 离子的迁移数196

二、离子迁移数的测定方法——希托夫(Hittorf)法197

第三节 电导、电导率和摩尔电导率198

一、定义198

二、电导的测定199

三、摩尔电导率Am与浓度c的关系200

四、离子独立运动定律200

五、电导测定的应用201

第四节 电解质的平均离子活度及德拜-休克尔极限公式202

一、平均离子活度和平均离子活度系数203

二、离子强度I204

三、德拜-休克尔极限公式205

第五节 可逆电池及其电动势的测定206

一、可逆电池206

二、电极的类型207

三、电池电动势E的测定208

第六节 原电池热力学208

一、由可逆电动势E计算电池反应的摩尔吉布斯函数变△rGm208

二、由原电池电动势的温度系数计算电池反应的摩尔熵变△rSm209

三、电池反应的摩尔焓变△rHm209

四、原电池可逆放电时的反应热Qr209

二、液体接界电势△？3210

一、电动势产生的机理210

第七节 电动势产生的机理210

第八节 电极电势211

一、电极电势211

二、标准氢电极211

三、参比电极212

四、标准电极电势E？及其测定212

五、影响电极电势的因素——能斯特方程212

六、条件电极电势215

一、判断原电池的正、负极，计算原电池的电动势217

二、计算弱电解质电离常数K？217

第九节 电极电势和电动势的应用217

三、计算难溶电解质溶度积K？218

四、电解质溶液平均活度系数γ±和标准电极电势E？的测定218

五、pH的测定219

六、比较氧化剂和还原剂的相对强弱219

七、判断氧化还原反应的方向219

八、判断氧化还原反应进行的程度220

九、元素的标准电势图220

第十节 浓差电池221

一、电极浓差电池221

二、电解质浓差电池221

一、电解现象和电解池222

二、分解电压222

第十一节 电解222

三、极化和超电势223

四、电解池中两极的电解产物224

五、电解的应用225

第十二节 金属的腐蚀与防护225

一、腐蚀的分类及其机理226

二、腐蚀的防护227

科学家阿仑尼乌斯227

习题228

二、常量组分分析、微量组分分析和痕量组分分析232

三、化学分析和仪器分析232

第一节 分析化学概述232

一、定性分析、定量分析、结构分析和形态分析232

第九章 化学分析法232

第二节 定量分析中的误差233

一、基本概念与术语233

二、分析结果的数据处理235

三、有效数字及其运算规则237

第三节 滴定分析法概述239

一、滴定分析的基本概念239

二、滴定分析法分类与滴定方式239

三、标准溶液与基准物240

四、滴定分析中的计算241

第四节 滴定反应和滴定曲线244

一、常见的滴定反应244

二、滴定曲线和滴定突跃244

第五节 滴定终点的确定方法247

一、指示剂法247

二、仪器分析法249

第六节 滴定分析法的应用249

一、酸碱滴定法249

二、配位滴定法253

三、氧化还原滴定法256

二、沉淀的形成过程259

一、沉淀重量法的测定步骤259

第七节 重量分析法259

三、影响沉淀纯度的因素260

四、沉淀条件的选择260

五、沉淀重量法分析结果的计算261

科学家诺贝尔262

习题262

第十章 相平衡264

第一节 相律264

一、基本概念264

二、相律266

一、单组分系统的相律分析267

三、相律的应用267

第二节 单组分系统的相图267

二、水的相图268

第三节 克拉贝龙-克劳修斯方程269

一、克拉贝龙方程269

二、克拉贝龙-克劳修斯方程270

三、方程的应用271

第四节 二组分系统的气液平衡相图272

一、二组分系统相图的相律分析及分类272

二、液态完全互溶系统的气液平衡相图272

三、部分互溶双液系的液-液和气-液平衡相图280

四、液态完全不互溶系统的气液平衡相图282

一、简单低共熔混合物的固液平衡系统283

第五节 二组分系统的液固平衡相图283

二、生成化合物的低共熔系统相图286

三、二组分固态完全互溶和部分互溶系统的固液平衡相图287

科学家莫瓦桑288

习题288

第十一章 化学动力学292

第一节 化学反应的速率293

第二节 化学反应的速率方程293

一、基元反应293

二、基元反应速率方程——质量作用定律294

