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第1篇　化学基本原理 3

第1章　化学反应的基本原理 3

1.1　化学反应的基本概念 3

1.1.1　系统和环境 3

1.1.2　过程和途径 4

1.1.3　状态和状态函数 4

1.1.4　热和功 4

1.1.5　热力学能 5

1.2　化学反应的能量关系 6

1.2.1　热力学第一定律 6

1.2.2　热化学和赫斯定律 6

1.2.3　热力学的标准状态与生成焓 7

1.2.4　键能 9

1.3　化学反应的方向 10

1.3.1　化学反应的自发性 10

1.3.2　熵 11

1.3.3　热力学第二定律和吉布斯函数 12

1.4　化学反应的程度及其转化率提高 14

1.4.1　可逆反应与化学平衡 15

1.4.2　平衡常数 16

1.4.3　平衡常数的计算 18

1.4.4　化学平衡的移动 20

1.5　化学反应的速率及其控制 22

1.5.1　化学反应速率及其表示法 22

1.5.2　影响化学反应速率的因素 23

思考题与习题 30

第2章　平衡过程及其利用 32

2.1　弱酸弱碱的解离平衡 32

2.1.1　酸碱的概念 32

2.1.2　水的质子自递反应 33

2.1.3　一元弱酸、弱碱的解离平衡 33

2.1.4　多元弱酸的解离平衡 35

2.1.5　同离子效应和缓冲溶液 37

2.1.6　水解平衡 38

2.2　氧化还原平衡 41

2.2.1　氧化还原反应的基本概念 41

2.2.2　氧化还原反应方程式的配平 42

2.2.3　原电池与电极电势 43

2.2.4　影响电极电势的因素及电极电势的应用 46

2.3　溶解-沉淀平衡 51

2.3.1　溶度积与溶解度 51

2.3.2　沉淀的生成与溶解 52

2.4　配合物的生成与解离平衡 54

2.4.1　配合物的组成 55

2.4.2　配合物的命名 57

2.4.3　配合物的生成与解离 58

2.4.4　配离子稳定常数的应用 59

2.4.5　配位平衡的移动 62

2.4.6　螯合物 62

思考题与习题 65

第2篇　物质结构与性能第3章　物质的微观结构及其键合 69

3.1　微观粒子运动的一般规律 69

3.1.1　微观粒子运动的一般规律 69

3.1.2　波函数与原子轨道 71

3.1.3　概率密度与电子云 72

3.1.4　四个量子数 74

3.2　原子结构 76

3.2.1　多电子原子的能级 76

3.2.2　基态原子中电子的分布原则 78

3.2.3　原子的电子层结构和元素周期律 80

3.3　元素性质的周期性 83

3.3.1　原子半径 83

3.3.2　电离能 85

3.3.3　电子亲和能 86

3.3.4　元素的电负性 86

3.4　原子的键合与简单分子的结构 87

3.4.1　简单分子的结构 88

3.4.2　共价键的键参数 96

3.4.3　分子间力和氢键 97

3.5　配合物结构的价键理论 102

3.5.1　价键理论的基本要点 103

3.5.2　配合物的几何构型 103

3.5.3　外轨配键与内轨配键 106

3.5.4　配合物的稳定性与磁性 107

思考题与习题 108

第4章　物质的聚集与分散 110

4.1　气体 110

4.1.1　理想气体 110

4.1.2　实际气体 112

4.1.3　气体的液化与储运 113

4.2　液体 115

4.2.1　液体的溶解性 115

4.2.2　液体的表面张力 116

4.2.3　液体的毛细现象 117

4.3　溶液 117

4.3.1　溶液的浓度及其计算 117

4.3.2　溶液的溶解度及其影响因素 118

4.3.3　溶液的蒸气压 120

4.3.4　稀溶液的依数性 121

4.4　固体 123

4.4.1　晶体和非晶体 123

4.4.2　晶体的类型 124

4.5　胶体 126

4.5.1　溶胶的制备 127

4.5.2　胶体的特性 127

4.5.3　胶体的结构与稳定性 128

4.5.4　胶体的聚沉 129

4.5.5　气溶胶 130

思考题与习题 131

第5章　元素及其化合物的性质和变化规律 132

5.1　酸碱性 132

5.1.1　化合物的酸碱性 132

5.1.2　酸碱的应用 135

5.2　物质的熔点和沸点 137

