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上篇 经典化学部分 1

第1章 物质结构与化学键 1

1.1原子的结构与核外电子的排布 1

1.1.1原子的组成与结构 1

1.1.2原子核外电子的运动与描述 1

1.1.3原子核外电子的排布 1

1.1.4元素周期表 3

1.1.5元素性质的周期性 4

1.2分子结构与化学键理论 5

1.2.1离子键 5

1.2.2共价键 6

1.2.3金属键 9

1.2.4配位键 10

1.2.5分子间相互作用力 11

1.3晶体结构 13

1.3.1晶体的基本概念 13

1.3.2晶体的基本类型 14

1.3.3离子晶体 14

1.3.4原子晶体 16

1.3.5分子晶体 16

1.3.6金属晶体 17

1.3.7混合型晶体 17

习题与思考题 18

参考文献 19

第2章 元素与化合物 20

2.1惰性气体 20

2.1.1惰性气体的性质 20

2.1.2惰性气体的应用 20

2.2 s区元素：碱金属与碱土金属 20

2.2.1碱金属与碱土金属的性质 20

2.2.2重要的碱金属与碱土金属化合物 20

2.3 p区元素 22

2.3.1卤素 22

2.3.2碳、氮、氧、硫、磷 24

2.3.3半导体元素 29

2.4 d区与ds区元素 31

2.4.1 d区与ds区元素的结构特征 31

2.4.2 ds区元素：铜族和锌族元素 32

2.4.3重要的d区元素 32

2.5配位化合物 35

2.5.1配位化合物的基本概念 35

2.5.2配位化合物的异构现象 36

习题与思考题 37

参考文献 37

第3章 化学反应的基本原理 39

3.1化学反应体系的描述 39

3.1.1体系与环境 39

3.1.2状态与状态函数 39

3.1.3过程与途径 39

3.1.4热量和功 40

3.1.5常用热力学函数的定义与本质 42

3.2各种变化过程中的能量变化 42

3.2.1热力学第一定律 42

3.2.2定容热效应与定压热效应 42

3.2.3热力学第一定律在简单p、 V、 T变化过程中的应用 43

3.2.4热力学第一定律在相变化中的应用 45

3.2.5热力学第一定律在化学变化中的应用 45

3.2.6反应的标准摩尔焓变与温度的关系 47

3.3自发变化的方向与判断 48

3.3.1自发变化与热力学第二定律 48

3.3.2熵的本质与热力学第三定律 49

3.3.3热力学函数的计算 50

3.4化学反应进行的限度与平衡 51

3.4.1化学反应的平衡常数和等温方程式 51

3.4.2平衡转化率与平衡常数的计算 53

3.4.3平衡的干扰和移动 54

3.5化学反应的速率 55

3.5.1化学反应速率的表示与测量 55

3.5.2基元反应与质量作用定律 56

3.5.3简单级数反应的速率方程 57

3.5.4温度对反应速率的影响 59

3.5.5典型复杂反应的速率方程 61

习题与思考题 63

参考文献 65

第4章 溶液的性质与溶液中的反应 66

4.1溶液的定义与浓度表示 66

4.1.1溶液的定义与分类 66

4.1.2溶液含量的表示方法 66

4.2稀溶液的两个经验定律 67

4.2.1拉乌尔定律 67

4.2.2亨利定律 68

4.3理想溶液 68

4.3.1理想溶液的定义 68

4.3.2理想溶液中各组分的化学势 68

4.3.3理想溶液的通性 70

4.4实际溶液 70

4.4.1溶质的溶剂化作用 70

4.4.2非电解质稀溶液的依数性 71

4.4.3电解质溶液 74

4.5水溶液中的酸碱平衡 75

4.5.1酸碱理论 75

4.5.2水的质子离解 77

4.5.3溶液pH值的测定 77

4.5.4同离子效应与缓冲溶液 78

4.6水溶液中的沉淀-溶解平衡 79

4.6.1溶解度与溶度积 80

4.6.2溶解度s与溶度积K sp的关系与计算 80

4.6.3溶解-沉淀平衡的应用 81

4.7水溶液中的配位平衡 82

