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绪论 1

0.1 化学的研究对象及研究的主要内容 1

0.1.1 化学的研究对象 1

0.1.2 化学研究的主要内容 2

0.2 化学与社会进步和现代高科技的发展 2

0.2.1 化学与生活 2

0.2.2 化学与材料 4

0.2.3 化学与能源 5

0.2.4 化学与信息 5

0.2.5 化学与生命 6

0.2.6 化学与环境 6

第一章 化学反应热 8

1.1 基本概念 8

1.1.1 系统与环境 8

1.1.2 状态与状态函数 8

1.2 热力学第一定律 9

1.3 化学反应的热效应 10

1.3.1 等容反应热 11

1.3.2 等压反应热 11

1.3.3 热力学标准态 13

1.3.4 单质和化合物的标准摩尔生成焓 13

1.3.5 化学反应标准焓变的计算 14

1.3.6 反应进度 17

思考题与习题 18

第二章 化学反应进行的方向和限度 20

2.1 焓变与变化过程方向 20

2.2 熵变与变化过程方向 22

2.2.1 熵与熵变 23

2.2.2 熵变与变化过程方向 23

2.3 吉布斯函数变与变化过程方向 24

2.3.1 吉布斯函数变 24

2.3.2 吉布斯函数变与变化过程方向 25

2.3.3 化学反应吉布斯函数变的计算 25

2.4 化学反应的限度——化学平衡 28

2.4.1 平衡常数 29

2.4.2 标准平衡常数的计算 32

2.4.3 化学平衡的移动——影响平衡的因素 34

思考题与习题 37

第三章 化学反应速率 39

3.1 化学反应速率的表示 39

3.2 化学反应速率的测定 40

3.3 影响化学反应速率的因素 41

3.3.1 浓度对反应速率的影响 41

3.3.2 温度对反应速率的影响 45

3.3.3 反应的活化能和催化剂 47

3.4 影响多相化学反应速率的因素 49

3.5 链反应 50

3.5.1 直链反应 50

3.5.2 支链反应 51

思考题与习题 54

第四章 溶液及溶液中的离子平衡 57

4.1 溶液及其浓度表示方法 57

4.1.1 溶液概述 57

4.1.2 溶液浓度的表示方法 58

4.2 溶解度与相似相溶原理 59

4.2.1 溶解度 59

4.2.2 气体、液体和固体在液体中的溶解 59

4.2.3 相似相溶原理 60

4.3 分配定律与萃取分离 60

4.3.1 分配定律 60

4.3.2 萃取分离 61

4.4 溶液的通性 62

4.4.1 非电解质稀溶液的通性 62

4.4.2 电解质溶液的通性 69

4.5 溶液中的离子平衡与离子互换反应 71

4.5.1 酸和碱在水溶液中的解离平衡 71

4.5.2 沉淀-溶解平衡 79

思考题与习题 86

第五章 氧化还原反应与电化学 89

5.1 氧化数 90

5.1.1 氧化数的定义 90

5.1.2 氧化数的有关规定 90

5.1.3 应用举例 90

5.2 原电池及原电池电动势 92

5.2.1 原电池 92

5.2.2 原电池电动势 94

5.3 金属腐蚀与防护 104

5.3.1 金属的化学腐蚀 104

5.3.2 金属的电化学腐蚀 106

5.3.3 金属的防护 108

5.4 电解的基本原理及应用 111

5.4.1 电解的基本原理 111

5.4.2 电解的应用 114

思考题与习题 116

第六章 原子结构与周期系 119

6.1 引言 119

6.1.1 物质结构的研究对象 119

6.1.2 学习物质结构的目的 119

6.2 原子结构 121

6.2.1 量子力学的诞生 122

6.2.2 原子中电子运动状态的描述 123

6.2.3 单电子原子（离子）波函数和电子云图 126

6.2.4 量子数n，l，m的物理意义 132

6.2.5 多电子原子结构和元素周期表 133

6.3 原子光谱 150

6.3.1 原子发射光谱法（AES） 151

6.3.2 原子吸收光谱法（AAS） 151

思考题与习题 152

第七章 分子结构与晶体结构 155

7.1 化学键 155

7.2 离子键和离子化合物 156

7.3 共价键与共价化合物 157

7.3.1 价键理论 159

7.3.2 杂化轨道理论 165

7.3.3 价层电子对互斥理论（VSEPR） 169

7.3.4 分子的对称性与群 175

7.3.5 分子轨道理论 182

7.3.6 配合物的化学键理论 191

7.4 分子间力 202

7.4.1 极性分子与非极性分子 202

7.4.2 分子间力 203

7.4.3 氢键 205

7.5 晶体结构 206

7.5.1 离子晶体、原子晶体和分子晶体简况 206

