目錄
前言
第1篇 化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律
第1章 化學(xué)熱力學(xué) 3
1.1 基本概念 4
1.1.1 體系與環(huán)境 4
1.1.2 體系的性質(zhì) 4
1.1.3 體系的狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù) 4
1.2 熱化學(xué)和焓 5
1.2.1 熱力學(xué)第一定律 5
1.2.2 焓與化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) 7
1.3 化學(xué)反應(yīng)的方向 13
1.3.1 自發(fā)過程 14
1.3.2 熵 15
1.3.3 吉布斯自由能 17
1.3.4 吉布斯-亥姆霍茲公式及其應(yīng)用 19
習(xí)題 24
第2章 化學(xué)反應(yīng)速率 27
2.1 化學(xué)反應(yīng)速率及其表示方法 27
2.2 反應(yīng)速率理論 29
2.2.1 碰撞理論 29
2.2.2 過渡狀態(tài)理論 30
2.2.3 化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理 31
2.3 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 31
2.3.1 濃度與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系 31
2.3.2 溫度與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系 34
2.3.3 催化作用 37
2.3.4 影響多相反應(yīng)速率的因素 38
習(xí)題 40
第3章 化學(xué)平衡 42
3.1 平衡常數(shù) 42
3.1.1 分壓定律 42
3.1.2 平衡常數(shù) 44
3.1.3 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K*與△rGm*的關(guān)系 47
3.1.4 化學(xué)平衡的移動(dòng) 49
3.1.5 多重平衡 52
3.2 弱電解質(zhì)的解離平衡 53
3.2.1 弱酸、弱堿的解離平衡 53
3.2.2 緩沖溶液 55
3.2.3 酸堿質(zhì)子理論 58
3.3 沉淀溶解平衡 59
3.3.1 溶度積 59
3.3.2 溶度積規(guī)則 60
3.3.3 沉淀的生成與溶解 61
3.3.4 分步沉淀 65
3.4 配離子的解離平衡 66
3.4.1 配合物的基本概念 66
3.4.2 配離子的解離平衡 68
3.4.3 配合物的應(yīng)用 70
習(xí)題 71
第4章 溶液與膠體 74
4.1 水的相圖 74
4.2 溶液 75
4.2.1 溶液的蒸氣壓下降 75
4.2.2 溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)下降 77
4.2.3 溶液的滲透壓 78
4.2.4 電解質(zhì)溶液的性質(zhì) 79
4.3 膠體 80
4.3.1 分散系 81
4.3.2 溶膠 81
4.3.3 高分子溶液 85
習(xí)題 86
第5章 電化學(xué)原理及其應(yīng)用 88
5.1 原電池和電極電勢(shì) 88
5.1.1 原電池 88
5.1.2 電極電勢(shì) 90
5.1.3 電動(dòng)勢(shì)與吉布斯自由能變的關(guān)系 93
5.1.4 電極電勢(shì)的應(yīng)用 94
5.2 電解 96
5.2.1 電解現(xiàn)象 96
5.2.2 電解的應(yīng)用 98
5.3 金屬的腐蝕與防護(hù) 100
5.3.1 化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕 100
5.3.2 金屬腐蝕的防護(hù) 102
5.3.3 混凝土的腐蝕與防護(hù) 103
5.4 化學(xué)電源 105
5.4.1 化學(xué)電源的分類 105
5.4.2 新型化學(xué)電源 106
習(xí)題 110
第2篇 物質(zhì)結(jié)構(gòu)
第6章 原子結(jié)構(gòu)與周期系 115
6.1 氫原子結(jié)構(gòu)的近代概念 115
6.1.1 核外電子運(yùn)動(dòng)的特征 115
6.1.2 波函數(shù) 117
6.1.3 電子云 121
6.1.4 電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的完全描述與4個(gè)量子數(shù) 125
6.2 多電子原子中的電子分布和周期系 127
6.2.1 核外電子的分布 127
6.2.2 原子結(jié)構(gòu)和元素周期表 129
6.3 元素基本性質(zhì)的周期性 132
6.3.1 有效核電荷數(shù) 132
6.3.2 原子半徑 133
6.3.3 解離能、電子親和能和電負(fù)性 135
習(xí)題 137
第7章 化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu) 139
7.1 離子鍵與離子的結(jié)構(gòu) 139
