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绪论1

0.1 化学是一门中心的、实用的和创造性的科学1

0.2 化学变化的特点2

0.3 化学的分支学科3

0.4 工科基础化学的教学目的5

第1章 物质结构基础6

1.1 原子结构与元素的周期系6

1.1.1 氢原子光谱和玻尔理论7

1.1.2 微观粒子的波粒二象性9

1.1.3 氢原子的量子力学模型11

1.1.4 多电子原子的量子力学模型15

1.1.5 原子的电子结构和元素周期系19

1.1.6 元素性质与原子结构的关系21

1.2 共价键与分子结构26

1.2.1 价键理论27

1.2.2 键参数29

1.2.3 杂化轨道理论32

1.2.4 分子轨道理论36

1.2.5 分子间力与氢键40

1.3 固体与晶体结构43

1.3.1 晶体的内部结构与分类43

1.3.2 离子键与离子晶体45

1.3.3 原子晶体与分子晶体51

1.3.4 金属键与金属晶体52

1.3.5 过渡型晶体55

1.4 配位化合物结构56

1.4.1 配位化合物的基本概念56

1.4.2 配位化合物的价键理论59

1.4.3 配位化合物的晶体场理论62

本章小结67

思考题68

习题70

第2章 化学反应进行的方向及限度74

2.1 基本概念74

2.1.1 系统与环境74

2.1.2 状态与状态函数75

2.1.3 过程与途径75

2.1.4 理想气体76

2.2 热力学第一定律77

2.2.1 热和功77

2.2.2 热力学能78

2.2.3 热力学第一定律79

2.3 焓80

2.3.1 等容过程热效应80

2.3.2 等压过程热效应与焓80

2.3.3 等容过程热效应与等压过程热效应的关系80

2.4 热化学——化学反应的热效应81

2.4.1 反应进度81

2.4.2 标准状态82

2.4.3 热化学方程式83

2.4.4 盖斯定律83

2.4.5 热化学基本数据与反应焓变的计算84

2.5 熵变与过程（反应）的方向86

2.5.1 自发过程的方向性86

2.5.2 反应的熵变87

2.6 吉布斯函数变与反应的方向89

2.6.1 吉布斯函数变与反应方向的判据89

2.6.2 标准摩尔生成吉布斯函数91

2.6.3 化学反应等温方程式91

2.7 化学平衡92

2.7.1 可逆反应和化学平衡92

2.7.2 标准平衡常数92

2.7.3 书写标准平衡常数表达式的注意事项93

2.7.4 平衡常数的计算与应用94

2.8 化学平衡的移动96

2.8.1 浓度对化学平衡移动的影响96

2.8.2 压力对化学平衡移动的影响97

2.8.3 惰性气体对化学平衡移动的影响98

2.8.4 温度对化学平衡移动的影响99

2.8.5 平衡移动原理100

本章小结100

思考题102

习题102

第3章 溶液及水溶液中的离子平衡107

3.1 溶液107

3.1.1 溶液浓度表示法107

3.1.2 拉乌尔定律与亨利定律109

3.1.3 非电解质稀溶液的依数性111

3.2 酸碱质子理论113

3.2.1 质子酸、质子碱的定义113

3.2.2 酸碱反应的实质114

3.2.3 水的质子自递反应与水的离子积115

3.2.4 质子酸碱的相对强弱115

3.3 弱酸和弱碱的解离平衡117

3.3.1 一元弱酸、弱碱的解离平衡117

3.3.2 多元弱酸、弱碱的解离平衡118

3.4 缓冲溶液120

3.4.1 同离子效应120

3.4.2 缓冲溶液121

3.4.3 缓冲溶液的pH值计算121

3.4.4 缓冲溶液的配制122

3.5 沉淀-溶解平衡123

3.5.1 标准溶度积124

3.5.2 溶度积和溶解度之间的换算124

3.5.3 溶度积规则125

3.5.4 沉淀-溶解平衡中的同离子效应126

3.5.5 溶液的pH值对沉淀-溶解平衡的影响126

3.5.6 分步沉淀127

3.5.7 难溶电解质的转化128

3.6 配位化合物的解离平衡129

3.6.1 配位化合物的标准稳定常数和标准不稳定常数129

3.6.2 配位化合物的解离平衡移动131

本章小结132

思考题133

习题134

第4章 氧化还原反应与电化学基础138

4.1 氧化还原反应的基本概念138

4.1.1 氧化数138

4.1.2 氧化还原反应139

4.1.3 氧化还原反应方程式的配平139

4.2 原电池141

4.2.1 原电池141

4.2.2 原电池的电动势与吉布斯函数变143

4.3 电极电势144

4.3.1 标准电极电势144

4.3.2 电极电势的能斯特方程式148

4.4 电极电势的应用152

4.4.1 判断氧化剂和还原剂的强弱152

4.4.2 判断氧化还原反应进行的方向152

4.4.3 判断氧化还原反应进行的程度153

4.4.4 元素的标准电极电势图及其应用154

4.5 电化学应用简介156

4.5.1 电解池、电解原理及应用156

4.5.2 金属的电化学腐蚀与防护158

4.5.3 化学电源159

本章小结161

