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第一篇 无机篇 1

第1章 溶液和胶体 1

1.1 溶液 1

1.1.1 分散系 1

1.1.2 溶液组成量度的表示方法 1

1.1.3 稀溶液的通性 2

1.2 胶体 6

1.2.1 胶体的制备 7

1.2.2 胶体溶液的性质 7

1.2.3 胶粒带电的原因 8

1.2.4 胶团结构 9

1.2.5 电动电势 10

1.2.6 溶胶的稳定性与聚沉 10

习题 11

第2章 化学反应速率和化学平衡 13

2.1 化学反应速率及其表示方法 13

2.1.1 化学反应的平均速率和瞬时速率 13

2.1.2 用反应进度表示的反应速率 13

2.2 化学反应速率理论简述 14

2.2.1 碰撞理论 14

2.2.2 过渡状态理论 15

2.3 影响化学反应速率的因素 16

2.3.1 浓度对化学反应速率的影响 16

2.3.2 温度对化学反应速率的影响 18

2.3.3 催化剂对化学反应速率的影响 18

2.4 化学反应平衡及平衡常数 19

2.4.1 可逆反应与化学平衡 19

2.4.2 平衡常数 20

2.5 化学平衡的移动 22

2.5.1 浓度对化学平衡的影响 22

2.5.2 压力对化学平衡的影响 22

2.5.3 温度对化学平衡的影响 23

习题 23

第3章 电解质溶液 25

3.1 强电解质溶液 25

3.1.1 表观离解度 25

3.1.2 离子强度 25

3.2 弱电解质溶液 27

3.2.1 弱电解质的离解平衡 27

3.2.2 同离子效应和盐效应 28

3.3 酸碱质子理论 28

3.3.1 酸碱的定义 28

3.3.2 酸碱反应的实质 29

3.3.3 共轭酸碱对与酸碱离解常数之间的关系 29

3.3.4 酸碱指示剂 30

3.4 溶液的酸碱性 31

3.4.1 水的离解和pH标度 31

3.4.2 弱酸或弱碱溶液pH值的计算 32

3.4.3 盐类水解 33

3.4.4 缓冲溶液 35

3.5 沉淀溶解平衡 38

3.5.1 溶度积常数 38

3.5.2 溶度积和溶解度的相互换算 38

3.5.3 溶度积规则 39

3.5.4 沉淀的生成 39

3.5.5 沉淀的溶解 41

习题 42

第4章 氧化还原反应 44

4.1 氧化还原反应的基本概念 44

4.1.1 氧化还原反应 44

4.1.2 氧化数 44

4.1.3 氧化还原电对 45

4.2 氧化还原反应方程式的配平 45

4.2.1 氧化数法 45

4.2.2 离子-电子法 46

4.3 原电池 47

4.3.1 原电池的概念 47

4.3.2 原电池符号 48

4.3.3 原电池的电极类型 48

4.4 电极电势 49

4.4.1 电极电势的形成 49

4.4.2 标准电极电势 49

4.5 影响电极电势的因素 52

4.5.1 能斯特方程式 52

4.5.2 溶液酸度对电极电势的影响 53

4.5.3 离子浓度改变对电极电势的影响 54

4.6 电极电势的应用 55

4.6.1 计算原电池的电动势 55

4.6.2 判断氧化剂、还原剂的相对强弱 56

4.6.3 判断氧化还原反应进行的方向 56

4.6.4 判断氧化还原反应进行的程度 57

4.6.5 求弱电解质的电离常数和难溶电解质的溶度积常数 58

习题 59

第5章 原子结构 60

5.1 核外电子的运动特性 60

5.1.1 氢原子光谱和玻尔理论 60

5.1.2 核外电子运动的波粒二象性 63

5.2 核外电子的运动状态描述 64

5.2.1 薛定谔方程 64

5.2.2 波函数与原子轨道 65

5.2.3 概率密度和电子云 67

5.3 原子核外电子的排布 68

5.3.1 屏蔽效应 68

5.3.2 钻穿效应 68

5.3.3 鲍林原子轨道近似能级图 69

5.3.4 原子核外电子排布的规则 70

5.4 元素周期律 71

5.4.1 原子的电子层结构和元素周期表 71

5.4.2 元素性质的周期性 72

习题 76

第6章 化学键与分子结构 77

6.1 化学键的键参数 77

6.1.1 键能 77

6.1.2 键长 78

