普通化学=General chemistryPDF电子书下载

绪论 1

一、什么是化学——化学概念的历史演变 1

二、化学与自然、社会，及人类自身的关系 3

三、如何学好化学？ 5

第一单元 物质状态 9

第1章 气体与液体 9

1.1 气体 9

1.1.1 理想气体定律 9

1.1.2 理想气体状态方程的应用 10

1.1.3 混合气体分压定律 11

1.1.4 实际气体和van der Waals方程 14

1.2 液体 15

1.2.1 气体的液化 16

1.2.2 液体的气化 17

1.3 液固转化与平衡 20

1.4 水的相图 21

第2章 溶液 25

2.1 溶液的浓度 25

2.1.1 质量分数 26

2.1.2 摩尔分数或物质的量分数 26

2.1.3 质量摩尔浓度 26

2.1.4 体积分数 27

2.1.5 物质的量浓度 27

2.1.6 ppm和ppb 28

2.2 溶解度及其经验规律 28

2.2.1 饱和溶液和溶解度的定义 28

2.2.2 溶解度的相似相溶规律 29

2.2.3 过饱和现象 31

2.3 非电解质稀溶液的依数性 31

2.3.1 蒸气压下降 32

2.3.2 沸点升高 35

2.3.3 凝固点降低 36

2.3.4 渗透压 37

2.4 电解质溶液 40

2.4.1 Arrhenius电离学说 40

2.4.2 强电解质的活度与活度系数 41

2.5 胶体溶液 43

2.5.1 溶胶 43

2.5.2 大分子溶液 45

2.5.3 表面活性剂与缔合胶体 45

2.5.4 胶体溶液的特性及其应用 46

第二单元 化学热力学与化学平衡 51

第3章 化学热力学——反应的方向 51

3.1 化学热力学常用术语 51

3.2 热化学 53

3.2.1 反应热的测量 53

3.2.2 焓与焓变 54

3.2.3 热化学方程式 55

3.2.4 热效应的计算 56

3.3 化学反应的方向 59

3.3.1 焓变与自发反应 59

3.3.2 熵变与自发反应 60

3.3.3 Gibbs自由能变与自发反应 63

第4章 化学反应的限度 73

4.1 化学平衡及其特点 73

4.2 平衡常数与反应的限度 74

4.2.1 平衡常数K 74

4.2.2 平衡常数与Gibbs自由能变 76

4.2.3 多重平衡 79

4.3 化学平衡的移动 80

4.3.1 浓度对化学平衡的影响 80

4.3.2 压力对化学平衡的影响 81

4.3.3 温度对化学平衡的影响 82

4.3.4 van't Hoff-Le Ch？telier原理 82

第5章 酸碱电离平衡 87

5.1 酸碱质子理论 88

5.1.1 酸碱的定义 88

5.1.2 酸碱电离平衡和质子理论 88

5.1.3 酸碱的强弱 89

5.2 水的自耦电离平衡 90

5.3 弱酸、弱碱的电离平衡 91

5.3.1 一元弱酸、弱碱的电离平衡（含离子型） 91

5.3.2 多元弱酸、弱碱的电离平衡（含离子型） 93

5.3.3 两性离子的电离平衡 94

5.4 酸碱电离平衡的移动及同离子效应 96

5.5 缓冲溶液 98

5.5.1 缓冲溶液的组成及缓冲作用 98

5.5.2 缓冲溶液pH的计算 98

5.5.3 缓冲溶液的配制 100

5.6 酸碱中和反应 101

第6章 沉淀溶解与配位平衡 105

6.1 溶度积 106

6.1.1 溶度积Ksp的定义 106

6.1.2 溶度积和溶解度 107

6.2 沉淀的生成 108

6.2.1 溶度积原理 108

6.2.2 沉淀的完全度 109

6.2.3 同离子效应 110

6.2.4 盐效应 110

6.3 沉淀的溶解 111

6.3.1 发生酸碱反应 111

6.3.2 发生氧化还原反应 111

6.3.3 发生配位反应 111

6.4 沉淀的转化 112

6.5 分步沉淀 113

6.6 配位平衡 114

6.6.1 配位平衡和稳定常数 114

6.6.2 配位平衡与多重平衡 117

第7章 氧化还原反应及电化学基础 123

7.1 氧化数及氧化还原反应方程式的配平 123

7.1.1 氧化数 123

7.1.2 氧化还原反应方程式的配平 124

7.2 原电池 126

7.2.1 原电池的定义 126

7.2.2 原电池的组成 127

7.2.3 电极类型和电池符号 127

7.3 电池电动势和电极电势 129

