第1章 物质的状态及其变化 1
1-1 理想气体状态方程 1
1-2 实际气体和van der waals(范德华)方程 3
1-3 气体分压定律 5
1-4 气体分子动理论 7
1-5 分子的速率分布和能量分布 9
1-6 凝聚态——液体、固体和液晶 11
1-7 气体的液化·临界现象 14
1-8 液体的蒸发·蒸气压 15
1-9 液体的凝固·固体的熔化 17
小结 18
思考题 19
习题 19
第2章 化学热力学 21
2.1.2 状态和状态函数 22
2.1.1 系统和环境 22
2-1 热力学的一些基本概念 22
2.1.3 过程和途径 23
2-2 热力学第一定律 24
2.2.1 热力学能、热和功 24
2.2.2 热力学第一定律及其数学表达式 25
2-3 功与过程 26
2.3.1 体积功 26
2.3.2 可逆过程 28
2-4 热与焓 30
2.4.1 简单变温过程 30
2.4.2 相变过程 30
2.4.3 焓 31
2-5 热力学第一定律对理想气体的应用 32
2.5.1 理想气体的热力学能和焓——Gay·Lussac-Joule(盖·吕萨克-焦耳)实验 32
2.5.2 理想气体的Cp和Cv之差 33
2.6.1 化学反应的热效应 34
2-6 热化学 34
2.6.2 反应进度 35
2.6.3 热化学方程式 36
2-7 Hess(盖斯)定律 38
2-8 几种热效应 39
2.8.1 生成焓 39
2.8.2 燃烧焓 41
2-9 反应热与温度的关系——Kirchhoff(基尔霍夫)定律 42
2-10 热力学第二定律 43
2.10.1 自发变化的共同特征——不可逆性 44
2.10.2 热力学第二定律的几种表述 45
2.10.3 熵变的定义及其计算 45
2-11 热力学第二定律的本质——熵的统计意义 48
2.11.1 熵与热力学概率 48
2.11.2 熵增加原理 49
2.12.2 标准熵 51
2-12 热力学第三定律和标准熵 51
2.12.1 热力学第三定律 51
2.12.3 化学反应标准熵变的计算 52
2-13 Gibbs(吉布斯)自由能与Helmholtz(亥姆霍兹)自由能 53
2-14 热力学函数之间的一些重要关系式 54
2.14.1 封闭系统的热力学基本公式 54
2.14.2 对应系数关系式 55
2-15 △G的计算 56
2.15.1 等温简单状态变化过程的△G 56
2.15.2 等温等压下相变过程的△G 57
2.15.3 混合过程的△G 57
2.15.4 化学反应的△G 57
2-16 温度和压力对△G的影响 58
2.16.1 温度对△G的影响——Gibbs-Helmholtz公式 58
2-17 耗散结构简介 60
2.16.2 压力对△G的影响 60
2.17.1 自然科学中的自组织现象 61
2.17.2 耗散结构形成的条件 62
2.17.3 应用 63
小结 64
参考文献 65
思考题 65
习题 65
第3章 溶液与相平衡 68
3-1 溶液 68
3.1.1 溶液的浓度 68
3.1.2 溶解度 70
3-2 偏摩尔量 71
3.2.1 偏摩尔量的定义 72
3.2.2 偏摩尔量的集合公式 73
3.3.2 化学势在相平衡中的应用 74
3.3.1 化学势的定义 74
3-3 化学势 74
3.3.3 化学势与温度、压力的关系 75
3-4 理想气体的化学势 75
3-5 理想溶液各组分的化学势 76
3.5.1 Raoult(拉乌尔)定律及理想溶液的定义 76
3.5.2 理想溶液各组分的化学势 77
3-6 稀溶液及其各组分的化学势 78
3.6.1 Henry(亨利)定律与稀溶液 78
3.6.2 稀溶液中各组分的化学势 80
3-7 稀溶液的依数性 81
3.7.1 蒸气压降低 82
3.7.2 凝固点降低 82
3.7.3 沸点升高 84
3.7.4 渗透压 85
3-8 非理想溶液及其各组分的化学势 88
3.7.5 生物体内的渗透功 88
3.8.1 非理想溶液中溶剂的化学势 89
3.8.2 非理想溶液中溶质的化学势 89
3-9 电解质溶液 91
3.9.1 Arrhenius的电离学说 91
3.9.2 强电解质的活度与活度系数 92
3.9.3 离子平均活度系数的理论计算 94
