基础化学 第7版PDF电子书下载

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 4

一、有效数字的概念 4

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、分散系统及分类 5

二、混合物的组成标度 6

（一）物质的量 6

（二）物质的量浓度 7

（三）摩尔分数和质量摩尔浓度 8

Summary 9

参考读物 10

习题 10

Exercises 11

第二章 稀薄溶液的依数性 12

第一节 溶液的蒸气压下降 12

一、溶液的蒸气压 12

二、溶液的蒸气压下降——Raoult定律 13

第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低 15

一、溶液的沸点升高 15

（一）液体的沸点 15

（二）溶液的沸点升高 15

二、溶液的凝固点降低 16

（一）纯液体的凝固点 16

（二）溶液的凝固点降低 16

三、电解质稀薄溶液的依数性行为 17

第三节 溶液的渗透压力 18

一、渗透现象和渗透压力 18

二、溶液的渗透压力与浓度及温度的关系 19

三、渗透压力在医学上的意义 20

（一）渗透作用与生理现象 20

（二）晶体渗透压和胶体渗透压 22

（三）体液渗透压力的测定 22

Summary 23

参考读物 24

习题 24

Exercises 25

第三章 电解质溶液 26

第一节 强电解质溶液理论 26

一、强电解质和解离度 26

二、强电解质溶液理论要点 27

三、离子的活度和活度因子 27

第二节 弱电解质溶液的解离平衡 29

一、弱酸、弱碱的解离平衡及其平衡常数 29

二、酸碱平衡的移动 30

（一）浓度对酸碱平衡的影响 30

（二）同离子效应对酸碱平衡的影响 31

（三）盐效应对酸碱平衡的影响 32

第三节 酸碱的质子理论 32

一、酸碱的概念 32

二、酸碱反应的实质 33

三、水的质子自递平衡 34

（一）水的质子自递平衡和水的离子积 34

（二）水溶液的pH 35

四、共轭酸碱解离常数的关系 35

第四节 酸碱溶液pH的计算 36

一、强酸或强碱溶液 37

二、一元弱酸或弱碱溶液 37

三、多元酸碱溶液 39

四、两性物质溶液 40

第五节 酸碱电子理论和软硬酸碱理论 42

一、酸碱的电子理论 42

二、软硬酸碱理论 43

第六节 难溶强电解质的沉淀溶解平衡 43

一、溶度积和溶度积规则 44

（一）溶度积 44

（二）溶度积规则 45

二、沉淀平衡的移动 46

（一）沉淀的生成 46

（二）分级沉淀 47

（三）沉淀的溶解 47

三、沉淀溶解平衡实例 49

（一）骨骼的形成与龋齿的产生 49

（二）尿结石的形成 49

Summary 50

参考读物 51

习题 51

Exercises 53

第四章 缓冲溶液 55

第一节 缓冲溶液及缓冲机制 55

一、缓冲溶液及其作用机制 55

二、缓冲溶液的组成 56

第二节 缓冲溶液pH的计算 56

一、缓冲溶液pH的近似计算公式 56

二、缓冲溶液pH计算公式的校正 58

第三节 缓冲容量和缓冲范围 59

一、缓冲容量 59

二、影响缓冲容量的因素 60

三、缓冲范围 61

第四节 缓冲溶液的配制 62

一、缓冲溶液的配制方法 62

二、标准缓冲溶液 64

第五节 血液中的缓冲系 65

Summary 66

参考读物 67

习题 67

Exercises 68

第五章 胶体 70

第一节 胶体分散系 70

一、胶体分散系的制备 70

（一）分散法 70

（二）凝聚法 71

二、胶体分散系的表面特性 71

第二节 溶胶 72

一、溶胶的基本性质 72

（一）溶胶的光学性质 72

（二）溶胶的动力学性质 73

（三）溶胶的电学性质 73

二、胶团结构及溶胶的稳定性 74

（一）胶粒带电的原因 74

（二）胶粒的双电层结构 74

（三）溶胶的稳定因素 75

（四）溶胶的聚沉现象 75

三、气溶胶 77

第三节 高分子溶液 77

一、高分子化合物的结构特点及其溶液的形成 78

（一）高分子化合物的结构特点 78

（二）高分子溶液的形成 78

二、聚电解质溶液 78

三、高分子溶液稳定性的破坏 80

四、高分子溶液的渗透压和膜平衡 80

（一）高分子溶液的渗透压 80

（二）膜平衡 81

五、凝胶 82

第四节 表面活性剂和乳状液 83

一、表面活性剂 83

二、缔合胶体 84

三、乳状液 84

Summary 87

参考读物 88

习题 88

Exercises 89

第六章 化学反应热及反应的方向和限度 90

第一节 热力学系统和状态函数 90

一、系统与环境 90

二、状态函数与过程 90

三、热和功 92

（一）热和功 92

（二）体积功、可逆过程与最大功 92

第二节 能量守恒和化学反应热 94

