1 绪论 1
1.1 化学是一门实用的、创造性的中心科学 1
1.2 化学变化的特征 3
1.2.1 化学变化是质变 3
1.2.2 化学变化服从质量守恒定律 3
1.2.3 化学变化伴随着能量变化 3
1.3 化学的学科分类 4
1.4 现代化学的特点、任务及前沿领域 6
1.4.1 现代化学的几个突出的特点 6
1.4.2 21世纪化学的四大难题 8
1.4.3 现代化学的新领域 10
1.5 绿色化学概述 12
1.5.1 绿色化学的概念 12
1.5.2 绿色化学的特点 13
1.5.3 绿色化学的核心内容 14
1.5.4 绿色化学的原则 14
1.6 化学信息资源及化学文献的查阅方法 15
1.6.1 化学文献索引 15
1.6.2 CA on CD使用方法 16
1.6.3 期刊文献检索 17
1.6.4 专利文献检索 19
2 实验数据的误差与结果处理 23
2.1 实验误差及其表示方法 23
2.1.1 误差的产生 23
2.1.2 误差的表示方法 24
2.2 提高实验结果准确度的方法 26
2.2.1 系统误差的减免方法 27
2.2.2 随机误差的减免方法 28
2.3 实验数据处理及结果评价 28
2.3.1 数理统计的几个基本概念 29
2.3.2 少量数据的统计处理 29
2.3.3 置信度和置信区间 32
2.3.4 显著性检验 33
2.3.5 可疑值的取舍 36
2.4 有效数字的修约及其运算规则 36
2.4.1 有效数字及其位数 36
2.4.2 有效数字的运算规则 37
思考题 39
习题 39
3 物质的聚集状态和溶液 42
3.1 物质的聚集状态概述 42
3.1.1 物质的气、液、固态及超临界流体 42
3.1.2 物质的第四聚集态——等离子体 43
3.1.3 离子液体 43
3.2 气体 44
3.2.1 理想气体状态方程 44
3.2.2 气体的分压定律和分体积定律 45
3.2.3 实际气体 46
3.3 溶液 47
3.3.1 基本单元及溶液浓度 48
3.3.2 标准溶液及其配制 49
3.3.3 有关浓度的计算 50
3.3.4 非电解质溶液的依数性 50
3.3.5 电解质溶液 54
3.4 胶体 55
3.4.1 溶胶的性质 56
3.4.2 溶胶粒子的结构——胶团 57
3.4.3 溶胶的稳定性与聚沉 57
3.4.4 凝胶 58
3.5 固体 58
3.5.1 晶体的基本特征和微观结构 58
3.5.2 晶体缺陷及其对物质性质的影响 62
3.5.3 非晶体 65
3.5.4 液晶 66
思考题 66
习题 67
4 化学热力学基础 69
4.1 热力学术语和基本概念 69
4.1.1 系统和环境 69
4.1.2 状态和状态函数 70
4.1.3 过程和途径 70
4.1.4 热、功和可逆过程 71
4.1.5 热力学能 72
4.1.6 化学反应计量式及反应进度 73
4.1.7 广度性质和强度性质 74
4.2 热力学第一定律和热化学 74
4.2.1 热力学第一定律 74
4.2.2 焓变及热化学方程式 75
4.2.3 赫斯定律 78
4.3 热力学第二定律 80
4.3.1 化学反应的自发性 80
4.3.2 熵及热力学第三定律 81
4.3.3 热力学第二定律 83
4.4 吉布斯自由能 83
4.4.1 吉布斯自由能 83
4.4.2 标准摩尔生成自由能 84
4.4.3 标准摩尔生成自由能的应用 85
思考题 87
习题 87
5 化学反应速率及化学平衡 90
5.1 化学反应速率及其表示方法 90
5.1.1 化学反应的转化速率 90
5.1.2 恒容反应的反应速率 91
5.2 反应速率理论简介 92
5.2.1 碰撞理论 92
5.2.2 过渡状态理论 93
5.2.3 反应机理与元反应 94
5.2.4 影响化学反应速率的因素 94
5.3 化学反应平衡及平衡常数 99
5.3.1 化学反应的可逆性及化学平衡 99
5.3.2 平衡常数 100
5.3.3 多重平衡原理 102
5.3.4 平衡常数的计算及应用 103
5.3.5 化学平衡的移动 105
思考题 110
习题 111
6 酸碱平衡 114
6.1 酸碱理论的发展简介 114
6.2 酸碱质子理论 117
6.2.1 水的解离平衡及溶液的pH标度 119
6.2.2 酸碱的相对强弱 120
6.3 酸碱溶液中有关离子平衡浓度的计算 122
6.3.1 酸碱溶液pH计算 122
6.3.2 溶液中酸碱各种存在形式的平衡浓度计算 129
6.4 酸碱解离平衡的移动 132
6.4.1 缓冲溶液 132
6.4.2 酸碱指示剂 136
6.5 酸碱滴定分析 138
6.5.1 滴定分析法 138
6.5.2 酸碱滴定法 139
6.5.3 酸碱滴定的应用实例 143
6.6 软、硬酸碱理论及超酸 144