3-10 大分子溶液及其渗透压 95
3.10.1 大分子溶液 95
3.10.2 大分子溶液的渗透压 96
3.10.3 Donnan(陶南)平衡 97
3-11 相律 98
3.11.1 相平衡中的几个重要概念 99
3.11.2 相律的推导 100
3.12.1 Clapeyron方程 101
3-12 单组分系统的相平衡 101
3.12.2 单组分系统的相图 103
3-13 二组分系统的相图及其应用 105
3.13.1 二组分理想系统的p-x图和T-x图 105
3.13.2 二组分非理想系统的p-x图和T-x图 107
小结 108
参考文献 109
思考题 109
习题 109
第4章 化学平衡 112
4-1 化学反应的方向和限度 112
4.1.1 化学势在化学变化中的应用 112
4.1.2 化学反应等温式 114
4-2 化学反应平衡常数表示式 116
4.2.1 气相反应 116
4.2.2 溶液反应 117
4.2.3 复相反应 119
4.2.4 平衡常数的测定 120
4.2.5 平衡常数的应用 122
4-3 标准生成Gibbs自由能 123
4.3.1 标准状态下反应Gibbs自由能的变化值 123
4.3.2 标准生成Gibbs自由能 125
4.3.3 溶液中物质的标准生成Gibbs自由能 125
4-4 化学平衡的移动 127
4.4.1 浓度(或分压)对化学平衡的影响 127
4.4.2 温度对平衡常数的影响 128
4-5 多重平衡 130
4-6 多结合位的平衡 131
4-7 反应的偶联 133
参考文献 134
小结 134
思考题 135
习题 135
第5章 酸碱平衡与酸碱滴定 137
5-1 酸碱质子理论 137
5.1.1 酸碱的定义 137
5.1.2 酸碱的强弱 138
5.1.3 水的自偶解离平衡 139
5.1.4 共轭酸碱对的Ka与Kb的关系 140
5-2 弱酸、弱碱水溶液中H+浓度的计算 140
5.2.1 弱酸、弱碱水溶液pH的计算 140
5.2.2 两性物质溶液pH的计算 141
5.2.3 混合酸、混合碱溶液pH的计算 143
5-3 酸度对弱酸、弱碱形体分布的影响 144
5.3.1 一元弱酸溶液中各种形体的分布 144
5.3.2 多元酸溶液中的形体分布 146
5.3.3 复杂体系溶液中的形体分布 147
5-4 缓冲溶液 148
5.4.1 弱酸(碱)与它的共轭碱(酸)共存时溶液pH的计算 148
5.4.2 缓冲溶液的缓冲能力和缓冲范围 149
5.4.3 缓冲溶液的选择和配制 149
5-5 酸碱滴定曲线和指示剂的选择 151
5.5.1 强酸、强碱的滴定 151
5.5.2 一元弱酸、弱碱的滴定 155
5.5.3 一元弱酸与强酸或一元弱碱与强碱混合体系的滴定 158
5.5.4 多元酸、多元碱的滴定 158
5-6 终点误差 159
5.6.1 强酸、强碱滴定的终点误差 160
5.6.2 弱酸、弱碱滴定的终点误差 160
5.6.3 终点误差公式 161
5-7 酸碱滴定法的应用 162
5.7.1 酸碱标准溶液的配制与标定 162
5.7.2 酸碱滴定法应用示例 164
5-8 非水溶剂中的酸碱滴定简介 165
5.8.1 非水溶剂的性质与作用 165
5.8.2 非水滴定的应用 166
小结 167
参考文献 167
思考题 168
习题 168
第6章 配位平衡与络合滴定 170
6-1 配位化合物的组成与命名 170
6.1.1 配位化合物的组成 170
6.1.2 简单配合物与螯合物 172
6.1.3 配位化合物的命名 174
6-2 配位化合物的异构现象 175
6.2.1 结构异构 175
6.2.2 空间异构 176
6-3 配位平衡及其移动 177
6-4 络合滴定的基本原理 180
6.4.1 氨羧配位剂与EDTA 180
6.4.2 配合物的副反应系数与条件(稳定)常数 181
6.4.3 金属指示剂 186
6.4.4 滴定曲线与终点误差 187
6-5 混合离子的选择性滴定 190
6.5.1 控制酸度进行分步滴定 190
6.5.2 使用掩蔽剂提高滴定的选择性 192
6-6 络合滴定法的应用 194
6.6.1 络合滴定中缓冲剂的应用 194