7.1.1 離子鍵的形成與特性 139
7.1.2 離子的三大特征 140
7.2 共價(jià)鍵與分子結(jié)構(gòu) 141
7.2.1 價(jià)鍵理論 141
7.2.2 雜化軌道與分子的空間構(gòu)型 145
7.2.3 價(jià)層電子對(duì)互斥理論 149
7.2.4 分子軌道理論 152
7.3 配位鍵與配位化合物 156
7.3.1 配合物的主要類型 156
7.3.2 配合物的價(jià)鍵理論 157
7.4 分子間力和氫鍵 162
7.4.1 分子的極性 162
7.4.2 分子間力 164
7.4.3 氫鍵 165
7.5 弱相互作用與超分子 167
習(xí)題 169
第8章 晶體結(jié)構(gòu) 171
8.1 晶體的特征 171
8.1.1 晶體的基本特性 171
8.1.2 晶體的微觀結(jié)構(gòu) 172
8.2 晶體的基本類型 176
8.2.1 離子晶體 176
8.2.2 原子晶體 177
8.2.3 分子晶體 178
8.2.4 金屬晶體 179
8.2.5 混合鍵型晶體 182
8.3 單質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)及其物理性質(zhì)的周期性 183
8.3.1 單質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu) 183
8.3.2 單質(zhì)的物理性質(zhì) 185
8.4 晶體的缺陷 188
8.4.1 晶體缺陷的種類 188
8.4.2 雜質(zhì)缺陷和信息材料 190
8.4.3 非化學(xué)計(jì)量化合物 191
習(xí)題 193
第3篇 化學(xué)與工程技術(shù)·人類·社會(huì)
第9章 環(huán)境與化學(xué) 197
9.1 環(huán)境污染 197
9.2 清潔生產(chǎn)與綠色化學(xué) 198
9.2.1 清潔生產(chǎn) 198
9.2.2 綠色化學(xué) 199
9.3 大氣污染及其防治 200
9.3.1 大氣圈的組成與結(jié)構(gòu) 200
9.3.2 大氣的主要污染物 201
9.3.3 綜合性大氣污染現(xiàn)象 204
9.3.4 大氣污染的治理技術(shù) 210
9.4 水污染及其治理 213
9.4.1 評(píng)價(jià)水質(zhì)的指標(biāo) 213
9.4.2 水污染 217
9.4.3 工業(yè)廢水、生活污水的處理方法 220
9.4.4 膜分離技術(shù)及其在水處理中的應(yīng)用 223
9.5 土壤污染及其防治 227
9.5.1 土壤污染 227
9.5.2 土壤污染防治及改良 228
9.6 固體廢物的利用與處置 228
9.6.1 固體廢物的綜合利用 229
9.6.2 固體廢物的最終處置 231
習(xí)題 232
第10章 能源與化學(xué) 234
10.1 能源概述 234
10.1.1 能源的分類 234
10.1.2 能源利用概況 234
10.1.3 能源發(fā)展趨勢(shì) 235
10.2 核能 237
10.2.1 原子核的組成和結(jié)合能 237
10.2.2 核裂變與核聚變 239
10.2.3 核能的和平利用 241
10.3 新型清潔能源 241
10.3.1 太陽能 241
10.3.2 地?zé)崮?243
10.3.3 氫能 243
10.3.4 生物質(zhì)能 246
10.3.5 廢棄物的資源化利用 247
習(xí)題 248
第11章 材料與化學(xué) 250
11.1 重要金屬及合金材料 250
11.1.1 鋁及鋁合金 250
11.1.2 鈦及鈦合金 250
11.1.3 銅及銅合金 252
11.1.4 稀土金屬及應(yīng)用 253
11.2 新型無機(jī)材料 255
11.2.1 先進(jìn)陶瓷材料 255
11.2.2 納米材料 258
11.2.3 磁性材料 259
11.2.4 激光材料 260
11.3 有機(jī)高分子材料 261
11.3.1 高分子化合物概述 261
11.3.2 高分子化合物的合成 264
11.3.3 高分子化合物的結(jié)構(gòu)和性能 266
11.3.4 高分子化合物的老化與防老化 271
11.3.5 重要的高分子材料 272
11.4 復(fù)合材料及應(yīng)用 275
11.5 潤(rùn)滑油 276
11.5.1 潤(rùn)滑油的組成 276
11.5.2 潤(rùn)滑油的主要性能 280
11.6 建筑用膠凝材料 282
11.6.1 石膏 282
11.6.2 水玻璃 283
11.6.3 水泥 284
習(xí)題 286
第12章 生命與化學(xué) 288
12.1 組成生命的基本物質(zhì) 288
12.1.1 蛋白質(zhì) 288
12.1.2 核酸 294
12.2 現(xiàn)代生物技術(shù) 297
12.2.1 基因工程 297
12.2.2 基因組研究 298
12.2.3 生物芯片 299
12.2.4 干細(xì)胞技術(shù) 299
12.3 微量元素與人體健康 299
12.3.1 人體的元素組成 299
12.3.2 微量元素的生理功能 300
12.3.3 微量元素的相互關(guān)系 302
習(xí)題 303
參考文獻(xiàn) 305
附錄 307