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第一章 物质的聚集状态 1

第一节 气体 1

一、理想气体状态方程 1

二、气体分压定律 2

三、实际气体 5

第二节 液体 6

一、水 6

二、蒸气压 7

三、水的相图 10

第三节 固体 12

一、固体物质的分类 12

二、固体物质的特征 12

【阅读参考】等离子态和超高密度态 13

一、等离子态 13

二、超高密度态 14

【科学家简介】道尔顿(J.Dalton,1766—1844) 15

习题 16

第二章 溶液与胶体 17

第一节 溶液 18

一、溶液的组成标度 18

二、稀溶液的依数性 20

第二节 胶体溶液 25

一、溶胶 27

二、高分子溶液和凝胶 30

第三节 乳浊液 31

第四节 【阅读参考】 32

一、溶液凝固点下降情况的变化 32

二、反渗透技术 33

三、电泳的应用 33

四、磁性液体性质及应用 34

习题 35

【科学家简介】拉乌尔(F.M.Raoult,1830一1901) 35

第三章 化学热力学基础 37

第一节 基本概念 37

一、系统与环境 37

二、状态与状态函数 38

三、过程与途径 39

四、热和功 39

五、反应进度 39

一、热力学能 40

第二节 热力学第一定律 40

二、热力学第一定律 41

第三节 化学反应热效应 42

一、热力学的标准状态 42

二、化学反应热 43

三、热化学方程式 45

四、化学反应热效应的计算 46

一、自发过程 50

第四节 化学反应自发性 50

二、焓变与自发反应 51

三、熵变与热力学第二定律 52

四、标准熵变及计算 53

第五节 吉布斯自由能和吉布斯自由能判据 55

一、吉布斯自由能变和反应的自发性 55

二、化学反应的标准摩尔吉布斯自由能变ΔrG？的计算 57

三、吉布斯一亥姆霍兹公式的应用 57

【阅读参考】一种新能源——太阳能 59

一、太阳能发电 59

二、太阳能转换为化学能 60

三、太阳能集热器 60

四、采暖和制冷 60

【科学家简介】吉布斯(J.W.Gibbs,1839—1903) 61

习题 62

一、化学平衡状态 64

第一节 标准平衡常数 64

第四章 化学平衡 64

二、标准平衡常数 65

第二节 吉布斯自由能变与化学平衡 67

一、吉布斯自由能变与化学平衡常数的关系 67

二、标准平衡常数的计算及应用 69

第三节 化学平衡的移动 72

一、浓度对化学平衡的影响 72

二、压力对化学平衡的影响 72

三、温度对化学平衡移动的影响 74

四、勒·夏特列原理 75

【阅读参考】化学平衡的移动对矿物岩石形成的影响 75

一、浓度的影响 75

二、压力的影响 75

三、温度的影响 76

【科学家简介】勒·夏特列(Le Chatelier,1850—1936) 76

习题 77

第五章 化学动力学初步 79

第一节 化学反应速率 79

第二节 反应速率理论简介 81

一、碰撞理论 81

二、过渡态理论 82

第三节 影响化学反应速率的主要因素 83

一、浓度对化学反应速率的影响 83

二、温度对化学反应速率的影响 87

三、催化剂对化学反应速率的影响 88

【阅读参考】 91

一、链反应 91

二、爆炸与链反应 92

三、化学动力学在考古中的应用 93

【科学家简介】范特霍夫(J.H.van't Hoff,1852—1911) 94

习题 95

一、酸碱概念 97

第一节 酸碱质子理论 97

第六章 酸碱平衡 97

二、酸碱反应 98

第二节 水溶液中重要的酸碱反应 100

一、一元弱酸弱碱的离解平衡 101

二、多元弱酸弱碱的离解 104

第三节 酸碱平衡的移动 106

一、同离子效应 107

二、介质酸度对酸碱平衡的影响 107

三、盐效应 108

第四节 酸碱缓冲溶液 109

一、缓冲作用和缓冲溶液 109

二、缓冲容量和缓冲范围 111

三、缓冲溶液的配制 112

第五节 强电解质溶液简介 114

二、酸雨的威胁与防治 115

一、缓冲作用在生命中的意义 115

【阅读参考】 115

【科学家简介】阿仑尼乌斯(S.Arrhenius,1859一1927) 116

习题 116

第七章 沉淀溶解平衡 119

第一节 难溶电解质的溶度积 119

一、沉淀溶解平衡和溶度积常数 119

二、溶度积和溶解度的相互换算 120

三、溶度积规则 121

第二节 影响沉淀生成和溶解的因素 122

一、同离子效应对沉淀反应的影响 122

二、酸碱反应对沉淀—溶解平衡移动的影响 123

三、氧化还原、配位反应对沉淀—溶解平衡移动的影响 126

第三节 分步沉淀与沉淀转化 126

一、分步沉淀 126

二、沉淀的转化 127

一、利用沉淀反应进行离子鉴定 128

二、利用沉淀反应进行离子分离 128

第四节 沉淀反应在分析化学中的应用 128

三、利用沉淀反应进行重量分析 129

四、利用沉淀反应进行滴定分析 129

习题 129

第八章 原电池和氧化还原反应 131

第一节 氧化还原反应的基本概念 131

一、氧化数 131

