第0章 绪论 1
0.1化学及化学发展 1
0.2化学科学与生命科学 2
0.3溶液组成量度的表示方法 3
0.3.1质量分数 3
0.3.2质量浓度 3
0.3.3摩尔分数 3
0.3.4物质的量浓度 4
0.3.5质量摩尔浓度 5
第1篇 化学反应的基本 9
第1章 化学热力学基础 9
1.1热力学第一定律 9
1.1.1热力学的基本术语 9
1.1.2热力学第一定律表达式 13
1.1.3焓 14
1.2热化学 16
1.2.1反应进度 16
1.2.2化学反应的热效应 17
1.2.3赫斯定律 18
1.2.4标准摩尔生成焓 19
1.2.5标准摩尔燃烧焓 20
1.3化学反应的方向 21
1.3.1自发过程的特征 21
1.3.2化学反应的方向 21
1.4化学反应的吉布斯函数变的计算 26
1.4.1标准摩尔生成吉布斯函数 26
1.4.2标准状态下吉布斯函数变的计算 26
1.4.3非标准状态下吉布斯函数变的计算 28
1.5热力学在生物系统中的作用 28
1.5.1生物化学中的标准状态 28
1.5.2生物体内的偶合反应 29
Summary 30
化学视窗 32
思考题 32
习题 32
第2章 化学平衡 35
2.1可逆反应与化学平衡 35
2.1.1可逆反应 35
2.1.2化学平衡 35
2.2平衡常数 36
2.2.1标准平衡常数与实验平衡常数 36
2.2.2多重平衡 38
2.3标准平衡常数与摩尔吉布斯函数变的关系 39
2.4标准平衡常数的应用 40
2.4.1判断反应进行的限度 40
2.4.2预测反应的方向 41
2.4.3计算平衡系统的组成 42
2.5化学平衡的移动 43
2.5.1浓度对平衡移动的影响 43
2.5.2压力对平衡移动的影响 43
2.5.3温度对平衡移动的影响 44
Summary 45
化学视窗 47
思考题 47
习题 47
第3章 化学反应速率 49
3.1化学反应速率及其表示方法 49
3.1.1化学反应速率 49
3.1.2用反应进度表示的反应速率 51
3.2化学反应速率理论简介 51
3.2.1化学反应机理 51
3.2.2化学反应速率理论及活化能 52
3.3浓度对反应速率的影响 55
3.3.1质量作用定律 55
3.3.2反应级数和反应分子数 57
3.3.3简单反应级数 57
3.4温度对化学反应速率的影响 60
3.4.1碰撞理论的解释 60
3.4.2阿伦尼乌斯方程式 61
3.4.3阿伦尼乌斯方程式的应用 61
3.5催化剂对化学反应的影响 62
3.5.1催化剂与催化作用 62
3.5.2均相催化和多相催化 63
3.5.3酶催化 63
Summary 65
化学视窗 66
思考题 66
习题 66
第4章 氧化还原反应与电极电势 68
4.1氧化还原反应的基本概念 68
4.1.1元素的氧化值 68
4.1.2氧化和还原 69
4.1.3氧化还原反应方程式的配平 69
4.2原电池 70
4.2.1原电池的概念 70
4.2.2原电池符号 71
4.3电极电势 72
4.3.1电极电势基本概念 72
4.3.2原电池电动势 72
4.3.3标准电极电势 72
4.4影响电极电势的因素 74
4.4.1能斯特方程式 74
4.4.2电极电势的影响因素 75
4.5电极电势的应用 78
4.5.1比较氧化剂和还原剂的相对强弱 78
4.5.2判断氧化还原反应进行的方向 78
4.5.3判断氧化还原反应进行的程度 79
4.5.4元素电势图 81
4.6直接电势法测定溶液的pH 82
4.6.1常用参比电极 83
4.6.2 pH指示电极 84
4.6.3电势法测定溶液的pH 85
Summary 86
化学视窗 87
思考题 88
习题 88
第2篇 分散系及水溶液中化学反应规律 93
第5章 稀溶液的通性 93
5.1溶液的蒸气压下降 93
5.1.1饱和蒸气压 93
5.1.2溶液蒸气压下降的原因 94
5.2溶液的沸点升高 95
5.2.1液体的沸点 95
5.2.2溶液沸点升高的原因 95
5.3溶液的凝固点降低 96
5.3.1液体的凝固点 96
5.3.2溶液凝固点降低的原因 96
5.4溶液的渗透压 97
5.4.1渗透现象和渗透压 97
5.4.2溶液的渗透压与浓度及温度的关系 98
5.4.3电解质稀溶液的依数性 100
5.4.4等渗、低渗和高渗溶液 101
5.4.5晶体渗透压和胶体渗透压 102
Summary 103
化学视窗 104
思考题 104
习题 104
第6章 电解质溶液 106
6.1强电解质溶液理论 106
6.1.1强电解质和弱电解质 106
6.1.2离子互吸理论 107
6.1.3活度和活度因子 108
6.1.4离子强度 109
6.2酸碱理论简介 110
6.2.1酸碱质子理论 110
6.2.2酸碱电子理论 112
