第1章 物质结构基础 1
1.1 原子结构 2
1.1.1 氢原子结构 2
1.1.2 多电子原子结构 7
1.1.3 元素周期律 9
1.2 化学键与分子结构 15
1.2.1 共价键的价键理论 15
1.2.2 配合物的价键理论 21
1.2.3 价层电子对互斥理论 25
1.2.4 分子轨道理论 29
1.2.5 离子键 31
1.2.6 金属键 33
1.3 分子间力与氢键 35
1.3.1 分子的电偶极矩和极化率 35
1.3.2 分子间力 37
1.3.3 氢键 39
1.4 晶体结构和晶体缺陷 40
1.4.1 晶体结构 41
1.4.2 晶体缺陷 47
思考题 50
习题 51
第2章 化学反应的基本原理 55
2.1 化学反应中的能量关系 55
2.1.1 几个基本概念 55
2.1.2 焓变与反应热 57
2.2 化学反应的方向 64
2.2.1 自发过程的方向性 64
2.2.2 熵 64
2.2.3 吉布斯函数 66
2.2.4 非标准状态下的吉布斯函数变 69
2.3 化学反应的程度——化学平衡 73
2.3.1 标准平衡常数 73
2.3.2 温度对标准平衡常数的影响 74
2.3.3 标准平衡常数与反应进行的程度 75
2.4 化学反应速率 76
2.4.1 化学反应速率的表示方法 77
2.4.2 化学反应速率的测定 77
2.4.3 反应速率理论与活化能 78
2.4.4 反应速率与浓度的关系 81
2.4.5 反应速率与温度的关系——阿仑尼乌斯公式 83
2.4.6 催化剂对反应速率的影响 84
思考题 88
习题 89
第3章 溶液 95
3.1 溶液的通性 95
3.1.1 溶液的蒸气压下降 95
3.1.2 溶液的沸点上升与凝固点下降 96
3.1.3 溶液的渗透压 98
3.2 单相离子反应 100
3.2.1 弱电解质的解离 100
3.2.2 同离子效应与缓冲溶液 102
3.2.3 配离子的反应 106
3.3 多相离子反应 111
3.3.1 溶度积 111
3.3.2 溶度积规则及其应用 113
思考题 115
习题 116
第4章 电化学原理及应用 119
4.1 氧化还原反应及氧化数 119
4.2 原电池与电极电势 120
4.2.1 原电池 121
4.2.2 电极电势 122
4.2.3 原电池的电动势与吉布斯函数变的关系 125
4.2.4 非标准状态下的电极电势——能斯特方程 126
4.3 电极电势的应用 128
4.3.1 判断氧化剂和还原剂的相对强弱 128
4.3.2 判断氧化还原反应进行的方向 129
4.3.3 估算氧化还原反应进行的程度 131
4.4 电解及其应用 134
4.4.1 电解的基本原理 134
4.4.2 分解电压 134
4.4.3 超电压 136
4.4.4 电解产物的判断 137
4.4.5 电解原理在工程实际中的应用 139
4.5 金属的电化学腐蚀及其防护 142
4.5.1 金属的电化学腐蚀 143
4.5.2 影响金属的电化学腐蚀的因素 145
4.5.3 金属腐蚀的防护 146
思考题 150
习题 151
第5章 化学与材料 157
5.1 化学与金属材料 157
5.1.1 金属材料概论 157
5.1.2 合金 159
5.1.3 稀土金属 160
5.1.4 新型金属材料 161
5.2 化学与无机非金属材料 167
5.2.1 传统无机材料 167
5.2.2 新型无机材料 168
5.3 化学与有机高分子材料 176
5.3.1 有机高分子化合物概论 176
5.3.2 高分子化合物的结构和性能 178
5.3.3 重要的高分子材料 181
5.4 化学复合材料 189
5.4.1 复合材料概论 189
5.4.2 复合材料的技术性能 190
5.4.3 重要的复合材料 191
习题 192
第6章 化学与能源 194
6.1 能源概述 194
6.1.1 能源的分类和能量的转化 194
6.1.2 人类利用能源的历史、现状及前景展望 196
6.1.3 中国能源现状及面临的挑战 197
6.2 化石燃料 202
6.2.1 煤炭与洁净煤技术 203
6.2.2 石油和天然气 206
6.3 核能 209
6.3.1 原子核的一些基本概念 209
6.3.2 核裂变反应和核裂变能的利用 210
6.3.3 核聚变反应和核聚变能的利用 214
6.4 化学电源 215
6.4.1 原电池 216
6.4.2 蓄电池 217
6.4.3 燃料电池 220
6.5 新型清洁能源 221
6.5.1 太阳能 221
6.5.2 氢能 222
6.5.3 生物质能 224
习题 225
第7章 化学与环境保护 227
7.1 环境与环境保护 227
7.1.1 人类与环境 227
7.1.2 环境污染与环境保护 228
7.2 大气的污染与防治 230
7.2.1 大气的结构和组成 231
7.2.2 大气污染及危害 232
7.2.3 大气污染的防治 243
7.3 水体的污染与防治 244
7.3.1 水资源及水体污染 245
7.3.2 水质指标 246
7.3.3 水体的主要污染物及危害 248
7.3.4 水体污染的治理 251
习题 254
附录 256
附录1 酸、碱的解离常数 256
附录2 溶度积常数 257
附录3 配离子的稳定常数 257
附录4 标准电极电势 258
附录5 常见的无机物和C1、C2有机物的热力学性质 260
附录6 元素周期表 267
参考文献 268
化学·生活·生命 13
生命元素与人体健康 13
人体体温的调节 63
自发反应的推动力 72
生命体中的催化剂——酶 86
催化转化器 87
脂溶性和水溶性维生素 100
生物体中的配合物 109
牙齿的腐蚀和氟化 111
心跳与心电图技术 133
DNA与人类基因组计划 187
煤气和液化气 208
放射疗法 215
化学·前沿 39
超分子化学 39
等离子体化学及其应用 48
飞秒化学 81
生物传感器 149
可燃冰——未来的清洁能源 224
绿色化学 253