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绪论 1

第一节 物理化学的研究对象和内容 1

第二节 物理化学的研究方法 2

第三节 物理化学在国民经济及医药科学中的作用 2

第四节 物理化学的学习方法 3

第一章 物态 5

第一节 理想气体及其状态方程 5

一、低压下气体的经验定律 5

二、理想气体及其状态方程式 6

三、通用气体常数R的求值 7

四、混合气体的分压定律和分体积定律 8

第二节 气体分子运动速度与扩散定律 11

第三节 真实气体的行为及其状态方程 13

第四节 气体的液化和临界状态 16

一、气体等温线与临界状态 16

二、超临界流体及其在中药提取中的应用 18

第五节 液体与液晶 20

一、一般液体的特性 20

二、液晶的概念和特性 21

一、固体的一般概念 22

第六节 固体 22

二、晶体的分类及其内部粒子的排列 23

三、X射线衍射与晶型鉴别 24

思考题与习题 27

计算题参考答案 28

参考文献 28

第二章 基础热力学 29

第一节 热力学概述 29

一、热力学的研究对象 29

三、热力学基本概念及术语 30

二、热力学的研究方法 30

第二节 热力学第一定律 33

一、能量的转化与守恒 33

二、内能与状态 33

三、热力学第一定律的几种说法及其数学表达式 34

第三节 恒容热、恒压热及焓 35

一、恒容热 36

二、恒压热与焓 36

第四节 热容 37

一、热容的定义和表示方法 37

二、热容与温度的关系 38

一、不可逆过程 39

第五节 过程的可逆性与最大功 39

二、可逆过程 40

三、功与过程及最大功 40

第六节 热力学第一定律对气体的某些应用 42

一、气体向真空膨胀 42

二、理想气体绝热膨胀 44

三、理想气体的循环过程 48

四、真实气体节流膨胀 50

一、各种自发过程的共同特征 51

二、热力学第二定律的几种说法 51

第七节 热力学第二定律 51

三、热力学第二定律的数学表达 52

第八节 克劳修斯不等式与熵增原理 55

一、克劳修斯不等式 55

二、熵增原理 56

第九节 熵变的计算 58

一、恒温过程的熵变计算 58

二、变温过程的熵变计算 60

第十节 熵的统计性 62

第十一节 自由能 64

一、亥姆霍兹自由能 65

二、吉布斯自由能 66

三、吉布斯—亥姆霍兹公式 68

第十二节 热力学基本公式和麦克斯威尔关系式 69

思考题与习题 71

计算题参考答案 73

参考文献 73

第三章 化学反应热力学 75

第一节 化学热效应与赫斯定律 75

一、化学反应热效应定义及其测定 75

二、反应进度 76

三、热化学方程式 77

四、赫斯定律 78

第二节 几种化学反应热及其数据的利用 79

一、标准摩尔生成焓 79

二、燃烧焓 80

三、溶解热和稀释热 81

第三节 化学热效应与温度的关系 83

第四节 热力学第三定律与规定熵 85

一、热力学第三定律 85

二、规定熵与标准熵 87

第五节 偏摩尔量与化学势 89

一、偏摩尔量及其测定方法 90

二、化学势及其对不同形态物质的表达 92

三、化学势在相平衡中的应用 97

第六节 化学势与化学平衡 100

一、吉布斯自由能变化与化学平衡条件 100

二、化学反应等温方程式及其应用 102

三、平衡常数的测定和计算 106

四、△rG？的计算途径与方法 107

第七节 反应自由能变化和平衡常数与温度的关系 109

一、吉布斯自由能变化与温度的关系 109

二、温度对化学平衡常数的影响 112

第八节 热力学与生命现象的关联 114

一、生物体在生命活动过程中的能量守恒 115

二、生物体做功的形式和能量来源 115

三、热力学熵在生物体中表述形式 116

四、反应耦合原理与耦合过程的效率 118

思考题与习题 120

计算题参考答案 122

参考文献 123

第四章 相平衡 124

第一节 相律 124

一、基本概念 124

二、相律及其表示式 126

第二节 单组分体系的相平衡 128

一、单组分体系相平衡的一般概念 128

二、单组分体系的相图 129

三、单组分两相平衡时温度与压力的关系 131

第三节 二组分体系气-液平衡及其相图 133

一、二组分理想溶液气-液平衡相图 134

二、二组分真实溶液气-液平衡相图 137

第四节 二组分体系固-液平衡及其相图 145

一、简单低共熔体系平衡相图 145