6.3水溶液中的酸碱平衡及有关计算 113
6.3.1水的解离平衡 113
6.3.2酸碱在水溶液中的解离平衡 114
6.3.3酸碱溶液pH的计算 118
6.3.4两性物质溶液 121
6.4难溶强电解质的沉淀-溶解平衡 125
6.4.1溶度积常数 125
6.4.2溶度积常数与溶解度的关系 125
6.4.3溶度积规则 127
6.4.4沉淀平衡的移动 127
6.4.5分步沉淀和沉淀的转化 130
6.4.6生物体中的沉淀平衡 131
Summary 132
化学视窗 133
思考题 134
习题 134
第7章 缓冲溶液 136
7.1缓冲溶液的组成及缓冲作用机制 136
7.1.1缓冲溶液的概念 136
7.1.2缓冲溶液的组成 136
7.1.3缓冲溶液的缓冲机制与抗酸抗碱成分 137
7.2缓冲溶液pH的计算 138
7.2.1缓冲溶液pH的计算公式 138
7.2.2缓冲溶液pH计算公式的校正 140
7.2.3影响缓冲溶液pH的因素 141
7.3缓冲容量和缓冲范围 142
7.3.1缓冲容量的概念 142
7.3.2影响缓冲容量的因素 143
7.4缓冲溶液的配制 145
7.4.1缓冲溶液的选择与配制原则 145
7.4.2常用的缓冲溶液 147
7.4.3标准缓冲溶液 148
7.5缓冲溶液在医学上的意义 149
7.5.1血液中的缓冲体系 149
7.5.2血液中碳酸缓冲系的缓冲作用与肺、肾调节作用的关系 150
7.5.3细胞中的缓冲体系 150
Summary 151
化学视窗 152
思考题 152
习题 153
第8章 胶体化学 155
8.1分散系 155
8.1.1分散系分类 155
8.1.2胶体分散系 156
8.2表面自由能与吸附作用 156
8.2.1比表面和表面自由能 156
8.2.2吸附 158
8.2.3表面活性剂 160
8.2.4乳状液 162
8.3溶胶 163
8.3.1溶胶的基本性质 163
8.3.2溶胶的稳定性和聚沉 167
8.3.3溶胶的制备和净化 169
8.4高分子溶液 170
8.4.1高分子化合物的结构特征 170
8.4.2高分子溶液与溶胶性质的比较 171
8.4.3高分子化合物对溶胶稳定性的影响 172
8.4.4高分子溶液的渗透压 173
8.4.5聚电解质溶液 173
8.4.6唐南平衡 176
8.5凝胶 177
8.5.1凝胶和胶凝 177
8.5.2凝胶的类型 178
8.5.3凝胶的性质 178
8.6胶体化学在医学上的应用 179
8.6.1人工肾 179
8.6.2人工肺 179
8.6.3凝胶膜 180
Summary 180
化学视窗 181
思考题 182
习题 182
第3篇 物质结构与性质 187
第9章 原子结构和元素周期律 187
9.1微观粒子运动特征 187
9.1.1微观粒子运动的量子化特性 187
9.1.2电子的波粒二象性 189
9.1.3不确定原理 190
9.2核外电子运动状态和氢原子结构 191
9.2.1波函数与原子轨道 191
9.2.2波函数和电子云图形 194
9.3多电子原子结构 198
9.3.1屏蔽效应和钻穿效应 198
9.3.2原子轨道能级图 200
9.3.3基态原子核外电子的排布 202
9.4元素周期律 205
9.4.1电子层结构与元素周期表 205
9.4.2价层电子结构与族 205
9.4.3价层电子结构与区 207
9.5元素基本性质的周期性 208
9.5.1有效核电荷 208
9.5.2原子半径 209
9.5.3元素的电离能 210
9.5.4电子亲和能 210
9.5.5元素的电负性 212
Summary 212
化学视窗 213
思考题 214
习题 214
第10章 分子结构 216
10.1价键理论 216
10.1.1共价键的本质 216
10.1.2价键理论的基本要点 217
10.1.3共价键的类型 218
10.2杂化轨道理论 220
10.2.1杂化轨道理论的基本要点 220
10.2.2杂化轨道类型与分子的空间构型 220
10.3价层电子对互斥理论 223
10.3.1价层电子对互斥理论的基本要点 223
10.3.2判断多原子分子几何构型的一般规则 223
10.4分子轨道理论简介 225
10.4.1分子轨道理论的基本要点 225
10.4.2分子轨道能级图 227
10.4.3分子轨道的应用实例 229
10.4.4键参数 230
10.5分子间作用力与氢键 231
10.5.1分子的极性与极化 231
10.5.2分子间作用力 232
Summary 236
化学视窗 237
思考题 238
习题 238
第11章 配位化合物 240
11.1配合物的基本概念 240
11.1.1配合物的结构特征 240
11.1.2配合物的组成 241
