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第一章 气体和溶液 1

1.1气体 1

1.1.1理想气体状态方程 1

1.1.2道尔顿分压定律 2

拓展知识：等离子体 5

1.2溶液 6

1.2.1分散系 6

1.2.2稀溶液的通性 6

1.3胶体溶液 11

1.3.1溶胶的制备 11

1.3.2溶胶的性质 12

1.3.3胶团结构和电动电势 13

1.3.4溶胶的稳定性和聚沉 14

拓展知识：纳米材料 15

1.3.5大分子溶液及凝胶 16

习题 17

第二章 化学热力学初步 19

2.1热力学一些常用术语 19

2.2热力学第一定律 20

2.2.1热和功 20

2.2.2热力学能 21

2.2.3热力学第一定律 21

2.2.4可逆过程和最大功 22

2.3热化学 23

2.3.1等容反应热、等压反应热和焓的概念 23

2.3.2热化学方程式 25

2.3.3盖斯定律 27

2.3.4生成焓 28

2.3.5水合离子的标准生成焓 29

2.3.6键能与反应焓变的关系 30

拓展知识：火箭推进剂和炸药 31

2.4热力学第二定律 32

2.4.1化学反应的自发性 32

2.4.2熵 33

2.4.3热力学第二定律 34

2.4.4标准摩尔熵 35

2.5吉布斯自由能及其应用 36

2.5.1吉布斯自由能 36

2.5.2标准生成吉布斯自由能 37

2.5.3 ΔG与温度的关系 38

拓展知识：石墨怎样才能变成金刚石 40

2.5.4范托夫等温方程 41

习题 43

第三章 化学平衡和化学反应速率 47

3.1化学平衡 47

3.1.1化学平衡的特征 47

3.1.2标准平衡常数及其有关的计算 48

3.1.3多重平衡规则 50

3.2化学平衡的移动 51

3.2.1化学平衡移动方向的判断 51

拓展知识：体内氧输送平衡 52

3.2.2化学平衡移动程度的计算 54

3.3化学反应速率及其表示法 56

3.4浓度对反应速率的影响 58

3.4.1基元反应和非基元反应 58

3.4.2质量作用定律 59

3.4.3非基元反应速率方程的确定 59

3.4.4反应机理 61

3.5反应物浓度与反应时间的关系 62

3.6温度对反应速率的影响 65

3.7反应速率理论简介 67

3.7.1碰撞理论 67

3.7.2过渡态理论 69

拓展知识：飞秒化学 70

3.8催化剂对反应速率的影响 71

拓展知识：酶催化 72

习题 73

第四章 解离平衡 78

4.1酸碱理论 78

4.1.1酸碱质子论 78

拓展知识：超酸 82

4.1.2酸碱电子论 82

4.1.3硬软酸碱（HSAB）规则 83

4.2弱酸、弱碱的解离平衡 84

4.2.1一元弱酸、弱碱的解离平衡 84

4.2.2多元弱酸、弱碱的解离平衡 86

4.2.3两性物质的解离平衡 88

4.2.4同离子效应和盐效应 89

4.3强电解质溶液 90

4.3.1离子氛概念 90

4.3.2活度和活度系数 91

4.4缓冲溶液 92

4.4.1缓冲作用原理和计算公式 92

4.4.2缓冲容量和缓冲范围 94

4.5沉淀溶解平衡 97

4.5.1溶度积和溶度积规则 97

4.5.2沉淀的生成和溶解 99

4.5.3分步沉淀和沉淀的转化 103

拓展知识：龋齿和沉淀溶解平衡的关系 104

习题 105

第五章 氧化还原反应 108

5.1氧化还原反应的基本概念 108

5.1.1氧化和还原 108

5.1.2氧化数 109

拓展知识：烫发过程中的氧化还原反应 110

5.2氧化还原方程式配平 111

5.2.1氧化数法 111

5.2.2离子电子法 112

5.3电极电势 114

5.3.1原电池 114

5.3.2电极电势 115

5.3.3能斯特方程 117

5.3.4原电池的电动势与ΔrG的关系 119

5.4电极电势的应用 120

5.4.1计算原电池的电动势 120

5.4.2判断氧化还原反应进行的方向 122

拓展知识：生物体内的活性氧 124

5.4.3选择氧化剂和还原剂 125

5.4.4判断氧化还原反应进行的次序 126

5.4.5判断氧化还原反应进行的程度 126

5.4.6测定某些化学常数 127

5.5元素电势图及其应用 128

习题 131

第六章 原子结构 135

6.1微观粒子的波粒二象性 135

6.1.1氢光谱和玻尔理论 135

6.1.2微观粒子的波粒二象性 138

6.1.3不确定原理 138

