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1.1 氢原子光谱和微观粒子运动的特性 5

1.1.1 氢原子光谱和玻尔理论 5

第一章 原子结构和元素周期律 5

1.1.2 微观粒子的波粒二象性 9

1.2.2 波动方程--薛定谔方程 12

1.2.1 波函数 12

1.2 氢原子核外电子的运动状态 12

1.2.3 概率密度和电子云 17

5.10.1 理想气体的化学势 18

1.2.4 波函数和电子云的图像 18

1.2.5 四个量子数的物理意义 23

1.3.1 多电子原子原子轨道的能级 25

1.3 多电子原子核外电子的运动状态 25

1.3.2 多电子原子核外电子的分布 30

1.3.3 元素的原子结构和周期系 32

1.3.4 原子结构和周期律 36

1.4.1 原子半径 37

1.3.5 原子的电子层结构与元素的分区 37

1.4 元素的性质与原子结构的关系 37

1.4.2 元素的电离能 39

1.4.3 元素的电子亲和能 40

1.4.4 元素的电负性 41

本章小结 42

1.4.5 元素的氧化数与原子结构的关系 42

思考题 43

习题 44

2.1.1 离子键 46

第二章 分子结构和晶体结构 46

2.1 离子键和离子晶体 46

2.1.2 离子的性质 47

2.1.3 离子晶体 49

2.1.4 晶格能 51

2.2 共价键和原子晶体 53

2.2.1 现代价键理论 54

2.2.2 杂化轨道理论 58

2.2.3 分子轨道理论 63

2.2.4 键参数 68

2.2.5 原子晶体和分子晶体 71

2.2.6 过渡型晶体 72

2.2.7 簇合物和团簇--C60 73

2.3 金属键和金属晶体 74

2.3.2 金属键的能带理论 75

2.3.1 自由电子 理论 75

2.3.3 金属晶体 78

2.4.1 分子的极性和偶极矩 79

2.4 分子间作用力和氢键 79

2.4.2 分子间作用力 80

2.4.3 氢键 82

2.5.1 离子的极化作用和变形性 83

2.5 离子的极化 83

2.5.2 影响离子极化作用和变形性的因素 84

2.5.3 离子极化对物质结构和性质的影响 85

本章小结 86

习题 87

思考题 87

3.1.1 配位键和配位化合物 89

第三章 配位键和配位化合物 89

3.1 配位化合物的基本概念 89

3.1.2 配合物的组成 90

3.1.4 配合物的类型 93

3.1.3 配合物的命名 93

3.2.1 价键理论 94

3.2 配合物的化学键理论 94

3.2.2 晶体场理论 98

3.3.3 难溶物的溶解 107

3.3 配合物的应用 107

3.3.1 分析化学的离子检验与测定 107

3.3.2 物质的分离 107

3.3.6 配合物在成矿中的作用 108

3.3.4 金属或合金的电镀 108

3.3.5 环境保护 108

思考题 109

本章小结 109

习题 110

4.1.1 热力学研究的对象和内容 111

第四章 热力学第一定律与热化学 111

4.1 热力学概论 111

4.1.2 热力学基本概念 112

4.2.1 热力学第一定律的文字表述 116

4.2 热力学第一定律 116

4.2.2 热力学能 117

4.2.3 热和功 118

4.2.4 可逆过程 120

4.2.5 热力学第一定律的数字表达式 122

4.3.2 等压反应热与焓 123

4.3 焓 123

4.3.1 等容反应热 123

4.4.1 热容的定义 125

4.4 热容 125

4.4.3 理想气体的Cp与Cv的关系 126

4.4.2 热容与温度的关系 126

4.5.2 理想气体的等值过程 127

4.5 热力学第一定律的一些应用 127

4.5.1 理想气体的热力学能和焓 127

4.5.3 绝热过程 128

4.5.4 相变过程 131

4.6.1 化学反应进度 132

4.6 热化学概论 132

4.6.2 等压反应热和等容反应热 133

4.6.4 热化学方程式 136

4.6.3 标准状态 136

4.6.5 盖斯定律 137

4.7.1 标准摩尔生成焓 138

4.7 热化学基本数据与反应焓变的计算 138

4.7.2 标准摩尔燃烧焓 139

4.8.1 基尔霍夫方程 140

4.7.3 离子的标准摩尔生成焓 140

4.8 热效应与温度的关系 140

4.8.2 焓差 143

4.9 能源 144

4.9.1 煤、石油、天然气 145

4.9.2 核能 147

4.9.3 太阳能 148

本章小结 149

思考题 150

习题 151

