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绪论 1

参考文献 6

第一篇 物质结构 8

第1章 物质的状态 8

1．1 物质的聚集状态 8

1．1．1 气体 8

1．1．2 液体 12

1．1．3 固体 15

1．1．4 物质的第四、五态 16

1．2 物质的分散状态 18

1．2．1 相和相变 18

1．2．2 分散系统的分类 18

1．2．3 溶液 19

1．2．4 气溶胶 24

习题 24

参考文献 25

第2章 原子结构和元素周期律 27

2．1 原子核外电子运动的特点 27

2．1．1 量子化特征 28

2．1．2 波粒二象性 28

2．1．3 微观粒子运动规律的统计性解释 29

2．1．4 海森堡测不准关系 29

2．2 单电子原子（离子）体系中电子运动的描述 30

2．2．1 波动方程——薛定谔方程 30

2．2．2 薛定谔方程的解 30

2．2．3 四个量子数的物理意义 33

2．2．4 原子轨道及其符号 34

2．2．5 概率密度和电子云 35

2．2．6 波函数及电子云的图像 35

2．3 多电子原子核外电子的运动状态 40

2．3．1 多电子原子原子轨道的能级 41

2．3．2 多电子原子核外电子的分布 43

2．3．3 原子的核外电子分布与元素周期表 48

2．4 元素的性质与原子结构的关系 49

2．4．1 原子半径 49

2．4．2 电离能 51

2．4．3 电子亲和能 52

2．4．4 电负性 53

2．4．5 元素的金属性和非金属性 54

习题 54

参考文献 55

第3章 分子结构 56

3．1 离子键 56

3．1．1 离子键的形成及本质 56

3．1．2 离子键的特征 57

3．1．3 离子的性质 57

3．2 共价键 59

3．2．1 现代价键理论 59

3．2．2 杂化轨道理论 64

3．2．3 分子轨道理论 68

3．3 配位键 73

3．3．1 配位键和配位化合物 73

3．3．2 配合物的价键理论 75

3．4 金属键 77

3．4．1 “自由电子”理论 77

3．4．2 金属键的能带理论 77

3．5 分子间作用力和氢键 79

3．5．1 分子的极性和偶极矩 79

3．5．2 分子间作用力 80

3．5．3 氢键 82

习题 83

参考文献 84

第4章 晶体结构 85

4．1 晶体的微观点阵结构 85

4．2 晶体的基本类型 86

4．2．1 离子晶体 86

4．2．2 原子晶体 87

4．2．3 分子晶体 87

4．2．4 金属晶体 88

4．2．5 混合键型晶体 89

4．3 单质的晶体结构及其物理性质的周期性 91

4．3．1 单质的晶体结构 91

4．3．2 单质的物理性质 92

4．4 晶体的缺陷 95

4．5 非化学计量化合物 95

习题 97

参考文献 98

第二篇 化学反应的基本规律 100

第5章 化学热力学 100

5．1 基本概念 100

5．1．1 系统与环境 100

5．1．2 系统的性质和状态 101

5．1．3 过程和途径 101

5．1．4 状态函数 102

5．2 热力学第一定律 102

5．2．1 热力学能 102

5．2．2 热和功 103

5．2．3 热力学第一定律的数学表达式 105

5．3 焓与化学反应的热效应 106

5．3．1 焓 106

5．3．2 化学反应的热效应 107

5．3．3 盖斯定律 109

5．3．4 化学反应热效应的计算 109

5．4 化学反应的方向 113

5．4．1 自发过程 114

5．4．2 热力学第二定律 115

5．4．3 熵 115

5．4．4 化学反应的熵变 117

5．4．5 吉布斯函数和化学反应的方向 118

习题 122

参考文献 124

第6章 化学反应动力学 125

6．1 化学反应速率及其机理 125

6．1．1 化学反应速率的定义及其表示方法 125

6．1．2 反应速率的实验测定 126

6．1．3 反应机理和反应分子数的概念 128

6．2 化学反应速率方程 128

6．2．1 基元反应速率方程 128

6．2．2 复合反应速率方程 129

6．2．3 简单级数反应的速率方程的积分形式 130

6．3 化学反应速率的影响因素 131

6．3．1 浓度对反应速率的影响 132

6．3．2 温度对反应速率的影响 133

6．3．3 催化剂对反应速率的影响 135

6．4 化学反应速率理论 136

6．4．1 简单碰撞理论 136

6．4．2 过渡状态理论 138

6．4．3 反应速率与活化能的关系 139

习题 139

参考文献 141

第7章 化学平衡 142

7．1 化学反应的可逆性与化学平衡 142

7．2 化学反应等温式和平衡常数 143

7．2．1 经验平衡常数 143

7．2．2 化学反应等温式和标准平衡常数 144

7．2．3 多重平衡原理 145

7．2．4 平衡常数的计算及应用 146

7．3 影响化学平衡的因素及平衡的移动 147

7．3．1 浓度对化学平衡的影响 148

7．3．2 压力对化学平衡的影响 148

7．3．3 温度对化学平衡的影响 150

7．3．4 勒夏特列原理 150

7．4 酸碱平衡 151

7．4．1 酸碱理论的发展简介 151

7．4．2 酸碱质子理论 152

7．4．3 酸碱质子平衡 153

7．4．4 一元弱酸弱碱的解离平衡 154

