大學(xué)化學(xué)

緒論1

第1章氣體和溶液4

學(xué)習(xí)要求4

1?1氣體4

1?1?1理想氣體狀態(tài)方程4

1?1?2道爾頓分壓定律5

1?2溶液6

1?2?1分散系6

1?2?2溶液濃度的表示方法6

1?2?3稀溶液的通性8

1?3膠體溶液12

1?3?1分散度和比表面12

1?3?2表面能12

1?3?3膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)13

1?3?4膠體溶液的性質(zhì)13

1?3?5溶膠的穩(wěn)定性和聚沉15

1?4高分子溶液和乳狀液16

1?4?1高分子溶液16

1?4?2乳狀液17

思考題18

習(xí)題18

第2章化學(xué)熱力學(xué)初步20

學(xué)習(xí)要求20

2?1基本概念和術(shù)語21

2?1?1系統(tǒng)和環(huán)境21

2?1?2狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)21

2?1?3過程與途徑22

2?1?4功和熱22

2?1?5熱力學(xué)能23

2?1?6熱力學(xué)第一定律23

2?2熱化學(xué)24

2?2?1恒容反應(yīng)熱24

2?2?2恒壓反應(yīng)熱24

2?2?3化學(xué)反應(yīng)進(jìn)度25

2?2?4標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變ΔrH?m26

2?2?5熱化學(xué)反應(yīng)方程式27

2?2?6蓋斯定律27

2?2?7標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變ΔrH?m的計算29

2?3化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)方向31

2?3?1熵31

2?3?2化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)32

2?3?3標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯自由能變ΔfG?m與標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布斯自由能變ΔrG?m33

2?3?4ΔrG與溫度的關(guān)系34

思考題36

習(xí)題36

第3章化學(xué)平衡和化學(xué)反應(yīng)速率39

學(xué)習(xí)要求39

3?1化學(xué)平衡39

3?1?1可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡39

3?1?2化學(xué)平衡常數(shù)40

3?1?3平衡常數(shù)與化學(xué)反應(yīng)的程度41

3?1?4化學(xué)反應(yīng)等溫式42

3?1?5化學(xué)平衡的移動44

3?1?6多重平衡規(guī)則48

3?2化學(xué)反應(yīng)速率50

3?2?1化學(xué)反應(yīng)的速率及其表示法50

3?2?2化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理(reaction mechanism)51