一、热力学能和热力学第一定律 94

（一）热力学能 94

（二）热力学第一定律 94

（三）热力学能的变化与等容反应热效应 94

二、系统的焓变和等压反应热效应 95

（一）系统的焓 95

（二）等压反应热效应 95

三、反应进度、热化学方程式与标准态 96

（一）反应进度 96

（二）热化学方程式与标准态 97

四、Hess定律和反应热的计算 98

（一）由已知的热化学方程式计算反应热 98

（二）由标准摩尔生成焓计算反应热 99

（三）由标准摩尔燃烧焓计算反应热 100

第三节 熵和Gibbs自由能 101

一、自发过程及其特征 101

（一）自发过程的特征 101

（二）自发的化学反应的推动力 102

二、系统的熵 102

（一）熵和熵变 102

（二）熵增加原理 103

三、系统的Gibbs自由能 104

（一）Gibbs自由能 104

（二）Gibbs自由能变化与非体积功 105

（三）用Gibbs自由能变化判断化学反应的方向 106

第四节 化学平衡 109

一、化学反应的限度与标准平衡常数 109

二、用标准平衡常数判断自发反应方向 110

三、实验平衡常数 111

四、多重平衡与耦合反应 111

（一）多重平衡 111

（二）耦合反应 112

五、化学平衡的移动 113

（一）浓度对化学平衡的影响 113

（二）压力对化学平衡的影响 113

（三）温度对化学平衡的影响 114

Summary 116

参考读物 117

习题 118

Exercises 120

第七章 化学反应速率 122

第一节 化学反应速率及其表示方法 122

一、化学反应速率 122

二、化学反应的平均速率和瞬时速率 123

第二节 反应机制和元反应 124

一、元反应、简单反应与复合反应 124

二、质量作用定律与速率方程式 125

（一）质量作用定律 125

（二）速率方程 125

（三）速率常数与反应级数 126

第三节 具有简单级数的反应及其特点 127

一、一级反应 127

二、二级反应 128

三、零级反应 129

第四节 化学反应速率理论简介 130

一、碰撞理论与活化能 130

（一）有效碰撞和弹性碰撞 130

（二）活化分子与活化能 130

二、过渡态理论简介 131

（一）活化络合物 132

（二）活化能与反应热 132

第五节 温度对化学反应速率的影响 133

一、温度与速率常数的关系——Arrhenius方程式 133

二、温度对化学反应速率影响的原因 134

第六节 催化剂对化学反应速率的影响 134

一、催化剂及催化作用 134

（一）催化剂 134

（二）催化剂的特点 134

二、催化作用理论 135

（一）均相催化理论——中间产物学说 135

（二）多相催化理论——活化中心学说 136

三、生物催化剂——酶 136

Summary 137

参考读物 138

习题 138

Exercises 140

第八章 氧化还原反应与电极电位 142

第一节 氧化还原反应 142

一、氧化值 142

二、氧化还原反应 143

（一）氧化还原反应 143

（二）氧化还原半反应和氧化还原电对 143

三、氧化还原反应方程式的配平 144

第二节 原电池与电极电位 145

一、原电池 145

（一）原电池的组成 145

（二）原电池组成式 146

（三）电极类型 146

二、电极电位的产生 147

三、标准电极电位 148

（一）标准氢电极 148

（二）电极电位的测定 148

（三）标准电极电位 149

（四）标准电极电位的应用 150

第三节 电池电动势与Gibbs自由能 150

一、电池电动势与化学反应Gibbs自由能变的关系 150

二、用电池电动势判断氧化还原反应的自发性 151

三、电池标准电动势和平衡常数 152

第四节 电极电位的Nernst方程式及影响电极电位的因素 154

一、电极电位的Nernst方程式 154

二、电极溶液中物质浓度对电极电位的影响 155

（一）酸度对电极电位的影响 156

（二）沉淀的生成对电极电位的影响 156

（三）生成弱酸（或弱碱）对电极电位的影响 156

第五节 电位法测定溶液的pH 157

一、常用参比电极 158

（一）甘汞电极 158

（二）AgCl*Ag电极 158

二、指示电极 159

（一）玻璃电极 159

（二）复合电极 159

三、电位法测定溶液的pH 160

第六节 电化学和生物传感器 160

一、传感器概述 160

二、传感器的基本原理 161

（一）表面吸附 161

（二）界面电位 161

（三）分子识别 161

三、电化学生物传感器及其应用 162

Summary 164

参考读物 165

习题 165

Exercises 166

第九章 原子结构和元素周期律 168

第一节 核外电子运动状态及特性 168

一、氢光谱和氢原子的Bohr模型 168

二、电子的波粒二象性 170