四、反应级数与反应分子数295

三、速率方程的一般形式295

五、反应速率的测定296

第三节 速率方程的积分形式296

一、一级反应296

二、二级反应298

三、零级反应300

第四节 速率方程的建立301

一、积分法301

二、微分法301

三、半衰期法302

二、阿仑尼乌斯(Arrhenius)方程303

一、范特霍夫(van’t Hoff)规则303

第五节 温度对反应速率的影响303

第六节 活化能305

一、活化能Ea305

二、活化能与反应速率306

第七节 复杂反应(复合反应)307

一、对行反应307

二、平行反应309

三、连串反应(连续反应)309

第八节 复合反应速率的近似处理法310

三、平衡态近似法311

二、稳态近似法311

一、选取控制步骤法311

第九节 链反应312

一、直链反应312

二、支链反应与爆炸313

第十节 反应速率理论简介315

一、碰撞理论315

二、单分子反应318

三、过渡状态理论318

一、“笼(罩)”效应320

第十一节 溶液中的反应320

二、溶液反应动力学321

三、扩散控制的反应321

四、活化控制的反应321

五、溶剂对溶液反应速率的影响322

第十二节 光化学322

一、光化学定律322

二、量子效率323

三、光化学反应动力学323

第十三节 催化作用概述324

一、催化剂与催化作用324

科学家范特霍夫325

二、催化剂的活性与选择性325

习题326

第十二章 界面现象和胶体分散系统329

第一节 前言329

一、界面现象和胶体分散系统的研究对象329

二、比表面329

三、分散系统及其分类330

第二节 表面张力331

一、表面张力、表面功及表面吉布斯函数331

二、影响表面张力的因素332

第三节 润湿现象——接触角和杨氏方程333

第四节 弯曲液面的一些现象334

一、弯曲液面的附加压力——拉普拉斯方程334

二、亚稳状态和新相的生成335

第五节 固体表面上的吸附作用338

一、基本概念338

二、等温吸附339

三、等温吸附式340

第六节 溶液表面的吸附343

一、溶液表面的吸附现象343

二、吉布斯吸附公式344

三、表面活性剂344

一、胶体系统的制备347

第七节 胶体系统的制备和性质347

二、胶体系统的光学性质348

三、胶体系统的动力性质348

四、胶体系统的电学性质350

五、憎液溶胶的胶团结构351

第八节 胶体系统的稳定与聚沉352

一、胶体系统的稳定——DLVO理论352

二、胶体系统的聚沉353

第九节 乳状液354

一、乳状液的定义及类型355

二、乳状液的稳定性355

科学家能斯特356

三、乳状液的去乳化356

习题357

第十三章 单质360

第一节 元素的发现、分类及其在自然界的存在360

一、元素的发现与分类360

二、元素在自然界的分布361

三、周期表中元素的分类362

四、主族元素的通性362

第二节 非金属单质364

一、非金属单质的结构364

三、非金属单质的化学性质367

二、非金属单质的物理性质367

四、稀有气体368

第三节 金属单质369

一、金属元素的性质和用途369

二、金属的存在与冶炼370

三、成碱金属372

四、轻金属376

五、过渡元素的通性377

六、稀土金属378

七、难熔金属382

八、铁系金属386

九、贵金属388

十、易熔金属389

科学家居里夫人390

习题391

第十四章 无机化合物392

第一节 卤化物392

一、卤化物的键型和晶体结构392

二、卤化物的性质394

第二节 氧化物和氢氧化物396

一、氧化物的分类396

二、氧化物的物理性质396

四、氢氧化物的酸碱性397

三、氧化物的酸碱性397

五、氢氧化物的脱水作用399

六、金属氢氧化物的沉淀和溶解400

第三节 硫化物400

一、硫化物概述400

二、硫化物的溶解性400

三、硫化氢402

第四节 含氧酸及其盐402

一、概述402

二、含氧酸及其盐的氧化还原性403

四、含氧酸及其盐的热稳定性404

三、含氧酸酸性强度变化规律404

五、含氧酸盐的溶解性405

六、碳酸及其盐405

七、二氧化硅和硅酸盐407

第五节 无机非金属材料409

一、陶瓷材料409

