大学化学

绪论1

第1章气体和溶液4

学习要求4

1?1气体4

1?1?1理想气体状态方程4

1?1?2道尔顿分压定律5

1?2溶液6

1?2?1分散系6

1?2?2溶液浓度的表示方法6

1?2?3稀溶液的通性8

1?3胶体溶液12

1?3?1分散度和比表面12

1?3?2表面能12

1?3?3胶团的结构13

1?3?4胶体溶液的性质13

1?3?5溶胶的稳定性和聚沉15

1?4高分子溶液和乳状液16

1?4?1高分子溶液16

1?4?2乳状液17

思考题18

习题18

第2章化学热力学初步20

学习要求20

2?1基本概念和术语21

2?1?1系统和环境21

2?1?2状态和状态函数21

2?1?3过程与途径22

2?1?4功和热22

2?1?5热力学能23

2?1?6热力学第一定律23

2?2热化学24

2?2?1恒容反应热24

2?2?2恒压反应热24

2?2?3化学反应进度25

2?2?4标准摩尔反应焓变ΔrH?m26

2?2?5热化学反应方程式27

2?2?6盖斯定律27

2?2?7标准摩尔反应焓变ΔrH?m的计算29

2?3化学反应的自发方向31

2?3?1熵31

2?3?2化学反应方向的判据32

2?3?3标准摩尔生成吉布斯自由能变ΔfG?m与标准摩尔反应吉布斯自由能变ΔrG?m33

2?3?4ΔrG与温度的关系34

思考题36

习题36

第3章化学平衡和化学反应速率39

学习要求39

3?1化学平衡39

3?1?1可逆反应与化学平衡39

3?1?2化学平衡常数40

3?1?3平衡常数与化学反应的程度41

3?1?4化学反应等温式42

3?1?5化学平衡的移动44

3?1?6多重平衡规则48

3?2化学反应速率50

3?2?1化学反应的速率及其表示法50

3?2?2化学反应的机理(reaction mechanism)51

3?2?3简单反应级数的反应54

3?2?4反应速率理论55

3?2?5影响化学反应速率的因素57

思考题60

习题60

第4章酸碱平衡63

学习要求63

4?1酸碱质子理论与酸碱平衡63

4?1?1酸、碱与酸碱反应的实质64

4?1?2酸碱平衡与酸、碱的相对强度66

4?2影响酸碱解离的主要因素71

4?2?1稀释定律72

4?2?2同离子效应72

4?2?3盐效应73

4?2?4温度的影响73

4?3酸碱平衡中组分分布及浓度计算74

4?3?1酸度、初始浓度、平衡浓度与物料等衡74

4?3?2分布系数与分布曲线75

4?3?3组分平衡浓度计算的基本方法77

4?4溶液酸度的计算78

4?4?1质子条件式的确定78

4?4?2一元弱酸(碱)溶液酸度的计算80

4?4?3两性物质溶液酸度的计算82

4?4?4其他酸碱体系pH的计算83

4?5溶液酸度的控制——酸碱缓冲溶液85

4?5?1酸碱缓冲溶液的作用原理85

4?5?2缓冲能力与缓冲范围86

4?5?3酸碱缓冲溶液的分类及选择87

4?5?4缓冲溶液的计算与配制87

思考题88

习题88

第5章氧化还原反应90

学习要求90

5?1氧化还原反应的基本概念90

5?1?1氧化值90

5?1?2氧化还原反应91

5?2氧化还原反应的配平91

5?3电极电势92

5?3?1原电池92

5?3?2电极电势93

5?3?3原电池电动势与吉布斯自由能变95

5?3?4影响电极电势的因素——能斯特方程96

5?4电极电势的应用100

5?4?1计算原电池的电动势100

5?4?2判断氧化剂和还原剂的相对强弱100

5?4?3判断氧化还原反应的方向101

5?4?4确定氧化还原反应的限度103

5?4?5计算其他反应平衡常数和pH值105

5?5元素电极电势图及其应用106

5?5?1元素电势图106

5?5?2元素电势图的应用106

5?6氧化还原反应的应用108

5?6?1在生命科学中的应用108

5?6?2消毒与灭菌108

5?6?3氧化还原反应与土壤肥力108

思考题109

习题109

第6章沉淀?溶解平衡112

学习要求112

6?1沉淀?溶解平衡及溶度积原理112

6?1?1沉淀?溶解平衡的建立112

6?1?2溶度积常数、溶解度及两者间的相互换算113

6?1?3溶度积原理114

6?2沉淀的生成114

6?2?1沉淀的生成条件114

6?2?2沉淀的完全程度114

6?3沉淀的溶解116

6?3?1生成弱电解质使沉淀溶解116

6?3?2通过氧化还原反应使沉淀溶解117

