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绪论 1

一、化学简史与物理化学 1

二、物理化学的内容和研究方法 3

三、物理化学与药学 3

第一章 热力学第一定律 5

第一节 热力学基本概念 6

一、体系和环境 6

二、体系的宏观性质 6

三、热力学平衡态 7

四、过程和途径 7

五、状态函数和状态方程 8

六、热和功 9

七、热力学第零定律和温度 10

第二节 热力学第一定律 11

一、能量守恒定律 11

二、热力学能 11

三、热力学第一定律的数学表达式 12

第三节 体积功和可逆过程 13

一、体积功 13

二、可逆过程和不可逆过程 14

三、可逆相变的体积功 16

第四节 焓 16

第五节 热容 17

第六节 热力学第一定律的应用 18

一、理想气体的热力学能和焓 18

二、理想气体的Cv与Cp之差 19

三、绝热过程的功和绝热可逆过程方程式 20

四、实际气体的节流膨胀 23

第七节 热化学 24

一、化学反应的热效应 24

二、恒容反应热与恒压反应热 24

三、化学反应进度 25

四、热化学方程式 26

五、反应热的测量 26

六、赫斯定律 27

七、标准生成焓和标准燃烧焓 28

八、反应焓变与温度的关系——基尔霍夫反应 30

第二章 热力学第二定律 36

第一节 自发过程 36

第二节 热力学第二定律 37

第三节 卡诺定理 38

一、卡诺热机 38

二、卡诺定理 39

三、理想气体的卡诺循环 40

第四节 熵 41

一、可逆过程的热温商和熵 41

二、克劳修斯不等式 43

三、熵增加原理 44

第五节 熵变的计算 45

一、环境熵变的计算 45

二、系统熵变的计算 45

第六节 熵的统计意义和规定熵 51

一、熵与热力学概率的关系 51

二、熵的物理意义 54

三、热力学第三定律及规定熵 54

四、化学反应的标准摩尔反应熵 55

第七节 亥姆霍兹能和吉布斯能 56

一、亥姆霍兹能 56

二、吉布斯能 57

三、自发过程方向和限度的判据 58

第八节 △G的计算 58

一、理想气体简单状态变化的△G 59

二、相变过程的△G 59

三、化学反应的△G 60

第九节 热力学基本方程 61

一、热力学基本方程 61

二、麦克斯韦关系式 62

第十节 吉布斯能变与温度的关系——吉布斯-亥姆霍兹公式 64

一、温度对吉布斯能变的影响——吉布斯-亥姆霍兹公式 65

二、压力对吉布斯能变的影响 66

第十一节 非平衡态热力学简介 66

一、传递现象与昂萨格倒易关系 66

二、局部平衡假设 67

三、熵产生和熵流 67

四、稳定态与耗散结构 67

五、熵与生命现象 68

第三章 多组分系统热力学 72

第一节 多组分系统的组成表示法 72

一、质量浓度 72

二、质量分数 72

三、物质的量浓度 73

四、摩尔分数 73

五、质量摩尔浓度 73

第二节 偏摩尔量 74

一、偏摩尔量 74

二、偏摩尔量的性质 75

三、吉布斯-杜亥姆方程 76

第三节 化学势 77

一、化学势的定义 77

二、扩展的热力学基本方程 77

三、化学势的影响因素 78

四、化学势判据 79

第四节 理想气体组分的化学势 80

一、纯理想气体 80

二、理想气体混合物 80

第五节 实际气体组分的化学势 81

一、纯实际气体 81

二、实际气体混合物 82

第六节 拉乌尔定律和亨利定律 82

一、拉乌尔定律 82

二、亨利定律 83

三、拉乌尔定律与亨利定律的比较 83

第七节 液态混合物 84

一、混合物与溶液 84

二、理想液态混合物组分的化学势 84

三、理想液态混合物的混合性质 85

第八节 稀溶液 86

一、溶剂的化学势 86

二、溶质的化学势 87

第九节 实际溶液与实际混合物 88

一、实际溶液中溶剂的化学势 88

二、实际溶液中溶质的化学势 89

三、实际混合物中组分的化学势 90

第十节 稀溶液依数性 92

一、溶剂蒸气压下降 92

二、凝固点降低 92

三、沸点升高 93

四、渗透压 94

第十一节 分配定律 95

