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第一章 气体 1

§1．1 理想气体状态方程式 1

1．1．1 理想气体状态方程式 1

1．1．2 理想气体状态方程式的应用 2

§1．2 气体混合物 3

1．2．1 分压定律 3

1．2．2 分压定律的应用 5

1．2．3 分体积定律 5

§1．3 气体分子运动论 7

1．3．1 气体分子运动论的基本要点 7

1．3．2 理想气体状态方程式与分子运动论的内在联系 8

1．3．3 分子的速度分布 9

§1．4 真实气体 11

化学视野 大气化学 14

思考题 18

习题 19

第二章 热化学 21

§2．1 热力学的术语和基本概念 21

2．1．1 系统和环境 21

2．1．2 状态和状态函数 22

2．1．3 过程 22

2．1．5 化学反应计量式和反应进度 23

2．1．4 相 23

§2．2 热力学第一定律 25

2．2．1 热和功 25

2．2．2 热力学能 26

2．2．3 热力学第一定律 26

2．2．4 焓变和热化学方程式 27

2．2．5 Hess定律 32

2．2．6 键焓与反应焓变 34

化学视野 氢能源 36

思考题 39

习题 40

3．1．1 定容反应的反应速率 44

第三章 化学动力学基础 44

§ 3．1 化学反应速率的概念 44

3．1．2 平均速率和瞬时速率 45

§ 3．2 浓度对反应速率的影响——速率方程式 47

3．2．1 化学反应速率方程式 47

3．2．2 由实验确定反应速率方程式的简单方法——初始速率法 49

3．2．3 浓度与时间的定量关系 50

§ 3．3 温度对反应速率的影响——Arrhenius方程式 52

3．3．1 Arrhenius方程式 52

3．3．2 Arrhenius方程式的应用 53

3．4．1 碰撞理论 55

§3．4 反应速率理论和反应机理简介 55

3．4．2 活化络合物理论 57

3．4．3 活化能与反应速率 58

3．4．4 反应机理与元反应 59

§3．5 催化剂与催化作用 62

3．5．1 催化剂和催化作用的基本特征 62

3．5．2 均相催化与多相催化 63

3．5．3 酶催化 64

化学视野 化学动力学在考古中的应用 65

思考题 66

习题 67

第四章 化学平衡 熵和Cibbs函数 72

§4．1 标准平衡常数 72

4．1．1 化学平衡的基本特征 72

4．1．2 标准平衡常数表达式 75

4．1．3 平衡常数与反应速率系数间的关系 78

4．1．4 标准平衡常数的实验测定 79

§4．2 标准平衡常数的应用 80

4．2．1 判断反应程度 80

4．2．2 预测反应方向 80

4．2．3 计算平衡组成 81

4．3．1 浓度对化学平衡的影响 82

§4．3 化学平衡的移动 82

4．3．2 压力对化学平衡的影响 83

4．3．3 温度对化学平衡的影响 85

4．3．4 Le Chatelier原理 85

4．3．5 两个需要说明的问题 86

§4．4 自发变化和熵 87

4．4．1 自发变化 87

4．4．2 焓和自发变化 88

4．4．3 混乱度、熵和微观状态数 89

4．4．4 热力学第三定律和标准熵 91

4．4．5 化学反应熵变和热力学第二定律 93

§4．5 Gibbs函数 95

4．5．1 Gibbs函数[变]判据 95

4．5．2 标准摩尔生成Gibbs函数 97

4．5．3 Gibbs函数与化学平衡 98

4．5．4 补充说明 99

化学视野 氧-血红蛋白的平衡 100

思考题 102

习题 104

第五章 酸碱平衡 108

§5．1 酸碱质子理论概述 108

5．1．1 历史回顾 108

5．1．2 酸碱质子理论的基本概念 109

5．1．3 酸的相对强度和碱的相对强度 113

§5．2 水的解离平衡和pH 115

5．2．1 水的解离平衡 115

5．2．2 溶液的pH 116

§5．3 弱酸、弱碱的解离平衡 117

5．3．1 一元弱酸、弱碱的解离平衡 118

5．3．2 多元弱酸的解离平衡 120

5．3．3 盐溶液的酸碱平衡 122

§5．4 缓冲溶液 128

5．4．1 同离子效应 128

5．4．2 缓冲溶液 129

5．4．3 缓冲溶液pH的计算 131

5．4．4 缓冲范围和缓冲能力 132

化学视野 缓冲溶液的应用——人血液的pH 133

§5．5 酸碱指示剂 135

§5．6 酸碱电子理论与配合物概述 137

5．6．1 酸碱电子理论 137

5．6．2 配合物的组成和命名 138

§5．7 配位反应与配位平衡 142

5．7．1 配合物的解离常数和稳定常数 142

5．7．2 配体取代反应和电子转移反应 144

5．7．3 关于配合物稳定性的进一步讨论 146

思考题 150

习题 150

第六章 沉淀-溶解平衡 154

§6．1 溶解度和溶度积 154

6．1．1 溶解度 154

6．1．2 溶度积 155