二、玻璃411

三、水泥411

四、耐火材料411

第六节 常见离子的鉴定方法412

一、常见阳离子的鉴定412

二、常见阴离子的鉴定416

科学家戴维417

习题418

第十五章 有机化合物421

第一节 概述421

一、有机化合物和有机化学421

二、有机化合物的特点421

三、有机化合物的分类421

四、共价键的断裂方式和有机反应类型422

五、有机化合物的研究程序423

第二节 脂肪烃和脂环烃423

一、脂肪烃和脂环烃的结构和构造异构424

二、脂肪烃和脂环烃的命名427

三、脂肪烃的物理性质430

四、脂肪烃和脂环烃的化学性质431

五、共轭效应和共轭系统441

六、共轭二烯烃的性质442

七、脂肪烃和脂环烃的来源和制法444

第三节 芳香烃444

一、苯的结构445

二、单环芳烃的命名445

三、单环芳烃的物理性质446

四、单环芳烃的化学性质446

五、苯环上亲电取代反应的定位规律449

六、稠环芳烃451

七、芳烃的来源454

第四节 有机化合物的结构特征454

一、构象异构454

二、对映异构456

第五节 卤代烃458

一、卤代烃的分类和命名458

三、卤代烃的物理性质459

四、卤代烷烃的化学性质459

二、卤代烃的制法459

五、卤代烯烃和卤代芳烃464

第六节 醇、酚、醚465

一、醇的分类和命名465

二、醇的制法465

三、醇的物理性质466

四、醇的化学性质466

五、酚的分类和命名468

六、酚的制法468

七、酚的物理性质469

八、酚的化学性质469

十、醚的制法471

九、醚的分类和命名471

十一、醚的物理性质472

十二、醚的化学性质472

十三、环醚和冠醚473

第七节 醛和酮473

一、醛和酮的分类和命名474

二、醛和酮的制法474

三、醛和酮的物理性质474

四、醛和酮的化学性质475

第八节 羧酸及其衍生物480

一、羧酸的分类和命名480

三、羧酸的物理性质481

二、羧酸的制法481

四、羧酸的化学性质482

五、羧酸衍生物的命名484

六、羧酸衍生物的物理性质485

七、羧酸衍生物的化学性质485

第九节 硝基化合物和胺488

一、硝基化合物的分类、命名和结构488

二、硝基化合物的物理性质488

三、硝基化合物的化学性质488

四、胺的分类、命名和结构489

六、胺的物理性质490

七、胺的化学性质490

五、胺的制法490

第十节 杂环化合物简介493

一、杂环化合物的分类和命名493

二、杂环化合物的结构494

三、杂环化合物的性质494

科学家格利雅495

习题495

第十六章 高分子化合物503

第一节 高分子化合物概述503

一、高分子学科的发展背景503

二、高分子化合物的重要作用504

三、高分子学科的研究对象505

四、高分子化合物的基本概念505

五、高分子化合物的基本特点506

六、高分子化合物的分类和命名508

第二节 高分子化合物的合成及其化学反应510

一、高分子化合物的合成510

二、高分子化合物的化学反应515

第三节 高分子化合物的结构与性能的关系517

一、聚合物结构517

二、高分子结构及其对性能的影响517

三、高分子形态及其对性能的影响519

四、凝聚态结构及其对性能的影响521

第四节 其他重要的高分子化合物523

一、无机聚合物523

二、生物高分子化合物524

科学家弗洛里525

习题525

第十七章 现代分析测试技术527

第一节 仪器分析方法简介527

一、仪器分析的种类527

二、仪器分析的特点528

一、电势分析法529

第二节 电化学分析法529

二、电解分析法和库仑分析法531

三、极谱分析法532

第三节 光谱分析法533

一、引言533

二、分光光度法534

三、原子发射光谱分析法538

四、原子吸收光谱分析法541

五、红外吸收光谱法543

六、核磁共振谱法545

一、色谱法的特点548

二、色谱法的种类548

第四节 色谱分析法548

三、气相色谱仪549

四、气相色谱分析550

第五节 质谱分析法551

一、基本原理551

二、质谱仪551

三、质谱解析552

四、气相色谱-质谱联用技术553

第六节 扫描电镜显微分析简介553

二、热重分析555

一、引言555