6.1.3 键角 78

6.1.4 键的极性 78

6.2 离子键理论 78

6.2.1 离子键的形成 78

6.2.2 离子键的特点 79

6.2.3 离子键的强度 80

6.2.4 离子的特征 80

6.3 共价键理论 83

6.3.1 价键理论 84

6.3.2 杂化轨道理论 87

6.4 分子间作用力和氢键 91

6.4.1 分子的极性 91

6.4.2 分子的极化 93

6.4.3 分子间力 94

6.4.4 氢键 95

习题 97

第7章 配位化合物 99

7.1 配合物的基本概念 99

7.1.1 配合物的定义 99

7.1.2 配合物的组成 100

7.1.3 配合物化学式的书写和命名 101

7.2 配合物的价键理论 103

7.2.1 配合物价键理论的基本要点 103

7.2.2 配合物的空间结构 103

7.2.3 外、内轨型配合物及其判别方法 104

7.3 配合物的稳定性 105

7.3.1 逐级稳定常数（Ki） 105

7.3.2 累积稳定常数（βi） 106

7.3.3 不稳定常数（K不稳，i） 106

7.4 螯合物 107

习题 109

第8章 重要元素和化合物 111

8.1 s区元素 111

8.1.1 s区元素的一般性质 111

8.1.2 碱金属和碱土金属的单质 114

8.1.3 s区元素的重要化合物 115

8.1.4 重要盐类的性质 117

8.2 p区元素 117

8.2.1 硼及其重要化合物 118

8.2.2 铝及其重要化合物 119

8.2.3 碳、硅及其重要化合物 119

8.2.4 锡、铅及其重要化合物 121

8.2.5 氮及其重要化合物 122

8.2.6 磷及其重要化合物 124

8.2.7 硫及其重要化合物 126

8.2.8 卤素 129

8.3 d区元素 131

8.3.1 钛及其重要化合物 131

8.3.2 钒及其重要化合物 133

8.3.3 铬、钼、钨及其重要化合物 134

8.3.4 锰及其重要化合物 135

8.3.5 铁、钴、镍及其重要化合物 136

8.4 ds区元素 138

8.4.1 铜及其重要化合物 138

8.4.2 金、银及其重要化合物 139

8.4.3 锌、镉、汞及其重要化合物 141

习题 143

第二篇 分析篇 147

第1章 误差和分析数据的处理 147

1.1 误差及其产生的原因 147

1.1.1 系统误差 147

1.1.2 随机误差 148

1.2 测定值的准确度与精密度 148

1.2.1 准确度与误差 148

1.2.2 精密度与偏差 149

1.2.3 准确度与精密度的关系 150

1.3 随机误差的正态分布 151

1.3.1 频率分布 151

1.3.2 正态分布 152

1.3.3 标准正态分布 153

1.4 分析数据的处理 154

1.4.1 Q检验法 154

1.4.2 格鲁布斯法 155

1.5 有效数字及其运算规则 156

1.5.1 有效数字的意义和位数 156

1.5.2 数字修约规则 157

1.5.3 有效数字的运算规则 158

1.5.4 有效数字运算规则在分析化学中的应用 158

习题 159

第2章 滴定分析法概论 161

2.1 滴定分析法简介 161

2.1.1 滴定分析法的过程和方法特点 161

2.1.2 滴定分析法对滴定反应的要求 161

2.1.3 几种滴定方式 162

2.2 标准溶液浓度的表示方法 162

2.2.1 物质的量浓度 162

2.2.2 滴定度 162

2.3 标准溶液的配制和浓度的标定 163

2.3.1 直接配制法 163

2.3.2 间接配制法（标定法） 164

2.4 滴定分析中的计算 165

2.4.1 滴定分析计算的依据和常用公式 165

2.4.2 滴定分析法的有关计算 166

习题 169

第3章 酸碱滴定法 171

3.1 酸碱质子理论 171

3.1.1 基本概念 171

3.1.2 酸碱反应的平衡常数 172

3.1.3 酸碱的强度、共轭酸碱对Ka、Kb的关系 173

3.2 水溶液中弱酸（碱）各型体的分布 174

3.2.1 处理水溶液中酸碱平衡的方法 174

3.2.2 酸度对弱酸（碱）各型体分布的影响 176