6．1．3 溶解度和溶度积间的关系 156

§6．2 沉淀的生成和溶解 160

6．2．1 溶度积规则 160

6．2．2 同离子效应与盐效应 161

6．2．3 pH对溶解度的影响——沉淀的酸溶解 163

6．2．4 配合物的生成对溶解度的影响——沉淀的配位溶解 167

§6．3 两种沉淀之间的平衡 169

6．3．1 分步沉淀 169

6．3．2 沉淀的转化 171

化学视野 沉淀反应在冶金与医学中的应用实例 172

思考题 174

习题 175

第七章 氧化还原反应 电化学基础 178

§7．1 氧化还原反应的基本概念 178

7．1．1 氧化值 179

7．1．2 氧化还原反应方程式的配平 180

§7．2 电化学电池 182

7．2．1 原电池的构造 183

7．2．2 电解池和Faraday定律 186

7．2．3 原电池电动势的测定 187

7．2．4 原电池的最大功与Gibbs函数 188

§7．3 电极电势 189

7．3．1 标准氢电极和甘汞电极 189

7．3．2 标准电极电势 191

7．3．3 Nemst方程式 192

7．3．4 E-pH图 196

7．4．1 判断氧化剂、还原剂的相对强弱 199

§7．4 电极电势的应用 199

7．4．2 判断氧化还原反应进行的方向 200

7．4．3 确定氧化还原反应进行的限度 202

7．4．4 元素电势图 204

化学视野 化学电源实例 206

思考题 210

习题 211

第八章 原子结构 216

§8．1 氢原子结构 216

8．1．1 氢原子光谱与Bohr理论 216

8．1．2 电子的波粒二象性 221

8．1．3 Schrodinger方程与量子数 222

8．1．4 氢原子的基态 223

8．1．5 氢原子的激发态 226

§8．2 多电子原子结构 230

8．2．1 多电子原子轨道能级 230

8．2．2 核外电子排布 235

§8．3 元素周期律 237

8．3．1 原子的电子层结构和元素周期系 237

8．3．2 元素性质的周期性 240

化学视野 扫描隧道显微镜(STM) 248

思考题 249

习题 250

9．1．1 共价键的本质与特点 252

第九章 分子结构 252

§9．1 价键理论 252

9．1．2 共价键的键型 254

9．1．3 杂化轨道 255

§9．2 价层电子对互斥理论 259

§9．3 分子轨道理论 265

9．3．1 分子轨道 265

9．3．2 同核双原子分子 266

9．3．3 异核双原子分子 271

9．3．4 关于原子轨道和分子轨道的对称性 272

9．4．2 键能 275

9．4．1 键级 275

§9．4 键参数 275

9．4．3 键长 276

9．4．4 键角 276

9．4．5 键矩与部分电荷 277

化学视野 光电子能谱(PES) 278

思考题 279

习题 280

第十章 固体结构 282

§10．1 晶体结构和类型 282

10．1．1 晶体结构的特征与晶格理论 282

10．1．2 晶体缺陷 非晶体 285

10．1．3 球的密堆积 287

10．1．4 晶体类型 289

§10．2 金属晶体 291

10．2．1 金属晶体的结构 291

10．2．2 金属键理论 292

10．2．3 金属合金 295

§10．3 离子晶体 296

10．3．1 离子晶体的结构 296

10．3．2 晶格能 300

10．3．3 离子极化 305

10．4．1 分子的偶极矩和极化率 307

§10．4 分子晶体 307

10．4．2 分子间的吸引作用 309

10．4．3 氢键 312

§10．5 层状晶体 315

化学视野 超导体 316

思考题 317

习题 318

第十一章 配合物结构 320

§11．1 配合物的空间构型和磁性 320

11．1．1 配合物的空间构型 320

11．1．2 配合物的磁性 324

11．2．1 价键理论 326

§11．2 配合物的化学键理论 326

11．2．2 晶体场理论 330

11．2．3 分子轨道理论 340

化学视野 红宝石和绿宝石 344

思考题 345

习题 346

第十二章 s区元素 348

§12．1 s区元素概述 350

§12．2 s区元素的单质 353

12．2．1 单质的物理性质和化学性质 353

12．2．2 区元素的存在和单质的制备 357

§12．3 s区元素的化合物 359

12．3．1 氢化物 359

12．3．2 氧化物 360

12．3．3 氢氧化物 362

12．3．4 重要盐类及其性质 364

12．3．5 配合物 369

§12．4 锂、铍的特殊性 对角线规则 370

12．4．1 锂的特殊性 370

12．4．2 铍的特殊性 370

12．4．3 对角线规则 371

化学视野 N9~+，K~+，Mg~(2+)，Ca~(2+)的生理作用 372

思考题 373

习题 374

第十三章 p区元素(一) 376

§13．1 p区元素概述 376