5.1.1 自发过程的不可逆性 153

第五章 热力学第二定律 153

5.1 过程的方向性 热力学第二定律 153

5.1.2 热力学第二定律 154

5.1.3 热力学第二定律的统计解释 155

5.2.1 熵 157

5.2 熵 157

5.2.2 熵增原理 159

5.3 熵变的计算 160

5.2.3 熵判据 160

5.3.1 简单状态变化 161

5.3.2 相变化 163

5.4.2 规定熵和标准摩尔熵 165

5.3.3 化学变化 165

5.4 热力学第三定律和规定熵 165

5.4.1 热力学第三定律 165

5.4.3 标准摩尔反应熵 166

5.5 亥姆霍兹函数和吉布斯函数 167

5.5.1 亥姆霍兹函数F 168

5.5.2 亥姆霍兹函数的判据 169

5.5.3 吉布斯函数G 170

5.5.5 △F和△G的计算 171

5.5.4 吉布斯函数的判据 171

5.6.2 △rGm的计算 174

5.6 标准摩尔吉布斯函数 174

5.6.1 标准摩尔生成吉布斯函数 174

5.6.3 化学反应方向的判据 176

5.7.1 热力学基本方程 179

5.7 热力学基本方程 179

5.7.2 温度与△G的关系--吉布斯-亥姆霍兹方程 180

5.7.3 压力与△G的关系 181

5.8 偏摩尔量 182

5.8.1 偏摩尔量的定义 183

5.8.2 偏摩尔量的集合公式 184

5.9.1 化学势的定义 185

5.9 化学势 185

5.9.2 化学势的判据 186

5.10 逸度和活度 189

5.10.2 实际气体的化学势、逸度 190

5.10.3 理想衡薄溶液的化学势 192

5.10.5 实际溶液的化学势、活度 195

5.10.4 理想溶液的化学势 195

5.11 统计热力学简介 196

5.11.1 统计热力学基本概念 197

5.11.2 玻耳兹曼分布定律 199

5.11.3 热力学函数与配分函数的关系 200

5.11.4 配分函数的计算 201

本章小结 202

思考题 204

6.1.1 化学反应等温式和标准平衡常数 207

6.1 化学平衡与标准平衡常数 207

习题 207

第六章 化学平衡 207

6.1.2 用等温式判断化学反应的方向和限度 209

6.1.3 标准平衡常数的理论计算 210

6.1.5 标准平衡常数K的表达式使用中的若干问题 211

6.1.4 标准平衡常数的几种表示方法 211

6.2.1 浓度对化学平衡移动的影响 213

6.2 化学平衡的移动 213

6.2.2 压力对化学平衡移动的影响 214

6.2.3 温度对化学平衡移动的影响 215

6.2.4 平衡移动原理 216

6.2.5 化学平衡移动对矿物岩石形成的影响 217

6.3.1 平衡常数的计算 218

6.3 有关化学平衡的计算 218

6.3.2 平衡混合物的计算 219

本章小结 220

思考题 221

习题 222

7.1.1 沸点升高 224

7.1 稀溶液的依数性 224

第七章 水溶液中的离子平衡 224

7.1.2 凝固点降低 225

7.1.3 渗透压 226

7.2 酸碱质子理论 228

7.2.2 共轭酸碱概念及其相对强弱 229

7.2.1 质子酸、质子碱的定义 229

7.2.3 酸碱反应的实质 230

7.3.1 弱酸在水中的解离平衡 231

7.3 酸和碱在水溶液中的解离平衡 231

7.3.2 弱碱在水中的解离平衡及pH计算 234

7.4.1 酸和碱与水的酸碱反应 235

7.4 质子酸和质子碱与水的酸碱反应 235

7.3.3 共轭酸碱的解离常数之间的关系 235

7.4.2 酸、碱与水的反应常数和水的酸碱反应溶液的pH 236

7.4.3 影响酸、碱与水反应的因素 239

7.5.1 同离子效应和缓冲溶液 240

7.5 缓冲溶液及其pH 240

7.5.2 缓冲溶液的pH计算 241

7.5.3 缓冲溶液的应用和选择 243

7.6.1 配离子的标准稳定常数和有关离子浓度的计算 244

7.6 配离子的解离平衡 244

7.6.2 配离子的平衡移动 246

7.7 难溶电解质的多相离子平衡 247

7.7.1 多相离子平衡和标准溶度积 248

7.7.2 沉淀的生成和溶解 250

7.7.3 分步沉淀和沉淀次序 252

7.7.4 沉淀的转化 255

本章小结 256

思考题 257

习题 258

8.1.1 相数、独立组分数和自由度 260

8.1 相律 260

第八章 相平衡 260

8.1.2 相律及其推导 262

8.2 克拉贝龙-克劳修斯方程 263

8.2.1 克拉贝龙方程 264

