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第一章 绪论1

第一节 基础化学课程的地位和作用1

一、化学是一门中心科学1

二、怎样学好基础化学2

第二节 我国的法定计量单位3

第三节 有效数字3

一、有效数字的概念3

二、有效数字的运算规则4

第四节 量纲分析5

第五节 分散系统与混合物的组成标度5

一、分散系统5

二、混合物的组成标度6

（一）物质的量6

（二）物质的量浓度6

（三）摩尔分数和质量摩尔浓度7

Summary8

参考读物9

习题9

Exercises10

第二章 稀薄溶液的依数性质11

第一节 溶液的蒸气压力下降11

一、液体的蒸气压力11

二、溶液的蒸气压力下降——Raoult定律12

第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低14

一、溶液的沸点升高14

（一）纯液体的沸点14

（二）溶液的沸点升高14

二、溶液的凝固点降低15

（一）纯液体的凝固点15

（二）溶液的凝固点降低16

三、电解质稀薄溶液的依数性行为16

第三节 溶液的渗透压力17

一、渗透现象和渗透压力17

二、溶液的渗透压力与浓度及温度的关系18

三、渗透压力在医学上的意义19

（一）渗透作用与生理现象19

（二）晶体渗透压和胶体渗透压20

（三）体液渗透压力的测定21

Summary22

参考读物22

习题22

Exercises23

第三章 电解质溶液25

第一节 强电解质溶液25

一、电解质和解离度25

二、Debye-Huckel的离子互吸理论26

三、离子的活度和离子强度26

第二节 酸碱理论27

一、酸碱质子理论27

二、酸碱反应的实质28

三、溶剂的拉平效应和区分效应28

四、水的质子自递平衡29

（一）水的质子自递平衡和水的离子积29

（二）水溶液的pH30

五、酸碱电子理论30

第三节 弱酸和弱碱溶液的解离平衡31

一、弱酸、弱碱的解离平衡及其平衡常数31

二、共轭酸碱解离常数的关系32

三、酸碱平衡的移动33

（一）浓度对酸碱平衡的影响33

（二）同离子效应34

（三）盐效35

第四节 酸碱溶液pH的计算35

一、强酸或强碱溶液35

二、一元弱酸或弱碱溶液36

三、多元酸或多元碱溶液37

四、两性物质溶液39

第五节 难溶强电解质的沉淀溶解平衡40

一、溶度积和溶度积规则40

（一）溶度积40

（二）溶度积规则42

二、沉淀溶解平衡的移动42

（一）沉淀的生成42

（二）分级沉淀43

（三）沉淀的溶解43

三、沉淀溶解平衡实例45

（一）骨骼的形成与龋齿的产生45

（二）尿结石的形成46

Summary46

参考读物47

习题47

Exercises49

第四章 缓冲溶液51

第一节 缓冲溶液及缓冲机制51

一、缓冲溶液及其作用机制51

二、缓冲溶液的组成52

第二节 缓冲溶液pH的计算52

一、缓冲溶液pH的近似计算公式52

二、缓冲溶液pH计算公式的校正54

第三节 缓冲容量和缓冲范围54

一、缓冲容量54

二、影响缓冲容量的因素54

三、缓冲范围56

第四节 缓冲溶液的配制56

一、缓冲溶液的配制方法56

二、标准缓冲溶液58

第五节 血液中的缓冲系59

Summary60

参考读物61

习题61

Exercises62

第五章 胶体64

第一节 胶体分散系64

一、胶体分散系的概念64

二、胶体分散系的分类及特点65

第二节 溶胶66

一、溶胶的基本性质66

（一）溶胶的光学性质66

（二）溶胶的动力学性质66

（三）溶胶的电学性质67

二、胶团结构及溶胶的稳定性68

（一）胶粒带电的原因68

（二）胶粒的双电层结构68

（三）溶胶的稳定因素69

（四）溶胶的聚沉现象69

三、气溶胶70

（一）气溶胶的形成70

（二）气溶胶与环境的关系71

第三节 高分子溶液71

一、高分子化合物的结构特点及其溶液的形成72

（一）高分子化合物的结构特点72

（二）高分子溶液的形成72

二、蛋白质溶液及其性质72

三、蛋白质溶液稳定性的破坏74

四、高分子溶液的渗透压和膜平衡74

（一）高分子溶液的渗透压74

（二）膜平衡74

五、凝胶76

第四节 表面活性剂和乳状液77

一、表面活性剂77

二、缔合胶体78

三、乳状液79

Summary80

参考读物81

习题81

Exercises82

第六章 化学反应热及反应的方向和限度83

第一节 热力学系统和状态函数83

一、系统与环境83

二、状态函数与过程84

三、热和功85

（一）热和功85

（二）体积功、可逆过程与最大功85

第二节 能量守恒和化学反应热87

