绪论 1
一、物理化学的任务和内容 1
二、物理化学在化学与药学中的地位与作用 1
三、物理化学的学习方法 2
第一章 热力学第一定律 4
第一节 热力学概论 4
一、热力学研究的基本内容 4
二、化学热力学研究的内容 4
三、热力学的方法和局限性 5
第二节 热力学基本概念 5
一、系统与环境 5
二、系统的性质 6
三、热力学平衡态 6
四、状态函数与状态方程 6
五、过程与途径 8
六、热和功 8
第三节 热力学第一定律 9
一、热力学第一定律 9
二、热力学能 9
三、热力学第一定律的数学表达式 10
第四节 可逆过程与体积功 10
一、体积功 10
二、功与过程 11
三、可逆过程 14
第五节 焓 15
第六节 热容 17
第七节 热力学第一定律的应用 18
一、热力学第一定律应用于理想气体 18
二、热力学第一定律应用于实际气体 23
第八节 热化学 25
一、化学反应的热效应 25
二、反应进度 26
三、热化学方程式 28
第九节 化学反应热效应的计算 28
一、赫斯定律 28
二、生成焓 29
三、燃烧焓 30
四、由键焓估算反应热效应 31
五、离子摩尔生成焓 32
六、溶解热与稀释热 33
七、反应热与温度的关系——基尔霍夫定律 34
第十节 能量代谢与微量量热技术简介 36
第二章 热力学第二定律 44
第一节 自发过程的特征 44
第二节 热力学第二定律 45
第三节 卡诺循环 46
第四节 卡诺定理 48
第五节 熵 49
一、熵的导出 49
二、热力学第二定律数学表达式——克劳修斯不等式 50
三、熵增加原理 52
第六节 熵变的计算 52
一、等温过程中熵变的计算 53
二、变温过程中熵变的计算 54
第七节 熵函数的物理意义 57
一、熵是系统混乱程度的度量 57
二、熵与概率 57
第八节 热力学第三定律及规定熵 59
一、热力学第三定律 59
二、规定熵 60
三、化学反应过程的熵变 60
第九节 吉布斯能、亥姆霍兹能 61
一、热力学第一定律、第二定律联合表达式 61
二、亥姆霍兹能 61
三、吉布斯能 62
四、自发变化方向和限度的判据 63
第十节 △G的计算 64
一、理想气体等温变化中的△G 64
二、相变过程的△G 65
三、化学变化的△rG？ 66
第十一节 热力学函数间的关系 66
一、热力学基本关系式 66
二、麦克斯韦关系式 67
三、△G与温度的关系——吉布斯-亥姆霍兹公式 69
第十二节 非平衡态热力学简介 71
一、敞开系统、非平衡态 71
二、熵流、熵产生和耗散结构 71
三、熵与生命 73
第十三节 偏摩尔量和化学势 73
一、偏摩尔量 73
二、化学势 76
第十四节 化学势的标准态及其表示式 79
一、气体的化学势 79
二、液态混合物、稀溶液、真实溶液的化学势 81
第三章 化学平衡 90
第一节 化学反应的平衡条件 90
第二节 化学反应等温方程式和平衡常数 92
第三节 平衡常数表示法 94
一、气体反应平衡常数 94
二、液相反应平衡常数 96
三、复相化学反应 98
第四节 平衡常数测定和反应限度的计算 98
一、平衡常数的测定 98
二、反应限度的计算 99
第五节 标准状态下反应的吉布斯能变化及化合物的标准生成吉布斯能 101
一、标准状态下反应的吉布斯能变化 101
二、化合物的标准生成吉布斯能 102
第六节 温度对平衡常数的影响 103
第七节 其他因素对平衡的影响 105
一、压力对化学平衡的影响 105
二、惰性气体对化学平衡的影响 107
第八节 反应的耦合 108
一、反应耦合原理 108
二、生物体内的化学平衡 108
第四章 相平衡 114
第一节 相律 114
一、相 114
二、物种数与组分数 115
三、自由度 116
四、相律的推导 116
第二节 单组分系统 118
一、单组分系统的相图 118