二、二组分体系固-液平衡相图的绘制 147

三、形成化合物的二组分体系相图 151

四、形成固溶体的二组分体系相图 153

第五节 三组分体系 154

一、三组分体系的组成表示法 155

二、具有一对部分互溶的三液体体系 156

三、二盐-水体系 159

思考题与习题 160

计算题参考答案 163

参考文献 164

二、原电池与电解池 165

一、导体的分类及特点 165

第一节 电解质溶液的导电机理及法拉第定律 165

第五章 电解质溶液的电导 165

三、电解质溶液的导电机理 166

四、法拉第定律 166

第二节 离子的迁移 168

一、离子的电迁移与传输电量 168

二、离子迁移数及其测定 169

三、离子淌度 170

第三节 电解质溶液的电导 171

一、电导 171

二、电导率 172

三、摩尔电导率 173

第四节 离子独立移动定律 175

第五节 电导测定的应用 177

一、检测水的纯度 177

二、计算水的离子积 177

三、计算弱电解质的电离度和离解常数 177

四、测定微溶盐的溶解度与溶度积 178

五、电导滴定 179

第六节 强电解质溶液的互吸理论 180

一、强电解质的平均活度和平均活度系数 180

二、离子强度 182

三、离子互吸理论 183

思考题与习题 186

计算题参考答案 187

参考文献 188

第六章 可逆电池电动势 189

第一节 可逆电池与可逆电极 189

一、化学能与电能的相互转换 189

二、可逆电池必须具备的条件 190

三、电池的表示方法 191

四、电极类型 191

五、电池表示式与电池反应的相互转换 194

第二节 电池电动势产生的机理及测定 196

一、电池电动势产生的机理 196

二、电池电动势的测定 198

三、电池电动势的符号 200

第三节 电极电势与电动势的计算 200

一、电极电势 200

二、电池电动势的计算 203

第四节 电动势测定的应用 205

一、计算化学反应的热力学函数 205

二、求电池的标准电动势E？及离子的平均活度系数γ± 207

三、求标准平衡常数K？及微溶盐的活度积Ksp 209

四、测定溶液的pH值 210

五、电势滴定 211

第五节 离子选择性电极 211

一、离子选择性电极的结构 212

二、离子选择性电极的响应机理 212

三、离子选择电极的应用 213

思考题与习题 213

计算题参考答案 216

参考文献 217

一、反应速率的定义及表示方法 218

第七章 化学动力学 218

第一节 化学反应速率的表示及其测定 218

二、不同组分表示的反应速率的关系 219

三、反应速率的测定 219

第二节 化学反应的速率方程 220

一、基元反应与非基元反应 220

二、基元反应的速率方程—质量作用定律 221

三、速率方程的一般形式 221

第三节 速率方程的积分形式 222

一、零级反应 222

二、一级反应 223

三、二级反应 225

四、n级反应 227

五、简单级数反应特征的比较 228

第四节 反应级数的确定 228

一、微分法 229

二、积分法 230

三、半衰期法 231

第五节 典型复杂反应 232

一、对行反应 232

三、平行反应 234

四、连续反应 235

第六节 复杂反应速率的近似处理法 237

一、选取控制步骤法 237

二、定态近似法 238

三、平衡态近似法 238

四、链反应及其速率方程 239

第七节 温度对反应速率的影响 241

一、范特霍夫规则 241

二、阿累尼乌斯方程 242

三、加速试验预测药物稳定性原理(经典恒温法) 244

四、活化能 244

第八节 反应速率理论简介 245

一、简单碰撞理论 246

二、过渡状态理论 248

第九节 催化剂对反应速率的影响 250

一、催化剂和催化反应的特点 250

二、催化反应的一般机理 251

三、酸碱催化 252

四、络合催化 252

五、酶催化反应 253

第十节 光对化学反应的影响 254

一、光化反应的机理与速率方程 255

二、温度对光化反应速率的影响 256

三、激光化学反应 256

思考题与习题 257

计算题参考答案 260

参考文献 260

第八章 表面现象 261

第一节 物质的分散度与表面自由能 262

一、表面积与表面吉布斯自由能 262

二、表面能的热力学关系式 265

三、纳米粒子与纳米技术 267

一、球形曲面的附加压力 268

第二节 曲面的附加压力 268

