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第1章 气体 1

1.1 低压气体的几个经验规律 2

一、波义耳定律（Boyle's law） 2

二、查理-盖吕萨克定律（Charles-Gay-Lussac's law） 2

三、阿伏伽德罗定律（Avogadro's law） 3

1.2 理想气体的状态方程式 3

1.3 混合理想气体定律 5

一、道尔顿分压定律（Dalton's law of partical pressure） 5

二、阿玛格分体积定律（Amagat's law of partical volume） 5

1.4 实际气体行为和对理想气体状态方程式的修正 5

一、范德华方程式 6

二、气体的液化和临界状态 7

三、对比状态方程和对比定律 9

四、压缩因子图 9

第2章 热力学基础 13

2.1 基本概念 13

一、系统与环境 13

二、系统的性质和状态函数 14

三、热力学平衡 15

四、过程和途径 15

五、热和功 15

2.2 热力学第一定律 16

一、热力学能和第一定律 16

二、焓（enthalpy） 17

三、热容（capacity of heat） 18

四、理想气体的Cp与Cv 19

五、可逆过程以及不同过程的功、热、热力学能和焓变的计算 21

2.3 热化学 26

一、化学反应进度 26

二、热化学方程式 27

三、赫斯定律 27

四、等压热效应和等容热效应 28

五、几种热效应 29

六、反应焓变与温度的关系——基尔霍夫定律（Kirhoff's law） 31

2.4 热力学第二定律 33

一、自发变化的共同特征和热力学第二定律 33

二、熵和熵判据（entropy criterion） 34

三、熵的统计意义 35

四、熵变的计算 36

五、亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能 38

六、△G的计算 41

2.5 热力学基本关系式及其简单应用 42

一、热力学基本关系式 42

二、Maxwell关系式 43

三、热力学状态方程 43

2.6 标准生成吉布斯自由能在地质上的应用 45

一、标准反应吉布斯自由能的计算 45

二、近似计算 45

2.7 热力学第三定律和化学反应熵变的计算 48

一、热力学第三定律 48

二、化学反应的熵变 48

2.8 化学势 49

一、偏摩尔数量 49

二、化学势 50

三、等温等压下化学势在相平衡中的应用 51

四、等温等压下化学势在化学平衡中的应用 51

第3章 化学平衡 57

3.1 化学反应的平衡常数和等温方程式 57

一、标准平衡常数 57

二、化学反应等温式 59

3.2 多相反应的化学平衡 60

3.3 标准平衡常数的计算方法 62

一、平衡常数的直接测定 62

二、利用△rH？m、△rS？m计算K？p（T） 63

三、利用△fG？m计算K？p 63

3.4 温度和压力对平衡常数的影响 63

一、温度对平衡常数的影响 63

二、压力对平衡常数的影响 65

3.5 化学平衡在地质过程中的主要应用 65

一、多形转变 65

二、变质反应中温度和压力的关系 67

三、微量元素的分配与地质测温 68

四、地质过程中的化学平衡 70

第4章 相平衡 74

4.1 基本概念 74

一、相 74

二、独立组分 74

三、自由度 75

四、相律 75

4.2 单组分系统 77

一、水的相图 77

二、SiO2的多晶转变图 78

三、单组分系统相变温度和压力的关系——克拉贝龙方程式 79

四、克拉贝龙方程在地质上的应用 80

4.3 溶液 81

一、拉乌尔定律和理想溶液 81

二、稀溶液的依数性 82

4.4 双液系的气液平衡 84

一、理想完全互溶双液系 84

二、杠杆规则 86

三、分馏原理 86

四、非理想完全互溶双液系 88

五、部分互溶的双液系 88

4.5 凝聚系统的相平衡 90

一、形成简单低共熔物 91

二、形成化合物 93

三、完全互溶的固溶体 95

四、部分互溶的固溶体 96

五、固溶体系统在矿物与岩石成因上的意义 97

六、分段结晶和区域熔炼 97

4.6 三组分系统 98

一、三组分系统图解表示法 98

二、三组分液体系统相图 99

三、三组分水盐系 101

四、三元低共熔混合物的相图 102

第5章 化学动力学 109

5.1 化学反应速率表示 109

一、反应物的消耗速率和生成物的生成速率表示 109

二、反应进度定义的速率表示 110

5.2 浓度对反应速率的影响——动力学方程式 111