11.1.3配合物的命名 243
11.2配合物的化学键理论 244
11.2.1价键理论 244
11.2.2晶体场理论 247
11.3配位平衡 252
11.3.1配合物的稳定常数 252
11.3.2配位平衡的移动 253
11.3.3配合物稳定常数的应用 255
11.4螯合物 258
11.4.1螯合物的概念 258
11.4.2影响螯合物稳定性的因素 258
11.5配合物在医学上的意义 260
Summary 261
化学视窗 262
思考题 263
习题 263
第4篇 医学上常用的分析测试技术 269
第12章 滴定分析法 269
12.1概述 269
12.1.1基本概念 269
12.1.2适用于滴定分析的化学反应的条件 269
12.1.3滴定分析的操作程序 270
12.1.4滴定分析的计算 270
12.2分析结果的误差和有效数字 270
12.2.1准确度与误差 270
12.2.2精密度与偏差 271
12.2.3误差的来源及减免方法 272
12.2.4有效数字及其运算规则 273
12.3酸碱滴定法 274
12.3.1酸碱指示剂 274
12.3.2滴定曲线和指示剂的选择 275
12.3.3酸碱滴定法的应用 280
12.4氧化还原滴定法 282
12.4.1高锰酸钾法 283
12.4.2碘量法 285
12.5螯合滴定法 287
12.5.1基本概念 287
12.5.2影响螯合滴定的因素 287
12.5.3金属指示剂 288
12.5.4 EDTA标准溶液的配制 289
12.5.5应用实例——葡萄糖酸钙含量的测定 290
12.6沉淀滴定法 290
12.6.1莫尔法 290
12.6.2福尔哈德法 291
Summary 291
化学视窗 293
思考题 293
习题 294
第13章 紫外-可见吸收光谱法 296
13.1光吸收的基本原理 296
13.1.1光的性质 296
13.1.2物质对光的选择吸收 297
13.2基本定理 298
13.3吸收光谱法的误差及分析条件的选择 301
13.3.1吸收光谱法的误差 301
13.3.2吸收光谱法分析条件的选择 302
13.4吸收光谱法 306
13.4.1分光光度计 306
13.4.2分析方法 308
13.4.3紫外吸收光谱法简介 309
Summary 313
化学视窗 314
思考题 314
习题 314
第14章 现代仪器分析简介 316
14.1光学分析法 316
14.1.1光学分析法分类 316
14.1.2光学分析法的应用 319
14.2色谱分析法 319
14.2.1色谱分析法概述 319
14.2.2色谱法分离理论 320
14.2.3色谱法中的定性定量方法 321
14.2.4色谱法简介 321
Summary 325
化学视窗 326
习题 326
第5篇 化学与人类 329
第15章 生命科学中的微量元素 329
15.1概述 329
15.1.1生命元素 329
15.1.2人体内微量元素的分类与含量 330
15.1.3必需微量元素在元素周期表中的位置 332
15.2人体必需微量元素的生理功能 332
15.2.1作为酶的活性因子 332
15.2.2参与激素和维生素的生理作用 332
15.2.3参与运载作用 332
15.2.4维持核酸的正常代谢 333
15.3生物配体 336
15.3.1卟啉类化合物 336
15.3.2氨基酸、肽、蛋白质 337
15.3.3核苷酸、核酸 337
15.4微量元素作用的基本原理和规律 337
15.4.1微量元素在生物体内的作用特点 337
15.4.2微量元素在体内的作用机理——隔室封闭学说 338
15.4.3微量元素作用的基本规律 338
习题 340
第16章 化学与环境 341
16.1环境与绿色化学 341
16.1.1基本概念 341
16.1.2生物与环境 342
16.1.3化学与环境 342
16.1.4环境保护与绿色化学 342
16.2大气与污染 342
16.2.1大气的组成 342
16.2.2大气污染物的危害 343
16.2.3大气污染的防治 345
16.3水体与污染 346
16.3.1水体污染的危害 346
16.3.2水体污染的防治 347
16.4土壤与污染 348
习题 348
部分习题参考答案 349
附录 352
附录Ⅰ 普通物理常数 352
附录Ⅱ 单位和换算因数 352
附录Ⅲ 国际相对原子质量表（1997） 353
附录Ⅳ 热力学数据（298.15K） 354
附录Ⅴ 一些有机化合物的标准摩尔燃烧热 357
附录Ⅵ 弱酸、弱碱在水中的解离常数（298.15K） 358
附录Ⅶ 微溶化合物的溶度积（291.298K） 360
附录Ⅷ 标准电极电势（298K） 361
附录Ⅸ配合物的稳定常数（291～298K） 363
索引 366