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第一章 气体和溶液 1

1.1 气体 1

1.1.1 理想气体状态方程 1

1.1.2 道尔顿分压定律 2

拓展知识：等离子体 5

1.2 溶液 5

1.2.1 分散系 5

1.2.2 稀溶液的通性 6

1.3 胶体溶液 10

1.3.1 溶胶的制备 11

1.3.2 溶胶的性质 11

1.3.3 胶团结构和电动电势 12

1.3.4 溶胶的稳定性和聚沉 13

拓展知识：纳米材料 14

1.3.5 大分子溶液及凝胶 15

习题 16

第二章 化学热力学初步 18

2.1 热力学一些常用术语 18

2.2 热力学第一定律 19

2.2.1 热和功 19

2.2.2 热力学能 20

2.2.3 热力学第一定律 20

2.2.4 可逆过程和最大功 20

2.3 热化学 22

2.3.1 等容反应热、等压反应热和焓的概念 22

2.3.2 热化学方程式 23

2.3.3 盖斯定律 25

2.3.4 生成焓 26

2.3.5 水合离子的标准生成焓 28

2.3.6 键能与反应焓变的关系 28

拓展知识：火箭推进剂和炸药 30

2.4 热力学第二定律 31

2.4.1 化学反应的自发性 31

2.4.2 熵 32

2.4.3 热力学第二定律 33

2.4.4 标准摩尔熵 33

2.5 吉布斯自由能及其应用 34

2.5.1 吉布斯自由能 34

2.5.2 标准生成吉布斯自由能 36

2.5.3 △G与温度的关系 36

拓展知识：石墨怎样才能变成金刚石 38

2.5.4 范托夫等温方程 39

习题 41

第三章 化学平衡和化学反应速率 44

3.1 化学平衡 44

3.1.1 化学平衡的特征 44

3.1.2 标准平衡常数及其有关的计算 45

3.1.3 多重平衡规则 47

3.2 化学平衡的移动 48

3.2.1 化学平衡移动方向的判断 48

3.2.2 化学平衡移动程度的计算 49

3.3 化学反应速率及其表示法 51

3.4 浓度对反应速率的影响 53

3.4.1 基元反应和非基元反应 53

3.4.3 非基元反应速率方程的确定 54

3.4.2 质量作用定律 54

3.4.4 反应机理 56

3.5 反应物浓度与反应时间的关系 57

3.6 温度对反应速率的影响 59

3.7 反应速率理论简介 61

3.7.1 碰撞理论 61

3.7.2 过渡态理论 63

3.8 催化剂对反应速率的影响 64

拓展知识：酶催化 65

习题 66

第四章 解离平衡 70

4.1 酸碱理论 70

4.1.1 酸碱质子论 70

4.1.2 酸碱电子论 74

拓展知识：超酸 74

4.1.3 硬软酸碱（HSAB）规则 75

4.2 弱酸、弱碱的解离平衡 76

4.2.1 一元弱酸、弱碱的解离平衡 76

4.2.2 多元弱酸、弱碱的解离平衡 78

4.2.3 两性物质的解离平衡 80

4.2.4 同离子效应和盐效应 81

4.3 强电解质溶液 82

4.3.1 离子氛概念 82

4.3.2 活度和活度系数 83

4.4 缓冲溶液 84

4.4.1 缓冲作用原理和计算公式 84

4.4.2 缓冲容量和缓冲范围 86

4.5.1 溶度积和溶度积规则 88

4.5 沉淀溶解平衡 88

4.5.2 沉淀的生成和溶解 90

4.5.3 分步沉淀和沉淀的转化 94

拓展知识：龋齿和沉淀溶解平衡的关系 95

习题 96

第五章 氧化还原反应 98

5.1 氧化还原反应的基本概念 98

5.1.1 氧化和还原 98

5.1.2 氧化数 99

拓展知识：过硫基和烫发 100

5.2 氧化还原方程式配平 100

5.2.1 氧化数法 101

5.2.2 离子电子法 102

5.3.1 原电池 104

5.3 电极电势 104

5.3.2 电极电势 105

5.3.3 能斯特方程 107

5.3.4 原电池的电动势与△rG的关系 108

5.4 电极电势的应用 109

5.4.1 计算原电池的电动势 110

5.4.2 判断氧化还原反应进行的方向 111

拓展知识：生物体内的超氧离子 113

5.4.3 选择氧化剂和还原剂 114

5.4.4 判断氧化还原反应进行的次序 115

5.4.5 判断氧化还原反应进行的程度 115

5.4.6 测定某些化学常数 116

5.5 元素电势图及其应用 117

习题 120

第六章 原子结构 123

6.1 微观粒子的波粒二象性 123

6.1.1 氢光谱和玻尔理论 123

6.1.2 微观粒子的波粒二象性 125

6.1.3 不确定原理 126

拓展知识：原子的起源和演化 126