8.2.2 克拉贝龙-克劳修斯方程 265

8.3.1 水的相图 267

8.3 单组分系统的相平衡 267

8.3.2 硫的相图 269

8.4.1 双组分系统相律 270

8.4 完全互溶双液系统的气液平衡 270

8.4.2 完全互溶的双液系统 271

8.4.3 杠杆规则 275

8.4.4 蒸馏原理 276

8.5 部分互溶双液系统的相平衡 277

8.6.1 简单低共熔系统 279

8.6 二组分固液平衡系统相图 279

8.6.2 热分析 280

8.6.3 二组分盐水系统 281

8.6.4 形成化合物的双组分系统 283

8.6.5 形成固体混合物的双组分系统 284

8.6.6 液相部分互溶、固相不互溶的双组分系统 286

8.7.1 三组分系统的组成表示法 287

8.7 三组分系统相平衡 287

8.7.2 部分互溶的三组分系统 289

8.7.3 三组分盐水系统相图 291

思考题 292

本章小结 292

习题 293

9.1.1 电解质溶液的导电机理 297

9.1 电解质溶液的导电机理与法拉第定律 297

第九章 电解质溶液 297

9.1.2 法拉第电解定律 298

9.1.3 离子的迁移数 299

9.2.2 电导的测定 302

9.2.1 电导、电导率、摩尔电导率 302

3.2 电解质溶液的电导 302

9.2.4 离子的独立运动定律和离子的摩尔电导率 304

9.2.3 摩尔电导与浓度的关系 304

9.2.5 电导率测定的应用 305

9.3.1 电解质溶液的活度和活度系数 306

9.3 强电解质溶液的活度、活度系数和离子强度 306

9.3.2 离子强度 308

9.4.1 离子氛 309

9.4 强电解质溶液互吸理论简介 309

9.4.2 德拜-休克尔极限公式 310

本章小结 312

9.4.3 德拜-休克尔-昂萨格电导公式 312

思考题 313

习题 314

10.1.1 氧化与还原的概念 315

10.1 氧化还原反应 315

第十章 氧化还原反应和电化学 315

10.1.2 氧化还原反应方程式的配平 316

10.2.1 原电池 317

10.2 原电池和电动势 317

10.2.2 电极类型 319

10.2.4 电池电动势的实验测定法 320

10.2.3 可逆电池 320

10.3.1 可逆电池电动势与吉布斯自由能变化的关系 322

10.3 可逆电池热力学 322

10.3.3 △rSm和△rHm与电动势的关系 323

10.3.2 能斯脱方程 323

10.4.1 金属与溶液界面电势差 324

10.4 电动势产生的机理 324

10.4.3 液体接界电势差 325

10.4.2 接触电势差 325

10.5.1 电极电势 326

10.5 电极电势 326

10.5.2 标准氢电极 327

10.5.4 标准电极电势及其测定 328

10.5.3 参比电极 328

10.5.5 浓度对电极电势的影响 329

10.5.6 电池电动势的计算 330

10.6 电极电势的应用 331

10.6.1 比较氧化剂和还原剂的相对强弱 332

10.6.3 判断氧化还原反应的程度 333

10.6.2 判断氧化还原反应的方向 333

10.6.4 元素的标准电势图 334

10.6.5 水的电势-pH图 336

10.7.1 电极浓差电池 338

10.7 浓差电池 338

10.8.1 电解质溶液平均活度系数的测定 339

10.8 电池电动势测定的应用 339

10.7.2 电解质浓差电池 339

10.8.2 求难溶盐的标准溶度积 340

10.8.3 pH值的测定 341

10.9.2 分解电压 342

10.9.1 电解现象和电解池 342

10.9 电解 342

10.9.3 极化和超电势 343

10.9.4 电解池中两极的电解产物 344

10.9.5 电解的应用 345

10.10 金属的腐蚀与防护 346

10.10.1 腐蚀的分类及其机理 347

10.10.2 腐蚀的防护 348

10.11.1 一次性电池 349

10.11 化学电源 349

10.11.3 燃料电池 350

10.11.2 蓄电池 350

本章小结 351

思考题 352

习题 353

11.1.1 化学反应速率的定义及其表示方法 357

11.1 化学反应速率及其机理 357

第十一章 化学动力学 357

11.1.2 反应速率的实验测定 359

11.1.3 反应机理和反应分子数的概念 360

11.2.1 质量作用定律和反应速率常数 361

11.2 浓度对反应速率的影响 361

11.3.1 简单级数反应的速率方程和半衰期 362