三、测不准原理 171

第二节 氢原子的波函数 172

一、量子数 172

二、原子轨道的角度分布 175

三、原子轨道的径向分布 178

第三节 多电子原子的原子结构 179

一、多电子原子的能级 179

二、原子的电子组态 180

（一）Pauli不相容原理 181

（二）能量最低原理 181

（三）Hund规则 181

第四节 原子的电子组态与元素周期表 182

一、原子的电子组态与元素周期表 182

（一）能级组和元素周期 182

（二）价层电子组态与族 183

（三）元素分区 184

（四）过渡元素和稀土元素 184

二、元素性质的周期性变化规律 185

（一）有效核电荷 185

（二）原子半径 185

（三）元素的电离能、电子亲合势和电负性 187

第五节 元素和人体健康 188

一、人体必需元素及其生物功能简介 188

二、环境污染中对人体有害的元素 190

Summary 191

参考读物 193

习题 193

Exercises 194

第十章 共价键与分子间力 195

第一节 现代价键理论 195

一、氢分子的形成 195

二、现代价键理论的要点 196

三、共价键的类型 197

（一）σ键和π键 197

（二）正常共价键和配位共价键 198

四、键参数 198

（一）键能 198

（二）键长 198

（三）键角 199

（四）键的极性 199

第二节 杂化轨道理论 199

一、杂化轨道理论的要点 200

二、轨道杂化类型及实例 200

（一）sp型和spd型杂化 200

（二）等性杂化和不等性杂化 203

第三节 价层电子对互斥理论 204

第四节 分子轨道理论简介 205

一、分子轨道理论的要点 205

二、分子轨道理论的应用 208

（一）同核双原子分子的轨道能级图 208

（二）异核双原子分子的轨道能级图 209

（三）离域π键 210

（四）自由基简介 210

第五节 分子间的作用力 211

一、分子的极性与分子的极化 212

（一）分子的极性 212

（二）分子的极化 212

二、van der Waals力 213

（一）取向力 213

（二）诱导力 213

（三）色散力 213

三、氢键 214

Summary 216

参考读物 217

习题 217

Exercises 219

第十一章 配位化合物 220

第一节 配位化合物的基本概念 220

一、什么是配位化合物 220

二、配合物的组成 220

（一）内层和外层 221

（二）中心原子 221

（三）配体和配位原子 221

（四）配位数 221

（五）配离子的电荷 222

三、配合物的命名 222

第二节 配合物的化学键理论 223

一、配合物的价键理论 223

（一）价键理论的基本要点 223

（二）外轨配合物和内轨配合物 224

（三）实例 224

（四）配合物的磁矩 226

二、晶体场理论 227

（一）晶体场理论的基本要点 227

（二）在八面体配位场中中心原子d轨道能级分裂 227

（三）分裂能及其影响因素 227

（四）八面体场中中心原子的d电子排布 229

（五）晶体场稳定化能 229

（六）d-d跃迁和配合物的颜色 231

第三节 配位平衡 232

一、配位平衡常数 232

二、配位平衡的移动 233

（一）溶液酸度的影响 233

（二）沉淀平衡的影响 234

（三）与氧化还原平衡的关系 235

（四）其他配位平衡的影响 236

第四节 螯合物和生物配体 236

一、螯合效应 236

二、影响螯合物稳定性的因素 238

（一）螯合环的大小 238

（二）螯合环的数目 238

三、生物配体 239

Summary 241

参考读物 243

习题 243

Exercises 245

第十二章 滴定分析 247

第一节 滴定分析原理 247

一、滴定分析的概述 247

（一）滴定分析术语与特点 247

（二）滴定分析法对化学反应的基本要求 247

二、滴定分析的分类 248

三、标准溶液的配制 248

四、滴定分析的计算 249

第二节 分析结果的误差 249

一、误差产生的原因和分类 249

（一）系统误差 249

（二）偶然误差 250

二、分析结果的评价 250

（一）误差与准确度 250

（二）偏差与精密度 251

三、提高分析结果准确度的方法 251

（一）减小系统误差 251

（二）减小偶然误差 252

第三节 酸碱滴定法 252

一、酸碱指示剂 252

（一）酸碱指示剂的变色原理 252

（二）酸碱指示剂的变色范围和变色点 253

二、滴定曲线和指示剂的选择 254

（一）强酸和强碱的滴定 254

（二）一元弱酸和一元弱碱的滴定 256

（三）多元酸和多元碱的滴定 258

三、酸碱标准溶液的配制与标定 260

（一）酸标准溶液的配制与标定 260

（二）碱标准溶液的配制与标定 260

四、酸碱滴定法的应用实例 261