6.6.2 滴定方式及应用 195
6.6.3 标准溶液的配制和标定 197
6-7 配位化合物在生化、医药中的应用 198
小结 199
思考题 199
习题 200
第7章 沉淀溶解平衡及其分析应用 202
7-1 沉淀溶解平衡 202
7.1.1 沉淀溶解平衡常数——溶度积 202
7.1.2 溶度积与溶解度 203
7-2 沉淀溶解平衡的移动 205
7.2.1 沉淀的生成 205
7.2.2 沉淀的溶解 207
7-3 分步沉淀 211
7.3.1 分步沉淀的可能性 211
7.3.2 分步沉淀的控制 212
7-4 沉淀滴定法 213
7.4.1 Mohr(莫尔)法——铬酸钾作指示剂 213
7.4.2 Volhard(佛尔哈德)法——铁铵矾作指示剂 214
7.4.3 Fajans(法扬司)法——吸附指示剂 215
7-5 重量分析法 215
7.5.2 沉淀的形成 216
7.5.1 沉淀重量法的分析过程 216
7.5.3 沉淀的纯度 217
7.5.4 沉淀的条件和称量形的获得 218
小结 219
思考题 219
习题 220
第8章 氧化还原与电化学基础 222
8-1 氧化还原反应 222
8.1.1 氧化还原的基本概念 222
8.1.2 氧化数 223
8.1.3 氧化还原方程式的配平 224
8-2 电解质溶液的导电性质 225
8.2.1 电解质溶液的电导 225
8.2.2 离子的迁移 228
8.2.3 电导测定的应用 230
8.3.1 化学电池 232
8-3 电池的电动势和电极电势 232
8.3.2 化学电池的热力学 235
8.3.3 电极电势 237
8-4 电动势与电极电势的应用 244
8.4.1 判断氧化还原反应的方向和进行的程度 244
8.4.2 元素标准电极电势图的应用 247
8.4.3 电池电动势的计算 248
8.4.4 求难溶盐类的溶度积 250
8.4.5 电解质活度系数的测定 250
8-5 电势分析法 251
8.5.1 参比电极与指示电极 251
8.5.2 直接电势法 253
8-6 氧化还原滴定 254
8.6.1 条件电势及其影响因素 254
8.6.2 氧化还原滴定曲线与指示剂的选择 255
8.6.4 氧化还原滴定方法 257
8.6.3 氧化还原滴定前的预处理 257
8-7 生物电化学 262
8.7.1 生物氧化 263
8.7.2 细胞膜电势 264
小结 265
参考文献 266
思考题 266
习题 267
第9章 原子结构 270
9-1 氢原子光谱与Bohr理论 270
9-2 微观粒子运动的波粒二象性 273
9.2.1 光的波粒二象性 273
9.2.2 De Broglie假说与实物微粒的波粒二象性 273
9.2.3 微观粒子波动性的统计解释 274
9-3 Schr？dinger方程 275
9.4.1 单电子原子的Schr？dinger方程 276
9-4 单电子原子体系 276
9.4.2 氢原子的波函数和电子云图像 278
9.4.3 四个量子数 285
9-5 多电子原子的结构与周期律 288
9.5.1 屏蔽效应 288
9.5.2 钻穿效应 288
9.5.3 核外电子的排布 290
9.5.4 元素周期表 291
9-6 元素基本性质的周期性变化规律 294
9-7 原子光谱 298
小结 298
参考文献 299
思考题 299
习题 300
10.1.1 氢分子离子(H+ 2)的结构 301
第10章 分子结构 301
10-1 双原子分子的结构 301
10.1.2 分子轨道理论 303
10.1.3 H2分子的结构 311
10.1.4 Lewis结构和价键理论 313
10-2 多原子分子的结构 315
10.2.1 价电子对互斥理论 316
10.2.2 杂化轨道理论 319
10-3 离域π键与共轭分子的性质 324
10-4 配合物的结构 326
10.4.1 配合物的价键理论 326
10.4.2 晶体场理论 329
10.4.3 配合物的颜色与吸收光谱 331
10.4.4 生物体内的配合物 333
10.5.1 van der Waals力 337
10-5 分子间作用力 337
10.5.2 氢键 338