11.3 速率方程的微积分形式及其特征 362

11.2.2 反应级数 362

11.3.2 简单级数反应速率方程的确定 368

11.3.3 典型的复合反应 372

11.4.1 温度与反应速率之间的经验关系式 376

11.4 温度对反应速率的影响 376

11.4.2 活化能的物理意义及其统计解释 378

11.4.3 活化能对反应速率的影响 380

11.5.1 反应速率理论简介 381

11.5 化学反应速率理论 381

11.5.2 过渡状态理论 383

11.6.2 溶液中反应的动力学 389

11.6.1 溶液中反应的特点 389

11.6 溶液中的反应 389

11.6.3 离子强度对溶液反应的影响 390

11.7.2 催化反应的一般机理 392

11.7.1 催化剂和催化反应 392

11.7 催化反应 392

11.7.3 催化剂的特性 393

11.7.4 均相催化 394

11.7.5 复相催化 395

本章小结 396

11.7.6 催化剂对矿物形成速率的影响 396

思考题 397

习题 398

12.1.1 表面张力 400

12.1 表面张力和表面自由能 400

第十二章 界面现象和胶体分散系统 400

12.2.1 液体对固体的润湿作用 401

12.2 纯液体的表面现象 401

12.1.2 表面自由能 401

12.2.2 毛细现象和附加压力 403

12.2.3 表面曲率对液体蒸气压力的影响 404

12.3.2 吸附类型、吸附平衡与吸附量、吸附曲线 406

12.3.1 气-固吸附概念 406

12.3 气体在固体表面上的吸附 406

12.3.3 兰格缪尔单分子吸附等温式 409

12.3.4 BET多分子吸附等温式 411

12.4.2 吉布斯公式 413

12.4.1 溶液的表面吸附现象 413

12.4 溶液的表面吸附 413

12.4.3 表面活性剂的吸附结构 414

12.5 表面活性剂及其应用 415

12.5.1 表面活性剂的分类 416

12.6 分散系统的分类 417

12.5.2 表面活性剂的作用 417

12.7.1 溶胶的光学和力学性质 418

12.7 溶胶的特性 418

12.7.3 溶胶粒子带电的原因 420

12.7.2 溶胶的电学性质 420

12.7.4 溶胶粒子的双电层 421

12.7.5 溶胶粒子的结构 423

12.8.1 电解质对胶体稳定性的影响 425

12.8 溶胶的聚沉和絮凝 425

12.8.3 高分子化合物对胶体稳定性的影响 426

12.8.2 溶胶的相互聚沉 426

12.9 胶溶作用和触变作用 427

12.10 胶体与成矿 428

本章小结 429

习题 430

思考题 430

13.1 元素的存在状态和分布 431

第十三章 单质 431

13.2.1 单质的晶体结构 432

13.2 主族元素 432

13.2.2 单质的物理性质 435

13.2.3 非金属单质的化学性质 438

13.2.4 金属单质的化学性质 441

13.2.5 稀有气体 445

13.3.1 过渡元素的通性 447

13.3 过渡元素 447

13.3.2 重要的过渡元素 453

13.4 镧系元素 466

13.4.1 镧系元素的通性 467

13.4.2 稀土元素重要的化合物 470

13.4.3 稀土元素的制取 471

13.4.4 稀土元素的应用 472

13.5.1 锕系元素概述 473

13.5 锕系元素 473

13.6 合金和合金材料 474

13.5.2 钍和铀的重要化合物 474

13.6.2 几种重要的合金材料 475

13.6.1 合金的基本类型 475

本章小结 476

习题 477

思考题 477

14.1.1 卤化物的键型和晶体结构 480

14.1 卤化物 480

第十四章 无机化合物 480

14.1.2 卤化物的性质 482

14.2.1 氧化物的分类 486

14.2 氧化物和氢氧化物 486

14.2.3 氧化物的酸碱性 487

14.2.2 氧化物的物理性质 487

14.2.4 氢氧化物的酸碱性 488

14.2.6 金属氢氧化物的沉淀和溶解 491

14.2.5 氢氧化物的脱水作用 491

14.3.1 硫化物的概述 492

14.3 硫化物 492

14.3.2 硫化物的溶解性 493

14.3.3 硫化氢 495

14.4.2 含氧酸及其盐的氧化还原性 499

14.4.1 概述 499

14.4 含氧酸及其盐 499

14.4.3 含氧酸及其盐的热稳定性 501

14.4.5 碳酸及其盐 502

14.4.4 含氧酸盐的溶解性 502