6.2 氢原子核外电子的运动状态 127

6.2.1 波函数和薛定谔方程 127

6.2.2 波函数和电子云图形 129

6.2.3 四个量子数 132

6.3 多电子原子核外电子的运动状态 133

6.3.1 屏蔽效应和钻穿效应 133

6.3.2 原子核外电子排布 134

6.4 原子结构和元素周期律 137

6.4.1 核外电子排布和周期表的关系 137

6.4.2 原子结构与元素基本性质 138

习题 141

第七章 分子结构 144

7.1 离子键 144

7.1.1 离子键理论的基本要点 144

7.1.2 决定离子化合物性质的因素——离子的特征 145

7.1.3 晶格能 146

7.2 共价键 147

7.2.1 价键理论 147

7.2.2 共价键的特性 148

7.3.1 杂化轨道理论的基本要点 149

7.3 杂化轨道理论 149

7.3.2 杂化轨道的类型 150

7.4 价层电子对互斥理论 152

7.5 分子轨道理论简介 155

7.5.1 分子轨道理论的基本要点 155

7.5.2 能级图 156

7.5.3 应用举例 156

7.6 金属键 157

7.6.1 金属晶格 157

7.6.2 金属键 158

7.7 分子的极性和分子间力 158

7.7.1 分子的极性 158

7.7.2 分子间力 159

7.8 离子极化 160

7.9 氢键 161

拓展知识：分子间作用力与生物大分子 162

7.10 晶体的内部结构 163

拓展知识：超分子化学 164

习题 165

第八章 配位化合物 168

8.1 配位化合物的组成和定义 168

8.2 配位化合物的类型和命名 170

8.2.1 配合物的类型 170

8.2.2 配合物的命名 172

8.3 配位化合物的异构现象 172

8.3.1 立体异构现象 172

8.3.2 结构异构现象 174

拓展知识：铂配合物和癌的治疗 175

8.4.1 价键理论 176

8.4 配位化合物的化学键本性 176

8.4.2 晶体场理论 178

8.5 配位解离平衡 184

8.5.1 配位解离平衡和平衡常数 184

8.5.2 配位解离平衡的移动 186

8.6 螯合物的稳定性 188

8.7 配体对中心原子的影响和配体反应性 191

8.8 配合物在生物、医药等方面的应用 191

拓展知识：无机聚合物（高分子）和配位聚合物 192

习题 193

第九章 s区元素 195

9.1 s区元素概述 195

拓展知识：碱金属阴离子 198

9.2 单质的化学性质 199

9.3 氧化物和氢氧化物 200

9.3.1 氧化物 200

9.3.2 氢氧化物 201

9.4 盐类 202

9.4.1 晶型 202

9.4.2 溶解性 203

9.4.3 含氧酸盐的热稳定性 204

9.5 锂、铍的特殊性和对角线规则 205

拓展知识：锂和精神健康 206

习题 207

第十章 p区元素 209

10.1 卤素 209

10.1.1 卤素概述 209

10.1.2 卤化氢和卤化物 212

10.1.3 卤素含氧酸及其盐 214

10.2 氧族 215

10.2.1 氧族元素概述 215

10.2.2 氢化物 216

10.2.3 氧化物及其水合物的酸碱性 217

10.2.4 金属硫化物 218

10.2.5 硫的含氧酸及其盐 219

10.3 氮族 221

10.3.1 氮族元素概述 221

10.3.2 氨和铵盐 222

10.3.3 氮的含氧酸及其盐 223

拓展知识：明星分子 225

10.3.4 磷及其化合物 226

10.3.5 砷的化合物 228

拓展知识：砷的毒性和含砷药物 229

10.4 碳族 230

10.4.1 碳族元素概述 230

拓展知识：C60的发现 231

10.4.2 碳的化合物 231

10.4.3 硅的化合物 233

10.4.4 锡和铅的化合物 234

10.5 硼族 235

10.5.1 硼族元素概述 235

10.5.2 硼的化合物 236

10.5.3 铝及其化合物 238

拓展知识：稀有气体化合物的合成 238

习题 239

11.1 ds区元素概述 243

第十一章 ds区元素 243

11.2 ds区元素单质的重要性质 244

11.3 ds区元素的重要化合物 245

11.3.1 氧化物和氢氧化物 245

11.3.2 铜盐 246

11.3.3 银盐 248

拓展知识：照相化学 248

11.3.4 锌盐 249

拓展知识：书籍的保存 250

11.3.5 汞盐 250

习题 252

12.1.1 d区元素和过渡元素 254

12.1.2 d区元素的特性 254