一、热力学能和热力学第一定律87

（一）热力学能87

（二）热力学第一定律87

（三）热力学能的变化与等容反应热效应87

二、系统的焓变和等压反应热效应88

（一）系统的焓88

（二）等压反应热效应88

三、反应进度、热化学方程式与标准态88

（一）反应进度88

（二）热化学方程式与标准态90

四、Hess定律和反应热的计算90

（一）由已知的热化学方程式计算反应热91

（二）由标准摩尔生成焓计算反应热92

（三）由标准摩尔燃烧焓计算反应热93

第三节 熵和Gibbs自由能94

一、自发过程及其特征94

（一）自发过程的特征94

（二）自发的化学反应的推动力94

二、系统的熵95

（一）熵和熵变95

（二）熵增加原理96

三、系统的Gibbs自由能97

（一）Gibbs自由能97

（二）Gibbs自由能变化与非体积功98

（三）用Gibbs自由能变化判断化学反应的方向98

第四节 化学平衡101

一、化学反应的限度与标准平衡常数101

二、用标准平衡常数判断自发反应方向102

三、实验平衡常数102

四、化学平衡的移动103

（一）浓度对化学平衡的影响103

（二）压力对化学平衡的影响103

（三）温度对化学平衡的影响104

Summary106

参考读物107

习题108

Exercises110

第七章 化学反应速率112

第一节 化学反应速率及其表示方法112

一、化学反应速率112

二、化学反应的平均速率和瞬时速率113

第二节 浓度对化学反应速率的影响114

一、化学反应的速率方程114

（一）速率方程114

（二）速率常数与反应级数115

二、具有简单级数反应的特点115

（一）一级反应115

（二）二级反应117

（三）零级反应118

第三节 化学反应速率理论简介118

一、碰撞理论与活化能119

（一）有效碰撞和弹性碰撞119

（二）活化分子与活化能119

二、过渡态理论简介120

（一）活化络合物120

（二）活化能与反应热120

第四节 温度对化学反应速率的影响121

一、温度与速率常数的关系121

二、温度对化学反应速率影响的原因122

第五节 催化剂与酶123

一、催化剂及催化作用123

（一）催化剂123

（二）催化剂的特点123

二、催化作用理论简介124

（一）均相催化理论-中间产物学说124

（二）多相催化理论-活化中心学说124

三、生物催化剂——酶125

第六节 化学反应机制简介126

一、元反应、简单反应与复合反应126

二、元反应与复合反应的速率方程126

（一）元反应的速率方程126

（二）复合反应的速率方程126

Summary128

习题129

Exercises130

第八章 氧化还原反应与电极电位132

第一节 氧化还原反应132

一、氧化值132

二、氧化还原反应133

（一）氧化还原反应133

（二）氧化还原半反应和氧化还原电对133

三、氧化还原反应方程式的配平134

第二节 原电池与电极电位134

一、原电池134

（一）原电池的组成134

（二）原电池组成式135

（三）电极类型136

二、电极电位136

三、标准电极电位137

（一）标准氢电极137

（二）电极电位的测定138

（三）标准电极电位138

（四）标准电极电位的应用139

第三节 电池电动势与Gibbs自由能140

一、电池电动势与化学反应Gibbs自由能变的关系140

二、用电池电动势判断氧化还原反应的自发性140

三、电池标准电动势和平衡常数141

第四节 电极电位的Nernst方程式及影响电极电位的因素143

一、电极电位的Nernst方程式143

二、电极溶液中物质浓度对电极电位的影响145

（一）酸度对电极电位的影响145

（二）沉淀的生成对电极电位的影响145

（三）生成弱酸（或弱碱）对电极电位的影响145

第五节 电位法测定溶液的pH147

一、指示电极和参比电极147

（一）常用参比电极147

（二）指示电极148

二、复合电极148

三、电位法测定溶液的pH值149

第六节 电化学和生物传感器149

Summary151

参考读物152

习题152

Exercises154

第九章 原子结构和元素周期律155

第一节 量子力学基础及核外电子运动特性155

一、氢光谱和氢原子的Bohr模型155

二、电子的波粒二象性157

三、不确定原理158

第二节 氢原子结构的量子力学解释158

一、波函数及三个量子数的物理意义158

二、原子轨道和电子云的角度分布图161

三、径向分布函数图163

第三节 多电子原子的结构164

一、多电子原子的能级164

二、电子的自旋165

三、原子的电子组态165

（一）Pauli不相容原理166