14.4.6 二氧化硅和硅酸盐 505

14.5 无机非金属材料 508

14.5.1 硅酸盐材料 509

14.5.2 新型无机非金属材料 512

本章小结 516

思考题 517

习题 517

第十五章 有机化合物 519

15.1 有机化合物的特点、结构和命名 519

15.1.1 有机化合物的特点 519

15.1.2 有机化合物的分子结构 520

15.1.3 有机化合物的分类和命名 523

15.2 有机化合物的重要反应 527

15.2.1 取代反应 527

15.2.2 氧化还原反应 530

15.2.3 加成反应和加聚反应 532

15.2.4 缩合反应和缩聚反应 535

15.3 高分子化合物 535

15.3.1 高分子化合物的基本概念和特点 536

15.3.2 高分子化合物的分类和命名 537

15.3.3 高分子化合物的结构与基本特性 539

15.3.4 重要的工程高分子材料 545

15.4 生物高分子化合物 553

15.4.1 蛋白质 553

15.4.2 核酸 556

15.4.3 酶 558

15.4.4 生物膜 559

15.4.5 三磷酸腺苷 560

15.5 有机化学在地质成矿中的应用 561

本章小结 562

思考题 563

习题 564

16.1.1 分析化学的任务及作用 566

16.1 分析化学概述 566

16.1.2 分析化学的分类 566

第十六章 分析测试技术 566

16.2 酸碱滴定法 567

16.2.1 滴定分析法概述 567

16.1.3 分析化学的现状及发展 567

16.2.2 酸碱指示剂的变色范围 568

16.2.3 酸碱滴定曲线 570

16.2.4 酸碱滴定法的应用 574

16.3 配位滴定法 575

16.3.1 条件稳定常数与酸效应系数 576

16.3.2 配位滴定曲线 579

16.3.3 金属指示剂的变色原理 579

16.3.4 共存离子的影响 580

16.3.5 配位滴定法的应用 580

16.4 氧化还原滴定法 581

16.4.1 氧化还原滴定曲线 581

16.4.2 氧化还原指示剂 583

16.4.3 氧化还原滴定前的预处理 584

16.4.4 氧化还原滴定法的应用 585

16.5 重量分析法 587

16.5.1 重量分析法的分析过程 588

16.5.2 沉淀条件的选择 588

16.6 吸光光度分析法 589

16.6.1 吸光光度法的基本原理 589

16.6.2 分光光度计 591

16.6.3 比色法及可见分光光度法的应用 592

16.6.4 紫外分光光度法及其应用 592

16.7 原子吸收光谱法 593

16.7.1 原子吸收光谱法的基本原理 593

16.7.2 原子吸收分光光度计 594

16.7.3 原子吸收光谱法的特点及应用 594

16.8 发射光谱分析法 595

16.8.1 发射光谱法的基本原理 595

16.8.2 光谱定性分析 596

16.8.3 光谱定量分析 596

16.9 电化学分析方法 597

16.9.1 电位分析法 598

16.9.2 极谱分析法 598

16.9.3 电解分析 601

16.10 其他仪器分析简介 602

16.10.1 色谱分析法 602

16.10.2 红外光谱法 605

16.10.3 荧光光度分析法 606

16.10.4 质谱分析法 607

16.11 定量分析的一般步骤 608

16.11.1 试样的采取和制备 608

16.10.5 中子活化分析法 608

16.11.2 试样的分解 610

16.11.3 定量分析中的常用分离方法 611

16.11.4 分析方法的选择 613

16.11.5 试样分析实例--硅酸盐分析 613

本章小结 615

思考题 616

习题 617

第十七章 环境化学 619

17.1 环境化学物质与人体健康 620

17.1.1 人体与地球化学组成的相关性 620

17.1.2 生命与化学元素 621

17.1.3 环境保护和治理的重要性 622

17.2 大气污染及其防治 622

17.2.1 大气的组成 623

17.2.2 大气的污染物 623

17.2.3 大气污染的防治 628

17.3 水体污染及其防治 629

17.3.1 水体与水体污染 629

17.3.2 水体污染的防治 632

17.4 土壤的污染与防治 633

17.4.1 土壤的主要污染物 633

17.4.2 土壤污染的防治 634

17.5 环境保护与可持续发展战略 634

本章小结 635

思考题 636

习题中的计算题答案 637

附录 643

主要参考著作及文献 664

索引 666