6?3?3生成配合物使沉淀溶解117

6?4分步沉淀和沉淀转化117

6?4?1分步沉淀117

6?4?2沉淀的转化119

思考题119

习题120

第7章配位化合物及配位平衡121

学习要求121

7?1配位化合物的定义和组成121

7?1?1配合物的定义121

7?1?2配合物的组成122

7?2配位化合物的命名和类型124

7?2?1配合物化学式的书写原则及命名124

7?2?2配位化合物的类型125

7?2?3配位化合物的异构现象126

7?3配位离解平衡127

7?3?1配位平衡常数128

7?3?2配位平衡的移动130

7?4螯合物及其特点134

7?4?1乙二胺四乙酸及其在溶液中的解离平衡135

7?4?2金属离子?EDTA配合物的特点136

7?4?3配位反应的完全程度及其影响因素137

7?5配合物在生物、医药等方面的应用141

7?5?1配合物在维持机体正常生理功能中的作用141

7?5?2配合物的解毒作用141

7?5?3配合物的治癌作用142

思考题142

习题143

第8章化学定量分析法145

学习要求145

8?1分析化学概述145

8?2分析化学的方法145

8?2?1化学分析法145

8?2?2仪器分析法146

8?3定量分析过程146

8?4定量分析结果的表示147

8?4?1待测组分的化学表示形式147

8?4?2待测组分含量的表示方法147

8?5定量分析中的误差147

8?5?1误差的分类147

8?5?2误差的表示方法148

8?5?3提高分析结果准确度方法151

8?6分析结果的数据处理152

8?6?1有效数字及其计算规则152

8?6?2平均值的置信区间153

8?6?3可疑值的数据取舍154

8?6?4分析结果的数据处理与报告154

8?7滴定分析法概论155

8?7?1滴定分析法的基本概念和方法分类155

8?7?2滴定分析法对化学反应的要求和滴定方式156

8?7?3基准物和标准溶液156

8?7?4滴定分析结果的计算157

8?8酸碱滴定法158

8?8?1酸碱指示剂159

8?8?2酸碱滴定曲线和指示剂的选择161

8?8?3酸碱滴定应用示例166

8?8?4滴定分析法的共性167

8?9氧化还原滴定法168

8?9?1基本原理168

8?9?2常用氧化还原滴定方法171

8?9?3氧化还原滴定前的预处理173

8?9?4氧化还原滴定结果的计算174

8?10配位滴定分析175

8?10?1基本原理175

8?10?2配位滴定的应用179

8?11沉淀滴定法180

8?11?1基本原理180

8?11?2常见几种沉淀滴定法181

思考题183

习题183

第9章物质结构基础188

学习要求188

9?1核外电子的运动状态188

9?1?1原子的组成188

9?1?2微观粒子(电子)的运动特征189

9?1?3核外电子运动状态描述193

9?2多电子原子结构197

9?2?1屏蔽效应和钻穿效应198

9?2?2核外电子排布规则199

9?2?3原子的电子层结构与元素周期律201

9?2?4原子性质的周期性202

9?3化学键理论206

9?3?1离子键理论206

9?3?2现代共价键理论207

9?3?3分子轨道理论212

9?3?4杂化轨道理论214

9?3?5配合物的价键理论218

9?3?6价层电子对互斥理论219

9?4共价型物质的晶体220

9?4?1晶体的类型220

9?4?2金属晶体221

9?4?3分子晶体223

9?5离子型晶体227

9?5?1离子晶体227

9?5?2离子极化作用228

9?6多键型晶体229

思考题230

习题231

第10章元素化学234

学习要求234

10?1元素概述234

10?1?1元素的分布234

10?1?2元素的分类235

10?2s区元素236

10?2?1s区元素的通性236

10?2?2s区的重要元素及化合物237

10?3p区元素238

10?3?1p区元素的通性238

10?3?2p区重要元素及其化合物239

10?4d区元素246

10?4?1d区元素的通性246

10?4?2d区重要元素及其化合物247

10?5ds区元素250

10?5?1ds区元素的通性250

10?5?2ds区元素的重要化合物251

10?6f区元素253

10?6?1镧系元素的通性253

10?6?2镧系重要元素及化合物256

10?6?3锕系元素的通性257

10?6?4锕系重要元素及化合物257

思考题258

