1 绪论 1
1.1 化学在社会发展中的作用和地位 1
1.2 化学发展简史及学科分支 2
1.2.1 化学发展简史 2
1.2.2 化学学科的分支 4
1.3 21世纪化学展望 7
习题 8
2 化学热力学基础 9
2.1 化学反应能量守恒与热力学第一定律 9
2.1.1 基本概念 9
2.1.2 热力学第一定律 11
2.1.3 化学反应热和焓变 11
2.1.4 反应进度 12
2.1.5 热化学方程式 13
2.1.6 反应热的计算 14
2.2 化学反应的方向 16
2.2.1 混乱度和熵 17
2.2.2 标准摩尔熵和标准摩尔熵变 18
2.2.3 自发过程的判据和吉布斯自由能 19
2.2.4 有关吉布斯自由能的计算 20
化学视野钻石 22
2.3 化学反应的限度——化学平衡 23
2.3.1 化学平衡和标准平衡常数 23
2.3.2 书写标准平衡常数表达式的注意事项 25
2.3.3 标准平衡常数和反应标准摩尔吉布斯自由能变的关系 26
2.3.4 化学平衡的移动 26
网络导读 国际互联网Internet简介 29
本章小结 30
习题 31
3 化学动力学——化学反应速率 34
3.1 化学反应速率的概念 34
3.2 浓度对化学反应速率的影响 36
3.2.1 基元反应和非基元反应 36
3.2.2 质量作用定律和速率方程 36
3.2.3 反应级数 37
化学视野 微波化学 38
3.3 温度对化学反应速率的影响 39
3.3.1 范特霍夫规则 39
3.3.2 阿仑尼乌斯公式 39
3.4 反应速率理论简介 40
3.4.1 碰撞理论 41
3.4.2 过渡态理论 41
3.5 催化剂对化学反应速率的影响 42
3.5.1 催化剂和催化作用 42
3.5.2 催化作用的特点 42
3.5.3 均相催化和多相催化 43
3.5.4 酶催化 44
网络导读 世界著名的三大检索工具 45
本章小结 45
习题 46
4 溶液、离子平衡与胶体 48
4.1 分散系的基本概念 48
4.2 稀溶液的依数性 49
4.2.1 溶液的蒸气压下降 49
4.2.2 溶液的沸点升高 51
4.2.3 溶液的凝固点降低 52
4.2.4 溶液的渗透压 54
4.3 酸碱理论 56
4.3.1 酸碱质子理论 56
4.3.2 酸碱电子理论 57
4.4 弱电解质的离解平衡 58
4.4.1 水的离解平衡和溶液的酸碱性 58
4.4.2 一元弱酸弱碱的离解平衡 59
4.4.3 同离子效应和缓冲溶液 61
4.4.4 滴定分析法 64
4.5 难溶电解质的沉淀溶解平衡 68
4.5.1 溶度积和溶解度 68
4.5.2 溶度积规则 70
4.5.3 分步沉淀 70
4.5.4 沉淀的转化 71
化学视野 尿结石的形成 72
4.6 配位化合物和配离子的离解平衡 73
4.6.1 配位化合物的组成和命名 73
4.6.2 配位平衡 75
4.6.3 配位平衡的移动 76
4.6.4 配位化合物的应用 79
4.7 胶体 80
4.7.1 溶胶的制备 80
4.7.2 溶胶的性质 81
4.7.3 溶胶的稳定性和聚沉 81
化学视野 牛奶不宜在高温下煮太久 83
4.8 表面活性剂 83
4.8.1 表面活性剂的结构特点 83
4.8.2 表面活性剂的作用 84
网络导读 检索科技论文 85
本章小结 86
习题 88
5 氧化还原与电化学 90
5.1 原电池和电极 90
5.1.1 原电池工作原理及表示方法 90
5.1.2 电极种类 92
5.2 电极电势 93
5.2.1 标准电极电势 93
5.2.2 影响电极电势的因素 95
5.2.3 摩尔吉布斯自由能与电池电动势的关系 98
5.3 电极电势的应用 99
5.3.1 判断氧化剂、还原剂的相对强弱 99
5.3.2 判断氧化还原反应进行的方向 100
5.3.3 计算氧化还原反应进行的程度 101
5.3.4 判断氧化还原反应进行的次序 101