4.7.1配位-解离平衡和配离子的稳定常数 82

4.7.2配合稳定常数的应用 82

习题与思考题 83

参考文献 84

第5章 物质的状态与相平衡 85

5.1物质的聚集状态 85

5.1.1气态 85

5.1.2液态 87

5.1.3固态 88

5.1.4等离子态 88

5.2相与相律 88

5.2.1物质的相 88

5.2.2物种、组分与自由度 89

5.2.3 Gibbs相律 89

5.2.4相平衡 90

5.3单组分体系的相图 90

5.3.1克劳修斯-克拉贝龙方程 90

5.3.2水的相图 91

5.3.3硫和二氧化碳的相图 92

5.4二组分体系的相图 92

5.4.1完全互溶双液系 92

5.4.2部分互溶双液系 95

5.4.3完全不互溶双液体系 96

5.4.4生成简单低共熔混合物的固-液体系 97

5.4.5有化合物生成的固-液体系 98

5.4.6有固溶体生成的固-液体系 99

习题与思考题 101

参考文献 102

第6章 氧化还原反应与电化学 103

6.1氧化还原反应的基本原理 103

6.1.1几个基本概念 103

6.1.2氧化还原方程式的配平 104

6.2原电池与电极电势 106

6.2.1原电池及其表示方法 106

6.2.2电极电势与电池电动势 107

6.2.3能斯特方程与电极电势的计算 110

6.2.4元素电势图及其应用 114

6.3电动势的测定、计算与应用 115

6.3.1原电池电动势与Gibbs自由能的关系 115

6.3.2根据原电池电动势计算电解质的活度系数 115

6.3.3根据原电池的电动势计算氧化还原反应的热力学平衡常数 115

6.3.4根据原电池的电动势计算难溶盐的溶度积和反应平衡常数 116

6.4实用电化学技术 116

6.4.1电解与电镀 116

6.4.2金属的腐蚀与防护 118

习题与思考题 119

参考文献 121

第7章 表面现象与胶体化学 122

7.1表面张力与表面自由能 122

7.1.1表面张力、表面功与表面自由能 122

7.1.2表面张力的影响因素 123

7.2弯曲液面上的附加压力与蒸气压 123

7.2.1弯曲液面下的附加压力 123

7.2.2毛细现象 124

7.2.3弯曲液面上的蒸气压 124

7.3气体在固体表面的吸附 125

7.3.1基本概念 125

7.3.2吸附等温式 126

7.4溶液表面的吸附 128

7.4.1溶液的表面吸附 128

7.4.2 Gibbs吸附等温式 128

7.5表面活性剂及其作用 129

7.5.1表面活性剂的定义与分类 129

7.5.2关于表面活性剂的几个参数 129

7.5.3表面活性剂的作用 131

7.6溶胶的制备与性质 133

7.6.1溶胶的制备 133

7.6.2溶胶的性质 134

7.6.3溶胶的胶团结构 135

7.7溶胶的稳定与聚沉 135

7.7.1溶胶的稳定 135

7.7.2溶胶的聚沉 135

习题与思考题 136

参考文献 136

第8章 有机化学基础 137

8.1一些基本概念 137

8.1.1有机化合物的结构与性质 137

8.1.2有机化合物的分类 137

8.1.3有机化合物的命名 138

8.2饱和与不饱和脂肪烃 141

8.2.1烷烃 141

8.2.2烯烃 142

8.2.3炔烃 143

8.2.4二烯烃 144

8.3烃类的衍生物 145

8.3.1卤代烃 145

8.3.2醇、酚、醚 146

8.3.3醛、酮 149

8.3.4羧酸 151

8.3.5酯 151

8.3.6胺和酰胺 152

8.4芳香烃和杂环化合物 153

8.4.1芳香烃 153

8.4.2杂环化合物 154

8.5有机化合物的光谱特性 154

8.5.1红外光谱 155

8.5.2核磁共振光谱 157

习题与思考题 159

参考文献 160

下篇 现代化学部分 162

第9章 材料化学基础 162

9.1金属材料 162

9.1.1金属单质的物理性质 162

9.1.2金属单质的化学性质 163