第四章 化学平衡 99

第一节 化学反应的平衡条件 99

一、化学反应的吉布斯能变化 99

二、化学平衡的条件 100

第二节 化学反应等温方程式 101

第三节 平衡常数表示式 102

一、气体反应系统的平衡常数 102

二、液相反应的平衡常数 103

三、复相反应的平衡常数 104

第四节 平衡常数测定和平衡转化率的计算 105

一、平衡常数的测定 106

二、平衡转化率的计算 106

第五节 化合物的标准生成吉布斯能 107

一、标准摩尔生成吉布斯能 107

二、化学反应的标准吉布斯能变化的计算 108

第六节 温度、压力等因素对平衡的影响 110

一、温度对化学平衡的影响 110

二、压力对化学平衡的影响 111

第七节 反应的耦合 114

一、同期平衡 114

二、反应的耦合 115

三、生物体内的化学平衡 115

第五章 相平衡 120

第一节 相律 120

一、相 120

二、组分数 121

三、自由度 123

四、相律 123

第二节 单组分系统 125

一、单组分系统的相图 125

二、克劳修斯-克拉珀龙方程 128

第三节 完全互溶双液系统 131

一、理想的完全互溶双液系统 131

二、非理想的完全互溶双液系统 134

三、蒸馏与精馏 139

第四节 部分互溶和完全不互溶的双液系统 142

一、部分互溶的双液系统 142

二、完全不互溶的双液系统 144

第五节 二组分固-液系统平衡相图 146

一、简单低共熔相图 146

二、生成化合物的相图 149

三、有固态混合物生成的相图 151

四、固液平衡相图应用 153

第六节 三组分系统的相平衡 154

一、等边三角形组成表示法 154

二、三组分水盐系统 155

三、部分互溶的三液系统 156

第六章 化学动力学 163

第一节 化学反应速率 163

一、反应速率的定义和表示方法 163

二、反应速率的测定 164

第二节 化学反应速率方程 165

一、总反应与基元反应 165

二、反应分子数 165

三、质量作用定律 166

四、经验反应速率方程与反应级数 166

五、速率常数 168

第三节 简单级数反应 169

一、一级反应 169

二、二级反应 171

三、零级反应 174

四、简单级数反应的速率方程通用式 175

第四节 反应级数的确定 176

一、微分法 176

二、积分法 177

三、孤立法 178

第五节 温度对反应速率的影响 178

一、Arrhenius经验公式 179

二、活化能 181

三、药物有效期预测 183

第六节 典型复杂反应 184

一、对峙反应 185

二、平行反应 187

三、连续反应 188

第七节 复杂反应的近似处理 190

一、速控步骤近似 190

二、平衡态近似 191

三、稳态近似 192

四、链反应及其速率方程 192

第八节 反应速率理论简介 193

一、碰撞理论 193

二、过渡态理论 197

第九节 溶液中的反应 200

一、笼效应 200

二、扩散控制和活化控制 201

三、影响溶液中化学反应速率的因素 202

第十节 催化反应动力学简介 203

一、催化剂和催化作用 203

二、催化机理 204

三、酸碱催化 204

四、酶催化 205

第十一节 光化反应简介 207

一、光化反应和热反应的区别 207

二、光化学定律 207

三、光化反应机理与速率方程 209

第七章 电化学 214

第一节 电解质溶液的导电性质 214

一、电子导体和离子导体 214

二、原电池和电解池 214

三、法拉第定律 215

四、离子的电迁移和迁移数 216

第二节 电解质溶液的电导 217

一、电导、电导率和摩尔电导率 217

二、电导率、摩尔电导率与溶液浓度的关系 218

三、离子独立运动定律 219

第三节 电解质溶液电导测定及应用 220

一、溶液电导率测定 220

二、电解质溶液电导测定的应用 221

第四节 强电解质溶液的离子平均活度和平均活度因子 222

一、离子平均活度和平均活度因子 222

二、影响离子平均活度因子的因素 224