二、克劳修斯-克拉珀龙方程 120
第三节 完全互溶双液系统 123
一、理想的完全互溶双液系统 123
二、杠杆规则 125
三、非理想的完全互溶双液系统 125
四、蒸馏与精馏 130
第四节 部分互溶和完全不互溶的双液系统 132
一、部分互溶的双液系统 132
二、完全不互溶的双液系统 135
第五节 二组分固-液系统平衡相图 136
一、简单低共熔相图 136
二、生成化合物的相图 140
三、有固态混合物生成的相图 142
第六节 三组分系统的相平衡 144
一、等边三角形组成表示法 145
二、三组分水盐系统 146
三、部分互溶的三液系统 147
第五章 电化学 155
第一节 电解质溶液的导电性质 155
一、电解质溶液的导电机制 155
二、法拉第电解定律 156
三、离子的电迁移和迁移数 157
第二节 电解质溶液的电导 159
一、电解质溶液的电导 159
二、电解质溶液的电导测定 160
三、电导率、摩尔电导率与浓度的关系 161
四、离子独立运动定律 162
第三节 电解质溶液电导测定的应用 164
一、水的纯度检验 164
二、弱电解质电离度和电离常数的测定 164
三、难溶盐溶解度的测定 165
四、电导滴定 166
第四节 溶液中电解质的活度和活度系数 167
一、溶液中电解质的平均活度和平均活度系数 167
二、离子强度 169
三、德拜-休克尔极限定律 169
第五节 原电池 170
一、可逆电池与不可逆电池 171
二、可逆电池的类型 172
三、电池的书写方式 173
四、电池电动势的测定 174
第六节 可逆电池热力学 176
一、电池反应的能斯特方程 176
二、电池电动势及其温度系数与电池反应热力学函数的关系 177
第七节 电极电势和电池的电动势 178
一、电池电动势的产生机制和电池电动势 178
二、电极电势 180
三、电极反应的能斯特方程 183
第八节 浓差电池 185
一、单液浓差电池 185
二、双液浓差电池 186
三、双联浓差电池 186
第九节 电动势测定的应用 187
一、求化学反应的平衡常数 187
二、求难溶盐的活度积 187
三、测定溶液的pH值 188
四、测定电池的标准电动势E？及离子平均活度系数γ± 189
五、电势滴定 191
第十节 电极的极化和超电势 191
一、分解电压 192
二、电极的极化与超电势 193
第十一节 生物电化学基础 197
一、生物电现象 197
二、细胞膜和膜电势 197
三、生物电化学传感器 199
第六章 化学动力学 204
第一节 反应速率的表示方法及其测定 204
一、反应速率的表示方法 204
二、反应速率的测定 205
第二节 基元反应 206
一、计量方程与机制方程 206
二、基元反应与总包反应 206
三、反应分子数 207
第三节 反应速率方程 207
一、基元反应的速率方程—质量作用定律 207
二、反应速率常数和反应级数 208
第四节 简单级数反应的速率方程 209
一、一级反应 210
二、二级反应 212
三、零级反应 214
四、简单级数反应的速率方程小结 215
第五节 反应级数的确定 216
一、积分法 216
二、微分法 216
三、半衰期法 218
第六节 温度对反应速率的影响 218
一、阿仑尼乌斯经验公式 218
二、活化能 219
三、药物贮存期预测 221
第七节 典型的复杂反应 222
一、对峙反应 222
二、平行反应 224
三、连续反应 225
四、链反应 227
五、复杂反应的近似处理 228
第八节 光化反应 230
一、光化反应的特点 230
二、光化学定律 230
三、量子效率 232
第九节 溶液中的反应 233
第十节 催化作用的基本概念 234
第十一节 酸碱催化 237
第十二节 酶催化 240
第十三节 碰撞理论 242