5.4 电解 102
5.4.1 电解现象和电解池 102
5.4.2 电解原理的应用 103
5.5 金属的腐蚀与防腐 103
5.5.1 化学腐蚀 104
5.5.2 电化学腐蚀 104
5.5.3 金属腐蚀的防护 104
5.6 化学电源 105
5.6.1 原电池 106
5.6.2 蓄电池 107
5.6.3 燃料电池 109
化学视野 认识燃料电池 110
本章小结 110
习题 111
6 物质结构和化学键理论初步 114
6.1 人类对原子的认识 114
6.1.1 能量变化的不连续性——量子化 114
6.1.2 微观粒子的波粒二象性 116
6.1.3 测不准原理 117
6.2 核外电子的运动状态 117
6.2.1 薛定谔方程 118
6.2.2 四个量子数 118
6.2.3 核外电子排布规律 121
6.2.4 多电子原子轨道近似能级图 122
6.3 原子电子层结构和元素周期律 123
6.3.1 原子核外电子的排布 123
6.3.2 原子的电子层结构与周期表 124
6.3.3 元素的周期性 125
6.4 化学键 129
6.4.1 离子键 129
6.4.2 共价键 130
6.4.3 金属键 138
6.5 分子的极性、分子间力和氢键 138
6.5.1 分子的极性 138
6.5.2 分子间力 139
6.5.3 氢键 141
6.6 晶体结构 143
6.6.1 离子晶体 144
6.6.2 原子晶体 144
6.6.3 分子晶体 145
6.6.4 金属晶体 145
6.6.5 过渡型晶体 146
化学视野 超高压技术 147
网络导读 从网上查出所需化学数据 147
本章小结 148
习题 149
7 材料与化学 151
7.1 材料概况 151
7.1.1 材料与社会进步 151
7.1.2 材料与化学 151
7.1.3 材料的分类 152
7.2 新型金属材料 154
7.2.1 轻质合金 154
7.2.2 硬质合金 155
7.2.3 高温合金 155
7.2.4 低温合金 156
7.2.5 形状记忆合金 156
7.2.6 贮氢合金 157
7.3 无机非金属材料 158
7.3.1 传统陶瓷 158
7.3.2 精细陶瓷 158
7.4 新材料的现状与展望 163
7.4.1 新型薄膜材料 163
7.4.2 液晶材料 164
7.4.3 材料制备的新方法 165
网络导读 进入材料科学大世界 167
本章小结 167
习题 168
8 有机化合物 169
8.1 有机化合物和有机化学 169
8.2 有机化合物的特点 170
8.2.1 组成简单、数目众多、结构复杂 170
8.2.2 典型有机化合物的理化特性 171
化学视野 黄酒为何要烫热喝 171
8.3 有机化合物分子结构式的表示方法 172
8.4 有机化合物的分类 173
8.4.1 按碳架分类 173
8.4.2 按官能团分类 174
8.5 有机化合物的命名 175
8.5.1 烃类的命名 176
8.5.2 烃的衍生物的命名 180
8.5.3 杂环化合物的命名 182
8.6 有机反应 183
8.6.1 裂化反应 183
8.6.2 取代反应 184
8.6.3 氧化还原反应 186
化学视野 茶锈是怎么产生的 189
8.6.4 加成反应与加聚反应 190
8.6.5 缩合反应与缩聚反应 192
网络导读 网络与化学软件 193
本章小结 194
习题 194
9 高分子化合物 196
9.1 高分子化合物概述 196
9.1.1 高分子化合物的基本概念 196
9.1.2 高分子化合物的命名 198
9.1.3 高分子化合物的基本性能 198
9.1.4 高分子化合物的分类 199
9.2 合成高分子材料 199
9.2.1 塑料 200
化学视野 新型塑料 201
9.2.2 合成纤维 201
9.2.3 合成橡胶 202