9.1.3常用的金属与合金 165

9.2无机非金属材料 168

9.2.1水泥 168

9.2.2陶瓷 169

9.2.3玻璃 171

9.3纳米材料 171

9.3.1纳米材料的定义与特点 172

9.3.2纳米材料的应用 172

9.3.3纳米科学展望 173

9.4有机高分子材料 173

9.4.1有机高分子化合物的定义 173

9.4.2有机高分子化合物的合成方法 173

9.4.3有机高分子化合物的结构与性能 174

9.4.4一些重要的合成高分子化合物 175

9.5功能材料 176

9.5.1形状记忆合金 177

9.5.2超导材料 177

9.5.3光导纤维 177

9.5.4压电陶瓷 178

9.5.5功能高分子材料 178

9.6复合材料 179

9.6.1复合材料的特点 179

9.6.2几类先进的复合材料 179

习题与思考题 180

参考文献 181

第10章 能源化学基础 182

10.1能源的分类与能量的转化 182

10.1.1能源的分类 182

10.1.2能量的形态与转换 182

10.1.3世界能源状况与能源危机 183

10.1.4常见燃料的热值 183

10.2煤炭 183

10.2.1煤炭的形成 183

10.2.2煤炭的分类 184

10.2.3煤炭的深加工 184

10.3石油与天然气 185

10.3.1石油与然气的形成 185

10.3.2石油与然气的组成 185

10.3.3石油的炼制与加工 185

10.3.4汽车燃油与润滑油 187

10.4化学电源 188

10.4.1几种常用的化学电源 188

10.4.2几种常用的可充电电池 189

10.4.3燃料电池 190

10.5核反应与核能 191

10.5.1原子核的组成 191

10.5.2核的稳定性与衰变 191

10.5.3原子核的结合能 191

10.5.4核的裂变与聚变 192

10.5.5氢弹、原子弹与反应堆 193

10.6绿色能源 194

10.6.1风能 194

10.6.2太阳能 195

10.6.3其他可再生能源 195

习题与思考题 196

参考文献 197

第11章 环境化学基础 198

11.1环境与污染 198

11.2大气污染与防治 198

11.2.1大气的组成和结构 198

11.2.2大气中的常见污染物与污染现象 199

11.3水污染与污水治理 202

11.3.1我国的水资源状况 202

11.3.2水的特性与环境效应 203

11.3.3水体污染物 203

11.3.4水污染的防治与水处理技术 205

11.4固体废物处置与利用 207

11.4.1固体废弃物的来源与分类 207

11.4.2固体废物处置与综合利用 208

11.4.3土壤污染与治理 209

习题与思考题 210

参考文献 210

第12章 日用化学基础 211

12.1洗涤剂 211

12.1.1洗涤剂的配方设计 211

12.1.2肥皂 211

12.1.3洗衣粉 212

12.1.4香波 212

12.2毛发洗护用品 214

12.2.1毛发的结构 214

12.2.2毛发的性质 214

12.2.3毛发的定型、染色与洗护 215

12.3皮肤护理用品 216

12.3.1皮肤的结构与功能 216

12.3.2皮肤的分类 217

12.3.3皮肤的老化与保健 217

12.3.4护肤用品的组成与功能 219

12.4香料与香精 219

12.4.1香料、香精与香味 219

12.4.2香味与分子结构的关系 220

12.4.3香料的分类 220

12.4.4香精的组成和调配 221

12.4.5香精的应用 221

12.5食品添加剂 222

12.5.1食品添加剂的定义与分类 222

12.5.2常用的食品添加剂 223

12.5.3食品加工中的滥用化学品 225

12.6杀菌消毒剂 226

习题与思考题 227

参考文献 227

第13章 生命化学基础 228

13.1氨基酸、蛋白质与酶 228

