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1 气体、溶液和胶体 1

1.1 气体 1

1.1.1 理想气体状态方程 1

1.1.2 Dalton分压定律 2

1.1.3 气体分子的速度和能量 3

1.2 液体 4

1.2.1 气体的液化 4

1.2.2 液体的蒸发 5

1.2.3 液体的沸腾 7

1.2.4 相平衡 8

1.2.5 水的相图 8

1.3 分散系 9

1.4 溶液 9

1.4.1 溶液浓度的表示方法 10

1.4.2 稀溶液的依数性 11

1.4.3 强电解质溶液的依数性 16

1.5 胶体溶液 16

1.5.1 表面积和表面能 17

1.5.2 吸附作用 18

1.5.3 溶胶的性质 19

1.5.4 胶团结构 20

1.5.5 溶胶的稳定性 21

1.5.6 溶胶的凝结 22

1.6 高分子溶液和凝胶 22

1.6.1 高分子溶液 22

1.6.2 凝胶 23

1.7 表面活性物质和乳浊液 24

1.7.1 表面活性物质 24

1.7.2 乳浊液 25

思考题一 26

习题一 26

2 化学热力学基础 28

2.1 热力学基本概念 28

2.1.1 体系和环境 28

2.1.2 体系的性质 29

2.1.3 状态和状态函数 29

2.1.4 过程与途径 29

2.2 热力学第一定律 30

2.2.1 热和功 30

2.2.2 内能（热力学能） 30

2.2.3 热力学第一定律 31

2.3 焓、热化学 31

2.3.1 焓和焓变 31

2.3.2 热化学 32

2.4 自发过程和熵 37

2.4.1 自发过程的共同特征 37

2.4.2 化学反应的自发性 37

2.4.3 熵和熵变 38

2.5 吉布斯自由能与化学反应的方向 41

2.5.1 吉布斯（Gibbs）自由能与自发过程 41

2.5.2 吉布斯—亥姆霍兹公式 41

2.5.3 △G与有用功 42

2.5.4 物质的标准摩尔生成自由能和反应的自由能变 43

2.5.5 吉布斯—亥姆霍兹方程式的应用 44

思考题二 45

习题二 46

3 化学反应速率 48

3.1 化学反应速率的概念 48

3.2 浓度对化学反应速率的影响 49

3.2.1 基元反应与非基元反应 49

3.2.2 化学反应的速率方程 50

3.3 温度对化学反应速率的影响 54

3.3.1 范特霍夫规则 54

3.3.2 阿仑尼乌斯公式 54

3.4 催化剂对化学反应速率的影响 57

3.4.1 基本概念 57

3.4.2 基本特征 58

3.4.3 催化机理 58

3.4.4 生物催化剂和仿生催化剂 59

思考题三 59

习题三 60

4 化学平衡 62

4.1 平衡常数 62

4.1.1 化学平衡 62

4.1.2 平衡常数 62

4.1.3 多重平衡体系 66

4.2 平衡常数与自由能变 67

4.3 化学平衡的移动 69

4.3.1 浓度对化学平衡的影响 69

4.3.2 压力对化学平衡的影响 71

4.3.3 温度对化学平衡的影响 71

4.3.4 吕·查德里原理 73

思考题四 73

习题四 73

5 电离及沉淀平衡 75

5.1 强电解质理论 75

5.1.1 强电解质与弱电解质 75

5.1.2 强电解质理论 75

5.2 弱酸、弱碱的电离 76

5.2.1 一元弱酸、弱碱的电离 76

5.2.2 多元弱酸、弱碱的电离 79

5.2.3 电离平衡的移动——同离子效应 81

5.3 盐类的水解 82

5.3.1 弱酸强碱盐的水解 82

5.3.2 弱碱强酸盐的水解 83

5.3.3 弱酸弱碱盐的水解 84

5.3.4 多元弱酸强碱正盐的水解 84

5.3.5 酸式盐的水解 85

5.3.6 高价金属离子的水解 86

5.4 缓冲溶液 86

5.4.1 缓冲溶液和缓冲作用 86

5.4.2 缓冲溶液的pH 87

5.4.3 缓冲容量及缓冲范围 88

5.4.4 缓冲溶液的选择和配制 88

5.5 酸碱的质子理论 89

5.6 难溶电解质的沉淀溶解平衡 91

5.6.1 难溶电解质的溶度积 91

5.6.2 沉淀的生成 93

5.6.3 分步沉淀 95

5.6.4 沉淀的溶解 96

5.6.5 沉淀的转化 98

思考题五 99

习题五 99

6 电化学原理及其应用 101

6.1 氧化数和氧化还原反应方程式的配平 101

6.1.1 氧化数 101

6.1.2 氧化还原电对 102

6.1.3 氧化还原反应方程式配平 102

6.2 原电池 104

6.2.1 原电池 104

6.2.2 电池符号 105

6.3 电极电势与电池电动势 106

6.3.1 电极电势的产生 106

6.3.2 电极电势的测定 标准氢电极 106

6.3.3 原电池的电动势与原电池反应的自由能变化 108

6.4 影响电极电势的因素 109

6.5 氧化还原反应的方向和限度 112

6.5.1 氧化还原反应的方向 112

6.5.2 化学反应的限度 112

