绪论 1
1．化学概述 1
2．反应进度 4
3．理想气体分压定律 5
【阅读材料】21世纪化学的四大难题和美好前景 6
【科学家简介】道尔顿（J. Dalton,1766—1844） 7
思考与练习 8
第一篇 化学反应基本规律 11
第1章 化学热力学初步 11
1.1 基本概念 12
1.1.1 系统与环境 12
1.1.2 状态与状态函数 12
1.1.3 过程和途径 13
1.1.4 热和功 13
1.1.5 热力学能 14
1.1.6 热力学标准状态 14
1.2 热化学 15
1.2.1 热力学第一定律 15
1.2.2 化学反应热效应 16
1.2.3 焓和焓变 17
1.2.4 化学反应热效应的计算 18
1.3 化学反应的自发性 22
1.3.1 自发过程 22
1.3.2 焓变与自发过程 22
1.3.3 熵变与自发过程 23
1.4 吉布斯自由能和吉布斯自由能判据 25
1.4.1 吉布斯自由能 25
1.4.2 吉布斯自由能变和反应的自发性 25
1.4.3 吉布斯-亥姆霍兹公式的应用 28
【阅读材料】现代新能源 29
【科学家简介】吉布斯（J.W. Gibbs,1839—1903） 30
思考与练习 31
第2章 化学平衡 34
2.1 化学平衡状态 34
2.1.1 可逆反应与化学平衡 34
2.1.2 化学平衡常数 35
2.2 吉布斯自由能变与化学平衡 37
2.2.1 吉布斯自由能变与化学平衡常数的关系 37
2.2.2 化学平衡常数的应用 39
2.3 化学平衡的移动 41
2.3.1 浓度对化学平衡的影响 41
2.3.2 压力对化学平衡的影响 41
2.3.3 温度对化学平衡的影响 43
2.3.4 勒·夏特里原理 44
【阅读材料】骨骼的老化 44
【科学家简介】勒·夏特里（Le Chatelier,1850—1936） 45
思考与练习 46
第3章 化学动力学初步 48
3.1 概述 48
3.1.1 化学反应速率的表示 48
3.1.2 平均速率与瞬时速率的测定 49
3.1.3 反应机理 50
3.2 反应速率理论简介 51
3.2.1 有效碰撞理论 51
3.2.2 过渡态理论 53
3.3 反应速率与浓度的关系 54
3.3.1 质量作用定律 54
3.3.2 反应级数的实验确定 54
3.4 反应速率与温度的关系 55
3.4.1 范特霍夫近似规则 56
3.4.2 阿仑尼乌斯方程 56
3.5 反应速率与催化剂的关系 57
3.5.1 催化剂与催化反应 57
3.5.2 催化作用机理 58
3.5.3 均相催化和非均相催化 58
【阅读材料】 59
1．飞秒化学简介 59
2．化学动力学在考古中的应用 60
【科学家简介】范特霍夫（J.H. van't Hoff,1852—1911） 61
思考与练习 62
第二篇 物质结构理论 67
第4章 原子结构与元素周期律 67
4.1 近代原子结构理论的产生 67
4.1.1 原子的核型结构与氢原子光谱 67
4.1.2 量子化和玻尔理论 68
4.2 微观粒子运动的特殊性 70
4.2.1 微观粒子的波粒二象性 70
4.2.2 微观粒子运动的统计规律和不确定原理 71
4.3 量子力学对核外电子运动状态的描述 72
4.3.1 波函数和原子轨道 72
4.3.2 概率密度与电子云 74
4.3.3 原子轨道和电子云图像 75
4.3.4 四个量子数 78
4.4 原子核外电子排布和元素周期系 80
4.4.1 多电子原子轨道能级 80
4.4.2 基态原子的核外电子排布规律 82
4.4.3 原子的电子层结构与元素周期系 85
4.5 元素基本性质的周期性 86
4.5.1 影响元素性质的结构因素 86
4.5.2 元素的金属性和非金属性 89
4.5.3 元素的电离能 89
4.5.4 元素的电子亲和能 91
4.5.5 元素的电负性 92
【阅读材料】 93
1．元素周期表的展望 93
2．足球烯——C60 93
【科学家简介】玻尔（N.H. David Bohr,1885—1962） 94
思考与练习 95
第5章 化学键和分子结构 97
5.1 离子键 97
5.1.1 离子键的形成 97
5.1.2 晶格能 98
5.1.3 离子键的特征 99
5.1.4 离子的特征 99