5.2.1　离子晶体的熔点和沸点与晶格能之间的关系 137

5.2.2　离子极化对固体的熔、沸点的影响 137

5.2.3　分子晶体的熔、沸点与分子间力的关系 139

5.3　水解性 140

5.3.1　水解反应及其变化规律 140

5.3.2　有机物的水解 141

5.3.3　水解性的利用 141

5.4　氧化还原性 142

5.4.1　单质的氧化还原性 142

5.4.2　化合物的氧化还原性 143

5.4.3　常用的氧化剂和还原剂 145

5.5　化合物的溶解性 146

5.5.1　分子晶体的溶解性及其规律 147

5.5.2　离子化合物的溶解性及其规律 147

5.5.3　pH和配合作用对溶解性的影响 148

5.6　化合物的热稳定性 149

5.6.1　卤化物的热稳定性规律 149

5.6.2　含氧酸盐的热稳定性 149

5.7　固体的导电性 150

5.7.1　固体的导电性与能带模型 150

5.7.2　固体的缺陷对其导电性能的影响 152

5.8　物质的磁性 155

思考题与习题 156

第3篇　化学的应用 161

第6章　能源工程中的化学 161

6.1　能源概论 161

6.1.1　能量及其能量转化 161

6.1.2　能源的定义与分类 162

6.1.3　新能源的概念 162

6.2　化石燃料的有效利用和清洁生产 163

6.2.1　化石燃料的定义、分类和组成 163

6.2.2　煤的气化、液化和干馏 164

6.3　蓄电池 166

6.3.1　锂离子电池 167

6.3.2　燃料电池 168

6.4　可再生能源的开发 173

6.4.1　生物质能源的利用开发 174

6.4.2　太阳能利用 177

思考题与习题 180

第7章　机械工程中的化学 181

7.1　工程材料的选择 181

7.1.1　工程材料的分类 181

7.1.2　结构材料和功能材料 182

7.2　工程材料的键合特征 182

7.2.1　原子间结合键类型与性质 182

7.2.2　工程材料的键性与结合键 182

7.3　工程材料的性能特征 183

7.3.1　金属材料的特征 183

7.3.2　陶瓷材料的特性 187

7.3.3　高分子材料的特性 187

7.3.4　工程材料主要性能的比较 188

7.4　工程材料的腐蚀与防护 188

7.4.1　金属腐蚀与防护 188

7.4.2　钢筋混凝土的腐蚀和防护 193

7.4.3　高分子材料的老化与防护 195

7.5　材料的摩擦与润滑 202

7.5.1　机械抛光 202

7.5.2　纳米润滑剂 203

7.5.3　高分子摩擦材料 204

7.6　材料的清洗与表面处理 205

7.6.1　材料的表面处理技术 205

7.6.2　钢的表面强化的化学方法 207

7.6.3　高分子材料表面处理的化学方法 209

思考题与习题 212

第8章　信息工程中的化学 213

8.1　信息感知化学 213

8.1.1　温度传感器 214

8.1.2　气体传感器 215

8.1.3　湿度的表示与湿度传感器 218

8.2　信息转换功能材料 220

8.2.1　压电转换材料 220

8.2.2　光电转换材料 223

8.2.3　热电转换材料 225

8.3　信息存储材料 228

8.3.1　信息记录与存储的一般原理 228

8.3.2　磁记录材料 230

8.3.3　光信息存储材料 232

8.4　信息传输材料 233

8.4.1　光纤的结构 233

8.4.2　石英光纤 234

8.4.3　塑料光纤 234

思考题与习题 235

第9章　环境污染与治理中的化学 236

9.1　大气污染及其危害 237

9.1.1　大气污染物 237

9.1.2　大气污染的防治 243

9.2　水体污染及其危害 244

9.2.1　水体污染 245

9.2.2　水体污染的防治 247

9.3　土壤污染及其危害 248

9.3.1　土壤的主要污染物 249

9.3.2　土壤污染的防治 251

思考题与习题 252

参考文献 253

附录 254

附表1　一些常见弱酸、弱碱的标准解离常数（298.15K） 254

附表2　水溶液中的标准电极电势（298.15K） 254

附表3　一些物质的溶度积常数（298.15K） 256

附表4　一些常见配离子的稳定常数K？　稳 257

附表5　一些物质的热力学函数值（298.15K） 257