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绪论 1

第1章 误差与数据处理 3

1.1 误差及其产生的原因 4

1.1.1 系统误差 4

1.1.2 随机误差 5

1.2 准确度与精密度 6

1.2.1 准确度与误差 6

1.2.2 精密度与偏差 6

1.2.3 准确度与精密度的关系 9

1.2.4 提高分析结果准确度的方法 9

1.3 简单运算过程中的误差传递 11

1.3.1 加减法 11

1.3.2 乘除法 11

1.4 有效数字及数值运算规则 12

1.4.1 有效数字的概念 12

1.4.2 数值的修约规则 12

1.4.3 数值的运算规则 13

1.5 分析数据的处理 15

1.5.1 可疑值的舍弃 15

1.5.2 平均值的置信区间 16

【阅读材料1】随机误差的正态分布 18

【阅读材料2】平均值的置信区间 19

习题 20

第2章 化学热力学基础 23

2.1 热力学的基本概念 24

2.1.1 系统与环境 24

2.1.2 状态和状态函数 25

2.1.3 标准状态 25

2.1.4 过程和途径 26

2.2 热力学第一定律 26

2.2.1 热和功 26

2.2.2 热力学能 27

2.2.3 热力学第一定律 27

2.3 反应的焓变 28

2.3.1 等容反应热和等压反应热 28

2.3.2 标准摩尔焓变 30

2.3.3 盖斯定律 31

2.3.4 反应的标准摩尔焓变的计算 32

2.4 混乱度与反应的熵变 35

2.4.1 混乱度与熵的概念 35

2.4.2 热力学第二定律——熵判据 36

2.4.3 反应的标准摩尔熵变的计算 36

2.5 反应自发性与反应的吉布斯自由能变 38

2.5.1 吉布斯自由能和自由能判据 38

2.5.2 反应的标准摩尔自由能变的计算 39

2.5.3 吉布斯-亥姆霍兹方程 40

2.5.4 任意状态下反应的自由能变的计算 43

2.6 化学平衡与反应限度 44

2.6.1 标准平衡常数 45

2.6.2 同时平衡 46

2.6.3 平衡移动 47

【阅读材料1】作为当今主要能源的化石燃料是怎样形成的？ 50

【阅读材料2】非平衡态热力学——耗散结构理论简介 51

【阅读材料3】实验平衡常数和标准平衡常数 53

【科学家简介1】吉布斯 54

【科学家简介2】范特霍夫 54

习题 55

第3章 酸碱平衡与酸碱滴定法 59

3.1 电解质溶液理论简介 60

3.1.1 电解质溶液 60

3.1.2 离子氛 61

3.1.3 活度和离子强度 61

3.2 酸和碱的概念 62

3.2.1 酸和碱的定义 62

3.2.2 水的质子自递常数 65

3.2.3 弱酸弱碱的离解平衡和离解常数 66

3.2.4 共轭酸碱对的K？与K？的关系 67

3.3 水溶液中酸碱平衡的计算 68

3.3.1 水溶液中平衡计算的一般原则 69

3.3.2 强酸强碱溶液 70

3.3.3 一元弱酸溶液 72

3.3.4 一元弱碱溶液 75

3.3.5 多元弱酸弱碱溶液 75

3.3.6 两性物质溶液 77

3.4 酸碱平衡的移动 79

3.4.1 稀释效应 79

3.4.2 同离子效应 80

3.4.3 盐效应 82

3.5 酸度对弱酸各物种分布的影响 83

3.5.1 弱酸的分布系数 83

3.5.2 弱酸的分布曲线 86

3.6 缓冲溶液 87

3.6.1 缓冲溶液的组成和pH计算 87

3.6.2 缓冲原理 88

3.6.3 缓冲溶液的选择和配制 89

3.6.4 缓冲溶液的用途 90

3.7 滴定分析法概述 91

3.7.1 滴定分析法的基本原理 92

3.7.2 滴定分析法的类型、要求和滴定方式 92

3.7.3 标准溶液和基准物质 94

3.8 酸碱指示剂 95

3.8.1 酸碱指示剂的变色原理 95

3.8.2 酸碱指示剂的变色点和变色范围 96

3.8.3 酸碱指示剂的用量 97

3.9 酸碱滴定曲线 98

3.9.1 强酸强碱的滴定 98

3.9.2 一元弱酸弱碱的滴定 101

3.9.3 多元酸的滴定 105

3.9.4 多元碱和混合酸的滴定 107

3.9.5 酸碱滴定中CO2的影响 108

3.10 酸碱滴定法的应用 109

3.10.1 酸标准溶液的标定 109

3.10.2 碱标准溶液的标定 110

3.10.3 酸碱滴定法的应用 111

【阅读材料1】物质的酸碱性与溶剂的关系 113

