第一章 原子结构和元素周期性质 2
1.1 原子和分子 2
1.1.1 原子和元素 2
1.1.2 分子和化合物 5
1.2 微观粒子运动的描述方法和量子效应 6
1.3 氢原子的结构 8
1.3.1 单电子原子的Schr？dinger方程及其解 8
1.3.2 量子数的物理意义 10
1.3.3 波函数和电子云的图形 11
1.4 多电子原子结构 13
1.4.1 屏蔽效应和穿透效应 13
1.4.2 基态原子的电子排布 14
1.5 元素周期表 15
1.6 元素性质的周期性 19
1.6.1 原子的电离能 19
1.6.3 原子的电负性 21
1.6.2 原子的电子亲合能 21
1.6.4 相对论效应对元素周期性质的影响 24
1.7 化合物的周期性质 27
1.7.1 化合物中元素的氧化态 28
1.7.2 从周期表看化合物的性质 28
1.7.3 过渡金属元素化学性质的变化规律 30
1.8 原子光谱和电子能谱的应用 31
1.8.1 原子光谱 31
1.8.2 电子能谱 32
习题 34
参考文献 35
第二章 化学键和分子结构 37
2.1 物质的性质和化学键类型 37
2.2 H？的结构和共价键的本质 40
2.2.1 H？的Schr？dinger方程及其解 40
2.2.2 共价键的本质 42
2.3.1 共价键的点电子表示 43
2.3 分子轨道理论和共价键类型 43
2.3.2 分子轨道理论 44
2.3.3 分子轨道的分布特点和分类 45
2.4 双原子分子的结构和性质 48
2.4.1 同核双原子分子 48
2.4.2 异核双原子分子 51
2.5 多原子分子的结构和表示法 52
2.5.1 分子的构型和构象 52
2.5.2 分子的点电子结构式 53
2.5.3 价电子对互斥理论 54
2.5.4 杂化轨道理论 56
2.5.5 原子的共价半径 57
2.6 共轭分子中的离域π键 59
2.6.1 共轭分子及其形成条件 59
2.6.2 共轭效应及其对物质性质的影响 60
2.7 金属键 60
2.8.1 配位键的成键形式 63
2.8 配位键 63
2.8.2 配位化合物的特征 65
2.9 离子键 67
2.9.1 离子键和点阵能 67
2.9.2 离子半径 70
2.10 氢键 73
2.10.1 氢键的成键类型 73
2.10.2 非常规氢键 74
2.10.3 氢键的形成和物质的性能 75
2.11 分子间作用力 77
2.11.1 概述 77
2.11.2 范德华力 78
2.11.3 分子识别、超分子和有序高级结构 80
2.12 分子的大小和形状 82
2.12.1 范德华半径 82
2.12.2 分子大小的估算 83
习题 85
参考文献 87
第三章 氢和氧的化学 89
3.1 氢 89
3.1.1 氢的分布和同位素 89
3.1.2 氢的成键类型 90
3.1.3 氢气的性质和制备 92
3.2 氧 93
3.2.1 氧的分布和性质 93
3.2.2 氧的成键特征和氧化物 94
3.3 水的结构和性质 97
3.3.1 水分子和冰的结构 98
3.3.2 水的性质 99
3.3.3 液态水的结构模型 102
3.4 溶液 104
3.4.1 溶液浓度表示法 104
3.4.2 溶解度 105
3.4.3 溶度积常数 106
3.5 酸和碱 107
3.5.1 酸和碱的定义与常用的酸和碱 107
3.5.2 水溶液中酸碱强弱的表示 109
3.5.3 酸碱强度的估计 110
3.5.4 缓冲溶液 111
3.6 氧化还原反应 113
3.6.1 氧化反应和还原反应 113
3.6.2 电极电势及其应用 114
3.6.3 氧化还原平衡 115
习题 116
参考文献 117
第四章 碳和氮的化学 119
4.1 碳 119
4.1.1 碳的三种同素异形体 119
4.1.2 三族有机物的结构特征 122
4.1.3 碳的同位素 123
4.2.1 氮的分布和性质 124
4.2 氮 124
4.2.2 氨和铵盐 125
4.2.3 氮的氧化物和含氧酸 126
4.2.4 1992年明星分子：NO 130
4.3 官能团和有机物分类 132
4.4 分子的对称性 136
4.4.1 对称操作和对称元素 136
4.4.2 分子的点群 140
4.5 手性分子 141
4.5.1 手性和旋光性 141
4.5.2 药物分子的构型 144
4.6 生物有机化学简介 146
4.6.1 碳水化合物 147
4.6.2 油脂 148
4.6.3 氨基酸和蛋白质 149
4.6.4 核酸 152
4.6.5 酶 155
习题 157
参考文献 158
第五章 能源化学 160
5.1 能源和能源的利用 160
5.1.1 能源和能源化学 160
5.1.2 能源的利用和热力学函数 161
5.2 键能、反应热和反应性质 164
5.2.1 共价键键能 164
5.2.2 反应热和反应性质 166
5.3 氢能源 167
5.3.1 储氢材料 168
5.3.2 激光分离同位素H和D 170
5.4 石油和天然气 171
5.4.1 石油的炼制 171
5.4.2 石油化工 174
5.4.3 催化反应和催化剂 174
5.5.1 煤的组成和结构 177
5.5 煤炭 177