3?2?3簡單反應(yīng)級數(shù)的反應(yīng)54

3?2?4反應(yīng)速率理論55

3?2?5影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素57

思考題60

習(xí)題60

第4章酸堿平衡63

學(xué)習(xí)要求63

4?1酸堿質(zhì)子理論與酸堿平衡63

4?1?1酸、堿與酸堿反應(yīng)的實質(zhì)64

4?1?2酸堿平衡與酸、堿的相對強(qiáng)度66

4?2影響酸堿解離的主要因素71

4?2?1稀釋定律72

4?2?2同離子效應(yīng)72

4?2?3鹽效應(yīng)73

4?2?4溫度的影響73

4?3酸堿平衡中組分分布及濃度計算74

4?3?1酸度、初始濃度、平衡濃度與物料等衡74

4?3?2分布系數(shù)與分布曲線75

4?3?3組分平衡濃度計算的基本方法77

4?4溶液酸度的計算78

4?4?1質(zhì)子條件式的確定78

4?4?2一元弱酸(堿)溶液酸度的計算80

4?4?3兩性物質(zhì)溶液酸度的計算82

4?4?4其他酸堿體系pH的計算83

4?5溶液酸度的控制——酸堿緩沖溶液85

4?5?1酸堿緩沖溶液的作用原理85

4?5?2緩沖能力與緩沖范圍86

4?5?3酸堿緩沖溶液的分類及選擇87

4?5?4緩沖溶液的計算與配制87

思考題88

習(xí)題88

第5章氧化還原反應(yīng)90

學(xué)習(xí)要求90

5?1氧化還原反應(yīng)的基本概念90

5?1?1氧化值90

5?1?2氧化還原反應(yīng)91

5?2氧化還原反應(yīng)的配平91

5?3電極電勢92

5?3?1原電池92

5?3?2電極電勢93

5?3?3原電池電動勢與吉布斯自由能變95

5?3?4影響電極電勢的因素——能斯特方程96

5?4電極電勢的應(yīng)用100

5?4?1計算原電池的電動勢100

5?4?2判斷氧化劑和還原劑的相對強(qiáng)弱100

5?4?3判斷氧化還原反應(yīng)的方向101

5?4?4確定氧化還原反應(yīng)的限度103

5?4?5計算其他反應(yīng)平衡常數(shù)和pH值105

5?5元素電極電勢圖及其應(yīng)用106

5?5?1元素電勢圖106

5?5?2元素電勢圖的應(yīng)用106

5?6氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用108

5?6?1在生命科學(xué)中的應(yīng)用108

5?6?2消毒與滅菌108

5?6?3氧化還原反應(yīng)與土壤肥力108

思考題109

習(xí)題109

第6章沉淀?溶解平衡112

學(xué)習(xí)要求112

6?1沉淀?溶解平衡及溶度積原理112

6?1?1沉淀?溶解平衡的建立112

6?1?2溶度積常數(shù)、溶解度及兩者間的相互換算113

6?1?3溶度積原理114

6?2沉淀的生成114

6?2?1沉淀的生成條件114

6?2?2沉淀的完全程度114

6?3沉淀的溶解116

6?3?1生成弱電解質(zhì)使沉淀溶解116

6?3?2通過氧化還原反應(yīng)使沉淀溶解117

6?3?3生成配合物使沉淀溶解117

6?4分步沉淀和沉淀轉(zhuǎn)化117

6?4?1分步沉淀117

6?4?2沉淀的轉(zhuǎn)化119

思考題119

習(xí)題120

第7章配位化合物及配位平衡121

學(xué)習(xí)要求121

7?1配位化合物的定義和組成121

7?1?1配合物的定義121

7?1?2配合物的組成122

7?2配位化合物的命名和類型124

7?2?1配合物化學(xué)式的書寫原則及命名124

7?2?2配位化合物的類型125

7?2?3配位化合物的異構(gòu)現(xiàn)象126

7?3配位離解平衡127

7?3?1配位平衡常數(shù)128

7?3?2配位平衡的移動130

7?4螯合物及其特點134

7?4?1乙二胺四乙酸及其在溶液中的解離平衡135

7?4?2金屬離子?EDTA配合物的特點136

7?4?3配位反應(yīng)的完全程度及其影響因素137

7?5配合物在生物、醫(yī)藥等方面的應(yīng)用141

7?5?1配合物在維持機(jī)體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

思考題142

習(xí)題143

第8章化學(xué)定量分析法145

學(xué)習(xí)要求145

8?1分析化學(xué)概述145

8?2分析化學(xué)的方法145

8?2?1化學(xué)分析法145

8?2?2儀器分析法146

8?3定量分析過程146

8?4定量分析結(jié)果的表示147