6.6 电极电势的应用 113

6.7 元素电势图 114

思考题六 116

习题六 117

7 原子结构与周期系 119

7.1 核外电子的运动状态 119

7.1.1 原子结构模型的建立 119

7.1.2 玻尔理论 120

7.1.3 核外电子的运动特征 121

7.1.4 核外电子运动状态的描述 123

7.1.5 原子轨道的图像 127

7.2 核外电子排布和周期系 130

7.2.1 轨道能级 131

7.2.2 屏蔽效应与钻穿效应 131

7.2.3 能级组 132

7.2.4 核外电子的排布规则 133

7.2.5 核外电子的排布与表示方式 134

7.2.6 元素周期系 135

7.3 元素基本性质的周期性 137

7.3.1 元素的原子半径 137

7.3.2 电离势 139

7.3.3 电子亲和能 141

7.3.4 电负性 141

思考题七 143

习题七 143

8 化学键和分子结构 145

8.1 离子键 145

8.1.1 离子键的形成及特征 145

8.1.2 离子键形成的能量效应 146

8.1.3 离子的特征 147

8.2 共价键 148

8.2.1 价键理论 148

8.2.2 杂化轨道理论 151

8.3 分子轨道理论 154

8.3.1 分子轨道理论的基本要点 154

8.3.2 能级图 155

8.3.3 应用举例 156

8.4 键型过渡 157

8.4.1 离子的极化与变形 157

8.4.2 离子极化对化学键型的影响 157

8.4.3 离子极化对化合物性质的影响 158

8.5 分子间力 158

8.5.1 分子的极性 158

8.5.2 分子间力 159

8.5.3 氢键 161

8.6 晶体的结构和性能 163

思考题八 164

习题八 164

9 配位化合物 166

9.1 配合物的组成 166

9.1.1 配合物的定义 166

9.1.2 中心离子（原子）及配体的特点 167

9.1.3 配离子的电荷 168

9.1.4 配合物的命名 168

9.2 配位平衡 169

9.2.1 配合物的稳定常数 169

9.2.2 稳定常数的应用 170

9.3 形成配合物时体系性质的变化 175

9.4 螯合物 175

9.5 配合物的应用 177

9.5.1 在化工方面的应用 177

9.5.2 在分析化学方面的应用 177

9.5.3 生物化学中的配合物 178

9.6 配合物的化学键理论 178

9.6.1 价键理论 179

9.6.2 配位键的形成 179

9.6.3 高自旋配合物和低自旋配合物 182

9.6.4 外轨型和内轨型配合物 183

9.6.5 晶体场理论 184

9.7 路易斯酸碱理论简介 188

思考题九 189

习题九 189

10 元素选述 192

10.1 非金属元素通性 192

10.1.1 非金属元素的原子结构特征 192

10.1.2 非金属元素的成键特征 192

10.1.3 非金属单质 193

10.1.4 非金属氢化物 193

10.1.5 非金属氧化物及含氧酸 195

10.2 卤素 195

10.2.1 通性 195

10.2.2 卤素单质 196

10.2.3 卤化氢、氢卤酸 198

10.2.4 卤素的含氧酸及其盐 199

10.2.5 拟卤素 201

10.3 氧、硫、硒 202

10.3.1 氧和臭氧 202

10.3.2 硫的化合物 204

10.4 碳、氮、磷 208

10.4.1 碳及其主要化合物 208

10.4.2 氮及其主要化合物 209

10.4.3 磷及其主要化合物 212

10.5 金属元素通性 213

10.5.1 金属的物理性质及金属键 214

10.5.2 主族金属的通性 215

10.5.3 过渡金属元素的通性 219

思考题与习题十 223

11 化学与人类社会 225

11.1 化学与农业 225

11.1.1 作物营养成分 225

11.1.2 化学肥料 227

11.2 化学与工业 228

11.2.1 能源 228

11.2.2 新材料 231

11.3 化学与环境 233

11.3.1 大气污染及其防治 233

11.3.2 水污染及其防治 234

11.3.3 土壤污染及其防治 236

11.3.4 食品污染 237

11.4 化学与生命 238

11.4.1 生命元素 238

11.4.2 生命元素的生物功能 239

11.4.3 生命元素的来源 240

附录 242

附录Ⅰ 中国法定计量单位 242

附录Ⅱ 基本常数 244

附录Ⅲ 常用酸、碱的密度、质量分数及物质的量浓度 245

附录Ⅳ 常见物质的热力学数据（298 K,101.3 kPa） 246

附录Ⅴ 弱酸、弱碱的电离常数 252

附录Ⅵ 难溶化合物的溶度积（K Θ sp）（18～25℃） 253

附录Ⅶ 水的蒸气压 254

附录Ⅷ 标准电极电势EΘ（298 K） 255

附录Ⅸ 常见配离子的稳定常数（25℃） 259

习题参考答案 260

主要参考文献 265