6.6.1 软、硬酸碱理论 144
6.6.2 超强酸 146
思考题 147
习题 148
7 沉淀-溶解平衡 150
7.1 沉淀-溶解反应 150
7.1.1 沉淀-溶解反应平衡 150
7.1.2 溶度积和溶解度的关系 152
7.2 沉淀的形成及溶度积规则 152
7.2.1 沉淀的类型和性质 152
7.2.2 沉淀的形成过程 153
7.2.3 溶度积规则 155
7.3 沉淀的溶解和转化 155
7.3.1 条件溶度积 155
7.3.2 影响沉淀溶解度的因素 156
7.3.3 沉淀的转化 163
7.3.4 分步沉淀及沉淀分离方法 164
7.4 影响沉淀纯度的因素 166
7.4.1 共沉淀现象 167
7.4.2 后沉淀现象 169
7.5 沉淀反应在分析测定中的应用 169
7.5.1 沉淀滴定分析法 169
7.5.2 重量分析法 173
7.6 沉淀反应在超细粉体制备中的应用 177
7.6.1 均相沉淀法在超细粉体制备中的应用 177
7.6.2 草酸盐沉淀热分解法 178
7.6.3 共沉淀及化合物沉淀法 178
7.6.4 水热沉淀法 179
思考题 179
习题 180
8 氧化还原反应 183
8.1 氧化还原反应方程式的配平 183
8.1.1 氧化值 183
8.1.2 氧化还原反应方程式的配平 184
8.2 电极电势 186
8.2.1 原电池 186
8.2.2 电极电势及其计算 188
8.2.3 影响电极电势的因素——能斯特方程式 193
8.2.4 条件电极电势 197
8.3 电极电势的应用 199
8.3.1 比较氧化剂或还原剂的相对强弱 199
8.3.2 计算原电池的标准电动势E？和电动势E 199
8.3.3 判断氧化还原反应进行的方向 200
8.3.4 判断氧化还原反应进行的次序 201
8.3.5 判断氧化还原反应进行的程度 202
8.3.6 计算弱电解质的解离常数及难溶电解质的溶度积常数 203
8.4 元素标准电极电势图及其应用 204
8.4.1 元素标准电极电势图 204
8.4.2 元素标准电极电势图的应用 204
8.5 氧化还原滴定法 206
8.5.1 氧化还原反应用于滴定分析的必要条件 207
8.5.2 氧化还原预处理 208
8.5.3 氧化还原滴定曲线 209
8.5.4 氧化还原滴定的指示剂 211
8.5.5 常用的氧化还原滴定方法 212
8.6 化学电源 217
8.6.1 原电池 217
8.6.2 蓄电池 218
8.6.3 燃料电池 220
8.7 电化学腐蚀与保护 221
思考题 222
习题 222
9 原子结构 227
9.1 微观粒子运动的特征 227
9.1.1 量子化特征 227
9.1.2 玻尔理论 228
9.1.3 微观粒子运动的波粒二象性 230
9.1.4 测不准原理 231
9.2 核外电子的运动状态 231
9.2.1 薛定谔方程 231
9.2.2 波函数与原子轨道 232
9.2.3 概率密度和电子云 234
9.2.4 原子轨道和电子云的空间图像 235
9.2.5 电子自旋量子数 238
9.3 多电子原子核外电子的排布 239
9.3.1 多电子原子轨道的能级 239
9.3.2 屏蔽效应和钻穿效应 242
9.3.3 多电子原子的核外电子排布 244
9.4 原子的电子层结构与元素周期性 248
9.4.1 原子的电子层结构与周期 249
9.4.2 原子的电子层结构与族 250
9.4.3 原子的电子层结构与元素的分区 250
9.5 元素基本性质的周期性 251
9.5.1 原子半径 251
9.5.2 电离能 254
9.5.3 电子亲和能 255
9.5.4 电负性 256
9.5.5 元素的氧化值 257
9.6 原子发射光谱和原子吸收光谱分析技术 259
9.6.1 原子光谱的产生及原子光谱项 259
9.6.2 原子发射光谱分析法 260
9.6.3 原子吸收光谱分析法 261
思考题 262
习题 263
10 化学键与分子结构 266
10.1 离子键与离子晶体 266
10.1.1 离子键的形成 266
10.1.2 离子键的主要特征 267
10.1.3 决定离子化合物性质的因素 268
10.1.4 离子晶体 271
10.1.5 离子的极化及其对离子晶体性质的影响 274
10.1.6 晶格能 278
10.2 共价键理论 279
10.2.1 价键理论——电子配对理论 279
10.2.2 杂化轨道理论 285
10.2.3 价层电子对互斥理论 289
10.2.4 分子轨道理论 293
10.3 键参数 300
10.3.1 键能 300
10.3.2 键长 301
10.3.3 键角 302
10.3.4 键的极性 302
10.4 分子间作用力及分子晶体 303