（二）能量最低原理166

（三）Hund规则166

第四节 元素周期表与元素性质的周期性167

一、原子的电子组态与元素周期表167

（一）能级组和元素周期167

（二）价层电子组态与族168

（三）元素分区169

（四）过渡元素和稀土元素169

二、元素性质的周期性变化规律170

（一）原子半径170

（二）元素的电离能、电子亲合势和电负性171

第五节 元素和人体健康172

一、人体必需元素及其生物功能简介172

二、环境污染中对人体有害的元素173

Summary175

参考读物176

习题176

Exercises177

第十章 共价键与分子间力178

第一节 现代价键理论178

一、氢分子的形成178

二、价键理论的要点179

三、共价键的类型179

（一）σ键和π键179

（二）正常共价键和配位共价键180

四、键参数181

（一）键能181

（二）键长181

（三）键角182

（四）键的极性182

五、杂化轨道理论182

（一）杂化轨道理论的要点182

（二）轨道杂化类型及实例182

第二节 价层电子对互斥理论186

第三节 分子轨道理论简介188

一、分子轨道理论的要点188

二、分子轨道理论的应用190

（一）同核双原子分子的轨道能级图190

（二）异核双原子分子的轨道能级图192

（三）自由基简介192

第四节 分子间的作用力194

一、分子的极性与分子的极化194

（一）分子的极性194

（二）分子的极化194

二、van der Waals力195

（一）取向力195

（二）诱导力195

（三）色散力195

三、氢键196

Summary198

参考读物199

习题199

Exercises201

第十一章 配位化合物202

第一节 配位化合物的基本概念202

一、什么是配位化合物202

二、配合物的组成202

（一）内层和外层203

（二）中心原子203

（三）配体和配位原子203

（四）配位数203

（五）配离子的电荷204

三、配合物的命名204

第二节 配合物的化学键理论205

一、配合物的价键理论205

（一）价键理论的基本要点205

（二）外轨配合物和内轨配合物206

（三）价键理论的应用206

（四）配合物的磁矩206

二、晶体场理论208

（一）晶体场理论的基本要点208

（二）在八面体配位场中中心原子d轨道能级分裂208

（三）分裂能及其影响因素208

（四）八面体场中中心原子的d电子排布210

（五）晶体场稳定化能211

（六）d-d跃迁和配合物的颜色212

第三节 配位平衡213

一、配位平衡常数213

二、配位平衡的移动214

（一）溶液酸度的影响214

（二）沉淀平衡的影响215

（三）与氧化还原平衡的关系216

（四）其他配位平衡的影响217

第四节 螯合物和生物配体217

一、螯合效应217

二、影响螯合物稳定性的因素219

（一）螯合环的大小219

（二）螯合环的数目219

三、生物配体220

Summary222

参考读物224

习题224

Exercises226

第十二章 滴定分析227

第一节 滴定分析原理227

一、滴定分析的概述227

（一）滴定分析术语与特点227

（二）滴定分析法对化学反应的基本要求227

二、滴定分析的分类227

三、标准溶液的配制228

第二节 分析结果的误差228

一、误差产生的原因和分类228

（一）系统误差229

（二）偶然误差229

二、分析结果的评价229

（一）误差与准确度229

（二）偏差与精密度229

三、提高分析结果准确度的方法230

（一）减小系统误差230

（二）减小偶然误差231

第三节 酸碱滴定法231

一、酸碱指示剂231

（一）酸碱指示剂的变色原理231

（二）酸碱指示剂的变色范围和变色点232

二、滴定曲线和指示剂的选择233

（一）强酸和强碱的滴定233

（二）一元弱酸和一元弱碱的滴定235

（三）多元酸和多元碱的滴定236

三、酸碱标准溶液的配制与标定238

（一）酸标准溶液的配制与标定238

（二）碱标准溶液的配制与标定238

四、酸碱滴定法的应用实例239

（一）试样含氮量的测定239

（二）乙酰水杨酸（阿司匹林）含量的测定239

第四节 氧化还原滴定法239

一、高锰酸钾法240

（一）基本原理240

（二）高锰酸钾标准溶液的配制与标定240

（三）高锰酸钾法的应用实例240

二、碘量法241

（一）基本原理241

（二）标准溶液的配制与标定241

（三）碘量法的应用实例241

第五节 配位滴定法242

一、基本原理242

（一）影响EDTA滴定的因素242

（二）金属指示剂242

二、标准溶液的配制与标定243

三、配位滴定法的应用示例243