7.3.1 电池电动势 129

7.3.2 电极电势 129

7.4 标准电池电动势与氧化还原平衡 132

7.4.1 电池电动势和Gibbs自由能变的关系 132

7.4.2 标准电动势和平衡常数 134

7.5 标准电极电势的计算 135

7.5.1 由标准Gibbs自由能变计算 135

7.5.2 由已知电对的EΘ计算 136

7.6 影响电极电势的因素 137

7.6.1 Nernst方程 137

7.6.2 浓度对电极电势的影响 139

7.6.3 酸度对电极电势的影响 141

7.7 电极电势及电池电动势的应用 144

7.7.1 电极电势的应用 144

7.7.2 电池电动势的应用 145

7.8 化学电源简介 147

7.8.1 原电池 147

7.8.2 蓄电池 148

7.8.3 燃料电池 149

第三单元 化学动力学 157

第8章 化学反应速率与化学反应机理 157

8.1 化学反应速率 158

8.2 化学反应速率与浓度的关系 161

8.3 反应级数 164

8.3.1 一级反应 164

8.3.2 二级反应 165

8.3.3 三级反应 167

8.3.4 零级反应 167

8.4 化学反应速率与温度的关系 168

8.4.1 Arrhenius公式 168

8.4.2 活化能的概念及计算 169

8.4.3 碰撞理论 171

8.4.4 过渡态理论 172

8.5 化学反应的机理 174

8.5.1 反应历程（反应机理） 174

8.5.2 动力学稳态 175

8.5.3 稳态近似 176

8.6 化学反应的催化 177

8.6.1 均相催化 177

8.6.2 多相催化 178

8.6.3 H2O2的催化分解 180

8.6.4 酶催化 180

8.7 光化学反应基础 182

8.7.1 光化学的基本原理 182

8.7.2 光化学反应基本概念 183

8.7.3 光化学反应基本定律 185

8.7.4 量子产率 185

8.7.5 光反应过程 186

8.7.6 光化学反应动力学 187

8.7.7 光化学反应热力学 188

8.7.8 光化学反应与热化学反应的区别 188

第四单元 物质结构 197

第9章 原子结构 197

9.1 氢原子的Bohr模型 198

9.1.1 氢原子光谱 198

9.1.2 氢原子Bohr模型的提出 201

9.2 微观粒子的运动规律 203

9.2.1 微观粒子的波粒二象性和测不准原理 203

9.2.2 波函数和电子云 205

9.2.3 四个量子数 207

9.3 波函数和电子云的空间图像 210

9.3.1 波函数角度分布图 210

9.3.2 电子云径向分布图 212

9.4 多电子原子结构与元素周期律 214

9.4.1 多电子原子轨道的能级次序 214

9.4.2 屏蔽效应和钻穿效应 215

9.4.3 核外电子排布的原则和元素周期律 217

9.5 元素某些基本性质的周期性变化规律 223

9.5.1 原子半径 223

9.5.2 电离能 224

9.5.3 电子亲和能 225

9.5.4 电负性 226

第10章 分子与晶体结构 230

10.1 离子键 230

10.1.1 离子键及其特点 230

10.1.2 离子的特征 231

10.1.3 离子键强度与晶格能 232

10.2 经典Lewis学说 234

10.3 价电子对互斥理论和分子构型 235

10.3.1 价电子对互斥理论的要点 235

10.3.2 分子的几何构型 237

10.3.3 键参数 241

10.4 价键理论 243

10.4.1 H2分子共价键的形成 243

10.4.2 共价键的本质和特征 244

10.4.3 杂化轨道与分子构型 245

10.4.4 离域π键 250

10.5 分子轨道理论 252

10.5.1 分子轨道理论概述 252

10.5.2 同核双原子分子的电子结构 253

10.6 分子的极性和偶极矩 254

10.6.1 分子的极性 254

10.6.2 偶极矩 256

10.7 分子间作用力和氢键 256

10.7.1 分子间作用力 256

10.7.2 氢键 259

10.8 晶体的结构 263

10.8.1 晶体的特征 263

10.8.2 晶格和晶胞 263

10.8.3 等径圆球的密堆积 265

10.8.4 晶体的基本类型 267

10.9 离子的极化作用 273