§13．2 硼族元素 379

13．2．1 硼族元素概述 379

13．2．2 硼族元素的单质 380

13．2．3 硼的化合物 383

13．2．4 铝的化合物 392

13．3．1 碳族元素概述 396

§13．3 碳族元素 396

13．3．2 碳族元素的单质 397

13．3．3 碳的化合物 400

13．3．4 硅的化合物 407

13．3．5 锡、铅的化合物 414

化学视野 几种新型无机材料简介 418

思考题 420

习题 420

第十四章 P区元素(二) 423

§14．1 氮族元素 423

14．1．1 氮族元素概述 423

14．1．2 氮族元素的单质 425

14．1．3 氮的化合物 429

14．1．4 磷的化合物 441

14．1．5 砷、锑、铋的化合物 450

§14．2 氧族元素 454

14．2．1 氧族元素概述 454

14．2．2 氧及其化合物 457

14．2．3 硫及其化合物 460

化学视野 生物活性分子NO 474

思考题 475

习题 476

§15．1 卤素 478

15．1．1 卤素概述 478

第十五章 p区元素(三) 478

15．1．2 卤素单质 480

15．1．3 卤素的氢化物 485

15．1．4 卤化物 多卤化物 卤素互化物 490

15．1．5 卤素的含氧化合物 494

15．1．6 拟卤素 501

§15．2 稀有气体 503

15．2．1 稀有气体的发现 503

15．2．1 稀有气体的性质和用途 503

15．2．3 稀有气体的存在和分离 505

15．2．4 稀有气体的化合物 506

§15．3 p区元素化合物性质的递变规律 509

15．3．1 p区元素的氢化物 509

15．3．2 p区元素的氧化物及其水合物 511

15．3．3 p区元素化合物的氧化还原性 513

15．3．4 p区元素含氧酸盐的热稳定性 514

化学视野 焰火的化学 514

思考题 515

习题 516

第十六章 d区元素(一) 518

§16．1 d区元素概述 518

16．1．2 d区元素的物理性质 520

16．1．1 d区元素的原子半径和电离能 520

16．1．3 d区元素的化学性质 521

16．1．4 d区元素的氧化态 522

16．1．5 d区元素离子的颜色 523

§16．2 钛钒 524

16．2．1 钛及其化合物 524

16．2．2 钒及其化合物 527

§16．3 铬 钼 钨 多酸型配合物 530

16．3．1 铬、钼、钨的单质 531

16．3．2 铬的化合物 531

16．3．3 水溶液中铬的离子及其反应 533

16．3．4 钼、钨的化合物 537

16．3．5 多酸型配合物 同多酸和杂多酸及其盐 538

§16．4 锰 539

16．4．1 锰的单质 540

16．4．2 锰的化合物 540

16．4．3 水溶液中锰的离子及其反应 542

16．4．4 锰的Gibbs函数变(△_rG_m~?)-氧化值图 545

§16．5 铁 钴 镍 547

16．5．1 铁、钴、镍的单质 547

16．5．2 铁、钴、镍的化合物 548

16．5．3 水溶液中铁、钴、镍的离子及其反应 551

16．6．1 铂系元素的单质 558

§16．6 铂系元素简介 558

16．6．2 铂系元素的化合物 559

§16．7 金属有机化合物 560

16．7．1 羰基配合物 560

16．7．2 不饱和烃配合物 563

化学视野 金属簇状化合物 565

思考题 569

习题 569

§17．1 铜族元素 574

17．1．1 铜族元素的单质 574

第十七章 d区元素(二) 574

17．1．2 铜族元素的化合物 575

17．1．3 水溶液中铜族元素的离子及其反应 578

§17．2 锌族元素 584

17．2．1 锌族元素的单质 584

17．2．2 锌族元素的化合物 585

17．2．3 水溶液中锌族元素的离子及其反应 588

化学视野 含有害金属废水的处理 595

思考题 597

习题 598

§18．1 镧系元素 601

18．1．1 稀土元素简介 601

第十八章 f区元素 601

18．1．2 镧系元素概述 602

18．1．3 镧系元素的单质 606

18．1．4 镧系元素的重要化合物 609

化学视野 稀土功能材料简介 612

§18．2 锕系元素 616

18．2．1 锕系元素 616

18．2．2 钍和铀及其化合物 618

§18．3 核化学简介 620

18 3．1 核结构 620

18．3．2 核反应 622

18．3．3 核能的利用 625

思考题 627

习题 628

习题参考答案 630

附录 本书所用单位制的说明 635

附表一 一些物质的热力学性质 637

附表二 某些物质的标准摩尔燃烧焓(298.15K) 654

附表三 酸、碱的解离常数 654

附表四 某些配离子的标准稳定常数 655

附表五 溶度积常数 657

附表六 标准电极电势 658

索引 663

主要参考书目 673