化学视野 永不生病的内脏——人工肾、肝、肺的研制 204
9.3 功能高分子材料 205
9.3.1 导电高分子 205
9.3.2 医用高分子 206
9.3.3 可降解高分子 207
9.3.4 高吸水性高分子 207
9.4 高分子智能材料 208
9.4.1 建筑智能材料 208
9.4.2 航空智能材料 208
9.4.3 医疗智能材料 209
9.4.4 织物智能材料 209
9.5 复合材料 209
9.5.1 纤维增强树脂基复合材料 210
9.5.2 纤维增强金属基复合材料 210
9.5.3 纤维增强陶瓷基复合材料 211
网络导读通向专利的便车道 211
本章小结 212
习题 212
10 能源与化学 213
10.1 能源与社会进步 213
10.1.1 能源分类 214
10.1.2 能源的转化 215
10.2 常规能源 215
10.2.1 煤 215
10.2.2 石油和天然气 218
化学视野 可燃冰——百慕大“魔鬼三角”释疑 219
10.3 新型能源 222
10.3.1 核能源 222
化学视野 月球——能源开发的新领地 226
10.3.2 太阳能 227
10.3.3 氢能 228
10.3.4 生物能 229
10.3.5 海洋能 230
10.3.6 风能 230
10.3.7 地热能 231
网络导读 新能源的发展状况 231
本章小结 231
习题 232
11 化学与环境保护 233
11.1 大气污染及其防治 233
11.1.1 大气的污染 233
11.1.2 大气污染的防治 238
化学视野 环保小常识 239
11.2 水污染及其防治 240
11.2.1 水体中主要污染物及其危害 241
11.2.2 水体污染的防治 243
11.3 固体废物对环境的污染及处理和利用 244
11.3.1 固体废物的来源和分类 245
11.3.2 固体废物对环境的危害 245
11.3.3 城市垃圾的处理和利用 246
化学视野 垃圾发电 248
11.3.4 消除“白色污染” 248
11.4 食品污染 249
11.4.1 天然有毒物 249
11.4.2 某些有毒的食品添加剂 250
11.4.3 微生物代谢的产物 251
11.4.4 食品中的污染物质 251
11.5 绿色化学 252
11.5.1 绿色化学的发展方向 252
11.5.2 绿色化学的12条原则 253
网络导读 关心我们的环境 253
本章小结 254
习题 254
12 生命与化学 256
12.1 生物体中的重要有机物 256
12.1.1 糖类 256
化学视野 人的血型会改变吗？ 257
12.1.2 蛋白质和氨基酸 258
12.1.3 核酸 260
12.1.4 脂类 262
12.2 维生素 263
12.3 生命的元素 264
12.4 安全用药 267
12.4.1 药物的一般概念 267
12.4.2 常用药物举例 267
12.5 现代生命科学技术与人类生活 271
12.5.1 转基因动植物 271
化学视野 转基因食品安全吗？ 272
12.5.2 克隆技术 273
12.5.3 基因疫苗和DNA疫苗 274
网络导读 了解生命科学的最新进展 276
本章小结 276
习题 277
附录 278
附录Ⅰ 常见物质298.15 K的△fH？m、△fG？m、S？m 278
附录Ⅱ 常见弱电解质的离解常数K？ 282
附录Ⅲ 常用缓冲溶液的配制 283
附录Ⅳ 常见难溶电解质的溶度积K？sp（298.15 K） 284
附录Ⅴ 常见配离子的稳定常数K？f（298.15 K） 285
附录Ⅵ 标准电极电势（298.15 K） 285
附录Ⅶ 不同温度下水的饱和蒸汽压 289
附录Ⅷ-1 SI单位制的字头 291
附录Ⅷ-2 一些非推荐单位、导出单位与SI单位的换算 291
附录Ⅸ 1970—2008年诺贝尔化学奖获奖简况 291
主要参考文献 295