3.3 酸碱溶液中氢离子浓度的计算 178

3.3.1 一元强酸（碱）溶液中H+浓度的计算 178

3.3.2 一元弱酸（碱）溶液pH的计算 179

3.3.3 多元弱酸（碱）溶液pH的计算 181

3.3.4 两性物质溶液pH的计算 184

3.4 酸碱缓冲溶液 186

3.4.1 缓冲溶液pH的计算 187

3.4.2 缓冲容量与缓冲范围 190

3.4.3 缓冲溶液的选择与配制 191

3.5 酸碱指示剂 192

3.5.1 指示剂的作用原理 192

3.5.2 指示剂变化的pH范围 194

3.5.3 影响指示剂变色范围的因素 195

3.5.4 混合指示剂 195

3.6 强酸（碱）和一元弱酸（碱）的滴定 196

3.6.1 强碱（酸）滴定强酸（碱） 196

3.6.2 强碱（酸）滴定一元弱酸（碱） 199

3.6.3 直接准确滴定一元弱酸（碱）的可行性判据 201

3.6.4 终点误差 202

3.7 酸碱滴定法的应用 203

3.7.1 混合碱的分析 203

3.7.2 铵盐中含氮量的测定 205

习题 206

第4章 吸光光度法 208

4.1 物质对光的选择性吸收 208

4.1.1 光的基本性质 208

4.1.2 物质对光的选择性吸收 209

4.2 光吸收的基本定律 210

4.2.1 朗伯-比尔定律 210

4.2.2 引起偏离朗伯-比尔定律的因素 212

4.3 吸光光度法的应用 213

4.3.1 定量分析 213

4.3.2 酸碱解离常数的测定 214

习题 214

第5章 分析过程 216

5.1 试样的制备和分解 216

5.1.1 试样的采集和制备 216

5.1.2 试样的分解 217

5.2 被测组分或干扰组分的分离 219

5.2.1 沉淀分离法 219

5.2.2 萃取分离法 220

5.2.3 离子交换分离法 221

5.2.4 色谱分离法 222

5.3 分析方法的选择 224

习题 224

第三篇 有机篇 225

第1章 引言 225

1.1 有机化学发展史 225

1.2 有机化合物的特点 226

1.3 有机化学的研究内容与步骤 226

1.3.1 有机化学的研究内容 226

1.3.2 研究有机化合物的一般步骤 227

1.4 有机化合物的分类 227

1.5 有机化合物的基础理论 229

1.5.1 有机结构理论与共价键 229

1.5.2 共价键的理论解释 229

1.5.3 原子轨道杂化与分子结构 231

1.5.4 价键理论和分子轨道理论对典型共价键的解释 232

1.5.5 共价键的属性 234

1.5.6 共价键断裂方式与有机反应类型 234

1.5.7 有机物的立体结构与构型的R、S命名规则 235

1.5.8 有机物的电子效应 237

第2章 开链烃 240

2.1 烷烃 240

2.1.1 烷烃的同系列和同分异构现象 240

2.1.2 烷烃的命名 241

2.1.3 烷烃的构象 243

2.1.4 烷烃的物理性质 246

2.1.5 烷烃的化学性质 247

2.1.6 卤代反应机理（自由基反应机理） 249

2.1.7 烷烃的来源与制备 250

2.1.8 重要的烷烃 251

2.2 烯烃 251

2.2.1 烯烃中的碳碳双键 251

2.2.2 烯烃的同系列和同分异构现象 252

2.2.3 烯烃的命名 253

2.2.4 烯烃的物理性质 255

2.2.5 烯烃的化学性质 256

2.2.6 烯烃的来源与制备 262

2.2.7 重要的烯烃 262

2.3 二烯烃 263

2.3.1 二烯烃的分类和命名 263

2.3.2 共轭二烯烃的结构及其共轭效应 264

2.3.3 共轭二烯烃的性质 264

2.3.4 重要的二烯烃 266

2.4 炔烃 267

2.4.1 炔烃的命名 267

2.4.2 炔烃的物理性质 268

2.4.3 炔烃的化学性质 268

2.4.4 炔烃的来源与制备 274

2.4.5 重要的炔烃——乙烃 274

习题 275

第3章 环烃 278

3.1 脂环烃 278

3.1.1 脂环烃的分类 278

3.1.2 环烷烃的异构现象和命名 278

3.1.3 环烷烃的结构 280