第十四节 过渡态理论 245
第七章 表面现象 254
第一节 表面积与表面吉布斯能 254
一、表面积 254
二、表面吉布斯能和表面张力 255
三、表面的热力学关系式 257
四、影响表面吉布斯能的因素 258
第二节 弯曲表面的性质 259
一、曲面的附加压力 259
二、曲面的蒸气压 262
三、亚稳状态和新相的生成 263
第三节 铺展与润湿 266
一、液体的铺展 266
二、固体表面的润湿 267
第四节 溶液的表面吸附 269
一、溶液的表面张力和浓度之间的关系 269
二、溶液的表面吸附和吉布斯吸附等温式 270
三、表面活性物质在溶液表面的定向排列 275
第五节 不溶性表面膜 276
一、不溶性表面膜及其性质 276
二、不溶性表面膜的应用 277
三、其他表面膜 278
第六节 表面活性剂 279
一、表面活性剂的分类 279
二、表面活性剂的亲水亲油平衡值 280
三、胶束 282
四、表面活性剂的几种重要作用 286
第七节 气体在固体表面上的吸附 288
一、物理吸附和化学吸附 288
二、吸附等温线 289
三、弗仑因德立希吸附等温式 290
四、单分子层吸附理论——兰格缪尔吸附等温式 291
五、多分子层吸附理论——BET公式 293
第八节 固体自溶液中的吸附 295
一、吸附特点 295
二、吸附量的测定 295
三、吸附等温线和经验公式 295
第八章 胶体分散系统 302
第一节 溶胶的分类和基本特性 303
一、溶胶的分类 303
二、溶胶的基本特性 303
第二节 溶胶的制备和净化 304
一、溶胶的制备 304
二、溶胶的净化 306
三、均分散胶体 307
四、纳米粒子和纳米技术 308
第三节 溶胶的动力性质 309
一、布朗运动 309
二、扩散与渗透 310
三、沉降和沉降平衡 313
第四节 溶胶的光学性质 315
一、溶胶的光散射现象 315
二、瑞利散射公式 316
三、溶胶的颜色 317
四、溶胶粒子大小的测定 317
第五节 溶胶的电学性质 318
一、电动现象 318
二、溶胶粒子表面电荷的来源 319
三、双电层理论 320
四、胶团结构 322
五、电泳的测定 323
第六节 溶胶的稳定性和聚沉作用 324
一、溶胶的稳定性 324
二、溶胶的聚沉 325
三、溶胶稳定性理论 328
第七节 乳状液、泡沫和气溶胶 329
一、乳状液 329
二、泡沫 332
三、气溶胶 333
第九章 大分子溶液 337
第一节 大分子的结构及平均摩尔质量 338
一、大分子的结构 338
二、大分子的平均摩尔质量 339
第二节 大分子的溶解特征及在溶液中的形态 340
一、大分子的溶解特征 341
二、溶剂的选择 341
三、大分子在溶液中的形态 342
第三节 大分子溶液的渗透压 343
一、大分子溶液的渗透压 343
二、渗透压的测量方法 344
第四节 大分子溶液的光散射 344
一、涨落现象与光散射 345
二、光散射法测定大分子的分子质量 345
第五节 大分子溶液的流变性 346
一、Newton流体与粘度 346
二、流变曲线与流型 347
三、大分子溶液的粘度与分子平均摩尔质量的测定 349
第六节 大分子溶液的超离心场沉降 351
一、沉降速率法 351
二、沉降平衡法 352
第七节 大分子电解质溶液 353
一、大分子电解质溶液概述 353
二、大分子电解质溶液的电泳现象 354
三、大分子电解质溶液的Donnan平衡 355
第八节 凝胶 358
一、凝胶的分类 359
二、凝胶的形成与结构 359
三、凝胶的性质 360
附录1 部分气体的摩尔定压热容与温度关系Cp,m=a+bT+cT2 365
附录2 部分物质的热力学数据表值 366
附录3 部分有机化合物的标准摩尔燃烧焓 370
参考文献 371
中英文索引 373