10.4.1 分子的极性 303
10.4.2 分子的变形性和极化 304
10.4.3 分子间力 305
10.4.4 氢键 306
10.4.5 原子晶体和分子晶体 309
10.5 金属键及金属晶体 311
10.5.1 金属键的自由电子气（或电子海）模型 312
10.5.2 金属键的能带理论 313
10.5.3 金属晶体 315
10.6 分子结构的表征方法 316
10.6.1 紫外-可见分光光度法 316
10.6.2 核磁共振分析 317
10.6.3 光电子能谱 320
10.7 超分子化学 320
思考题 322
习题 324
11 配位化合物及配位平衡 326
11.1 配合物的组成与命名 326
11.1.1 配合物的一般组成 326
11.1.2 配合物的类型 328
11.1.3 配位化合物的命名 331
11.1.4 配合物的空间结构与几何异构 332
11.2 配合物的化学键理论 335
11.2.1 配合物的价键理论 335
11.2.2 价键理论的应用 336
11.3 晶体场理论 338
11.3.1 晶体场理论要点 338
11.3.2 中心离子d轨道能级的分裂 338
11.3.3 晶体场的分裂能 340
11.3.4 晶体场稳定化能 341
11.3.5 晶体场理论的应用 343
11.4 配位平衡及配合物的稳定常数 346
11.4.1 配位-解离平衡 346
11.4.2 配离子的稳定常数与不稳定常数 346
11.4.3 累积稳定常数及配合物各物种的分布 346
11.5 螯合物 348
11.5.1 螯合效应 348
11.5.2 EDTA及其与金属离子形成的螯合物特点 349
11.6 EDTA配位反应的副反应系数及条件稳定常数 351
11.6.1 配位反应的副反应及副反应系数 351
11.6.2 条件稳定常数 354
11.7 配位滴定分析法 355
11.7.1 滴定曲线 355
11.7.2 影响配位滴定突跃的因素 357
11.7.3 单离子及混合离子的滴定条件 358
11.7.4 配位滴定的指示剂 361
11.7.5 配位滴定的应用示例 364
11.8 配位化合物的一些应用 364
11.8.1 贵金属的湿法冶金 364
11.8.2 无机离子的分离和提纯 365
11.8.3 配位催化作用 365
11.8.4 电镀与电镀液的处理 365
11.8.5 生物化学中的配位化合物 365
思考题 367
习题 368
12 主族元素及其化合物概述 370
12.1 主族元素的单质 371
12.1.1 单质的组成 371
12.1.2 单质的化学性质 373
12.1.3 元素性质的对角线规则 375
12.2 氢及氢化物 376
12.2.1 氢 376
12.2.2 氢化物 377
12.3 卤化物 386
12.3.1 卤化物性质变化规律 386
12.3.2 卤化物的水解性 387
12.3.3 互卤化物及多碘化物 387
12.3.4 拟卤素 388
12.4 简单含氧酸的结构及酸性强弱 391
12.4.1 简单含氧酸的结构 391
12.4.2 元素含氧酸强弱的定性判断规则 393
12.4.3 非金属含氧酸盐的一般性质 394
12.5 稀有气体元素 397
12.5.1 稀有气体的存在、性质和用途 397
12.5.2 稀有气体的化合物 398
思考题 399
习题 400
13 过渡元素 403
13.1 d区元素 403
13.1.1 d区元素的通性 403
13.1.2 钛 406
13.1.3 钒 408
13.1.4 铬、钼、钨 410
13.1.5 锰 414
13.1.6 铁、钴、镍 417
13.1.7 铂系元素 422
13.2 ds区元素 424
13.2.1 ds区元素单质的性质 424
13.2.2 ds区元素的重要化合物 426
13.2.3 ds区元素与s区元素的对比 435
13.3 f区元素 436
13.3.1 镧系元素 436
13.3.2 锕系元素 442
思考题 445
习题 446
主要参考文献 448
附录 449
附录1 一些基本常数 449
附录2 常用国际单位制 449
附录3 希腊字母及读音 450
附录4 水溶液中离子的活度系数（25℃） 451
附录5 酸碱解离常数 452
附录6 一些物质的热力学函数（298.15K和100kPa） 456
附录7 一些电对的标准电极电势（25℃） 461
附录8 条件电极电势E？′Ox/Red（25℃） 464
附录9 一些氨羧配位剂与金属离子配合物的稳定常数lgK？ML 465
附录10 一些金属离子配合物的稳定常数lgβi（25℃） 466
附录11 微溶化合物的溶度积（18～25℃，I=0） 471
附录12 某些物质的商品名或俗名 473