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绪论 1

0.1 化学是研究物质的科学 1

0.1.1 化学的研究对象与内容 1

0.1.2 化学研究的目的 1

0.1.3 化学在社会发展中的地位与作用 2

0.2 化学发展简史 2

0.2.1 古代化学 2

0.2.2 近代化学 4

0.2.3 化学的现状 5

0.3 化学学科的分类 5

0.3.1 无机化学 5

0.3.2 有机化学 5

0.3.3 分析化学 6

0.3.4 物理化学 7

0.4 化学学习方法 7

第1章 气体 8

1.1 理想气体定律 8

1.1.1 理想气体状态方程式 8

1.1.2 理想气体状态方程式的应用 9

1.2 气体混合物 10

1.2.1 分压定律 10

1.2.2 分体积定律 11

1.2.3 实际气体 12

第2章 化学热力学基础 14

2.1 热力学的术语和基本概念 14

2.1.1 系统和环境 14

2.1.2 状态和状态函数 15

2.1.3 过程和途径 15

2.1.4 化学反应计量式和反应进度 15

2.1.5 热和功 16

2.1.6 热力学能 16

2.1.7 热力学第一定律 17

2.2 反应热和反应焓变 17

2.2.1 焓 17

2.2.2 热化学方程式 18

2.2.3 赫斯定律 19

2.2.4 应用标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓 20

2.3 化学反应的方向 21

2.3.1 自发过程 21

2.3.2 影响化学反应方向的因素 21

2.3.3 热化学反应方向的判断 23

第3章 化学动力学基础 28

3.1 化学反应速率的概念 28

3.1.1 化学反应速率及其表示法 28

3.1.2 定容反应的反应速率 29

3.1.3 化学反应速率的实验测定 30

3.2 反应速率理论简介 30

3.2.1 碰撞理论简介 30

3.2.2 过渡状态理论简介 31

3.3 影响化学反应速率的因素 33

3.3.1 浓度（压力）对化学反应速率的影响 33

3.3.2 温度对化学反应速率的影响 36

3.3.3 催化剂对化学反应速率的影响 37

第4章 化学平衡 40

4.1 可逆反应和化学平衡 40

4.1.1 可逆反应 40

4.1.2 化学反应平衡 41

4.2 平衡常数 41

4.2.1 经验平衡常数 41

4.2.2 标准平衡常数 44

4.2.3 平衡常数的应用 46

4.3 化学平衡的移动 48

4.3.1 浓度对化学平衡的影响 48

4.3.2 压力对化学平衡的影响 48

4.3.3 温度对化学平衡的影响 49

4.3.4 勒夏特列原理 51

第5章 酸碱平衡 53

5.1 酸碱理论 53

5.1.1 酸碱的电离理论 53

5.1.2 酸碱的质子理论 53

5.1.3 酸碱的电子理论 54

5.2 水的解离平衡和溶液的酸碱性 55

5.2.1 水的解离平衡 55

5.2.2 溶液的酸碱性 56

5.3 电解质溶液 57

5.3.1 强电解质溶液 57

5.3.2 弱酸、弱碱的解离平衡 58

5.4 盐的水解 62

5.4.1 弱酸强碱盐的水解 62

5.4.2 弱碱强酸盐的水解 64

5.4.3 弱酸弱碱盐的水解 65

5.4.4 影响盐类水解的因素 66

5.5 缓冲溶液 67

5.5.1 同离子效应和盐效应 68

5.5.2 缓冲溶液的概念 69

第6章 沉淀溶解平衡 73

6.1 溶解度和溶度积 73

6.1.1 溶解度 73

6.1.2 溶度积 74

6.1.3 溶度积和溶解度的关系 75

6.2 溶度积规则 76

6.3 溶度积规则的应用 77

6.3.1 沉淀的生成 77

6.3.2 沉淀的溶解 77

6.3.3 分步沉淀 78

6.3.4 沉淀的转化 79

第7章 氧化还原反应 80

7.1 氧化还原反应的基本概念 80

7.1.1 氧化数 80

7.1.2 氧化还原的基本概念 81

7.1.3 氧化还原反应方程式的配平 82

7.2 电化学电池 85

7.2.1 原电池 85

7.2.2 原电池的组成和表示法 86

7.2.3 电极类型 87

7.3 电极电势 88

7.3.1 电极电势的产生 88

7.3.2 标准氢电极和甘汞电极 89

7.3.3 影响电极电势的因素——能斯特方程 92

7.4 电极电势的应用 94

7.4.1 判断氧化剂和还原剂的强弱 94

7.4.2 判断氧化还原反应自发进行的方向 95

7.4.3 判断氧化还原的顺序 96

7.4.4 求氧化还原反应的平衡常数 97

7.4.5 元素电势图 99

7.4.6 电势-pH图 101

7.5 电化学基础 103

7.5.1 化学电源 103

7.5.2 电解 106

第8章 原子结构 112

8.1 玻尔氢原子理论 112