习题258

第11章吸光光度法260

学习要求260

11?1概述260

11?1?1光的基本性质260

11?1?2物质对光的吸收261

11?1?3吸光光度法的特点261

11?2光吸收的基本定律262

11?2?1朗伯?比尔定律262

11?2?2吸收系数及桑德尔灵敏度263

11?3比色法和分光光度法及其仪器263

11?3?1目视比色法263

11?3?2分光光度法263

11?4显色反应及显色条件的选择265

11?4?1显色反应的选择265

11?4?2显色条件的选择265

11?5分光光度法仪器测量误差及其消除266

11?5?1对朗伯?比尔定律的偏离266

11?5?2吸光度测量的误差267

11?5?3分光光度法仪器测量误差的消除267

11?6分光光度法的某些应用268

11?6?1单一组分的测定268

11?6?2多组分的分析268

11?6?3弱酸和弱碱解离常数测定269

11?6?4配合物组成分析269

思考题271

习题271第12章现代仪器分析选论273

学习要求273

12?1原子吸收分光光度法274

12?1?1概述274

12?1?2基本原理274

12?1?3原子吸收分光光度计组成275

12?1?4定量分析方法277

12?1?5原子吸收法的应用278

12?2电势分析法278

12?2?1电势分析法的基本原理278

12?2?2直接电势法282

12?2?3电势滴定法285

12?3色谱分析法简介287

12?3?1色谱分析法的定义287

12?3?2色谱分析法的分类288

12?3?3色谱常用术语288

12?3?4色谱分配平衡289

12?3?5色谱柱效能和分离度290

12?3?6色谱定性及定量分析293

12?3?7气相色谱法294

12?3?8高效液相色谱法298

思考题301

习题302

第13章化学与生命科学304

学习要求304

13?1构成生命的化学元素304

13?2生命的物质基础305

13?2?1糖305

13?2?2蛋白质305

13?2?3核酸308

13?3分子遗传学的化学基础311

13?4化学对基因工程的贡献313

13?4?1基因工程——重组DNA技术313

13?4?2应用315

思考题316

第14章化学与材料317

学习要求317

14?1引言317

14?1?1材料的发展历史317

14?1?2材料的分类318

14?2金属与合金319

14?2?1合金的结构类型319

14?2?2几种重要的合金材料320

14?3无机非金属材料321

14?3?1陶瓷材料321

14?3?2建筑材料322

14?3?3几种重要的无机非金属材料324

14?4高分子材料325

14?4?1通用高分子材料325

14?4?2高分子复合材料326

思考题326

第15章化学与环境327

学习要求327

15?1当今世界三大环境问题327

15?1?1酸雨(大气酸沉降)327

15?1?2臭氧层空洞329

15?1?3温室效应330

15?2保护水环境331

15?2?1污水产生的原因331

15?2?2污水的危害331

15?2?3防治污水的措施与建议332

15?3垃圾——摆错了地方的财富333

15?3?1垃圾的成分及分类333

15?3?2垃圾的危害333

15?3?3垃圾的处理334

15?3?4综合性废物管理335

思考题335

第16章绿色化学336

学习要求336

16?1绿色化学导论336

16?1?1绿色化学的产生和发展336

16?1?2绿色化学定义337

16?1?3绿色化学的内容338

16?1?4绿色化学应遵循的原则340

16?2新技术在绿色化学的应用343

16?2?1生物技术343

16?2?2膜技术344

16?2?3超临界流体技术345

16?2?4微波和超声波技术345

16?3绿色化学的展望345

16?3?1绿色化学的发展方向345

16?3?2我国的绿色化学研究策略346

思考题347

附录348

附录 Ⅰ本书采用的法定计量单位348

附录Ⅱ基本物理常量和本书使用的一些常用量的符号与

名称349

附录Ⅲ一些常见单质、离子及化合物的热力学函数350

附录Ⅳ一些弱电解质的解离常数(25℃)362

附录Ⅴ一些配位化合物的稳定常数与金属离子的羟合效应

系数365

附录Ⅵ溶度积常数(18～25℃)370

附录Ⅶ标准电极电势(298?15K)372

附录Ⅷ条件电极电势376

参考文献379