7．4．5 酸碱解离平衡的移动 155

7．5 沉淀溶解平衡 157

7．5．1 溶度积 158

7．5．2 溶度积规则 158

7．5．3 沉淀与溶解平衡 159

7．6 配位平衡 160

7．6．1 配离子的解离平衡 160

7．6．2 配离子平衡的移动 160

习题 161

参考文献 162

第8章 氧化还原反应和电化学 163

8．1 氧化还原反应 163

8．1．1 氧化还原反应的概念 163

8．1．2 氧化还原反应的配平 163

8．2 原电池 164

8．2．1 原电池的组成 164

8．2．2 原电池的半反应式和电池符号 165

8．2．3 电极类型 165

8．2．4 可逆电池 166

8．3 可逆电池热力学 167

8．3．1 可逆电池电动势E与ΔrGm的关系 167

8．3．2 电动势E与电池反应各组分浓度间的关系——能斯特方程 167

8．3．3 电池反应的标准平衡常数K？与标准电动势E？的关系 168

8．4 电极电势 168

8．4．1 电极电势的产生 168

8．4．2 标准氢电极和标准电极电势 169

8．4．3 标准电极电势表 170

8．4．4 影响电极电势的因素 170

8．5 电极电势在化学上的应用 172

8．5．1 计算原电池的标准电动势E？和电动势E 172

8．5．2 判断氧化还原反应进行的方向 173

8．5．3 比较氧化剂和还原剂的相对强弱 174

8．5．4 判断氧化还原反应进行的程度 174

8．6 电解 176

8．6．1 电解现象和电解池 176

8．6．2 分解电压 176

8．6．3 极化和超电势 177

8．6．4 电解池中两极电解产物 178

8．6．5 电解的应用 179

8．7 金属的腐蚀和防护 179

8．7．1 腐蚀的分类 179

8．7．2 腐蚀的防护 180

习题 180

参考文献 181

第三篇 化学的现代应用 183

第9章 化学与能源 183

9．1 能源的分类 183

9．2 能源的级别 185

9．3 能量的利用 185

9．4 能量的化学转化 186

9．4．1 利用热化学反应的能量化学转化 187

9．4．2 利用电化学反应的能量化学转化 188

9．4．3 利用光化学反应的能量化学转化 190

9．4．4 利用生物化学反应进行的能量化学转化 192

9．5 合成能源在军事方面的应用 192

9．5．1 化学推进剂 192

9．5．2 炸药 200

9．5．3 烟火药 206

9．5．4 化学激光器 214

习题 216

参考文献 217

第10章 化学与材料 218

10．1 化学与材料的关系 218

10．1．1 元素、物质与材料 218

10．1．2 材料的发展及其对社会发展的作用 218

10．1．3 材料中的化学 219

10．2 材料的组成、结构与材料性能 220

10．2．1 材料的分类 220

10．2．2 材料的组成、结构与性能的关系 221

10．3 金属材料 223

10．3．1 金属元素及其性质 223

10．3．2 金属的主要制备方法 224

10．3．3 合金的结构和类型 224

10．3．4 金属及其合金材料 225

10．3．5 新型金属材料 228

10．4 无机非金属材料 231

10．4．1 非金属元素的电子结构和性质 231

10．4．2 非金属元素单质的主要制备方法 231

10．4．3 陶瓷材料 232

10．5 高分子材料 236

10．5．1 高分子化合物合成的典型方法 236

10．5．2 高分子化合物的结构与特性 237

10．5．3 合成高分子材料 241

10．6 复合材料 247

10．6．1 复合材料的组分及功能 247

10．6．2 重要复合材料及应用 249

10．7 军用新材料 250

10．7．1 军用新材料的分类、地位和发展趋势 250

10．7．2 军用结构材料 251

10．7．3 军用功能材料 254

习题 254

参考文献 255

第11章 化学与信息 256

11．1 信息材料 256

11．1．1 信息处理材料 256

11．1．2 信息传递材料 265

11．1．3 信息显示材料 268

11．2 基于生物的信息处理技术 269

11．2．1 概述 269

11．2．2 用于信息处理的分子器件 270

11．2．3 基于生物分子的计算技术 272

习题 275

参考文献 275

第12章 化学与生命 277

12．1 生命的化学本质 277

12．1．1 生命科学与化学的关系 277

12．1．2 构成生命的基本物质 277

12．1．3 生命活动的基本规律 284

12．2 生化战剂 286

12．2．1 化学战剂 286

12．2．2 生物战剂 291

习题 294

参考文献 291

第13章 化学与环境 295

13．1 环境与人类的关系 295

13．1．1 人与环境的辩证关系 295

13．1．2 影响全球的环境热点问题 296

13．1．3 环境保护与可持续发展战略 299

13．2 军事活动对环境的影响 299

13．2．1 常规武器装备对环境的影响 300

13．2．2 核生化武器装备对环境的影响 301

13．3 军事人工环境 303

13．3．1 潜艇内的空气再生 303

13．3．2 载人航天飞行的环境控制和生命保障技术 305

习题 307

参考文献 307

附录 308