（一）含氮量的测定 261

（二）乙酰水杨酸（阿司匹林）含量的测定 262

第四节 氧化还原滴定法 262

一、高锰酸钾法 263

（一）基本原理 263

（二）高锰酸钾标准溶液的配制与标定 263

（三）高锰酸钾法的应用实例 264

二、碘量法 264

（一）基本原理 264

（二）标准溶液的配制与标定 264

（三）碘量法的应用实例 265

第五节 配位滴定法 265

一、基本原理 265

（一）EDTA与金属离子配位反应的特点 265

（二）影响EDTA滴定的因素 266

（三）金属指示剂 266

二、标准溶液的配制与标定 267

三、配位滴定法的应用示例 267

第六节 沉淀滴定法 267

一、Mohr法 267

（一）基本原理 267

（二）标准溶液的配制与标定 268

二、Volhard法 268

（一）基本原理 268

（二）标准溶液的配制与标定 268

三、Fajans法 268

Summary 269

参考读物 270

习题 270

Exercises 272

第十三章 可见分光光度法和紫外分光光度法 274

第一节 物质的吸收光谱 274

一、物质对光的选择性吸收 274

二、物质的吸收光谱 274

第二节 分光光度法基本原理 275

一、透光率和吸光度 275

二、Lambert-Beer定律 276

第三节 可见分光光度法 277

一、分光光度计 277

二、定量分析方法 278

（一）标准曲线法 279

（二）标准对照法 279

（三）比吸光系数比较法 279

（四）差示分光光度法 279

（五）双波长法 279

第四节 提高测量灵敏度和准确度的方法 280

一、分光光度法的误差 280

（一）仪器测定误差 280

（二）溶液偏离Beer定律引起的误差 281

（三）主观误差 281

二、提高测量灵敏度和准确度的方法 281

（一）选择适当的显色剂 281

（二）选择合适的测定条件 281

（三）空白溶液的选择 283

（四）共存离子的干扰及其消除 283

第五节 紫外分光光度法简介 283

一、752型分光光度计 283

二、紫外分光光度法的应用 284

（一）定性鉴别 284

（二）定量测定 284

（三）有机化合物的结构分析 285

Summary 285

参考读物 286

习题 286

Exercises 287

第十四章 现代仪器分析简介 288

第一节 原子吸收光谱法 288

一、基本原理 288

（一）原子吸收光谱的产生 288

（二）原子吸收的测量 289

二、原子吸收光谱仪 289

三、实验方法 290

（一）样品处理与测定条件的选择 290

（二）干扰及其消除 290

（三）分析方法 291

第二节 荧光分析法 292

一、基本原理 293

（一）分子荧光的发生过程 293

（二）荧光的激发光谱和发射光谱 293

（三）荧光光谱的特点 294

（四）荧光寿命与荧光效率 294

（五）分子结构与荧光的关系 294

（六）影响荧光强度的外界因素 294

二、荧光定量分析方法 295

（一）荧光强度与荧光物质浓度的关系 295

（二）定量分析方法 295

三、荧光分光光度计 296

四、荧光分析法的应用 297

（一）有机化合物的荧光分析 297

（二）无机化合物的荧光分析 297

（三）分子荧光分析在医学检验中的应用 297

第三节 色谱法 297

一、色谱法概述 297

二、色谱分离过程和基本术语 298

（一）色谱分离过程 298

（二）色谱图及基本术语 298

三、色谱分离基本原理 299

（一）塔板理论 299

（二）速率理论 300

（三）分离度 300

四、色谱仪 301

五、色谱定性与定量分析 302

（一）定性分析 302

（二）定量分析 302

Summary 303

参考读物 304

习题 305

Exercises 306

附录 307

附录一 我国的法定计量单位 307

表1 SI基本单位 307

表2 包括SI辅助单位在内的具有专门名称的SI导出单位 307

表3 SI词头 308

表4 可与国际单位制单位并用的我国法定计量单位 308

附录二 一些物理和化学的基本常数 309

附录三 平衡常数表 310

表1 水的离子积常数 310

表2 弱电解质在水中的解离常数 310

表3 一些难溶化合物的溶度积（25℃） 311

表4 金属配合物的稳定常数 312

附录四 一些物质的基本热力学数据 314

表1 298.15K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 314

表2 一些有机化合物的标准摩尔燃烧热 316

附录五 一些还原半反应的标准电极电位？？（298.15K） 316

附录六 希腊字母表 317

附录七 化学相关网站 318

部分习题参考答案 319

索引 332

元素中英文名称、原子序数及相对原子量表 344