第六节 沉淀滴定法243

一、Mohr法243

（一）基本原理243

（二）标准溶液的配制与标定244

二、Volhard法244

（一）基本原理244

（二）标准溶液的配制与标定244

三、Fajans法244

Summary245

参考读物246

习题246

Exercises248

第十三章 可见分光光度法和紫外分光光度法249

第一节 物质的吸收光谱249

一、物质对光的选择性吸收249

二、物质的吸收光谱250

第二节 分光光度法基本原理250

一、透光率和吸光度250

二、Lambert-Beer定律251

第三节 可见分光光度法253

一、分光光度计253

二、定量分析方法254

（一）标准曲线法254

（二）标准对照法254

第四节 提高测量灵敏度和准确度的方法254

一、分光光度法的误差254

（一）仪器测定误差255

（二）溶液偏离Beer定律引起的误差255

（三）主观误差255

二、提高测量灵敏度和准确度的方法256

（一）选择适当的显色剂256

（二）选择合适的测定条件256

（三）空白溶液的选择257

（四）共存离子的干扰及其消除257

第五节 紫外分光光度法简介258

一、紫外分光光度计的类型258

（一）单波长单光束分光光度计258

（二）单波长双光束分光光度计258

（三）双波长分光光度计259

二、紫外分光光度法的应用259

（一）定性鉴别259

（二）定量测定259

（三）有机化合物的结构分析260

Summary260

参考读物261

习题261

Exercises262

第十四章 现代仪器分析简介263

第一节 原子吸收光谱法263

一、基本原理263

（一）原子吸收光谱的产生263

（二）原子吸收光谱的测量264

二、原子吸收光谱仪264

三、实验方法265

（一）定量分析方法265

（二）灵敏度和检出限266

（三）测定条件的选择266

（四）干扰因素及其消除266

四、原子吸收光谱法的应用266

第二节 分子荧光分析法267

一、基本原理267

（一）分子荧光的产生267

（二）荧光的激发光谱和发射光谱268

（三）荧光光谱的特征268

（四）荧光效率及其影响因素268

二、荧光定量分析方法269

（一）荧光强度与荧光物质浓度的关系269

（二）定量分析方法269

三、荧光分光光度计270

四、荧光分析法的应用270

（一）无机化合物的荧光分析270

（二）有机化合物的荧光分析270

第三节 色谱法271

一、色谱法概述271

二、色谱分离的基本原理271

（一）色谱分离过程271

（二）色谱图及基本术语272

（三）塔板理论273

三、色谱仪273

（一）气相色谱仪273

（二）高效液相色谱仪273

四、色谱定性与定量分析274

（一）定性分析274

（二）定量分析274

五、色谱分析的应用275

Summary276

参考读物276

习题277

Exercises278

第十五章 核化学及其应用简介279

第一节 核化学的基本概念279

一、发展过程及应用279

二、核子、核素和同质异能素279

三、放射性元素和放射系280

四、质量亏损与核的结合能280

第二节 放射性衰变和核化学方程式280

一、放射性衰变280

二、核化学方程式281

三、半衰期和放射性活度281

四、放射性碳-14测定年代法281

第三节 放射性核素示踪技术简介——PET-CT282

一、放射性核素示踪技术基本原理282

二、PET-CT成像过程282

三、PET-CT的特点282

四、临床上用于诊疗的放射性核素283

第四节 核反应和核辐射283

Summary285

参考读物285

习题285

Exercises285

附录287

附录一我国的法定计量单位287

表1 SI基本单位287

表2 包括SI辅助单位在内的具有专门名称的SI导出单位287

表3 SI词头288

表4 可与国际单位制单位并用的我国法定计量单位289

附录二 一些物理和化学的基本常数289

附录三 平衡常数表290

表1水的离子积常数290

表2弱电解质在水中的解离常数290

表3 一些难溶化合物的溶度积（25℃）292

表4金属配合物的稳定常数293

附录四 一些物质的基本热力学数据294

表1 298.1 5K的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成自由能和标准摩尔熵的数据294

表2一些有机化合物的标准摩尔燃烧热296

附录五 一些还原半反应的标准电极电位Φθ（298.1 5K）296

附录六 希腊字母表297

附录七 化学相关网站298

部分习题参考答案299

中英文名词对照索引313