3.1.4 环烷烃的性质 282

3.1.5 脂环烃的来源与制备 283

3.2 芳香烃 284

3.2.1 芳香烃的分类及命名 284

3.2.2 苯的结构 286

3.2.3 苯及其衍生物的物理性质 287

3.2.4 苯及其衍生物的化学性质 288

3.2.5 苯环上取代基的定位效应和规律 293

3.2.6 芳烃的来源 297

3.2.7 多环芳烃与稠环芳烃 298

3.2.8 重要的芳烃 301

习题 302

第4章 卤代烃 305

4.1 卤代烃的分类、命名和同分异构现象 305

4.1.1 卤代烃的分类 305

4.1.2 卤代烃的命名 305

4.1.3 卤代烃的同分异构现象 306

4.2 卤代烃的性质 306

4.2.1 卤代烃的物理性质 306

4.2.2 卤代烃的化学性质 307

4.3 亲核取代反应历程 310

4.3.1 脂肪族卤代烃的亲核取代反应历程 310

4.3.2 芳香族卤代烃的亲核取代反应历程 314

4.4 消除反应历程 315

4.4.1 单分子消除反应历程 315

4.4.2 双分子消除反应历程 315

4.4.3 单分子共轭碱消除（E1cB）反应历程 316

4.5 消除反应与取代反应的竞争 317

4.6 卤代烃的制备 318

4.6.1 由烃制备 318

4.6.2 由醇制备 318

4.6.3 卤代物的互换 318

4.7 重要的卤代烃 319

习题 319

第5章 醇、酚、醚 321

5.1 醇 321

5.1.1 醇的结构、分类和命名 321

5.1.2 醇的物理性质 323

5.1.3 醇的化学性质 324

5.1.4 醇的制备 331

5.1.5 重要的醇 333

5.2 酚 335

5.2.1 酚的结构、分类和命名 335

5.2.2 酚的物理性质 336

5.2.3 酚的化学性质 337

5.2.4 重要的酚 341

5.3 醚 343

5.3.1 醚的结构和命名 343

5.3.2 醚的物理性质 344

5.3.3 醚的化学性质 344

5.3.4 醚的制备 346

5.3.5 重要的醚 347

习题 349

第6章 醛、酮、醌 351

6.1 醛、酮 351

6.1.1 醛、酮的分类和命名 351

6.1.2 醛、酮的结构和性质 351

6.1.3 醛、酮的制备 357

6.2 醌 357

6.2.1 醌的命名 357

6.2.2 醌的结构与性质 358

6.3 醛、酮、醌的重要代表化合物及其应用 358

6.3.1 甲醛 358

6.3.2 乙醛 359

6.3.3 丙酮 359

6.3.4 苯甲醛 359

6.3.5 环己酮 360

习题 360

第7章 羧酸及其衍生物 362

7.1 羧酸的结构、分类和命名 362

7.1.1 羧酸的结构 362

7.1.2 羧酸的分类 362

7.1.3 羧酸的命名 362

7.2 羧酸的物理性质 363

7.2.1 溶解性 363

7.2.2 熔、沸点 363

7.2.3 气味 363

7.2.4 相对密度 363

7.2.5 状态 363

7.3 羧酸的化学性质 364

7.3.1 酸性 364

7.3.2 羧基中羟基被取代的反应 365

7.3.3 羧基中羰基的还原反应 366

7.3.4 α-H的卤代反应 366

7.3.5 羧基的脱羧反应 366

7.4 羧基的制备 367

7.5 重要的羧酸 367

7.6 羧酸衍生物的命名 369

7.6.1 酰卤和酰胺的命名 369

7.6.2 酸酐的命名 369

7.6.3 酯的命名 369

7.7 羧酸衍生物的性质 369

7.7.1 羧酸衍生物的物理性质 369

7.7.2 羧酸衍生物的化学性质 370

7.8 重要的羧酸衍生物 373

7.8.1 酰氯和酸酐 373

7.8.2 乙酰乙酸乙酯 374

7.8.3 丙二酸二乙酯 374

7.8.4 尿素 375

7.8.5 氨基甲酸酯类 375

7.8.6 碳酸二酰氯 376

习题 376

第8章 胺及硫、磷有机物 379

8.1 胺及含氮有机物 379

8.1.1 胺的分类和命名 379

8.1.2 胺的物理性质 379

8.1.3 胺的化学性质 380