二、氧化还原反应与氧化还原电对 132

三、氧化还原反应式的配平 133

第二节 原电池和电极 135

一、原电池的构造及工作原理 136

二、电极的种类 136

三、原电池的表示方法 137

一、原电池电动势 138

二、电极电势 138

第三节 原电池电动势与电极电势 138

第四节 氧化还原反应的自发方向 141

一、氧化还原反应的摩尔吉布斯自由能与电极电势 141

二、能斯特方程 142

三、电极电势的应用 147

第五节 元素标准电极电势图及其应用 149

一、元素标准电势图 150

二、元素电势图的应用 150

一、化学电源 151

【阅读参考】 151

二、电解 152

三、金属的电化学腐蚀与防腐 153

【科学家简介】能斯特(W.H.Nernst,1864—1941) 155

习题 155

第九章 原子结构 158

第一节 微观粒子的特性 158

一、能量变化的不连续性——量子化 160

二、微观粒子的波粒二象性 161

三、测不准关系与概率分布——波粒二象性的统计解释 163

第二节 量子力学对核外电子运动状态的描述 164

一、波函数、概率密度 164

二、轨道和电子云图形 167

三、电子运动的径向特点与角度特点 170

四、四个量子数 172

第三节 多电子原子的结构 174

一、多电子原子轨道能级 174

二、基态原子的核外电子排布 177

第四节 原子结构与元素周期律 179

一、周期表的结构 179

二、影响元素性质的结构因素 181

三、元素重要性质的周期性变化 184

【阅读参考】 191

一、波函数角度部分的图形 191

二、3d轨道的能量高于4s吗 192

【科学家简介】卢瑟福(Ernest Rutherford,1871—1937) 193

三、原子的量子数 193

习题 194

第十章 化学键与分子结构 196

第一节 离子键 196

一、离子键的形成和特点 197

二、离子的特征 198

第二节 共价键的价键理论 201

一、H2分子的形成和价键理论的基本要点 201

二、共价键的特点 203

三、共价键的类型 204

四、键参数 205

第三节 杂化轨道理论 207

一、杂化轨道理论基本要点 207

二、杂化轨道基本类型 208

第四节 价层电子对互斥理论 212

一、价层电子对互斥理论的基本要点 212

二、用价层电子对互斥理论判断分子构型的一般原则和实例 214

第五节 分子的极性、分子间力和氢键 215

一、分子的极性 215

二、分子间力 216

三、氢键 218

第六节 晶体 220

一、晶体与非晶体 220

二、晶体的基本类型 221

【阅读参考】 222

一、晶格能是影响离子化合物的重要因素 222

二、离子极化及其对化合物性质的影响 222

【科学家简介】鲍林(Linus Pauling) 224

习题 225

第十一章 配位化合物 227

第一节 配位化合物基本概念 227

一、配位化合物的含义 227

二、配位化合物的组成 228

三、配位化合物的命名 229

四、螯合物 230

第二节 配位化合物结构的价键理论 231

一、价键理论要点及其应用示例 231

二、外轨型和内轨型配位化合物 234

第三节 配位平衡 234

一、配位化合物的稳定常数 235

二、配位平衡的计算 236

【阅读参考】 245

一、配合物的异构现象 245

二、分析化学中的配合物 246

三、动物体中的配合物 247

【科学家简介】维尔纳(Alfred Werner,1866—1919) 248

习题 249

第一节 元素概念 252

一、 元素、核素和同位素 252

第十二章 单质和无机化合物选述 252

二、元素的生物学意义 253

第二节 单质的物理性质 254

一、主族元素单质的物理性质 254

二、副族元素单质的物理性质 258

第三节 单质的化学性质 260

一、主族元素单质的化学性质 260

二、副族元素单质的化学性质 262

第四节 无机化合物的化学性质 263

一、化合物的溶解性 263

二、含氧酸及其盐的氧化还原性 264

三、含氧酸及其盐的热稳定性 266

四、化合物的酸碱性 267

第五节 重要无机化合物选述 269

一、钾和钠的化合物 269

二、硼、碳、硅的化合物 269

三、氮、磷、砷的化合物 271

四、氧和硫的化合物 273

五、卤素化合物 275

【阅读参考】环境的化学污染 276

一、大气的污染 276

二、水体污染 278

三、土壤的污染 278

四、环境污染的防治 279

习题 279

附录Ⅰ-2 一些非推荐单位、导出单位与SI单位的换算 280

附录 280

附录Ⅰ-1 SI单位制的字头 280

附录Ⅱ 某些物质的标准生成焓、标准生成吉布斯自由能、标准熵 281

附录Ⅲ 一些常见弱酸、弱碱在水溶液中的离解常数K？ 285

附录Ⅳ 常见难溶电解质的溶度积K？(298 K) 286

附录Ⅴ-1 酸性溶液中的标准电极电势？(298K) 287

附录Ⅴ-2 碱性溶液中的标准电极电势？(298K) 289

附录Ⅵ 一些常见配离子的稳定常数(298K) 290