10.5.3 疏水基团相互作用 339
小结 340
参考文献 340
思考题 341
习题 341
第11章 晶体结构 342
11-1 晶体结构的周期性与点阵 342
11-2 晶体结构的对称性 345
11.2.1 晶体的对称元素与对称操作 345
11.2.2 晶胞与晶胞参数 347
11.2.3 晶系与空间点阵型式 349
11.2.4 晶面指标与晶面间距 349
11.2.5 晶体的点群与空间群 351
11.3.1 X射线的产生 352
11-3 晶体的X射线衍射效应 352
11.3.2 Bragg(布拉格)方程 353
11.3.3 衍射强度与晶胞中原子的分布 355
11-4 单晶结构测定简介 355
11.4.1 衍射强度的收集 355
11.4.2 电子密度函数 357
11.4.3 结构生物学简介 358
11-5 晶体化学概述 358
11.5.1 晶体的基本类型 358
11.5.2 离子极化与键型变异 361
小结 363
参考文献 364
思考题 364
习题 364
第12章 分子光谱 366
12.1.1 多原子分子的紫外-可见光谱 367
12-1 紫外-可见光谱 367
12.1.2 应用 369
12-2 红外光谱 372
12.2.1 红外光谱的基本原理 373
12.2.2 影响红外吸收峰位置的因素 376
12.2.3 红外光谱的应用 378
12-3 Raman(拉曼)光谱 378
12-4 荧光光谱 381
12.4.1 基本原理 382
12.4.2 荧光与分子结构的关系 383
12.4.3 应用 383
12-5 旋光色散与圆二色性 384
12.5.1 旋光色散 384
12.5.2 圆二色性 384
12.5.3 旋光产生的分子基础 385
12-6 核磁共振(NMR)与电子自旋共振(ESR) 386
12.6.1 核磁共振 387
12.6.2 电子自旋共振 389
小结 391
参考文献 392
思考题 392
习题 393
第13章 元素化合物及定性分析 395
13-1 s区元素 396
13.1.1 钾、钠、钙、镁在生物体内的某些功能 396
13.1.2 单质的物理化学性质 396
13.1.3 氢氧化物 397
13.1.4 盐类 398
13.1.5 锂、铍的特性 398
13.1.6 s区常见阳离子及NH+ 4的分离与鉴定 399
13.2.1 铜、锌在生物体内的某些功能 400
13-2 ds区元素 400
13.2.2 单质的物理化学性质 401
13.2.3 重要化合物 401
13.2.4 铜、汞不同氧化态的稳定性及相互转化 407
13.2.5 ds区常见阳离子的分离与鉴定 410
13-3 p区非金属元素 410
13.3.1 卤素及硒在生物体内的某些功能 411
13.3.2 卤素及其化合物 411
13.3.3 氧、硫及其化合物 420
13.3.4 氮、磷及其化合物 431
13.3.5 碳、硅、硼及其化合物 440
13.3.6 p区非金属元素的氢化物、含氧酸及含氧酸盐的某些通性 447
13-4 p区金属元素 449
13.4.1 金属的活泼性 449
13.4.2 氧化物和氢氧化物 450
13.4.3 盐 451
13.4.4 Bi(Ⅴ)、Pb(Ⅳ)的氧化性与Sb(Ⅲ)、Sn(Ⅱ)的还原性 454
13.4.6 p区元素与环境污染 455
13.4.5 Pb2+、Bi3+、Al3+的分离与鉴定 455
13-5 过渡元素 456
13.5.1 生物体内钒等d区元素的某些功能 456
13.5.2 d区元素通性 457
13.5.3 铬及其化合物 457
13.5.4 锰及其化合物 460
13.5.5 铁、钴、镍及其化合物 463
13.5.6 Fe3+、Cr3+、Al3+等金属离子的性质比较与分离鉴定 468
13.5.7 稀土和镧系元素 469
13-6 常见离子与常用试剂的反应 471
13-7 分析化学中常用的分离方法 475
13.7.1 沉淀分离法 475
13.7.2 溶剂萃取分离法 475
13.7.3 离子交换分离法 477
13.7.4 色谱法 478
13.7.5 挥发与蒸馏分离法 481
小结 481
参考文献 481
思考题 482
习题 483
第14章 化学动力学 488