7.5.2 离子晶体与离子极化 207

7.5.3 原子晶体 208

7.5.4 分子晶体 209

7.5.5 过渡型的晶体 209

7.5.6 晶体缺陷 210

7.6 超分子 212

思考题与习题 213

第八章 表面化学 216

8.1 表面吉布斯函数与表面张力 216

8.1.1 表面状态与表面分子的特性 217

8.1.2 表面吉布斯函数与表面张力 217

8.1.3 表面现象与表面吉布斯函数 221

8.2 吸附作用 222

8.2.1 吸附现象及其本质 222

8.2.2 物理吸附与化学吸附 223

8.2.3 影响吸附作用的因素 225

8.2.4 吸附剂的应用 225

8.3 表面活性剂 226

8.3.1 表面活性剂及其分类 226

8.3.2 表面活性剂的性质及作用 228

8.3.3 表面活性剂的作用与分子结构的关系 238

8.3.4 表面活性剂引起的公害及其降解方法 239

8.4 溶胶的稳定性和聚沉 241

8.4.1 溶胶的稳定性 241

8.4.2 溶胶的聚沉 244

8.5 摩擦与润滑 245

8.5.1 摩擦 245

8.5.2 润滑剂与润滑 245

思考题与习题 249

第九章 化学与材料 251

9.1 引言 251

9.1.1 材料的定义 251

9.1.2 材料与化学的关系 251

9.1.3 材料的分类 252

9.2 金属材料 252

9.2.1 金属单质 252

9.2.2 合金 257

9.3 无机非金属材料 260

9.3.1 结构陶瓷材料 260

9.3.2 功能陶瓷材料 261

9.4 有机高分子材料 264

9.4.1 有机高分子化合物的组成 264

9.4.2 有机高分子化合物的合成 265

9.4.3 有机高分子化合物的结构和性能 266

9.4.4 重要的高聚物 267

9.5 复合材料 273

9.5.1 纤维增强树脂基复合材料 274

9.5.2 纤维增强金属基复合材料 274

9.5.3 纤维增强陶瓷基复合材料 275

思考题与习题 275

第十章 化学与能源 277

10.1 能源的分类和能量的转化 277

10.1.1 能源的分类 277

10.1.2 能量的转化 278

10.2 化石燃料 278

10.2.1 煤炭 279

10.2.2 石油和天然气 282

10.3 核能 285

10.3.1 核裂变反应与原子能的开发利用 285

10.3.2 核聚变反应与氢弹 289

10.4 化学电源 289

10.4.1 化学电源概述 289

10.4.2 原电池 290

10.4.3 蓄电池 292

10.4.4 燃料电池 295

10.4.5 废电池的污染 296

10.5 新能源 297

10.5.1 氢能 297

10.5.2 太阳能 298

10.5.3 生物质能 299

思考题与习题 300

第十一章 化学与环保 303

11.1 环境与污染 303

11.1.1 环境的概念 303

11.1.2 人类和环境的关系——生态学原理 304

11.1.3 环境问题与环境污染 305

11.2 大气污染与防治 309

11.2.1 大气的结构和组成 309

11.2.2 大气污染物的种类及污染的防治 310

11.2.3 几种综合性大气污染 313

11.3 水体污染及其防治 318

11.3.1 水体的概念 319

11.3.2 水体的污染 319

11.3.3 水污染的防治 323

11.4 清洁生产与绿色化学 326

11.4.1 清洁生产 326

11.4.2 绿色化学 327

思考题与习题 332

第十二章 化学与生命 334

12.1 生命体系中重要的有机化合物 334

12.1.1 糖类 334

12.1.2 脂类 337

12.1.3 氨基酸、蛋白质和酶 338

12.1.4 核苷酸与核酸 345

12.2 生命体系中重要的无机元素 349

12.2.1 生命必需元素 349

12.2.2 生命必需元素的生物功能 351

12.2.3 重要的生物金属配合物 356

12.3 生命的本质 361

12.3.1 遗传基因 361

12.3.2 人类基因组计划 363

12.4 生物工程 364

思考题与习题 367

附录 369

附录1 标准热力学数据（298.15 K） 369

附录2 一些有机物的标准燃烧热（298.15 K） 375

附录3 标准键能（298.15 K） 376

附录4 一些溶剂的Kb和Kf 376

附录5 一些化学反应的活化能 377

附录6 弱酸弱碱的解离常数 377

附录7 配位离子不稳定常数的负对数值 378

附录8 溶度积常数K？ sp（298.15 K） 379

附录9 标准电极电势（298.15 K） 381

参考文献 383