第七节 热分析555

三、差热分析556

四、差示扫描量热法558

第八节 其他分析测试技术简介559

一、电子能谱法559

二、荧光光度分析法559

科学家本生559

习题560

第十八章 环境与化学563

第一节 大气环境与化学563

一、大气的性质与化学反应563

二、大气中污染物的转化565

第二节 水环境与化学567

一、水的组成和性质567

二、水中化合物的迁移和转化568

第三节 土壤环境与化学570

一、土壤的组成570

二、土壤环境的化学性质571

三、重金属在土壤环境中的迁移转化572

四、农药在土壤环境中的迁移、降解和残留573

第四节 生物圈与环境化学574

一、生物对环境元素的吸附和富集575

二、污染物质在生物体内的转化576

科学家奥斯瓦尔德577

习题578

第十九章 材料与化学579

第一节 引言579

第二节 金属材料579

一、轻质合金580

二、形状记忆合金580

三、贮氢合金580

四、金属磁性材料580

第三节 新型无机非金属材料581

一、特种陶瓷581

第四节 有机高分子材料583

二、激光晶体583

一、工程塑料584

二、功能高分子材料585

三、高技术和高分子材料586

第五节 复合材料587

一、纤维增强塑料复合材料587

二、碳纤维增强金属基复合材料587

三、碳纤维增强碳基复合材料588

第六节 纳米材料588

一、纳米材料及其特性588

二、纳米技术的应用588

科学家施陶丁格590

习题591

第二十章 信息与化学592

第一节 引言592

第二节 半导体593

一、半导体的分类和导电性593

二、硅半导体材料的制备595

三、砷化镓半导体材料的制备596

第三节 光导纤维598

一、光导纤维的种类和特性598

二、光导纤维的制备599

一、传感器的定义和功能601

第四节 传感器601

二、化学传感器602

科学家普朗克603

习题603

第二十一章 能源与化学604

第一节 能源与社会进步604

一、能源的基本概念和分类604

二、能源与社会进步604

第二节 化石燃料605

一、煤与洁净煤技术605

一、电池概述607

二、石油和天然气607

第三节 化学电源607

二、原电池(一次电池)608

三、蓄电池(二次电池)609

四、锂电池609

五、贮备电池简介610

六、燃料电池610

第四节 核能611

第五节 氢能611

一、氢气的制备612

三、氢化学能的利用613

二、氢的输送与贮存613

第六节 太阳能614

一、太阳能热利用614

二、太阳电池615

第七节 生物质能615

一、生物质能概述615

二、生物质的利用616

科学家侯德榜617

习题618

第二十二章 生命与化学619

二、生命元素的生物功能620

一、生命元素定义及分类620

第一节 生命的元素620

第二节 生命的物质基础——生物大分子622

一、生物分子的多样性622

二、糖类622

三、脂类622

四、蛋白质623

五、酶625

六、核酸625

第三节 新陈代谢629

一、物质代谢629

一、抗生素与结构改造631

第四节 疾病与药物设计631

二、能量代谢和生物氧化631

三、代谢调控631

二、阿司匹林与植物药633

三、逆转录病毒和抗艾滋病药物633

四、癌基因与反义药物634

科学家梅里菲尔德635

习题635

附录1 一些重要的物理常数636

附录2 某些气体的定压热容与温度的关系636

附录3 某些物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯函数、标准摩尔熵及摩尔定压热容637

附录4 常见弱酸和弱碱的解离平衡常数640

附录5 常见配离子的稳定常数和不稳定常数641

附录6 常见难溶和微溶电解质的溶度积常数642

附录7 25℃时在水溶液中一些电极的标准电极电势643

附录8 常用的指示剂644

附录8-1 常用金属指示剂644

附录8-2 常用酸碱指示剂的变色范围和理论变色点645

附录8-3 常用混合指示剂的变色范围和理论变色点645

附录8-4 常用氧化还原指示剂的条件电极电势及颜色变化646

附录9 常见化合物的相对分子质量646

主要参考文献648

部分习题答案或解题思路649