8?4?1待測組分的化學(xué)表示形式147

8?4?2待測組分含量的表示方法147

8?5定量分析中的誤差147

8?5?1誤差的分類147

8?5?2誤差的表示方法148

8?5?3提高分析結(jié)果準(zhǔn)確度方法151

8?6分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理152

8?6?1有效數(shù)字及其計算規(guī)則152

8?6?2平均值的置信區(qū)間153

8?6?3可疑值的數(shù)據(jù)取舍154

8?6?4分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理與報告154

8?7滴定分析法概論155

8?7?1滴定分析法的基本概念和方法分類155

8?7?2滴定分析法對化學(xué)反應(yīng)的要求和滴定方式156

8?7?3基準(zhǔn)物和標(biāo)準(zhǔn)溶液156

8?7?4滴定分析結(jié)果的計算157

8?8酸堿滴定法158

8?8?1酸堿指示劑159

8?8?2酸堿滴定曲線和指示劑的選擇161

8?8?3酸堿滴定應(yīng)用示例166

8?8?4滴定分析法的共性167

8?9氧化還原滴定法168

8?9?1基本原理168

8?9?2常用氧化還原滴定方法171

8?9?3氧化還原滴定前的預(yù)處理173

8?9?4氧化還原滴定結(jié)果的計算174

8?10配位滴定分析175

8?10?1基本原理175

8?10?2配位滴定的應(yīng)用179

8?11沉淀滴定法180

8?11?1基本原理180

8?11?2常見幾種沉淀滴定法181

思考題183

習(xí)題183

第9章物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)188

學(xué)習(xí)要求188

9?1核外電子的運(yùn)動狀態(tài)188

9?1?1原子的組成188

9?1?2微觀粒子(電子)的運(yùn)動特征189

9?1?3核外電子運(yùn)動狀態(tài)描述193

9?2多電子原子結(jié)構(gòu)197

9?2?1屏蔽效應(yīng)和鉆穿效應(yīng)198

9?2?2核外電子排布規(guī)則199

9?2?3原子的電子層結(jié)構(gòu)與元素周期律201

9?2?4原子性質(zhì)的周期性202

9?3化學(xué)鍵理論206

9?3?1離子鍵理論206

9?3?2現(xiàn)代共價鍵理論207

9?3?3分子軌道理論212

9?3?4雜化軌道理論214

9?3?5配合物的價鍵理論218

9?3?6價層電子對互斥理論219

9?4共價型物質(zhì)的晶體220

9?4?1晶體的類型220

9?4?2金屬晶體221

9?4?3分子晶體223

9?5離子型晶體227

9?5?1離子晶體227

9?5?2離子極化作用228

9?6多鍵型晶體229

思考題230

習(xí)題231

第10章元素化學(xué)234

學(xué)習(xí)要求234

10?1元素概述234

10?1?1元素的分布234

10?1?2元素的分類235

10?2s區(qū)元素236

10?2?1s區(qū)元素的通性236

10?2?2s區(qū)的重要元素及化合物237

10?3p區(qū)元素238

10?3?1p區(qū)元素的通性238

10?3?2p區(qū)重要元素及其化合物239

10?4d區(qū)元素246

10?4?1d區(qū)元素的通性246

10?4?2d區(qū)重要元素及其化合物247

10?5ds區(qū)元素250

10?5?1ds區(qū)元素的通性250

10?5?2ds區(qū)元素的重要化合物251

10?6f區(qū)元素253

10?6?1鑭系元素的通性253

10?6?2鑭系重要元素及化合物256

10?6?3錒系元素的通性257

10?6?4錒系重要元素及化合物257

思考題258

習(xí)題258

第11章吸光光度法260

學(xué)習(xí)要求260

11?1概述260

11?1?1光的基本性質(zhì)260

11?1?2物質(zhì)對光的吸收261

11?1?3吸光光度法的特點261

11?2光吸收的基本定律262

11?2?1朗伯?比爾定律262

11?2?2吸收系數(shù)及桑德爾靈敏度263

11?3比色法和分光光度法及其儀器263

11?3?1目視比色法263

11?3?2分光光度法263

11?4顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇265

11?4?1顯色反應(yīng)的選擇265

11?4?2顯色條件的選擇265

11?5分光光度法儀器測量誤差及其消除266

