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第1章 绪论 1

1.1 化学发展简史 1

1.1.1 远古的工艺化学时期 2

1.1.2 炼丹术和冶金化学时期 2

1.1.3 创建近代化学理论——探索物质结构 4

1.1.4 现代化学的兴起 4

1.2 化学的社会功能 5

1.2.1 化学与人类的衣食住行 5

1.2.2 化学与人类的健康 7

1.2.3 环境问题与化学化工 7

1.2.4 化学与能源问题 7

1.2.5 化学与保健 8

1.2.6 化学与新材料 8

1.2.7 化学与安全 8

趣味阅读 9

思考题 15

第2章 化学与健康 16

2.1 人体的组成元素与健康 16

2.1.1 人体中的化学元素 17

2.1.2 人体中的常量元素 21

2.1.3 人体中的微量元素 25

2.2 化学与疾病治疗 31

2.2.1 诊断疾病过程的化学技术 31

2.2.2 化学药物 32

2.2.3 药物的滥用和毒品 39

趣味阅读 45

思考题 47

第3章 化学与环境 48

3.1 自然环境中化学物质的循环 49

3.1.1 水循环 49

3.1.2 碳循环 51

3.1.3 氮循环 52

3.1.4 磷循环 53

3.1.5 硫循环 54

3.1.6 其他元素和化合物的循环与环境激素 55

3.2 保护大气环境 57

3.2.1 空气质量指数和PM 2.5 58

3.2.2 大气的主要污染源和污染物 59

3.2.3 大气污染的危害 60

3.2.4 大气污染的防治 67

3.3 土壤污染 68

3.3.1 土壤污染物的来源 68

3.3.2 污染物类型 69

3.3.3 污染物在土壤中的生物物理化学行为 70

3.3.4 土壤污染的防治 72

思考题 73

第4章 化学与生命 74

4.1 物质的产生和生命起源中的化学 76

4.1.1 元素的产生 76

4.1.2 化合物的产生 79

4.1.3 生命分子的产生和生物的化学进化 81

4.1.4 氧气的产生与生命进化 83

4.1.5 手性起源的困惑 85

4.1.6 关于外星生命和外星文明 85

4.2 生命体系的化学组成 86

4.2.1 氨基酸 86

4.2.2 蛋白质 89

4.2.3 核苷酸和脱氧核苷酸 91

4.2.4 核酸——DNA和RNA 92

4.2.5 糖类 94

4.2.6 维生素 96

4.2.7 脂肪和磷脂 98

4.3 一些生命活动的化学过程 100

4.3.1 氧气的输送 100

4.3.2 DNA的复制 102

4.3.3 蛋白质合成 103

4.3.4 聚合酶链反应 103

趣味阅读 104

思考题 107

第5章 水和水污染及其防治 108

5.1 水的基本物理性质 108

5.1.1 水的存在形态 108

5.1.2 水资源概况 110

5.2 水质的评价指标 111

5.2.1 浑浊度 112

5.2.2 电导率 112

5.2.3 pH 112

5.2.4 硬度 113

5.2.5 耗氧量 113

5.2.6 微生物学指标 114

5.3 水的净化 115

5.3.1 澄清与消毒 116

5.3.2 硬水的软化 117

5.4 水的污染 119

5.4.1 水体的自净能力 119

5.4.2 水体无机污染 120

5.4.3 水体有机物和生物污染 121

5.4.4 热污染 123

5.5 工业废水的处理 124

5.5.1 污水综合排放标准 124

5.5.2 治理工业废水的基本原则 125

5.5.3 废水的三级处理 125

5.5.4 废水处理方法 125

趣味阅读 129

思考题 130

第6章 化学与能源 131

6.1 能源的分类和能量的转化 132

6.1.1 能源的概念 132

6.1.2 能源的分类 132

6.1.3 能量产生和转化的化学原理 134

6.2 碳化学 136

6.2.1 单质碳 136

6.2.2 烃类——碳氢化合物 137

6.2.3 化学在煤、石油和天然气开发利用方面的贡献 139

6.3 核能 144

6.4 化学电源 147

6.4.1 一次电池 147

6.4.2 蓄电池 149

6.4.3 燃料电池 151

6.5 新能源的开发 152

6.5.1 太阳能 152

6.5.2 生物能 154

思考题 155

第7章 化学与食品 156

7.1 谷物与淀粉 156

7.2 肉与蛋白质 159

7.3 水果、蔬菜与维生素 161

7.3.1 膳食纤维 162

7.3.2 维生素 162

7.3.3 矿物质与草酸 165

7.4 饮酒与健康 166

7.5 食品添加剂与食品质量安全 168

7.5.1 食品质量安全 168

7.5.2 食品添加剂 169

思考题 176

第8章 化学与新型材料 177

8.1 信息功能材料 177

8.1.1 半导体材料Si和GaAs 178

8.1.2 敏感材料和敏感元件 180

8.1.3 光导纤维 182

8.1.4 记录材料 183

8.2 储能材料 184

8.2.1 储氢合金 185

8.2.2 储热材料 186

8.3 仿生材料 187

8.3.1 生物医用金属材料 187

8.3.2 生物医用高分子材料 188

8.3.3 生物陶瓷 191

8.3.4 生物医用复合材料 192

8.4 纳米材料与技术 192

8.4.1 纳米材料的特性 193

8.4.2 纳米材料的应用领域 193

8.5 超导材料与技术 196

8.6 军用新材料 197

8.6.1 军用结构材料 197

8.6.2 军用功能材料 201

思考题 202

第9章 化学与武器 203

9.1 冷兵器中的化学 205

9.1.1 金属冶炼与金属武器 205

9.1.2 矛与盾——进攻与防御 205

9.1.3 冷兵器时代的“热武器”——火 206

9.1.4 毒药 208

9.2 热武器时代的化学 210

9.2.1 热武器的先驱——黑火药 211

9.2.2 现代炸药——单质炸药 212

9.2.3 现代炸药——混合炸药 216

9.2.4 枪炮发射药 219

9.2.5 火箭推进剂 219

9.2.6 烟火剂 220

9.3 化学武器 222

9.3.1 神经性毒剂 223

9.3.2 糜烂性毒剂 223

9.3.3 全身性毒剂 224

9.3.4 窒息性毒剂 225

9.3.5 刺激性毒剂 225

9.3.6 “人道”的毒剂——失能性毒剂 226

9.3.7 不针对人的化学武器——植物枯萎剂 226

9.3.8 化学武器的应用和防护 226

9.4 核武器与化学 227

9.4.1 原子弹与化学 228

9.4.2 氢弹与化学 228

9.4.3 不是核武器的核武器——贫铀弹 230

趣味阅读 231

思考题 233

第10章 化学与文艺 234

10.1 化学与文房 234

10.1.1 传统文房四宝 235

10.1.2 其他文房中的化学 237

10.2 化学与文物 247

10.2.1 文物鉴定的利器 247

10.2.2 文物——想说爱你不容易 251

10.3 化学与文学影视作品 254

10.3.1 化学与文学作品 254

10.3.2 化学与影视作品 255

10.4 化学与娱乐 259

趣味阅读 260

思考题 264

参考文献 265