思考题162

习题163

第5章 化学动力学166

5.1 化学反应速率及其机理166

5.1.1 化学反应速率的定义及其表示方法166

5.1.2 反应速率的实验测定168

5.2 反应历程和基元反应168

5.2.1 反应历程和基元反应168

5.2.2 简单反应与复合反应169

5.2.3 反应分子数169

5.3 化学反应速率与浓度的关系169

5.3.1 质量作用定律和反应速率常数169

5.3.2 反应级数170

5.4 速率方程的微积分形式及其特征170

5.4.1 简单级数反应的速率方程171

5.4.2 简单级数反应速率方程的确定175

5.5 温度对反应速率的影响176

5.5.1 温度与反应速率之间的经验关系式176

5.5.2 活化能的物理意义178

5.5.3 活化能对反应速率的影响178

5.6 化学反应速率理论179

5.6.1 简单碰撞理论179

5.6.2 过渡状态理论180

5.7 催化反应181

5.7.1 催化剂和催化反应181

5.7.2 催化反应的一般机理181

5.7.3 催化剂的特性183

本章小结183

思考题184

习题185

第6章 胶体187

6.1 分散系统的分类187

6.2 溶胶的特性与结构188

6.2.1 溶胶的光学性质——丁达尔效应188

6.2.2 溶胶的动力性质189

6.2.3 溶胶的电学性质191

6.2.4 溶胶粒子的结构192

6.3 溶胶的聚沉与保护193

6.3.1 电解质对溶胶的聚沉作用193

6.3.2 溶胶的相互聚沉193

6.3.3 加热聚沉194

6.3.4 胶体的保护194

6.4 溶胶的制备和净化194

6.4.1 分散法194

6.4.2 凝聚法195

6.4.3 溶胶的净化195

6.5 乳状液196

6.5.1 乳状液的稳定条件196

6.5.2 乳状液的转化与破坏197

6.6 表面活性剂及其应用197

6.6.1 表面张力197

6.6.2 表面活性剂198

6.6.3 表面活性剂的作用200

本章小结201

习题202

第7章 单质及无机化合物204

7.1 元素的存在状态和分布204

7.2 主族元素单质的性质205

7.2.1 单质的晶体结构与物理性质206

7.2.2 单质的化学性质208

7.2.3 稀有气体209

7.3 过渡元素概论211

7.3.1 过渡元素的通性211

7.3.2 重要的过渡元素213

7.4 镧系元素与锕系元素的简述221

7.4.1 镧系元素221

7.4.2 锕系元素221

7.5 氧化物和氢氧化物222

7.5.1 氧化物的物理性质222

7.5.2 氧化物的酸碱性及其变化规律223

7.5.3 氢氧化物的酸碱性224

7.6 卤化物226

7.6.1 卤化物的物理性质226

7.6.2 卤化物的化学性质227

7.7 硫化物228

7.7.1 硫化物的溶解性228

7.7.2 硫化物的还原性230

7.7.3 硫化物的酸碱性230

7.8 含氧酸及其盐231

7.8.1 含氧酸的酸性231

7.8.2 含氧酸及其盐的热稳定性232

7.8.3 含氧酸及其盐的氧化还原性233

7.8.4 含氧酸盐的溶解性235

7.8.5 硅酸盐235

本章小结236

思考题237

习题238

第8章 能源、环境、无机材料241

8.1 化学与能源241

8.1.1 煤242

8.1.2 石油245

8.1.3 天然气247

8.1.4 核能247

8.1.5 太阳能和氢能248

8.1.6 生物质能249

8.2 化学与环境249

8.2.1 大气的污染与防治250

8.2.2 水体的污染与防治255

8.2.3 土壤的污染与防治257

8 2.4 环境保护与可持续发展258

8.3 化学与无机材料259

8.3.1 金属及合金材料259

8.3.2 无机建筑材料261

8.3.3 陶瓷材料266

8.3.4 新型无机非金属材料269

本章小结276

思考题277

第9章 化学实验278

实验一 标准物质的称量、配制与酸碱滴定279

实验二 醋酸解离度和解离常数的测定281

实验三 氧化还原反应与电化学284

实验四 反应级数及活化能测定286

实验五 磺基水杨酸铁（Ⅲ）配离子的组成和稳定常数的测定289

实验六 水的净化与软化处理292

实验七 锡、铅、锑、铋296

实验八 铬和锰300

实验九 常见阳离子的分离和检出305

实验十 铁矿石中铁含量的测定308

附录311

附录A 一些基本物理常数311

附录B 某些物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯函数和标准摩尔熵（298.15K）312

附录C 某些物质的标准摩尔燃烧焓（298.15K）317

附录D 一些弱电解质在水溶液中的解离常数（298.15K）318

附录E 一些配离子的稳定常数（298.15K）319

附录F 一些物质的溶度积（298.15K）320

附录G 一些电极反应的标准电极电势（298.15K）321

参考答案323

主要参考文献332