三、德拜-休克尔极限定律 224

第五节 可逆电池 224

一、可逆电池 224

二、电池的书写方式 226

三、可逆电极 226

四、根据化学反应设计电池 228

第六节 电池电动势与电极电势 229

一、电池电动势的产生机理与电池电动势 229

二、电极电势 229

第七节 可逆电池的热力学 232

一、电池电动势与热力学函数的关系 233

二、可逆电池放电时的热效应 233

三、电池的能斯特方程 234

四、电极电势的能斯特方程 235

第八节 电池电动势的测定及其应用 236

一、电池电动势的测定 236

二、电池电动势测定的应用 237

第九节 浓差电池 240

一、单液浓差电池 240

二、双液浓差电池 240

三、双联浓差电池 241

四、膜电势 241

第十节 电极的极化和超电势 241

一、分解电压 241

二、电极的极化与超电势 242

三、超电势的影响因素 243

四、极化曲线 243

第八章 表面现象 246

第一节 比表面吉布斯函数与表面张力 246

一、表面与界面 246

二、分散度与比表面积 246

三、产生表面现象的原因 247

四、表面吉布斯能 248

五、表面张力 249

六、表面热力学基本方程 249

七、影响表面张力的因素 250

第二节 曲面的附加压力 251

一、曲面的附加压力 251

二、杨-拉普拉斯方程 252

三、毛细现象 254

第三节 表面张力的测定 255

一、毛细管上升法 255

二、挂环法 255

三、最大泡压法 256

四、滴重法 257

五、吊片法 257

第四节 曲面的蒸气压 257

一、开尔文公式 257

二、晶粒大小与溶解度的关系 258

三、毛细管凝结现象 259

四、亚稳态 259

第五节 铺展与润湿 260

一、液体的铺展 260

二、液体对固体的润湿 261

三、接触角与杨氏方程 262

四、润湿情况的判断 262

第六节 溶液表面的吸附 264

一、溶液表面张力与浓度的关系 264

二、溶液表面的吸附 264

三、吉布斯吸附等温式 265

四、不溶性表面膜 268

第七节 表面活性剂 270

一、表面活性剂的特点 270

二、表面活性剂的分类 270

三、临界胶束浓度及其测定 273

四、亲水／亲油平衡值 276

五、表面活性剂的应用 278

第八节 固体表面的吸附 282

一、物理吸附与化学吸附 282

二、吸附曲线 283

三、弗罗因德利希吸附等温式 284

四、兰格缪尔吸附等温式 285

五、BET吸附等温式 286

六、溶液中的吸附 288

七、吸附现象的应用 290

第九节 乳状液及微乳 291

一、乳状液 291

二、微乳状液 294

第十节 固体在溶液中的吸附 295

第九章 胶体分散体系 299

第一节 分散体系 299

一、分散体系的分类及其特征比较 299

二、胶体体系的分类及其特征 300

三、胶体的多分散性及其表征 301

第二节 溶胶的制备和净化 303

一、溶胶的制备 303

二、胶体的净化 305

三、胶体分散体系在药学中的应用 306

第三节 胶体分散体系的动力性质 306

一、布朗运动和扩散 306

二、沉降和沉降平衡 308

三、沉降-扩散平衡 309

四、渗透压 310

第四节 胶体分散体系的光学性质 312

一、丁达尔效应和瑞利散射公式 312

二、胶体光散射的应用 313

第五节 胶体的电学性质 314

一、电动现象 314

二、界面电荷来源 315

三、双电层模型 315

四、电动电势的测量 317

五、带电胶体的胶团结构 317

第六节 胶体分散体系的流变性质 318

一、流变性质的基本概念和规律 318

二、稀胶体分散体系的黏度 318

三、大分子溶液的黏度及黏均分子量的测定 319

四、浓分散体系的流变曲线 321

第七节 胶体分散体系的稳定性 322

一、影响溶胶稳定的因素 322

二、溶胶稳定性的DLVO理论 322

三、溶胶的聚沉 323

四、大分子水溶液的盐析作用 324

第八节 凝胶和气凝胶简介 324

一、凝胶 324

二、气凝胶 325

附录 327