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第1章 气体 1

1.1 理想气体状态方程 1

1.2 气体混合物 3

1.2.1 道尔顿分压定理 3

1.2.2 阿马格分体积定律 4

1.2.3 气体混合物的摩尔质量 5

1.3 气体的液化及临界参数 6

1.3.1 液体的饱和蒸气压 6

1.3.2 临界参数 6

1.3.3 真实气体的p-Vm图与气体的液化 8

1.4 真实气体状态方程 8

拓展知识 获得诺贝尔化学奖的华人 10

思考题 11

习题 12

第2章 化学动力学基础 13

2.1 化学动力学的任务和目的 13

2.2 化学反应速率表示方法 14

2.3 化学反应的速率方程 16

2.3.1 质量作用定律 17

2.3.2 反应级数和反应的速率常数 18

2.4 温度和活化能对反应速率的影响 20

2.4.1 温度对反应速率的影响 20

2.4.2 活化能Ea对反应速率的影响 22

2.5 化学反应速率理论和反应机理简介 22

2.5.1 碰撞理论 22

2.5.2 过渡态理论 23

2.5.3 反应机理与基元反应 24

2.6 催化反应动力学 25

2.6.1 催化反应的特点 25

2.6.2 均相催化反应 27

2.6.3 气-固相催化反应 28

拓展知识 化学动力学在考古学中的应用 28

思考题 29

习题 29

第3章 热力学第一定律与热化学 31

3.1 热力学的术语和基本概念 31

3.1.1 系统和环境 31

3.1.2 状态和状态函数 32

3.1.3 过程和途径 32

3.1.4 相 33

3.2 热力学第一定律 33

3.2.1 热和功 33

3.2.2 热力学能 34

3.2.3 热力学第一定律 35

3.3 热化学的术语和基本概念 35

3.3.1 反应进度 36

3.3.2 反应热 36

3.3.3 标准状态 38

3.3.4 热化学方程式 39

3.3.5 盖斯定律 39

3.4 热化学基本数据与反应焓变的计算 40

3.4.1 标准摩尔生成焓 40

3.4.2 标准摩尔燃烧焓 41

3.4.3 反应焓变的计算 41

拓展知识 能源 42

思考题 45

习题 46

第4章 热力学第二定律与化学反应的方向和限度 48

4.1 热力学第二定律 48

4.2 熵热力学第三定律 49

4.2.1 混乱度、熵与微观状态数 50

4.2.2 热力学第三定律和标准熵 52

4.2.3 化学反应熵变 52

4.3 吉布斯函数 54

4.3.1 吉布斯函数的定义及吉布斯函数［变］判据 54

4.3.2 标准摩尔生成吉布斯函数 55

4.3.3 化学反应的吉布斯函数变计算 56

4.3.4 △G与△G？的关系 57

4.4 吉布斯函数与化学平衡 58

4.4.1 化学平衡的基本特征 58

4.4.2 标准平衡常数表达式 59

4.4.3 标准平衡常数的应用 62

4.4.4 化学平衡移动 64

拓展知识 氧-血红蛋白的平衡 67

思考题 68

习题 70

第5章 水溶液中的离子平衡 72

5.1 酸碱质子理论概述 72

5.1.1 质子酸、质子碱的定义 72

5.1.2 共轭酸碱概念及其相对强弱 73

5.1.3 酸碱反应的实质 74

5.2 水的解离平衡和溶液的pH 75

5.2.1 水的解离平衡 75

5.2.2 溶液的pH 75

5.3 弱酸、弱碱的解离平衡 76

5.3.1 一元弱酸的解离平衡 76

5.3.2 一元弱碱的解离平衡 77

5.3.3 多元弱酸、弱碱的解离平衡 78

5.4 盐溶液的解离平衡 79

5.4.1 强酸弱碱盐 79

5.4.2 弱酸强碱盐 80

5.4.3 酸式盐 81

5.4.4 弱酸弱碱盐 82

5.4.5 影响盐类水解的因素及其应用 83

5.5 缓冲溶液 83

5.5.1 同离子效应 83

5.5.2 缓冲溶液 84

5.5.3 缓冲溶液的pH计算 85

5.5.4 缓冲溶液的配制 86

5.6 酸碱指示剂 87

5.7 酸碱电子理论 88

5.8 沉淀-溶解平衡 89

5.8.1 溶解度 89

5.8.2 溶度积 90

5.8.3 溶度积和溶解度之间的换算 90

5.8.4 溶度积规则 91

5.8.5 同离子效应和盐效应 92

5.8.6 溶液的pH对沉淀溶解平衡的影响 94

5.8.7 分步沉淀 95

5.8.8 沉淀的转化 96

拓展知识 水的净化与废水处理 96

思考题 99

习题 100

第6章 氧化还原反应 电化学基础 102

6.1 氧化还原反应的基本概念 103

6.1.1 氧化剂、还原剂及氧化还原反应相关概念 103

6.1.2 氧化值和氧化态 103

6.1.3 氧化还原方程式的配平 104

6.2 电化学电池 107

6.2.1 原电池的构造 107

6.2.2 原电池符号和电极的分类 107

6.2.3 原电池的热力学 109

6.3 电极电势 110

6.3.1 电极电势的产生 110

6.3.2 标准电极电势 110

6.3.3 能斯特方程式 112

6.3.4 能斯特方程式的应用 113

6.4 电解 119