10.9.1 离子的极化 273

10.9.2 影响离子极化的因素 273

10.9.3 离子极化作用对键型、晶型及物质性质的影响 274

第11章 配位化合物 280

11.1 配位化合物的基本概念 280

11.1.1 配位化合物的定义、组成与命名 280

11.1.2 配位化合物中的异构现象 286

11.2 晶体场理论 289

11.2.1 d电子能级结构在配体场中的分裂 289

11.2.2 配合物的颜色 291

11.2.3 配合物的磁性 292

第五单元 元素化学 301

第12章 s区与ds区元素 301

12.1 s区元素 301

12.1.1 单质的性质 302

12.1.2 氢氧化物 304

12.1.3 盐类 304

12.1.4 锂、铍的特殊性 305

12.1.5 s区常见阳离子Na＋、K＋、Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋及NH＋ 4的分离与鉴定 306

12.1.6 氢元素 308

12.1.7 钾、钠、钙、镁在生物体内的某些功能 308

12.2 ds区元素 309

12.2.1 单质的性质 310

12.2.2 重要化合物 311

12.2.3 铜、汞不同氧化态的稳定性及相互转化 317

12.2.4 ds区常见阳离子的分离与鉴定 320

12.2.5 铜、锌在生物体内的某些功能 321

第13章 p区元素 325

13.1 p区非金属元素 325

13.1.1 卤素及其化合物 325

13.1.2 氧、硫及其化合物 336

13.1.3 氮、磷及其化合物 349

13.1.4 碳、硅、硼及其化合物 359

13.1.5 p区非金属元素及其化合物的某些性质 367

13.1.6 11种常见阴离子的鉴定 369

13.2 p区金属元素 371

13.2.1 金属的活泼性 371

13.2.2 氧化物及氢氧化物 372

13.2.3 盐 373

13.2.4 Bi（Ⅴ）、Pb（Ⅳ）的氧化性与Sb（Ⅲ）、Sn（Ⅱ）的还原性 377

13.2.5 Pb2＋、Bi3＋、Al3＋的分离与鉴定 377

13.3 稀有气体 378

13.4 p区元素与环境污染 379

第14章 过渡元素 384

14.1 过渡元素通性 385

14.2 d区元素 386

14.2.1 钛和钒 386

14.2.2 铬及其化合物 387

14.2.3 钼和钨 390

14.2.4 锰及其化合物 391

14.2.5 铁、钴、镍及其化合物 393

14.2.6 Fe3＋、Cr3＋、Al3＋、Mn2＋、Zn2＋等离子的性质比较与分离鉴定 399

14.2.7 常见阳离子的分离与鉴定 401

14.2.8 生物体内钒等d区元素的某些功能 404

14.3 稀土和镧系元素 404

第15章 放射化学 409

15.1 原子核的组成——质子和中子 410

15.2 放射性与人工核反应 411

15.2.1 放射性衰变的类型 412

15.2.2 放射性衰变的速率 413

15.2.3 天然放射系 414

15.2.4 人工核反应与人工放射性 416

15.3 核裂变、核聚变与核能利用 418

15.3.1 质量亏损和结合能 418

15.3.2 核裂变与核能利用 421

15.3.3 核聚变与核能利用 426

15.4 放射化学与生命科学 428

15.4.1 放射性的生物效应 428

15.4.2 放射免疫分析 431

15.4.3 肿瘤放射性治疗 433

15.4.4 放射性医学成像 435

答案 438

附录 446

A.1 常见化学键键焓（298.15 K,100 kPa） 446

A.2 常见物质的△fHΘ m，△fGΘ m和SΘ m（298.15 K,100 kPa） 447

B.1 弱酸弱碱的电离常数 452

B.2 常用缓冲溶液的pH范围 453

C.1 常见难溶电解质的Ksp（298.15K） 454

C.2 一些配离子的稳定常数K稳 455

D.1 酸性溶液中的标准电极电势EΘ（298.15K） 456

D.2 碱性溶液中的标准电极电势EΘ（298.15K） 458

E.1 元素的原子半径（pm） 459

E.2 元素的第一电离能（eV） 460

E.3 元素的第一电子亲和能（eV） 461

E.4 元素的电负性（Pauling） 462

F 离子半径 463

G 不同晶体场下d轨道能级分裂图 464

主要参考书目 466