11?5?1對朗伯?比爾定律的偏離266

11?5?2吸光度測量的誤差267

11?5?3分光光度法儀器測量誤差的消除267

11?6分光光度法的某些應(yīng)用268

11?6?1單一組分的測定268

11?6?2多組分的分析268

11?6?3弱酸和弱堿解離常數(shù)測定269

11?6?4配合物組成分析269

思考題271

習(xí)題271第12章現(xiàn)代儀器分析選論273

學(xué)習(xí)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原子吸收分光光度計組成275

12?1?4定量分析方法277

12?1?5原子吸收法的應(yīng)用278

12?2電勢分析法278

12?2?1電勢分析法的基本原理278

12?2?2直接電勢法282

12?2?3電勢滴定法285

12?3色譜分析法簡介287

12?3?1色譜分析法的定義287

12?3?2色譜分析法的分類288

12?3?3色譜常用術(shù)語288

12?3?4色譜分配平衡289

12?3?5色譜柱效能和分離度290

12?3?6色譜定性及定量分析293

12?3?7氣相色譜法294

12?3?8高效液相色譜法298

思考題301

習(xí)題302

第13章化學(xué)與生命科學(xué)304

學(xué)習(xí)要求304

13?1構(gòu)成生命的化學(xué)元素304

13?2生命的物質(zhì)基礎(chǔ)305

13?2?1糖305

13?2?2蛋白質(zhì)305

13?2?3核酸308

13?3分子遺傳學(xué)的化學(xué)基礎(chǔ)311

13?4化學(xué)對基因工程的貢獻(xiàn)313

13?4?1基因工程——重組DNA技術(shù)313

13?4?2應(yīng)用315

思考題316

第14章化學(xué)與材料317

學(xué)習(xí)要求317

14?1引言317

14?1?1材料的發(fā)展歷史317

14?1?2材料的分類318

14?2金屬與合金319

14?2?1合金的結(jié)構(gòu)類型319

14?2?2幾種重要的合金材料320

14?3無機(jī)非金屬材料321

14?3?1陶瓷材料321

14?3?2建筑材料322

14?3?3幾種重要的無機(jī)非金屬材料324

14?4高分子材料325

14?4?1通用高分子材料325

14?4?2高分子復(fù)合材料326

思考題326

第15章化學(xué)與環(huán)境327

學(xué)習(xí)要求327

15?1當(dāng)今世界三大環(huán)境問題327

15?1?1酸雨(大氣酸沉降)327

15?1?2臭氧層空洞329

15?1?3溫室效應(yīng)330

15?2保護(hù)水環(huán)境331

15?2?1污水產(chǎn)生的原因331

15?2?2污水的危害331

15?2?3防治污水的措施與建議332

15?3垃圾——擺錯了地方的財富333

15?3?1垃圾的成分及分類333

15?3?2垃圾的危害333

15?3?3垃圾的處理334

15?3?4綜合性廢物管理335

思考題335

第16章綠色化學(xué)336

學(xué)習(xí)要求336

16?1綠色化學(xué)導(dǎo)論336

16?1?1綠色化學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展336

16?1?2綠色化學(xué)定義337

16?1?3綠色化學(xué)的內(nèi)容338

16?1?4綠色化學(xué)應(yīng)遵循的原則340

16?2新技術(shù)在綠色化學(xué)的應(yīng)用343

16?2?1生物技術(shù)343

16?2?2膜技術(shù)344

16?2?3超臨界流體技術(shù)345

16?2?4微波和超聲波技術(shù)345

16?3綠色化學(xué)的展望345

16?3?1綠色化學(xué)的發(fā)展方向345

16?3?2我國的綠色化學(xué)研究策略346

思考題347

附錄348

附錄 Ⅰ本書采用的法定計量單位348

附錄Ⅱ基本物理常量和本書使用的一些常用量的符號與

名稱349

附錄Ⅲ一些常見單質(zhì)、離子及化合物的熱力學(xué)函數(shù)350

附錄Ⅳ一些弱電解質(zhì)的解離常數(shù)(25℃)362

附錄Ⅴ一些配位化合物的穩(wěn)定常數(shù)與金屬離子的羥合效應(yīng)

系數(shù)365

附錄Ⅵ溶度積常數(shù)(18～25℃)370

附錄Ⅶ標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(298?15K)372

附錄Ⅷ條件電極電勢376

參考文獻(xiàn)379