拓展知识 化学电源 123

思考题 125

习题 126

第7章 相平衡 129

7.1 相体系平衡的一般条件 129

7.2 相律 131

7.2.1 相、组分、自由度和自由度数 131

7.2.2 相律 133

7.2.3 相律的推导 133

7.3 单组分体系的相平衡 135

7.3.1 水的相图 135

7.3.2 其他单组分相图 137

7.4 二组分体系的相图及其应用 138

7.4.1 二组分体系的气-液相平衡 138

7.4.2 二组分体系的液-固相平衡 147

7.5 三组分体系的相图及其应用 150

拓展知识 相图在现代高科技中的应用 151

思考题 154

习题 154

第8章 界面现象和胶体分散体系 157

8.1 表面张力和表面能 157

8.1.1 净吸力和表面张力的概念 157

8.1.2 影响表面张力的因素 159

8.2 纯液体的表面现象 160

8.2.1 弯曲界面的一些现象 161

8.2.2 润湿现象 161

8.3 固体表面的吸附 163

8.3.1 固体表面的特点 163

8.3.2 吸附作用 164

8.3.3 吸附曲线 165

8.4 溶液表面层吸附与表面活性剂 167

8.4.1 溶液表面层吸附 167

8.4.2 表面活性剂 167

8.5 分散系统的分类及溶胶的特性 169

8.5.1 分散系统 169

8.5.2 溶胶的特性 170

8.6 溶胶的稳定性和聚沉 173

8.7 乳浊液 173

拓展知识 免疫胶体金技术 174

思考题 176

习题 176

第9章 原子结构 178

9.1 原子结构的早期模型 178

9.1.1 早期原子模型 178

9.1.2 有核原子模型 180

9.2 微观粒子运动的基本特征 181

9.2.1 物质波 181

9.2.2 测不准原理 183

9.3 氢原子结构的量子力学描述 184

9.3.1 薛定谔方程 184

9.3.2 波函数与原子轨道 184

9.3.3 概率密度和电子云 185

9.3.4 原子轨道和电子云的图像 185

9.3.5 4个量子数 188

9.4 多电子原子结构 190

9.4.1 屏蔽效应和钻穿效应 190

9.4.2 鲍林近似能级图 192

9.4.3 核外电子排布规则 193

9.5 原子的电子结构与元素周期系 196

9.5.1 原子结构与元素周期表 196

9.5.2 元素性质的周期性 197

拓展知识 物质的组成基元 201

思考题 202

习题 203

第10章 分子结构和分子间力 205

10.1 路易斯理论 205

10.2 价键理论 206

10.2.1 共价键的形成及其本质 206

10.2.2 价键理论 207

10.3 杂化轨道理论 210

10.3.1 杂化轨道的概念 210

10.3.2 杂化轨道的类型 212

10.4 价层电子对互斥理论 215

10.4.1 价层电子对互斥理论的基本要点 215

10.4.2 分子几何构型的预测 217

10.4.3 判断分子（离子）几何构型的实例 219

10.5 分子轨道理论 219

10.5.1 分子轨道理论的基本要点 219

10.5.2 应用实例 223

10.6 键参数 224

10.6.1 键长 224

10.6.2 键能 225

10.6.3 键角 226

10.6.4 键级 226

10.6.5 键矩与部分电荷 226

10.7 分子间力和氢键 227

10.7.1 分子的极性 227

10.7.2 分子间作用力 229

10.7.3 氢键 231

拓展知识 荧光和磷光 233

思考题 236

习题 237

第11章 固体结构 242

11.1 晶体的类型和特征 242

11.1.1 晶体的特征 242

11.1.2 晶格理论的基本概念 243

11.1.3 晶体的基本类型 244

11.2 金属键和金属晶体 245

11.2.1 金属晶格 245

11.2.2 金属键 246

11.3 离子晶体 246

11.3.1 离子键的形成及离子的电子层结构 246

11.3.2 离子晶体 247

11.3.3 晶格能 249

11.4 离子极化 250

11.4.1 离子的极化力和变形性 250

11.4.2 离子极化对晶体结构和性质的影响 251

11.5 原子晶体和分子晶体 252

11.5.1 共价型原子晶体和混合键型晶体 252

11.5.2 分子型晶体 254

拓展知识 晶体材料 255

思考题 257

习题 257

第12章 配位化合物 260

12.1 配合物的组成和命名 260

12.1.1 配合物的组成 261

12.1.2 配合物的命名 262

12.1.3 配合物的分类 263

12.2 配合物的结构 265

12.2.1 配合物的空间构型 265

12.2.2 配合物同分异构现象 266

12.3 配合物的化学键理论 268

12.4 配位反应与配位平衡 271

12.4.1 配合物的解离常数和稳定常数 271

12.4.2 配体取代反应和电子转移反应 273

12.5 配合物的应用 275

12.5.1 物质的分离、提纯和鉴定 275