12.1 d区元素概述 254

第十二章 d区元素和f区元素 254

12.2 钛 256

12.2.1 钛的性质和用途 256

12.2.2 钛的化合物 256

12.3 钒 257

12.4 铬、钼、钨 258

12.4.1 铬的化合物 258

12.4.2 钼和钨的化合物 261

12.4.3 多酸和多碱 261

12.5 锰 263

12.5.1 锰（Ⅱ）化合物 263

12.5.2 锰（Ⅳ）化合物 263

12.5.3 锰（Ⅵ）和锰（Ⅶ）化合物 264

12.6.1 氧化物和氢氧化物 265

12.6 铁系元素 265

12.6.2 盐类 266

12.6.3 配合物 267

拓展知识：第一个分子氮配合物 269

12.7 f区元素 270

12.7.1 镧系收缩 270

12.7.2 镧系元素性质 271

拓展知识：今日稀土 271

习题 272

第十三章 生命元素及其在生物体内的作用 275

13.1 生命元素和生物无机化学的关系 275

13.2 生命元素 276

13.2.1 宏量元素 276

13.2.2 必需微量元素 277

13.3 生命元素在生物体内的作用 280

13.3.1 生物配体和生物金属配合物 280

13.3.2 宏量元素的生理功能 280

13.3.3 必需微量元素的生理功能 281

13.4 铅、镉和汞的毒性 284

拓展知识：仿生材料 286

习题 287

第十四章 环境污染和环境化学 288

14.1 环境科学和环境化学 288

14.2 环境污染 289

14.2.1 大气污染 291

14.2.2 水体污染 293

14.2.3 土壤污染 295

拓展知识：清洁生产与绿色化学 296

习题 297

第十五章 核反应和放射性同位素的应用 298

15.1 核的组成和结合能 298

15.2 核衰变 300

15.2.1 核衰变类型 300

15.2.2 核衰变规律 300

15.3 核反应 302

15.3.1 诱导核反应 302

15.3.2 核裂变 303

拓展知识：一座天然的核反应堆 304

15.3.3 核聚变 304

15.4 放射性同位素技术的应用 305

15.4.1 放射性同位素技术的特点 305

15.4.3 示踪技术 306

15.4.2 射线的应用 306

15.4.4 放射性记年法 308

15.4.5 放射免疫法 309

习题 310

第十六章 定量分析化学概论 311

16.1 分析化学的任务和作用 311

16.2 定量分析方法的分类 311

16.3 定量分析的过程及分析结果的表示 313

第十七章 定量分析的误差和分析结果的数据处理 314

17.1 有效数字 314

17.1.1 有效数字的计位规则 314

17.1.2 有效数字的运算规则 315

17.2 误差的产生及表示方法 315

17.2.2 系统误差和随机误差 316

17.2.1 绝对误差和相对误差 316

17.2.3 准确度和精密度 317

17.3 有限实验数据的统计处理 319

17.3.1 随机误差的正态分布 319

17.3.2 平均值的置信区间 320

17.3.3 测定结果离群值弃舍 322

17.3.4 显著性检验 323

17.3.5 分析结果的数据处理与报告 323

17.4 提高分析结果准确度的方法 324

17.4.1 选择合适的分析方法 324

17.4.2 减小测量的相对误差 325

17.4.3 消除测定过程的系统误差 325

17.4.4 增加平行测定次数，减小随机误差 325

习题 326

第十八章 重量分析法 327

18.1 重量分析法概论 327

18.1.1 对沉淀形式（precipitation form）的要求 327

18.1.2 对称量形式（weighing form）的要求 327

18.2 沉淀的完全程度与影响沉淀溶解度的因素 328

18.2.1 酸效应 328

18.2.2 配位效应 328

18.3 影响沉淀纯度的因素 329

18.3.1 共沉淀 329

18.3.2 后沉淀 330

18.4 沉淀的形成与沉淀条件 330

18.4.1 沉淀的类型 330

18.4.2 沉淀形成的一般过程 330

18.4.3 沉淀条件的选择 331

18.4.4 有机沉淀剂 332

18.5 沉淀的过滤、洗涤、烘干或灼烧和分析结果的计算 332

18.5.1 沉淀的过滤、洗涤、烘干或灼烧 332

18.5.2 结果的计算 333

习题 333

第十九章 滴定分析法 335

19.1 滴定分析法概论 335

19.1.1 滴定分析过程和方法分类 335

19.1.2 滴定分析法对化学反应的要求和滴定方式 335