二、任意曲面的附加压力 269

三、毛细现象 270

第三节 粒子大小与蒸气压、溶解度的关系 272

一、与蒸气压的关系 272

二、与溶解度的关系 273

第四节 亚稳状态与新相生成 274

一、过热现象 274

一、内聚功与粘附功 275

第五节 铺展与润湿 275

三、过饱和现象 275

二、过冷现象 275

二、铺展的判据 276

三、固体的润湿与杨氏公式 276

四、铺展和润湿原理在药学上的应用 278

第六节 溶液的表面吸附 279

一、表面张力等温线 279

二、表面张力等温式 280

三、吉布斯吸附等温式 280

四、溶液表面吸附层结构 283

五、不溶性膜 284

一、表面活性剂的分类 288

第七节 表面活性剂的种类和作用 288

二、表面活性剂的结构性能 291

三、表面活性剂的几种作用 294

第八节 固体表面吸附 298

一、固体表面吸附等温线 298

二、固体表面吸附等温式 299

第九节 固—液界面吸附 303

一、非电解质溶液中的吸附 304

二、电解质溶液中的吸附 306

三、常用的固体吸附剂及其性能 308

四、医用高分子材料的血液相容性 309

思考题与习题 311

计算题参考答案 313

参考文献 314

第九章 胶体溶液 315

第一节 分散系的分类及其基本特性 315

第二节 溶胶的制备和净化 317

一、分散法 317

二、凝聚法 318

三、均匀胶体的制备 319

四、溶胶的净化(电渗析和超滤法) 319

二、扩散 320

第三节 溶胶粒子的动力学性质 320

一、布朗运动 320

三、沉降和沉降平衡 321

四、超离心在沉降分析中的应用 322

第四节 溶胶的光学性质 324

一、丁达尔现象和雷利散射公式 324

二、胶体溶液的颜色 325

三、胶体粒子大小的测定方法 325

一、电动现象 326

二、溶胶的扩散双电层理论 326

第五节 溶胶的电学性质 326

三、ζ电势的测定 328

第六节 溶胶的动力稳定性与聚结不稳定性 329

一、胶团的结构模型 329

二、胶体溶液具有一定稳定性的原因及理论 329

三、溶胶的聚沉 331

第七节 乳状液及微乳 333

一、乳状液 333

二、微乳状液 334

思考题与习题 335

参考文献 336

计算题参考答案 336

第十章 高分子化合物溶液 337

第一节 高分子化合物的结构特点及其溶液的特性 337

一、高分子化合物的结构特点 337

二、高分子化合物溶液的形成及其溶液的基本特性 340

第二节 高分子化合物溶液热力学 341

一、高分子化合物溶液的热力学特性 341

二、高分子化合物溶解过程热力学参数的变化 341

第三节 高分子化合物溶液的粘度与流变性 343

一、粘度及其单位 343

二、高分子溶液粘度的测定 344

三、粘度的几种表示方法 345

四、高分子在溶液中的形态与粘度的相关性 346

五、高分子化合物溶液的流变性 347

第四节 高分子化合物平均摩尔质量及其测定方法 349

一、高分子化合物摩尔质量的统计意义和几种表示法 349

二、高分子化合物平衡摩尔质量的测定方法 351

第五节 高分子电解质溶液 353

一、高分子电解质溶液的电性 353

二、高分子电解质、大分子离子的电泳及电泳法在研究蛋白质或多肽中的应用 355

三、高分子电解质溶液的粘度特性 355

一、唐南平衡及其数学表达式 356

第六节 唐南(Donnan)平衡及其在医学上的意义 356

二、唐南平衡对测定高分子电解质溶液渗透压的影响 358

三、唐南平衡在生物学及医学上的意义 358

第七节 高分子溶液的絮凝作用和盐析效应 359

一、絮凝作用 359

二、常用的高分子絮凝剂及其效能 359

三、盐析效应的特点及其应用 359

第八节 高分子凝胶及其性质 361

一、高分子溶液的胶凝及凝胶的形成 361

二、凝胶的形态分类与结构分类 362

三、凝胶的性质 363

思考题与习题 368

计算题参考答案 370

参考文献 370

附录 371

附录一 SI基本单位(表1)及其导出单位(表2) 371

附录二 物理化学中某些习用单位与SI单位换算关系 372

附录三 某些气体的摩尔恒压热容与温度的关系 373

附录四 某些物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯自由能、标准熵及恒压热容(298.15K) 375

附录五 某些有机化合物的标准摩尔燃烧焓(298.15K) 380