【阅读材料2】拉平效应和区分效应 113

【阅读材料3】逐步逼近法 114

【阅读材料4】混合弱酸溶液pH的计算 115

【科学家简介】奥斯特瓦尔德 116

习题 116

第4章 沉淀平衡与沉淀滴定法 121

4.1 沉淀-溶解平衡 122

4.1.1 沉淀-溶解平衡的建立 122

4.1.2 溶解度与溶度积的关系 123

4.2 沉淀的生成、溶解和转化 124

4.2.1 沉淀的生成 124

4.2.2 分步沉淀 126

4.2.3 沉淀的溶解 128

4.2.4 沉淀的转化 129

4.3 影响沉淀溶解度的因素 130

4.3.1 同离子效应和盐效应 130

4.3.2 酸效应 131

4.3.3 配位效应 132

4.3.4 影响沉淀溶解度的其他因素 133

4.3.5 副反应系数与条件溶度积 134

4.4 沉淀滴定法 135

4.4.1 莫尔法 136

4.4.2 佛尔哈德法 138

4.4.3 法扬斯法 139

4.4.4 银量法的标准溶液 140

【阅读材料】重量分析法 141

习题 142

第5章 配位平衡与配位滴定法 145

5.1 配合物的组成与命名 146

5.1.1 配合物的组成 146

5.1.2 配合物的命名 148

5.1.3 螯合物 149

5.2 配位平衡 150

5.2.1 逐级稳定常数和累积稳定常数 150

5.2.2 配位平衡的计算 152

5.2.3 配合物各物种的分布 153

5.3 配位滴定剂EDTA及其螯合物 155

5.3.1 EDTA的性质 155

5.3.2 EDTA在水溶液中的分布 155

5.3.3 EDTA与金属离子的螯合物 155

5.4 配位滴定中的副反应系数和条件稳定常数 157

5.4.1 配位滴定中的副反应 157

5.4.2 EDTA的酸效应系数α［Y（H）】 157

5.4.3 金属离子M的副反应系数α（M） 158

5.4.4 配合物MY的副反应系数 159

5.4.5 配位滴定中的条件稳定常数 159

5.5 金属指示剂 160

5.5.1 金属指示剂的作用原理 160

5.5.2 金属指示剂必须具备的条件 160

5.5.3 金属指示剂的选择 161

5.5.4 常用金属指示剂简介 162

5.6 配位滴定曲线 164

5.6.1 配位滴定曲线的绘制 164

5.6.2 单一金属离子的滴定条件 167

5.6.3 最高酸度与最低酸度 167

5.7 提高配位滴定选择性的方法 169

5.7.1 控制溶液酸度进行分步滴定 169

5.7.2 使用掩蔽剂提高选择性 170

5.8 配位滴定法的应用 172

5.8.1 配位滴定方式 172

5.8.2 EDTA标准溶液的配制和标定 173

5.8.3 配位滴定法的应用实例 173

【阅读材料】配合物的应用 174

习题 176

第6章 氧化还原反应与氧化还原滴定法 179

6.1 氧化还原反应的基本概念 180

6.1.1 元素的氧化数 180

6.1.2 氧化与还原的定义 180

6.1.3 氧化还原反应的配平 182

6.2 原电池 183

6.2.1 原电池装置 183

6.2.2 常用氧化还原电极的类型 185

6.2.3 电池电动势与反应吉布斯自由能变的关系 186

6.3 电极电势 188

6.3.1 电极电势的产生 188

6.3.2 标准氢电极与标准电极电势 190

6.3.3 非标准状态下的电极电势 191

6.4 电极电势的应用 193

6.4.1 比较氧化剂和还原剂的相对强弱 193

6.4.2 计算电极电势、电池电动势和标准平衡常数 194

6.4.3 测定溶液pH和一些平衡常数 195

6.4.4 元素的电极电势图 196

6.5 条件电极电势 199

6.6 氧化还原滴定法中的指示剂 200

6.6.1 自身指示剂 200

6.6.2 显色指示剂 201

6.6.3 氧化还原指示剂 201

6.7 氧化还原滴定曲线 203

6.8 氧化还原滴定法的应用 207

6.8.1 高锰酸钾法 207

6.8.2 重铬酸钾法 209

6.8.3 碘量法 210

【阅读材料1】电位滴定法 214

【阅读材料2】电位法测定溶液的pH 215

【阅读材料3】燃料电池简介 216

【科学家简介】能斯特 217

习题 218

第7章 化学动力学基础 221

7.1 化学反应速率 222

7.1.1 化学反应速率的表示方法 222

7.1.2 反应速率的测定 223

7.2 化学反应速率理论简介 224