5.5.2 煤的综合利用 178
5.6 电池 180
5.6.1 常用的干电池和蓄电池 180
5.6.2 燃料电池 182
5.6.3 金属腐蚀的微电池机理 184
习题 185
参考文献 186
第六章 环境化学 188
6.1 环境问题 188
6.2 水的环境化学 190
6.2.1 水的数量和分布 191
6.2.2 硬水和海水的处理和利用 192
6.2.3 水体的污染 193
6.2.4 污水治理 196
6.3.1 大气圈概况 197
6.3 大气化学 197
6.3.2 大气污染物 199
6.3.3 大气环境问题 201
6.3.4 臭氧层的损耗 204
6.4 环境与资源保护 206
习题 208
参考文献 208
7.1.1 水溶液的表面张力 210
7.1 水溶液的表面化学 210
第七章 界面化学 210
7.1.2 表面活性剂 211
7.1.3 疏水效应 214
7.2 固-气界面化学 215
7.2.1 固体表面的结构 215
7.2.2 固体表面吸附 217
7.2.3 分子筛怎样筛分分子 218
7.3.1 固体表面的润湿性能 220
7.3 固-液和固-固界面化学 220
7.3.2 钎焊：铝材的焊接 221
7.3.3 氧化物和盐类在载体表面自发单层分散 222
7.4 纳米化学 224
7.4.1 纳米材料 224
7.4.2 扫描探针显微技术 225
7.5 膜的化学 227
习题 230
参考文献 230
第八章 晶体和非晶体材料 232
8.1 晶体结构的周期性和点阵 232
8.2 晶体对称性和晶体物理性质 234
8.2.1 晶体结构的对称元素 234
8.2.2 晶系 235
8.2.3 空间点阵型式 235
8.2.4 晶体学点群 237
8.2.5 晶体的点群和晶体的物理性质 238
8.3 金属元素的晶体结构 241
8.3.1 等径圆球的堆积 241
8.3.2 金属单质的结构概况 245
8.3.3 金属原子半径 246
8.4 离子晶体的结构 248
8.4.1 常见的离子晶体结构 248
8.4.2 影响离子晶体结构的因素 252
8.5 晶体缺陷和晶体材料 253
8.6 玻璃、陶瓷和准晶体 255
8.6.1 玻璃 255
8.6.2 陶瓷 257
8.6.3 准晶体 259
8.7 液晶 260
习题 262
参考文献 264
9.1.1 钢铁的冶炼 266
9.1.2 钢铁的相组成和性能 266
9.1 钢铁 266
第九章 金属材料和磁性材料 266
9.2 新型金属材料 269
9.2.1 非晶态合金 270
9.2.2 形状记忆合金 271
9.3 配位场中金属原子的能级和未成对电子数 272
9.4 物质磁性的起源和分类 277
9.4.1 原子的磁性 277
9.4.2 物质磁性的分类 278
9.5 磁性材料 285
9.5.1 永磁材料 285
9.5.2 软磁材料 287
9.5.3 磁信息材料和特种磁性材料 288
习题 289
参考文献 290
10.1.1 光和颜色的关系 291
10.1 光和颜色 291
第十章 光学材料 291
10.1.2 颜色的起因 292
10.2 发色的化学机理和色料 293
10.2.1 原子激发和分子振动 293
10.2.2 过渡金属原子的能级在配位场中的变化 294
10.2.3 共轭效应和有机染料 294
10.2.4 电荷转移效应和颜料 297
10.2.5 电子在固体能带间跃迁产生颜色 298
10.2.6 变色材料 299
10.3 发光材料 301
10.3.1 概述 301
10.3.2 发光材料基质的晶体结构 303
10.3.3 发光材料的应用 307
10.4 非线性光学晶体 310
习题 313
参考文献 313
11.1.1 金属键：能带结构和电导 315
11.1 物质的结构和导电性能 315
第十一章 电学材料 315
11.1.2 共价键：离域π键和非金属导体 316
11.1.3 离子键：离子晶体缺陷和电导 317
11.2 半导体材料 318
11.2.1 本征半导体和掺杂半导体 318
11.2.2 p-n结及其应用 321
11.3 超导材料 323
11.4 固体离子导体 327
11.4.1 α-AgI 328
11.4.2 β-氧化铝 330
11.4.3 固体氧离子导体 331
11.5 压电材料 332
11.6 铁电材料 334
习题 337
参考文献 338
12.1 高分子材料的发展、合成和结构特点 339
12.1.1 高分子工业的发展 339
第十二章 合成高分子材料 339
12.1.2 高分子的合成——聚合反应 340
12.1.3 高分子的结构特点 343
12.2 功能高分子材料 344
12.2.1 医用高分子材料 345
12.2.2 导电高分子材料 346
12.2.3 高吸水性高分子材料 346
12.3.1 塑料和纤维 348
12.3 热塑性材料 348
12.3.2 若干热塑性高分子的结构、性质和应用 350
12.4 热固性材料 352
12.5 弹性体材料 354
12.6 复合材料 357
习题 359
参考文献 360
附录Ⅰ 单位、物理常数和换算因子 361
附录Ⅱ 部分习题答案 364
索引 369