8.1.1 原子结构理论的发展简史 112

8.1.2 氢原子光谱 113

8.1.3 玻尔氢原子结构理论 114

8.2 氢原子结构的量子力学模型 116

8.2.1 微观粒子的特性及其运动规律 116

8.2.2 薛定谔方程 117

8.3 多电子原子结构和元素周期律 124

8.3.1 多电子原子轨道能级 124

8.3.2 多电子原子核外电子排布 127

8.3.3 元素周期律概述 132

第9章 分子结构 142

9.1 化学键的键参数和分子的性质 142

9.1.1 键参数 142

9.1.2 分子的性质 145

9.2 离子键理论 146

9.2.1 离子键的形成与本质 146

9.2.2 离子键的特点 147

9.2.3 离子键的离子性 147

9.2.4 晶格能 148

9.2.5 离子的特征 149

9.3 价键理论 151

9.3.1 共价键的本质 152

9.3.2 价键理论的基本要点 153

9.3.3 共价键的特点 153

9.3.4 共价键的类型 154

9.4 杂化轨道理论 155

9.4.1 杂化轨道理论的基本要点 156

9.4.2 杂化类型 156

9.5 价层电子对互斥理论 159

9.5.1 价层电子对互斥理论的基本要点 159

9.5.2 价层电子对互斥理论的应用 160

9.6 分子轨道理论 163

9.6.1 分子轨道理论的基本要点 163

9.6.2 分子轨道的类型 164

9.6.3 分子轨道的能级 166

9.6.4 分子轨道理论的应用 166

9.7 金属键 169

9.8 分子间作用力和氢键 169

9.8.1 分子间力 169

9.8.2 氢键 171

第10章 晶体结构 174

10.1 晶体的特征与基本结构类型 174

10.1.1 晶体 174

10.1.2 晶体的内部结构 174

10.2 晶体类型 176

10.2.1 离子晶体 176

10.2.2 原子晶体 182

10.2.3 分子晶体 182

10.2.4 金属晶体 182

10.2.5 混合型晶体 184

10.3 晶体缺陷 185

10.3.1 点缺陷 186

10.3.2 线缺陷 187

10.3.3 面缺陷 187

第11章 配位化合物 189

11.1 配合物的基本概念 189

11.1.1 配合物的定义 189

11.1.2 配合物的组成 190

11.1.3 配合物的命名 193

11.1.4 配合物的类型 193

11.1.5 配合物的异构现象 194

11.2 配合物的结构理论 196

11.2.1 配合物的价键理论 196

11.2.2 晶体场理论 199

11.3 配合物的稳定性 203

11.3.1 配离子的稳定常数 203

11.3.2 稳定常数的应用 204

第12章 化学与环境 209

12.1 大气污染及防治 209

12.1.1 大气污染及概况 209

12.1.2 大气污染物 211

12.1.3 综合性大气污染现象 212

12.1.4 大气污染的防治与治理技术 216

12.2 水污染及防治 217

12.2.1 水体污染物 217

12.2.2 水污染的防治 220

12.3 土壤污染及防治 221

12.3.1 土壤的主要污染物 222

12.3.2 土壤污染的防治 223

第13章 化学与能源 225

13.1 能源概述 225

13.1.1 能源的分类 225

13.1.2 能源利用概况 225

13.2 常规能源——煤、石油和天然气 226

13.2.1 煤 226

13.2.2 石油和天然气 229

13.3 新能源 230

13.3.1 太阳能 230

13.3.2 氢能 230

13.3.3 地热能 231

13.3.4 风能 232

13.3.5 可燃冰——天然气水合物 232

13.3.6 生物质能 233

第14章 化学与材料 234

14.1 材料概述 234

14.1.1 材料的发展过程 234

14.1.2 材料的分类 235

14.2 金属材料 235

14.2.1 钢铁 235

14.2.2 合金 236

14.3 无机非金属材料 240

14.3.1 传统无机非金属材料 240

14.3.2 新型无机非金属材料 242

14.4 有机高分子材料 245

14.4.1 高分子化合物概述 245

14.4.2 普通高分子材料 247

14.4.3 新型高分子材料 249

14.5 复合材料 250

14.5.1 复合材料概述 250

14.5.2 几类先进的复合材料 251

参考文献 253

附录 254

附录1 一些常用的物理化学常数 254

附录2 常用法定计量单位（部分） 254

附录3 常用标准热力学数据（298.15K） 255

附录4 常见弱电解质的标准解离常数（298.15K） 259

附录5 常见难溶电解质的溶度积（298.15K） 260

附录6 常见氧化还原电对的标准电极电势 261