7.2.1 碰撞理论 224

7.2.2 过渡状态理论 226

7.3 反应历程与基元反应 227

7.3.1 基元反应与复杂反应 228

7.3.2 反应分子数与反应机理 228

7.4 反应速率与反应物浓度的关系 229

7.5 反应速率与温度的关系 231

7.6 反应速率与催化剂的关系 233

7.6.1 催化剂与催化作用 233

7.6.2 催化作用的特征 234

7.6.3 催化作用机理 235

7.6.4 生物催化剂——酶 236

7.7 链反应和光化学反应 237

7.7.1 链反应 237

7.7.2 光化学反应 239

7.8 绿色化学 240

7.8.1 绿色化学的概念 240

7.8.2 绿色化学的特点 240

7.8.3 绿色化学的目标 241

【阅读材料1】从化学到考古 242

【阅读材料2】体温与生命活动 242

【科学家简介】阿累尼乌斯 243

习题 243

第8章 分散体系 247

8.1 分散系的概念 248

8.2 稀溶液的依数性 249

8.2.1 非电解质稀溶液的依数性 249

8.2.2 电解质稀溶液的依数性 257

8.3 溶胶 258

8.3.1 分散度与表面能及表面吸附现象 259

8.3.2 溶胶的性质 261

8.3.3 胶团结构 264

8.3.4 溶胶的稳定性与聚沉 266

8.4 乳浊液 270

8.4.1 乳浊液 270

8.4.2 乳化剂 270

8.4.3 乳化剂与乳浊液类型的关系 272

习题 274

第9章 原子结构 277

9.1 核外电子运动的特征 278

9.1.1 氢原子光谱 278

9.1.2 玻尔理论 279

9.2 量子力学基础 280

9.2.1 德布罗意波 280

9.2.2 测不准原理 281

9.2.3 薛定谔方程 281

9.3 四个量子数 282

9.3.1 主量子数n 282

9.3.2 角量子数l 283

9.3.3 磁量子数m 283

9.3.4 自旋量子数ms 283

9.4 波函数的相关图形 284

9.4.1 原子轨道角度分布图 285

9.4.2 电子云和电子云角度分布图 285

9.4.3 径向分布图 286

9.5 多电子原子核外电子的运动状态 287

9.5.1 屏蔽作用和穿透作用 287

9.5.2 原子轨道近似能级图 289

9.5.3 基态原子核外电子排布的三条原则 290

9.5.4 电子排布式 290

9.6 元素周期律 291

9.6.1 核外电子排布和元素周期表 291

9.6.2 原子结构与元素基本性质 293

【阅读材料1】霓虹灯 297

【阅读材料2】元素种类到底是否有限？周期表有否终点？ 297

【阅读材料3】量子计算机 298

【科学家简介1】玻尔 298

【科学家简介2】薛定谔 299

习题 299

第10章 分子结构 303

10.1 离子键 304

10.1.1 离子键的形成 304

10.1.2 离子键的特征 304

10.1.3 离子的结构 305

10.2 共价键 307

10.2.1 价键理论 308

10.2.2 杂化轨道理论 311

10.2.3 价层电子对互斥理论 315

10.3 配位键 317

10.3.1 杂化类型与空间构型的关系 317

10.3.2 外轨型配合物 319

10.3.3 内轨型配合物 319

10.4 分子间的作用 321

10.4.1 键的极性 321

10.4.2 分子的极性 321

10.4.3 分子极化 322

10.4.4 范德华力 323

10.5 氢键 325

10.5.1 氢键的形成 325

10.5.2 氢键的方向性和饱和性 326

10.5.3 氢键对化合物性质的影响 326

10.6 晶体结构 328

10.6.1 离子晶体 329

10.6.2 原子晶体 330

10.6.3 分子晶体 330

【阅读材料1】SOD配合物 330

【阅读材料2】碳纳米管和太空天梯 331

【科学家简介】鲍林 332

习题 332

习题参考答案 336

附录 342

附录1 一些重要的物理常数 342

附录2 物质的热力学数据 342

附录3 弱酸弱碱在水中的离解常数 347

附录4 难溶盐的溶度积Ksp 349

附录5 配合物的稳定常数Kf 352

附录6 EDTA与金属离子螯合物的稳定常数lgKf 352

附录7 标准电极电势表 354

附录8 条件电极电势表？′ 358

附录9 一些化合物的相对分子质量 359

主要参考文献 363