6.2氢原子核外电子的运动状态 139

6.2.1波函数和薛定谔方程 139

6.2.2波函数和电子云图形 141

6.2.3四个量子数 144

6.3多电子原子核外电子的运动状态 145

6.3.1屏蔽效应和钻穿效应 145

6.3.2原子核外电子排布 146

6.4原子结构和元素周期律 149

6.4.1核外电子排布和周期表的关系 149

6.4.2原子结构与元素基本性质 150

拓展知识：元素起源 153

习题 154

第七章 分子结构 157

7.1离子键 157

7.1.1离子键理论的基本要点 157

7.1.2决定离子化合物性质的因素——离子的特征 158

7.1.3晶格能 159

拓展知识：离子液体 160

7.2共价键 161

7.2.1价键理论 162

7.2.2共价键的特性 163

7.3杂化轨道理论 164

7.3.1杂化轨道理论的基本要点 164

7.3.2杂化轨道的类型 165

7.4价层电子对互斥理论 167

7.5分子轨道理论简介 170

7.5.1分子轨道理论的基本要点 170

7.5.2能级图 171

7.5.3应用举例 172

7.6金属键 173

7.6.1金属晶格 173

7.6.2金属键 173

7.7分子的极性和分子间力 174

7.7.1分子的极性 174

7.7.2分子间力 175

7.8离子极化 176

7.9氢键 177

拓展知识：超分子化学 178

7.10晶体的内部结构 179

习题 180

第八章 配位化合物 183

8.1配位化合物的组成和定义 183

8.2配位化合物的类型和命名 185

8.2.1配合物的类型 185

8.2.2配合物的命名 187

8.3配位化合物的异构现象 187

8.3.1立体异构现象 187

8.3.2结构异构现象 190

拓展知识：铂配合物和癌的治疗 190

8.4配位化合物的化学键本性 191

8.4.1价键理论 191

8.4.2晶体场理论 194

8.5配位解离平衡 199

8.5.1配位解离平衡和平衡常数 199

8.5.2配位解离平衡的移动 201

8.6螯合物的稳定性 203

8.7配体对中心原子的影响和配体反应性 206

8.8配合物在生物、医药等方面的应用 206

拓展知识：无机聚合物（高分子）和配位聚合物 207

习题 209

第九章 s区元素 211

9.1 s区元素概述 211

拓展知识：碱金属阴离子 214

9.2 s区元素单质的化学性质 214

9.3 s区元素的氧化物和氢氧化物 216

9.3.1氧化物 216

9.3.2氢氧化物 217

9.4 s区元素的盐类 218

9.4.1晶型 218

9.4.2溶解性 219

9.4.3含氧酸盐的热稳定性 220

9.5锂、铍的特殊性和对角线规则 221

拓展知识：锂和精神健康 222

习题 223

第十章 p区元素 225

10.1卤素 225

10.1.1卤素概述 225

10.1.2卤化氢和卤化物 228

10.1.3卤素含氧酸及其盐 230

10.2氧族 231

10.2.1氧族元素概述 231

10.2.2氧族元素氢化物 233

10.2.3金属硫化物 233

10.2.4硫的含氧酸及其盐 234

10.2.5酸的强度与结构的关系 236

10.3氮族 238

10.3.1氮族元素概述 238

10.3.2氨和铵盐 239

10.3.3氮的含氧酸及其盐 241

拓展知识：明星分子 243

10.3.4磷及其化合物 243

10.3.5砷的化合物 246

拓展知识：砷的毒性和含砷药物 247

10.4碳族 248

10.4.1碳族元素概述 248

拓展知识：发现C60的过程 249

10.4.2碳的化合物 250

10.4.3硅的化合物 252

10.4.4锡和铅的化合物 253

10.5硼族 254

10.5.1硼族元素概述 254

10.5.2硼的化合物 255

10.5.3铝及其化合物 256

拓展知识：稀有气体化合物的合成 257

习题 258

第十一章 ds区元素 262

11.1 ds区元素概述 262

11.2 ds区元素单质的重要性质 263

11.3 ds区元素的重要化合物 264

11.3.1氧化物和氢氧化物 264

11.3.2铜盐 265

11.3.3银盐 266

拓展知识：光化学物质 267

11.3.4锌盐 268

拓展知识：书籍的保存 269

11.3.5汞盐 270

习题 271

第十二章 d区元素和f区元素 274

12.1 d区元素概述 274