5.2 共价键 101
5.2.1 价键理论 101
5.2.2 共价键的特点 102
5.2.3 共价键的类型 103
5.2.4 键参数 104
5.3 杂化轨道理论 105
5.3.1 杂化轨道理论的基本要点 106
5.3.2 s-p杂化的类型 106
5.4 价层电子对互斥理论 109
5.4.1 价层电子对互斥理论基本要点 110
5.4.2 判断分子构型的一般原则 111
5.5 分子的极性和离子极化 112
5.5.1 分子的极性 112
5.5.2 分子的极化 113
5.5.3 离子极化 114
5.6 分子间力和氢键 116
5.6.1 分子间力 116
5.6.2 氢键 118
5.7 晶体结构 119
5.7.1 晶体与非晶体 119
5.7.2 晶体的基本类型 120
【阅读材料】液晶 121
【科学家简介】鲍林（L. Pauling,1901—1994） 121
思考与练习 122
第三篇 分散系及水溶液中的化学平衡理论 127
第6章 溶液和胶体 127
6.1 分散系 127
6.2 溶液 128
6.2.1 溶液的组成标度 128
6.2.2 稀溶液的依数性 130
6.3 表面现象 136
6.3.1 表面能 136
6.3.2 吸附现象 137
6.4 溶胶 139
6.4.1 溶胶的制备 140
6.4.2 溶胶的一般性质 140
6.4.3 胶团结构 142
6.4.4 溶胶的稳定性和聚沉 143
6.5 高分子化合物溶液和凝胶 145
6.5.1 高分子溶液 145
6.5.2 凝胶 146
6.6 表面活性剂 乳状液 147
6.6.1 表面活性剂的结构及作用机理 147
6.6.2 表面活性剂的分类与应用 148
【阅读材料】 151
1．等离子体、中子态、夸克-胶子等离子体 151
2．胶体化学在生物学上的应用 152
【科学家简介】拉乌尔（F.M. Raoult,1830—1901） 153
思考与练习 154
第7章 酸碱平衡 156
7.1 酸碱理论 156
7.1.1 酸碱质子理论 157
7.1.2 酸碱电子理论 160
7.2 弱酸弱碱的解离平衡 161
7.2.1 一元弱酸弱碱的解离平衡 161
7.2.2 多元弱酸（碱）的解离平衡 164
7.2.3 酸碱平衡的移动 166
7.3 酸碱缓冲溶液 168
7.3.1 缓冲溶液和缓冲作用 168
7.3.2 缓冲溶液pH的计算 169
7.3.3 缓冲容量和缓冲范围 170
7.3.4 缓冲溶液的配制 171
7.4 强电解质溶液简介 172
【阅读材料】食物的酸碱性与人体健康 173
【科学家简介】阿仑尼乌斯（S. Arrhenius,1859—1927） 174
思考与练习 174
第8章 沉淀溶解平衡 177
8.1 溶度积原理 177
8.1.1 难溶电解质沉淀溶解平衡和溶度积常数 177
8.1.2 溶度积常数和溶解度的关系 178
8.1.3 溶度积规则 179
8.2 沉淀的生成与溶解 179
8.2.1 沉淀的生成 179
8.2.2 沉淀的溶解 181
8.3 分步沉淀与沉淀的转化 184
8.3.1 分步沉淀 184
8.3.2 沉淀的转化 185
8.4 沉淀反应在分析化学中的应用 185
8.4.1 利用沉淀反应进行离子鉴定 185
8.4.2 利用沉淀反应进行离子分离 185
8.4.3 利用沉淀反应进行定量分析 186
【阅读材料】身体里的石头——结石 186
【科学家简介】路易斯（Gilbert Newton Lewis,1875—1946） 187
思考与练习 188
第9章 氧化还原平衡和电化学基础 190
9.1 氧化还原反应的基本概念 190
9.1.1 氧化数 190
9.1.2 氧化还原电对 191
9.1.3 氧化还原反应方程式的配平 192
9.2 原电池和电极电势 194
9.2.1 原电池的组成和工作原理 194
9.2.2 电极的种类和原电池的表示方法 195
9.2.3 电极电势的产生与标准电极电势 196
9.3 电池反应的热力学 198
9.3.1 电池电动势与吉布斯自由能变的关系 198
9.3.2 电池电动势与标准平衡常数的关系 199
9.4 影响电极电势的因素 200
9.4.1 能斯特方程 200
9.4.2 浓度对电极电势的影响 201