12.5.2 电镀与环境保护 275

12.5.3 配合催化 275

拓展知识 被骂出来的诺贝尔化学奖获得者——维克多·格林尼亚 276

思考题 277

习题 277

第13章 s区元素 280

13.1 s区元素概述 280

13.2 s区元素的单质 281

13.2.1 s区元素单质的存在和制备 281

13.2.2 s区元素单质的物理和化学性质 282

13.3 s区元素的化合物 284

13.3.1 氢化物 284

13.3.2 氧化物 285

13.3.3 氢氧化物 288

13.3.4 配合物 289

13.3.5 盐类 290

13.4 锂、铍的特殊性 对角线规则 291

13.4.1 锂的特殊性 291

13.4.2 铍的特殊性 292

13.4.3 对角线规则 292

拓展知识 硬水及其软化 293

思考题 294

习题 295

第14章 p区元素 296

14.1 p区元素概述 296

14.2 硼族元素 297

14.2.1 硼族元素概述 297

14.2.2 硼族元素的单质 298

14.2.3 硼的化合物 299

14.2.4 铝的化合物 303

14.3 碳族元素 305

14.3.1 碳族元素概述 305

14.3.2 碳族元素的单质 306

14.3.3 碳的化合物 307

14.3.4 硅的化合物 310

14.3.5 锡、铅的化合物 311

14.4 氮族元素 313

14.4.1 氮族元素概述 313

14.4.2 氮族元素的单质 315

14.4.3 氮的化合物 316

14.4.4 磷的化合物 320

14.4.5 砷、锑、铋的化合物 325

14.5 氧族元素 327

14.5.1 氧族元素概述 327

14.5.2 氧及其化合物 328

14.5.3 硫及其化合物 330

14.6 卤素 335

14.6.1 卤素概述 335

14.6.2 卤素单质 336

14.6.3 卤化氢和氢卤酸 337

14.6.4 卤化物、多卤化物 338

14.6.5 卤素的含氧化合物 339

14.7 稀有气体 342

14.7.1 稀有气体的性质和用途 342

14.7.2 稀有气体的化合物 343

拓展知识 新型无机非金属材料 345

思考题 347

习题 348

第15章 d区元素 352

15.1 d区元素概述 352

15.1.1 d区元素的电子构型 352

15.1.2 d区元素的原子半径和电离能 352

15.1.3 d区元素的物理性质 353

15.1.4 d区元素的化学性质 353

15.2 钛、钒 355

15.2.1 钛及其化合物 355

15.2.2 钒及其化合物 356

15.3 铬、钼、钨多酸型配合物 356

15.3.1 铬 356

15.3.2 钼、钨 358

15.3.3 多酸型配合物 359

15.4 锰 359

15.4.1 锰的单质 359

15.4.2 锰的化合物 360

15.5 铁、钴、镍 361

15.5.1 铁、钴、镍的单质 361

15.5.2 铁、钴、镍的化合物 361

15.6 铂系元素简介 364

15.6.1 铂系元素的单质 364

15.6.2 铂和钯的重要化合物 365

15.7 金属有机化合物 365

15.7.1 金属羰基配合物 365

15.7.2 不饱和烃金属有机配合物 367

15.7.3 夹心型配合物 367

15.8 铜族元素 368

15.8.1 铜族元素的单质 368

15.8.2 铜族元素的化合物 369

15.9 锌族元素 372

15.9.1 锌族元素的单质 372

15.9.2 锌族元素的化合物 372

拓展知识 锌的生物作用和含镉、汞废水的处理 375

思考题 376

习题 377

第16章 有机化合物基础知识 380

16.1 有机化合物的结构理论 381

16.2 有机化合物分子的电子效应 386

16.2.1 诱导效应 386

16.2.2 共轭效应 387

16.3 有机化学反应的分类 390

16.3.1 按反应历程分类 390

16.3.2 按反应物与产物之间的关系分类 391

16.4 有机化合物的分类和命名 393

16.4.1 有机化合物的分类 393

16.4.2 有机化合物的命名 394

16.5 有机化合物的主要种类、特征与典型反应 400

16.5.1 烷烃 400

16.5.2 烯烃与炔烃 401

16.5.3 芳香烃 403

16.5.4 卤代烃 405

16.5.5 醇、羧酸、酯化合物 406

16.5.6 酚类化合物 410

16.5.7 醚类化合物 412

16.5.8 醛和酮 412

16.5.9 胺 416

拓展知识 清洁能源 417

思考题 418

习题 419

部分习题参考答案 422

附录A 一些物质在298.15K下的标准热力学数据 427

附录B 一些物质的标准摩尔燃烧焓（298.15K） 449

附录C 弱电解质的解离常数 450

附录D 一些常见配离子的稳定常数 453

附录E 难溶化合物的溶度积常数 455

附录F 标准电极电势表 459

附录G 一些物质的摩尔质量 464

参考文献 469

元素周期表 471