12.1.1 d区元素和过渡元素 274

12.1.2 d区元素的特性 274

12.2钛 276

12.2.1金属钛的性质和用途 276

12.2.2钛的化合物 276

12.3钒 277

12.4铬、钼、钨 278

12.4.1铬的化合物 278

拓展知识：红宝石和绿宝石 280

12.4.2钼和钨的化合物 281

12.4.3多酸和多碱 282

12.5锰、 283

12.5.1锰（Ⅱ）化合物 284

12.5.2锰（Ⅳ）化合物 284

12.5.3锰（Ⅵ）和锰（Ⅶ）化合物 284

12.6铁系元素 285

12.6.1氧化物和氢氧化物 286

12.6.2盐类 287

12.6.3配合物 288

拓展知识：第一个分子氮配合物 290

12.7 f区元素 290

12.7.1镧系收缩 291

12.7.2镧系元素性质 291

拓展知识：今日稀土 292

习题 293

第十三章 生命元素及其在生物体内的作用 296

13.1生命元素和生物无机化学的关系 296

13.2生命元素 297

13.2.1宏量元素 297

13.2.2必需微量元素 298

13.3生命元素在生物体内的作用 301

13.3.1生物配体和生物金属配合物 301

13.3.2宏量元素的生理功能 301

13.3.3必需微量元素的生理功能 303

13.4铅、镉和汞的毒性 305

拓展知识：揭秘“长寿县” 307

仿生材料 307

习题 308

第十四章 环境污染和环境化学 309

14.1环境科学和环境化学 309

14.2环境污染 310

14.2.1大气污染 312

14.2.2水体污染 315

14.2.3土壤污染 317

拓展知识：解读生态文明 318

绿色化学 319

习题 320

第十五章 核化学简介 321

15.1核的组成和结合能 321

15.2核衰变 323

15.2.1核衰变类型 323

15.2.2核衰变规律 323

15.3核反应 325

15.3.1诱导核反应 325

15.3.2核裂变 326

拓展知识：一座天然的核反应堆 327

15.3.3核聚变 328

15.4放射性同位素技术的应用 328

15.4.1放射性同位素技术的特点 328

15.4.2射线的应用 329

15.4.3示踪技术 330

15.4.4放射性记年法 331

15.4.5放射免疫法 332

15.5辐射对生物的影响 333

拓展知识：氡污染 335

习题 336

第十六章 定量分析化学概论 338

16.1分析化学的任务和作用 338

16.2定量分析方法的分类 338

16.3定量分析的过程及分析结果的表示 340

第十七章 定量分析的误差和分析结果的数据处理 341

17.1有效数字 341

17.1.1有效数字的计位规则 341

17.1.2有效数字的运算规则 342

17.2误差的产生及表示方法 342

17.2.1绝对误差和相对误差 343

17.2.2系统误差和随机误差 343

17.2.3准确度和精密度 344

17.3有限实验数据的统计处理 346

17.3.1随机误差的正态分布 346

17.3.2平均值的置信区间 347

17.3.3测定结果离群值弃舍 349

17.3.4显著性检验 350

17.3.5分析结果的数据处理与报告 350

17.4提高分析结果准确度的方法 351

17.4.1选择合适的分析方法 351

17.4.2减小测量的相对误差 352

17.4.3消除测定过程的系统误差 352

17.4.4增加平行测定次数，减小随机误差 352

习题 353

第十八章 重量分析法 354

18.1重量分析法概论 354

18.1.1对沉淀形式（precipitation form）的要求 354

18.1.2对称量形式（weighing form）的要求 354

18.2沉淀的完全程度与影响沉淀溶解度的因素 355

18.2.1酸效应 355

18.2.2配位效应 355

18.3影响沉淀纯度的因素 356

18.3.1共沉淀 356

18.3.2后沉淀 357

18.4沉淀的形成与沉淀条件 357

18.4.1沉淀的类型 357

18.4.2沉淀形成的一般过程 357

18.4.3沉淀条件的选择 358

18.4.4有机沉淀剂 359

18.5沉淀的过滤、洗涤、烘干或灼烧和分析结果的计算 359

18.5.1沉淀的过滤、洗涤、烘干或灼烧 359

18.5.2结果的计算 360

习题 360

第十九章 滴定分析法 362

19.1滴定分析法概论 362

