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第1章 气体、液体和溶液 1

1.1 气体 1

1.1.1 理想气体状态方程 1

1.1.2 气体的分压定律 3

1.2 液体 4

1.2.1 液体的蒸发及饱和蒸气压 4

1.2.2 相变和水的相图 6

1.3 溶液 6

1.3.1 溶液浓度的表示方法 6

1.3.2 非电解质稀溶液的依数性 7

化学之窗 真实气体 12

习题 14

第2章 化学反应的能量与方向 16

2.1 化学反应中的质量关系 16

2.1.1 化学反应计量式 16

2.1.2 反应进度 16

2.2 化学反应中的能量关系 17

2.2.1 热力学常用术语和基本概念 18

2.2.2 热力学第一定律 18

2.2.3 化学反应热 20

2.2.4 热化学方程式 21

2.2.5 化学反应的焓变 22

2.3 熵与熵变 24

2.3.1 化学反应的自发变化 24

2.3.2 混乱度与熵 25

2.4 Gibbs函数与反应的方向 27

2.4.1 Gibbs函数 27

2.4.2 Gibbs函数变与反应的方向 29

化学之窗 氢能源 30

习题 33

第3章 化学反应速率与化学平衡 36

3.1 化学反应速率的概念 36

3.1.1 平均速率和瞬时速率 36

3.1.2 用反应进度定义的反应速率 38

3.2 影响反应速率的因素 38

3.2.1 浓度对反应速率的影响 38

3.2.2 温度对反应速率的影响 40

3.2.3 催化剂对反应速率的影响 42

3.3 反应速率理论简介 42

3.3.1 分子碰撞理论 43

3.3.2 过渡状态理论 44

3.3.3 活化分子、活化能与反应速率的关系 45

3.4 化学平衡与标准平衡常数 46

3.4.1 可逆反应与化学平衡 46

3.4.2 标准平衡常数 47

3.5 化学平衡的移动 51

3.5.1 浓度对化学平衡的影响 51

3.5.2 压力对化学平衡的影响 52

3.5.3 温度对化学平衡的影响 54

3.5.4 Le Chatelier原理 56

化学之窗 化学平衡与反应速率原理的综合应用 56

习题 57

第4章 酸碱平衡和沉淀溶解平衡 63

4.1 酸碱质子理论简介 63

4.1.1 酸碱质子理论的基本概念 63

4.1.2 质子转移反应 64

4.2 水的解离平衡和溶液的pH 66

4.2.1 水的解离平衡 66

4.2.2 溶液的pH 67

4.2.3 酸碱指示剂 68

4.3 弱酸和弱碱的解离平衡 68

4.3.1 一元弱酸、弱碱的解离平衡 68

4.3.2 多元弱酸的解离平衡 70

4.3.3 盐的水解平衡 72

4.4 缓冲溶液 76

4.4.1 同离子效应与缓冲溶液 76

4.4.2 缓冲溶液pH的计算 77

4.4.3 缓冲溶液的选择与配制 79

4.5 溶度积常数 80

4.5.1 溶度积 80

4.5.2 溶度积和溶解度的相互换算 81

4.6 沉淀的生成和溶解 82

4.6.1 溶度积规则 82

4.6.2 同离子效应与盐效应 83

4.6.3 分步沉淀 85

4.7 pH对沉淀-溶解平衡的影响 86

4.8 沉淀的转化 88

化学之窗 重要的非水溶剂——液氨 89

习题 90

第5章 氧化还原反应与电化学基础 94

5.1 氧化还原反应的基本概念 94

5.1.1 氧化值 94

5.1.2 氧化还原反应方程式的配平 95

5.2 原电池及其电动势 97

5.2.1 原电池 97

5.2.2 原电池的电动势 99

5.2.3 原电池的电动势与反应的Gibbs函数变 99

5.3 电极电势 100

5.3.1 电极电势的基本概念 100

5.3.2 标准电极电势 102

5.3.3 Nernst方程 103

5.4 电极电势的应用 106

5.4.1 比较氧化剂或还原剂的相对强弱 106

5.4.2 判断氧化还原反应进行的方向 107

5.4.3 确定氧化还原反应进行的限度 108

5.4.4 元素电势图 109

5.5 电解的基本原理及应用 112

5.5.1 电解的基本原理 113

5.5.2 电解的应用 115

5.6 金属的电化学腐蚀与防护 117

5.6.1 金属的电化学腐蚀 117

5.6.2 金属的防护 118

化学之窗 燃料电池 119

习题 120

第6章 原子结构和元素周期律 125

6.1 氢原子光谱与Bohr理论 125

6.1.1 氢原子光谱 125

6.1.2 Bohr理论 126

6.2 核外电子的运动状态 128

6.2.1 电子的波粒二象性 128

6.2.2 Schrodinger方程与三个量子数 128