8.1.4 胺的合成 382

8.1.5 重氮化合物及其反应 383

8.2 含硫化合物 386

8.2.1 含硫有机化合物的主要类型和命名 386

8.2.2 有机硫化合物的性质及在有机合成上的应用 387

8.3 含磷有机化合物 388

8.3.1 含磷有机化合物的分类 388

8.3.2 含磷有机化合物的命名 388

8.3.3 磷脂 388

8.3.4 有机磷农药 389

习题 390

第9章 碳水化合物 392

9.1 碳水化合物的定义及分类 392

9.1.1 碳水化合物的定义 392

9.1.2 碳水化合物的分类 392

9.2 单糖 392

9.2.1 单糖的分类 392

9.2.2 单糖的结构 393

9.2.3 单糖的物理性质 395

9.2.4 单糖的化学性质 395

9.2.5 重要的单糖 398

9.3 二糖 398

9.3.1 二糖及分类 398

9.3.2 重要的二糖 399

9.4 多糖 401

9.4.1 淀粉 401

9.4.2 纤维素 402

习题 402

附录 化学与生活 403

第一节 民以食为天——化学与饮食 403

一、人的能量从哪里来 403

二、饮水 403

1．水——生命的摇篮 403

2．硬水的功与过 404

3．形形色色的水 404

三、说茶 404

1．茶——健康之友 404

2．各种各样的茶 405

3．药物忌茶 405

四、话酒 405

1．酿酒 405

2．饮酒过量为何醉 406

3．怎样判断司机酒后开车 406

4．水果解酒 406

5．漫话啤酒 406

五、化学与味觉 406

1．食醋 406

2．酱油 407

3．糖 407

4．食盐 407

5．味精 408

六、常见食品里的化学 409

1．馒头、饼干里的小洞 409

2．油条与化学 409

3．漫话豆腐 409

4．鲜蛋何以变皮蛋 410

七、水果蔬菜 410

1．水果的生熟 410

2．香蕉为什么会变色 411

3．去皮的苹果为什么会“生锈” 411

八、食品保质与防腐 411

1．食品防腐剂 411

2．食品中的色素 412

3．绿色食品 412

第二节 学问就在你身边——化学与日用品 412

一、牙膏里的化学 412

1．防治龋齿 412

2．预防齿质过敏 412

3．消除牙垢 413

4．杀菌剂 413

二、肥皂里的化学 413

1．肥皂的历史 413

2．肥皂去污的奥秘 413

3．合成洗涤剂 413

三、浅谈化妆品 414

1．防晒霜为什么能防晒？ 414

2．定型摩丝为什么能固定发型？ 414

3．越陈越香的花露水 415

四、笔墨与化学 415

1．铅笔 415

2．钢笔 415

3．圆珠笔 415

4．毛笔 415

5．粉笔 416

五、颜料与化学 416

六、铁制品怎么生锈了 416

七、最准确的钟 417

八、霓虹灯的秘密 417

第三节 关注我们的身体——化学与健康 417

一、空气与健康 417

1．浅说空气 417

2．空气污染与肺部疾病 418

二、维生素与健康 418

1．维生素A 418

2．维生素B族 418

3．维生素C 419

4．维生素D和维生素E 419

第四节 化学与能源 419

一、火 419

二、煤 419

1．煤是什么 419

2．煤的综合利用 420

3．谈谈煤气中毒 420

三、石油 420

1．像金子一样宝贵的石油 420

2．液化气 420

3．生产“人造石油” 420

四、新型能源 421

1．氢气——一种有前途的能源 421

2．用太阳能来发电 421

3．打开原子能利用的大门 421

五、什么是绿色能源 421

第五节 化学与环境 422

一、温室效应 422

二、环境的保护神——臭氧 422

三、关于酸雨 422

四、新时代的“白色恐怖” 423

1．新时代的“白色恐怖”——废塑料 423

2．塑料引起的危害 423

3．消灭“白色恐怖”，变废为宝 423

五、警惕无形杀手——居室污染 423

1．厨房是居室污染的重要污染源之一 424

2．室内吸烟是居室污染空气的常见因素 424

3．家具和装饰装修材料是居室污染的重要因素 424

参考文献 425