13.1.1氨基酸 228

13.1.2肽键和多肽 230

13.1.3蛋白质 232

13.1.4酶 234

13.2糖与脂 235

13.2.1糖类 235

13.2.2脂 236

13.3核酸 238

13.3.1核酸的分类和组成 239

13.3.2 DNA和RNA的结构 239

13.4染色体 240

13.4.1染色体的组成与结构 241

13.4.2染色体异常与疾病 241

13.5基因与遗传信息 242

13.5.1基因的概念 242

13.5.2 DNA的复制 242

13.5.3蛋白质的合成 243

13.5.4基因工程技术 243

13.5.5遗传密码 244

13.5.6遗传与基因突变 245

习题与思考题 245

参考文献 246

第14章 食品化学基础 247

14.1人体的化学组成与代谢 247

14.1.1人体的化学组成 247

14.1.2糖、脂、蛋白质的代谢 247

14.2营养物质分论 248

14.2.1水 248

14.2.2蛋白质与氨基酸 248

14.2.3脂 249

14.2.4糖 249

14.2.5维生素 250

14.2.6矿物质 252

14.2.7营养素之间的协同关系 252

14.3风味 253

14.3.1食品的滋味和呈味物质 253

14.3.2甜味与甜味物质 253

14.3.3酸味与酸味物质 254

14.3.4苦味与苦味物质 255

14.3.5咸味与咸味物质 255

14.3.6鲜味与鲜味物质 255

14.3.7辣味与辣味物质 256

14.3.8其他味感与呈味物质 256

14.4常见食品的营养成分 256

14.4.1粮谷类食品 257

14.4.2豆类及其制品 257

14.4.3肉类食品 258

14.4.4奶制品 259

14.4.5禽蛋 260

14.4.6蔬菜与水果 260

14.4.7食用油 261

14.5保健食品 262

14.5.1保健食品的特征 263

14.5.2保健食品的功能 263

14.5.3保健食品的功能因子 263

14.6垃圾食品 263

习题与思考题 264

参考文献 264

第15章 药物化学基础 266

15.1抗生素 266

15.1.1磺胺类药物 267

15.1.2β-内酰胺类抗生素 267

15.1.3四环素类抗生素 267

15.1.4氨基糖苷类抗生素 268

15.1.5大环内酯类抗生素 268

15.1.6氯霉素类抗生素 268

15.1.7喹诺酮类药物 268

15.2循环系统药物 269

15.2.1强心药 269

15.2.2抗心绞痛药 269

15.2.3抗动脉粥样硬化药 269

15.2.4抗高血压药 270

15.2.5降血糖药 270

15.3血液与造血系统药物 271

15.3.1抗贫血药 271

15.3.2促凝血和抗凝血药 271

15.3.3升高白细胞药物和造血生长因子 272

15.4中枢神经系统药物 272

15.4.1解热镇痛药 273

15.4.2镇静催眠药 274

15.4.3抗癫痫药 274

15.4.4抗精神病药物 275

15.4.5抗抑郁药 275

15.4.6麻醉性镇痛药 275

15.4.7麻醉药 276

15.5抗肿瘤药 277

15.5.1直接作用于DNA的药物 277

15.5.2抗代谢药物 277

15.5.3肿瘤抗生素 277

15.6毒品 278

15.6.1毒品的作用机制 279

15.6.2阿片类毒品 279

15.6.3大麻类毒品 279

15.6.4古柯类毒品 280

15.6.5苯丙胺类毒品 280

15.6.6致幻剂 280

15.6.7挥发性有机溶剂 281

15.6.8烟与酒 281

15.6.9吸毒的危害 282

15.7毒物 282

15.7.1毒物的分类 283

15.7.2毒物毒性的表示 283

15.7.3毒物的作用机理 284

15.7.4常见毒物 284

习题与思考题 290

参考文献 291