19.1.3 标准溶液的配制、基准物、基准溶液 336

19.1.4 滴定分析法中的计算 337

19.2.1 弱酸（碱）溶液中各物种的分布 340

19.2 酸碱滴定法 340

19.2.2 酸碱溶液中氢离子浓度的计算 342

19.2.3 缓冲溶液 348

19.2.4 酸碱指示剂 349

19.2.5 酸碱滴定的滴定曲线及指示剂的选择 352

19.2.6 酸碱滴定法的应用 359

19.2.7 非水溶剂中酸碱滴定简介 362

19.3 配位滴定法 364

19.3.1 配位滴定法概述 364

19.3.2 氨羧配位剂与配位平衡 364

19.3.3 配位滴定的基本原理 370

19.3.4 混合离子的滴定 376

19.3.5 配位滴定的方式和应用示例 378

19.4.1 氧化还原滴定法概述 379

19.4 氧化还原滴定法 379

19.4.2 氧化还原滴定法基本原理 381

19.4.3 氧化还原预处理 382

19.4.4 氧化还原滴定法的分类及应用示例 383

19.5 沉淀滴定法 387

19.5.1 沉淀滴定法概述 387

19.5.2 沉淀滴定的滴定曲线 387

19.5.3 沉淀滴定法的终点检测 388

19.5.4 沉淀滴定法的应用示例 390

拓展知识：滴定分析在环境监测中的应用 391

习题 392

20.1 概述 395

20.1.1 光度分析法的特点 395

第二十章 比色法和分光光度法 395

20.1.2 物质对光的选择性吸收 396

20.2 光吸收的基本定律 397

20.2.1 朗伯-比尔定律 397

20.2.2 吸光度的加和性 399

20.2.3 对朗伯-比尔定律的偏离 399

20.3 比色法和分光光度法及其仪器 400

20.3.1 目视比色法 400

20.3.2 分光光度计的基本部件 400

20.3.3 常用的几种分光光度计 403

20.4 显色反应与显色条件的选择 404

20.4.1 对显色反应的要求 404

20.4.2 显色反应条件的选择 404

20.5 分光光度法仪器测量误差及其消除 406

20.5.2 光度计读数范围的选择 407

20.5.1 入射光波长的选择 407

20.5.3 参比溶液的选择 408

20.5.4 溶液浓度的测定 408

20.6 分光光度法的某些应用 409

20.6.1 单组分的测定 409

20.6.2 多组分的测定 409

20.6.3 光度滴定 410

20.6.4 酸碱解离常数的测定 410

20.6.5 配合物组成的测定 411

拓展知识：纳米粒子与生物分析 412

习题 413

21.1.1 分离手段的必要性 414

21.1 分析化学中分离程序的意义 414

第二十一章 分析化学中常用的分离方法和生物试样的前处理 414

21.1.2 分离过程 415

21.2 分析化学中常用的分离方法 415

21.2.1 挥发与蒸馏分离法 415

21.2.2 沉淀分离法 416

21.2.3 溶剂萃取分离法 418

21.2.4 色谱分离法 420

21.2.5 离子交换分离法 422

21.2.6 区带电泳法 424

21.3 生物试样的前处理 427

21.3.1 生物试样的制备 427

21.3.2 生物试样的保存 428

21.3.3 蛋白质的去除 429

21.3.5 生物试样的消化 430

21.3.4 痕量组分的萃取 430

21.3.6 净化 431

拓展知识：膜分离技术 432

习题 432

主要参考书 434

习题答案 435

附录 446

一、一些基本物理常数 446

二、一些物质的△fH？、△f G？和 S？（298.15 K） 446

三、一些弱电解质的标准解离常数 451

四、常用缓冲溶液的pH范围 451

五、难溶电解质的溶度积（18～25℃） 452

六、元素的原子半径（pm） 453

七、元素的第一电离能（kJ·mol-1） 454

八、一些元素的电子亲和能（kJ·mol-1） 455

九、元素的电负性 456

十、一些化学键的键能（kJ·mol-1,298.15 K） 457

十一、鲍林离子半径（pm） 457

十二、配离子的积累稳定常数 458

十三、硬软酸碱分类 458

十四、标准电极电势（298.15 K） 459

十五、金属离子与氨羧配位剂形成的配合物稳定常数的对数值 462

十六、一些配位滴定剂、掩蔽剂、缓冲剂阴离子的lgαL（H）值 463

十七、金属羟基配合物的稳定常数 464

十八、一些金属离子的lgαM（OH）值 465

十九、条件电极电势？值 465

二十、一些化合物的摩尔质量 466

二十一、指数加减法表 469

索引 471