14-1 化学反应速率方程 488
14.1.1 化学反应速率表示法 488
14.1.2 化学反应的速率方程 489
14-2 具有简单级数反应的速率公式 491
14.2.1 一级反应 491
14.2.2 二级反应 493
14.2.3 三级反应 494
14.2.4 零级反应 495
14.2.5 反应级数的测定 496
14-3 复杂反应 498
14.3.1 对峙反应 499
14.3.2 平行反应 500
14.3.3 连续反应 501
14.3.4 稳态近似和决速步骤 502
14-4 反应速率与温度的关系 504
14.4.1 Arrhenius(阿累尼乌斯)公式 504
14.4.2 活化能的概念及从实验求活化能 505
14-5 基元反应速率理论 507
14.5.1 碰撞理论 507
14.5.2 过渡态理论 509
14-6 溶液中的反应 512
14.6.1 扩散控制反应 512
14.6.2 溶剂对反应速率的影响 513
14.6.3 离子强度的影响(原盐效应) 513
14.7.1 催化作用及其特征 514
14-7 催化反应 514
14.7.2 酶催化 515
14.7.3 酸碱催化 517
14-8 光化学 518
14.8.1 光化学基本定律 519
14.8.2 光合作用 519
14.8.3 空气光化学 520
小结 521
参考文献 521
思考题 522
习题 522
第15章 胶体与界面化学 525
15-1 胶体分散体系 525
15.1.1 分散体系的分类及特性 525
15.1.2 质点的形状与大小 526
15.1.3 表面与界面 527
15.2.1 气-液界面 530
15-2 界面吸附 530
15.2.2 固-气界面 533
15.2.3 固-液界面 536
15-3 表面活性剂及其作用 537
15.3.1 表面活性剂的结构及其溶液的物化性质 537
15.3.2 润湿作用 540
15.3.3 乳化作用 541
15.3.4 增溶作用 541
15-4 两亲分子的有序组合体 543
15.4.1 不溶性表面膜 543
15.4.2 囊泡与脂质体 545
15.4.3 溶致液晶 546
15-5 胶体分散体系的性质 546
15.5.1 胶体的动力性质 547
15.5.2 胶体的光学性质 550
15.5.3 胶体的流变性质 551
15.5.4 胶体的电学性质 553
15-6 胶体的稳定性 558
15.6.1 胶体的稳定性理论 558
15.6.2 溶胶的聚沉 560
15.6.3 大分子化合物的保护作用与敏化作用 561
小结 562
参考文献 562
思考题 563
习题 563
第16章 化学测量的误差与数据处理 566
16-1 测量误差的产生与表征 566
16.1.1 误差的产生及减免办法 566
16.1.2 误差的表征 567
16-2 分析数据的统计处理 569
16.2.1 随机误差的分布 569
16.2.2 平均值的置信区间 570
16.2.3 显著性检验 572
16-3 有效数字及分析结果的表示 574
16.2.4 异常值的检验 574
小结 576
思考题 576
习题 577
习题答案 578
附录 584
Ⅰ 数学复习 584
Ⅰ-1 对数 584
Ⅰ-2 线性方程 584
Ⅰ-3 函数展开式 584
Ⅰ-4 微分 585
Ⅰ-5 积分 587
Ⅱ-1 SI基本单位和常用的导出单位 588
Ⅱ-2 SI单位制的词头 588
Ⅱ 单位和换算因子 588
Ⅱ-3 一些非推荐单位、导出单位与SI单位的换算 589
Ⅲ 一些常用的物理化学常数 589
Ⅳ 常见物质的△fH？、△fG？和S？ 590
Ⅴ 一些物质的相关常数 594
Ⅴ-1 弱酸、弱碱在水溶液中的解离常数(25℃) 594
Ⅴ-2 金属配合物的稳定常数 596
Ⅴ-3 难溶化合物的溶度积(25℃) 598
Ⅵ-1 原子半径r 599
Ⅵ 599
Ⅵ-2 元素的电负性x 600
Ⅵ-3 元素的第一电离能I1 601
Ⅵ-4 主族元素的第一电子亲和能Eea1 602
Ⅵ-5 Goldschmidt离子半径和Pauling离子半径 602
Ⅵ-6 有效离子半径re 603
外国人名译音表 604
索引 606