一、基元反应的动力学方程式 111

二、反应级数与反应分子数 112

三、一级反应 112

四、二级反应 114

五、零级反应 116

5.3 温度对反应速率的影响——活化能 117

一、范特荷夫规则 117

二、阿累尼乌斯方程 117

三、活化能 119

5.4 基元反应的动力学理论简介 120

一、碰撞理论 120

二、过渡态理论 122

第6章 表面现象 127

6.1 表面吉布斯自由能与表面张力 128

6.2 几种常见的表面现象 129

一、弯曲液面的附加压强 129

二、弯曲表面上的蒸气压——Kelvin公式 131

三、润湿现象 132

四、毛细现象 133

6.3 固体表面的吸附作用 134

一、吸附等温线 134

二、吸附等温式 135

三、物理吸附与化学吸附 138

6.4 表面活性剂及其应用 138

一、表面活性剂的分类 139

二、表面活性剂的结构对其效率及有效值的影响 139

三、表面活性剂的几种重要作用 139

第7章 胶体化学 143

7.1 分散系统的分类 143

7.2 胶体的结构和基本性质 144

一、胶团的结构 144

二、光学性质 145

三、动力学性质 146

四、电化学性质 147

五、溶胶的稳定性 149

7.3 胶体化学在地质科学中的应用 150

一、胶体的选择性吸附对元素的富集 150

二、胶体矿物的离子交换反应和多金属矿床次生分散晕的形成 150

三、偏胶体矿物的形成 151

四、结晶胶溶体矿物 151

第8章 电解质溶液（一） 154

8.1 弱电解质的解离平衡 154

一、水的解离 154

二、一元弱酸弱碱的解离平衡 155

三、多元弱酸的解离平衡 158

8.2 盐类水溶液中的离子平衡 160

一、强酸强碱盐 160

二、弱酸强碱盐的水解 160

三、强酸弱碱盐的水解 161

四、弱酸弱碱盐的水解 162

五、水解平衡的移动 162

8.3 强电解质溶液的“解离度”和有效浓度 163

8.4 缓冲溶液 164

一、同离子效应和盐效应 164

二、缓冲溶液 165

8.5 酸碱理论简介 168

一、酸碱质子理论 168

二、路易斯酸碱理论 169

三、广义酸碱的软硬分类 170

8.6 滴定分析法 171

一、概述 171

二、滴定分析中的标准滴定溶液和基准物质 173

三、滴定分析的计算 174

四、指示剂 175

五、滴定分析的基本原理 177

第9章 电解质溶液（二） 183

9.1 难溶电解质及其溶液中离子的多相平衡 183

一、溶度积常数 183

二、沉淀的生成和溶解 185

三、沉淀平衡中的同离子效应和盐效应 188

四、分步沉淀和沉淀的转化 188

五、沉淀平衡与元素成矿 190

9.2 重量分析法 191

一、概述 191

二、重量法对沉淀的要求 192

三、有机沉淀剂 193

第10章 氧化还原反应 196

10.1 氧化还原的若干基本概念 196

一、氧化数、氧化和还原 196

二、氧化剂（oxdint）和还原剂（reducdant） 197

三、氧化还原电对 197

10.2 氧化还原方程式的配平 197

一、氧化数法 197

二、离子—电子法 198

10.3 原电池和电极电势 200

一、原电池和电极电势 200

二、电池的电动势与吉布斯自由能的关系 204

三、影响电极电势的因素 205

10.4 电极电势的应用 207

一、判断氧化剂还原剂的相对强弱 207

二、判断氧化还原反应进行的方向和程度 207

三、推测氧化还原进行的顺序 211

四、选择合适的氧化剂和还原剂 211

五、判断歧化反应能否进行 211

10.5 元素标准电势图 212

一、元素标准电势图 212

二、氧化态图 213

三、电势-pH图 214

10.6 氧化还原在地矿工作中的作用 216

一、提供寻矿的重要线索 216

二、推测变态元素矿物共生的可能性 216

第11章 原子结构 219

11.1 氢原子光谱和玻尔理论 219

一、氢原子光谱 219

二、玻尔理论 220

11.2 核外电子的运动状态 222

一、微观粒子的波粒二象性 222

二、薛定谔方程和波函数 223

三、波函数的空间图象 227

四、四个量子数的物理意义 230

11.3 原子的电子层结构与周期系 231

一、屏蔽效应、钻穿效应和原子能级 231

二、核外电子的排布 234

三、原子结构与元素周期系 236

11.4 元素性质的周期性递变 237

一、原子半径 237

二、电离能和电子亲和能 238

三、元素的电负性 240

习题参考答案（第1～11章） 244