9.4.3 酸度对电极电势的影响 203
9.4.4 难溶化合物的生成对电极电势的影响 203
9.4.5 配位化合物的生成对电极电势的影响 205
9.5 电极电势的应用 205
9.5.1 判断氧化还原反应的方向 205
9.5.2 判断氧化还原反应的程度 205
9.5.3 选择合适的氧化剂和还原剂 206
9.5.4 元素电势图及其应用 206
【阅读材料】化学电源 207
【科学家简介】能斯特（Walther hermann Nernst,1864—1941） 208
思考与练习 209
第10章 配位化合物 211
10.1 配位化合物概述 211
10.1.1 配位化合物的含义 211
10.1.2 配位化合物的组成 212
10.1.3 配位化合物的命名 213
10.1.4 螯合物 214
10.2 配合物的价键理论 215
10.2.1 价键理论的要点 215
10.2.2 配离子的形成 216
10.2.3 配合物的磁性 217
10.3 配位平衡 218
10.3.1 配位化合物的稳定常数 218
10.3.2 配位平衡的计算 219
10.4 配位化合物应用 224
10.4.1 配位化合物在分析化学中的应用 225
10.4.2 配位化合物在生命科学中的意义 225
10.4.3 配位化合物在其他方面的应用 226
【阅读材料】 226
1．人体中的配合物 226
2．稀土元素 227
【科学家简介】维尔纳（A. Werner,1866—1919） 228
思考与练习 229
第四篇 实用化学 233
第11章 元素化学概述 233
11.1 元素概念 233
11.1.1 元素 233
11.1.2 核素 234
11.1.3 同位素 234
11.2 单质的性质 235
11.2.1 单质的物理性质 235
11.2.2 单质的化学性质 240
11.3 无机化合物的化学性质 242
11.3.1 化合物的溶解性 242
11.3.2 含氧酸及其盐的氧化还原性 243
11.3.3 含氧酸及其盐的热稳定性 244
11.3.4 化合物的酸碱性 245
11.4 重要无机化合物选述 246
11.4.1 钾和钠的化合物 246
11.4.2 硼、碳、硅的化合物 246
11.4.3 氮、磷、砷的化合物 248
11.4.4 氧和硫的化合物 249
11.4.5 卤素化合物 251
11.5 常见离子的鉴定 252
【阅读材料】稀有气体（noble gas） 255
【科学家简介】侯德榜（De. Bang. Hou,1890—1974） 256
思考与练习 257
第12章 化学与人类生活 258
12.1 化学与生命 258
12.1.1 生物体内的微量元素 259
12.1.2 生物体内的微量元素的生理功能和作用原理 259
12.1.3 生物技术简介 267
12.2 化学与食品和药品 269
12.2.1 化学与食品 269
12.2.2 化学与药品 276
12.2.3 化学与镇静剂和毒品 278
12.3 化学与化妆用品 279
12.3.1 化妆品的化学组成 279
12.3.2 常用化妆品介绍 279
12.3.3 化妆品中的不安全因素 282
12.4 化学与信息 283
12.4.1 化学与信息技术 283
12.4.2 信息材料 283
12.5 化学与环境 286
12.5.1 环境的化学污染 286
12.5.2 环境污染的防治 292
【阅读材料】药物的发现和设计 294
【科学家简介】霍奇金（D.C. Hodgkin,1910—1994） 295
思考与练习 296
练习题参考答案 297
附录 302
附录1 国际单位制（SI制）（摘录） 302
附录2 国际单位制（SI制）的词头 302
附录3 一些基本物理量常数 303
附录4 希腊字母表 303
附录5 某些物质的标准生成焓、标准生成吉布斯自由能、标准熵（100 kPa,298 K） 304
附录6 一些物质的标准摩尔燃烧焓（298 K） 308
附录7 一些常见弱酸、弱碱在水溶液中的解离常数KΘ 308
附录8 常见难溶电解质的溶度积K？（298 K） 309
附录9 标准电极电势表（298 K） 311
附录10 常见配离子的稳定常数 312
参考文献 314
索引 316