6.2.3 波函数与原子轨道 130

6.2.4 第四个量子数——自旋量子数 132

6.2.5 概率密度与电子云 133

6.3 多电子原子的结构 135

6.3.1 多电子原子的轨道能量 135

6.3.2 核外电子的排布 137

6.4 元素周期律 139

6.4.1 原子的电子层结构与元素周期表 139

6.4.2 元素基本性质的周期性 141

化学之窗 扫描隧道显微镜 146

习题 147

第7章 分子结构和晶体结构 149

7.1 共价键理论 149

7.1.1 共价键的形成与本质 149

7.1.2 共价键的特点 150

7.1.3 共价键的键型 150

7.1.4 共价键参数 151

7.2 杂化轨道理论 153

7.2.1 杂化与杂化轨道的概念 153

7.2.2 不等性杂化 155

7.2.3 d轨道参与的杂化 156

7.3 价层电子对互斥理论 156

7.3.1 价层电子对互斥理论的基本要点 157

7.3.2 用VSEPR推测分子的空间构型 157

7.4 分子轨道理论 161

7.4.1 分子轨道理论的基本概念 161

7.4.2 同核双原子分子的结构 163

7.5 晶体的结构特征和类型 165

7.5.1 晶体的结构特征 165

7.5.2 晶体的类型 166

7.6 金属晶体 167

7.6.1 金属晶体的结构 167

7.6.2 金属键理论 169

7.7 离子晶体 171

7.7.1 离子晶体的结构 171

7.7.2 晶格能 174

7.7.3 离子极化 176

7.8 分子晶体 178

7.8.1 分子的偶极矩和极化率 178

7.8.2 分子间的吸引作用 180

7.8.3 氢键 181

化学之窗 超导体 183

习题 184

第8章 配位化合物 187

8.1 配合物的基本概念 187

8.1.1 配合物的组成 187

8.1.2 配合物的化学式与命名 189

8.2 配合物的结构 190

8.2.1 配合物的空间构型和磁性 190

8.2.2 配合物的价键理论 193

8.2.3 配合物的晶体场理论 195

8.3 配合物的稳定性与配位平衡 201

8.3.1 配合物的解离常数和稳定常数 201

8.3.2 配合物稳定常数的应用 202

化学之窗 大环配合物 206

习题 208

第9章 主族金属元素 211

9.1 碱金属和碱土金属 211

9.1.1 碱金属和碱土金属概述 211

9.1.2 碱金属和碱土金属的单质 213

9.1.3 碱金属和碱土金属的化合物 216

9.1.4 锂和铍的特殊性对角线规则 222

9.2 铝及其化合物 223

9.2.1 铝元素和铝单质 223

9.2.2 铝的化合物 224

9.3 锡和铅 227

9.3.1 锡和铅的单质 227

9.3.2 锡和铅的化合物 228

9.4 砷、锑、铋 231

9.4.1 砷、锑、铋的单质 231

9.4.2 砷、锑、铋的化合物 231

化学之窗 碱金属和碱土金属的生理作用 234

习题 235

第10章 非金属元素 238

10.1 非金属元素及其存在形式 238

10.2 非金属单质的结构和性质 239

10.2.1 非金属单质的结构和物理性质 239

10.2.2 非金属单质的化学性质 240

10.3 非金属元素的重要化合物 241

10.3.1 氢化物 241

10.3.2 卤化物 243

10.3.3 氧化物及其水合物 246

10.4 非金属元素的含氧酸盐 247

10.4.1 含氧酸盐的溶解性 247

10.4.2 含氧酸盐的热稳定性 248

10.4.3 非金属含氧酸及其盐的氧化还原性 249

化学之窗 碳素材料 253

习题 257

第11章 过渡元素 259

11.1 过渡元素概述 259

11.2 过渡元素的单质 262

11.2.1 过渡元素的存在与单质的制备 262

11.2.2 过渡元素单质的性质 262

11.3 过渡元素的化合物 265

11.3.1 铬的化合物 266

11.3.2 锰的化合物 267

11.3.3 铁、钴、镍的化合物 269

11.3.4 铜、银的化合物 273

11.3.5 锌、镉、汞的化合物 277

化学之窗 含有害金属废水的处理 280

习题 282

部分习题参考答案 286

附录 289

附录1 某些常见的无机物质和C1、C2有机物质的热力学性质 289

附录2 酸、碱的解离常数 300

附录3 溶度积常数 301

附录4 标准电极电势（298.15K） 302

附录5 某些配离子的标准稳定常数（298.15K） 306

附录6 元素周期表 307

主要参考文献 308