19.1.1滴定分析过程和方法分类 362

19.1.2滴定分析法对化学反应的要求和滴定方式 362

19.1.3标准溶液的配制、基准物、基准溶液 363

19.1.4滴定分析法中的计算 364

19.2酸碱滴定法 367

19.2.1弱酸（碱）溶液中各物种的分布 367

19.2.2酸碱溶液中氢离子浓度的计算 369

19.2.3缓冲溶液 375

19.2.4酸碱指示剂 376

19.2.5酸碱滴定的滴定曲线及指示剂的选择 379

19.2.6酸碱滴定法的应用 386

19.2.7非水溶剂中酸碱滴定简介 389

19.3配位滴定法 391

19.3.1配位滴定法概述 391

19.3.2氨羧配位剂与配位平衡 391

19.3.3配位滴定的基本原理 397

19.3.4混合离子的滴定 403

19.3.5配位滴定的方式和应用示例 405

19.4氧化还原滴定法 406

19.4.1氧化还原滴定法概述 406

19.4.2氧化还原滴定法基本原理 408

19.4.3氧化还原预处理 409

19.4.4氧化还原滴定法的分类及应用示例 410

19.5沉淀滴定法 414

19.5.1沉淀滴定法概述 414

19.5.2沉淀滴定的滴定曲线 414

19.5.3沉淀滴定法的终点检测 415

19.5.4沉淀滴定法的应用示例 417

拓展知识：滴定分析在环境监测中的应用 418

习题 419

第二十章 比色法和分光光度法 422

20.1概述 422

20.1.1光度分析法的特点 422

20.1.2物质对光的选择性吸收 423

20.2光吸收的基本定律 424

20.2.1朗伯-比尔定律 424

20.2.2吸光度的加和性 426

20.2.3对朗伯-比尔定律的偏离 426

20.3比色法和分光光度法及其仪器 427

20.3.1目视比色法 427

20.3.2分光光度计的基本部件 427

20.3.3常用的几种分光光度计 430

20.4显色反应与显色条件的选择 431

20.4.1对显色反应的要求 431

20.4.2显色反应条件的选择 432

20.5分光光度法仪器测量误差及其消除 434

20.5.1入射光波长的选择 434

20.5.2光度计读数范围的选择 434

20.5.3参比溶液的选择 435

20.5.4溶液浓度的测定 435

20.6分光光度法的某些应用 436

20.6.1单组分的测定 436

20.6.2多组分的测定 436

20.6.3光度滴定 437

20.6.4酸碱解离常数的测定 438

20.6.5配合物组成的测定 438

拓展知识：纳米材料与生物分析 439

习题 440

第二十一章 分析化学中常用的分离方法和生物试样的前处理 442

21.1分析化学中分离程序的意义 442

21.1.1分离手段的必要性 442

21.1.2分离过程 443

21.2分析化学中常用的分离方法 443

21.2.1挥发与蒸馏分离法 443

21.2.2沉淀分离法 444

21.2.3溶剂萃取分离法 446

21.2.4色谱分离法 448

21.2.5离子交换分离法 450

21.2.6区带电泳法 452

21.3生物试样的前处理 455

21.3.1生物试样的制备 455

21.3.2生物试样的保存 456

21.3.3蛋白质的去除 457

21.3.4痕量组分的萃取 458

21.3.5生物试样的消化 458

21.3.6净化 459

拓展知识：膜分离技术 460

习题 460

部分习题参考答案 462

附录 475

一、一些基本物理常数 475

二、一些物质的Δf H？m、Δf G？m和S？m 475

三、一些弱酸和弱碱的标准解离常数 480

四、常用缓冲溶液的pH范围 481

五、一些难溶电解质的溶度积 481

六、元素的原子半径 483

七、元素的第一电离能 484

八、一些元素的电子亲和能 485

九、元素的电负性 486

十、常见化学键的键能 487

十一、鲍林离子半径 487

十二、配离子的积累稳定常数 488

十三、硬软酸碱分类 488

十四、标准电极电势 489

十五、金属离子与氨羧配位剂形成的配合物稳定常数的对数值 493

十六、一些配位滴定剂、掩蔽剂、缓冲剂阴离子的lgαL（H）值 493

十七、金属羟基配合物的稳定常数 494

十八、一些金属离子的lgαM（OH）值 495

十九、条件电极电势？？′ 495

二十、一些化合物的摩尔质量 497

二十一、指数加减法表 499

主要参考书 502

索引 504

元素周期表 513