大學(xué)化學(xué)

緒　論/1
一、概述 1
二、大學(xué)化學(xué)課程的基本內(nèi)容和任務(wù) 4
三、大學(xué)化學(xué)課程的學(xué)習(xí)方法 4

第一章　氣體與溶液(Gas and Solution)/6
第一節(jié) 氣體(Gas) 6
一、理想氣體狀態(tài)方程 6
二、道爾頓分壓定律 7
第二節(jié) 分散系(Dispersion System) 7
第三節(jié) 溶液組成標(biāo)度的表示方法(The Expression of the Concentration of Solution) 8
一、 物質(zhì)的量濃度 9
二、 質(zhì)量濃度 9
三、 質(zhì)量摩爾濃度 9
四、 質(zhì)量分?jǐn)?shù)、摩爾分?jǐn)?shù)和體積分?jǐn)?shù) 9
第四節(jié) 稀溶液的依數(shù)性(The Colligative Properties of Dilute Solution) 11
一、溶液的蒸氣壓下降 11
二、溶液的沸點(diǎn)升高與凝固點(diǎn)降低 12
三、溶液的滲透壓力(Osmotic Pressure of Solution) 15
四、滲透壓力的意義(the Significance of Osmotic Pressure) 17
五、膠體溶液(Colloidal Solution) 19
習(xí)題 25

第二章　化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)(Foundation of Chemical Thermodynamics)/27
第一節(jié) 基本概念和術(shù)語(Basic Concepts and Terms) 28
一、系統(tǒng)與環(huán)境(System and Surroundings) 28
二、狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)(State and State Function) 28
三、過程與途徑(Process and Way) 29
第二節(jié) 熱力學(xué)第一定律(The First Law of Thermodynamics) 29
一、熱和功 29
二、熱力學(xué)能 30
三、熱力學(xué)第一定律 30
第三節(jié) 熱化學(xué)(Thermochemistry) 30
一、等容反應(yīng)熱和等壓反應(yīng)熱 30
二、熱化學(xué)方程式 32
三、蓋斯定律(Hess??s Law) 33
四、生成焓和燃燒焓 34
第四節(jié) 熱力學(xué)第二定律(The Second Law of Thermodynamics) 36
一、化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性 36
二、熵(Entropy) 37
三、熱力學(xué)第二定律 37
四、標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵(Standard Molar Entropy) 37
第五節(jié) 吉布斯函數(shù)及其應(yīng)用(Gibbs Function and Its Application) 38
一、 吉布斯函數(shù) 38
二、 標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯函數(shù) 39
三、 ΔG 與溫度的關(guān)系 39
第六節(jié) 化學(xué)平衡(Chemical Equilibrium) 40
一、 可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡 41
二、 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度 45
第七節(jié) 化學(xué)平衡的移動(dòng)(The Shift of Chemical Equilibrium) 46
習(xí)題 49

第三章　化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)(Fundamentals of Chemical Kinetics)/53
第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率的表示法 53
第二節(jié) 反應(yīng)速率理論簡介 54
一、 碰撞理論(Collision Theory) 54
二、 過渡態(tài)理論 55
第三節(jié) 濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 56
一、 基元反應(yīng)速率與濃度的關(guān)系——質(zhì)量作用定律 56
二、 非基元反應(yīng)的速率方程式 56
三、 反應(yīng)級數(shù)和反應(yīng)分子數(shù) 57
四、 一級、二級和零級反應(yīng) 58
第四節(jié) 溫度對反應(yīng)速率的影響 60
第五節(jié) 催化劑對反應(yīng)速率的影響 61
一、催化劑與催化作用 61
二、均相催化與多相催化 62
三、酶及其催化作用 62
習(xí)題 63

第四章　原子結(jié)構(gòu)(Atomic Structure)/66
第一節(jié) 原子核外電子運(yùn)動(dòng)特征(The Movement Character of Electrons Out of the Atomic Nucleus) 66
一、原子結(jié)構(gòu)發(fā)展簡史 67
二、玻爾理論 67
三、核外電子運(yùn)動(dòng)特征 69
第二節(jié) 氫原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(The Movement Condition of the Electrons Out of the Hydrogen Nucleus) 71
一、波函數(shù) 71
二、波函數(shù)和電子云圖形 74
三、 四個(gè)量子數(shù)(The Four Quantum Numbers) 76
第三節(jié) 多電子原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(The Movement Condition of the Electrons Out of the Multiple Electron Atomic Nucleus) 77
一、屏蔽效應(yīng)和穿透效應(yīng) 77
二、原子核外電子排布 78
第四節(jié) 原子結(jié)構(gòu)和元素周期律(Atomic Structure and Periodic System of the Elements) 82
一、 核外電子排布和周期表的關(guān)系 82
二、元素性質(zhì)的周期性 84
習(xí)題 87

第五章　分子結(jié)構(gòu)(Molecular Structure)/89
第一節(jié) 離子鍵(Ionic Bond) 89
一、離子鍵理論(Hypothesis on the Ionic Bond) 89
二、離子的性質(zhì) 90
第二節(jié) 共價(jià)鍵(Covalent Bond) 91
一、價(jià)鍵理論 91
二、軌道雜化理論(Orbital Hybridization Theory) 94
三、分子軌道理論(Molecular Orbital Theory) 97
第三節(jié) 金屬鍵(Metal-metal Bond) 101
一、改性共價(jià)鍵理論 101
二、能帶理論 101
第四節(jié) 分子間力和氫鍵(Intermolecular Force and Hydrogen Bond) 102
一、分子的極性 103
二、分子間力 103
三、氫鍵(Hydrogen Bond) 105
第五節(jié) 晶體結(jié)構(gòu)(Crystal Structure) 106
一、離子晶體(Ionic Crystal) 106
二、原子晶體(Atomic Crystal) 108
三、分子晶體(Molecular Crystal) 108
四、金屬晶體(Metallic Crystal) 109
五、過渡型的晶體(In-between Crystal) 109
習(xí)題 110

第六章　酸堿平衡(Acid-base Equilibrium)/112
第一節(jié) 強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論(The Theory of Strong Electrolyte Solution) 112
一、離子相互作用理論 113
二、活度和活度系數(shù) 113
三、離子強(qiáng)度和活度系數(shù) 114
第二節(jié) 酸堿質(zhì)子理論(Proton Theory of Acid and Base) 115
一、電離理論 115
二、酸堿質(zhì)子理論的酸堿定義 116
三、酸堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì) 116
四、酸堿強(qiáng)度 117
五、酸堿電子理論 118
第三節(jié) 水溶液中的酸堿平衡(Acid-base Equilibrium In Aqueous Solution) 120
一、水的質(zhì)子自遞作用和溶液的pH值 120
二、其他弱酸弱堿在水溶液中的酸堿平衡 121
第四節(jié) 質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡的移動(dòng)及有關(guān)計(jì)算(Shift of Proton Transfer Equilibrium and Related Calculation) 124
一、一元弱酸弱堿溶液 124
二、多元酸(堿)溶液 127
三、兩性物質(zhì)溶液 129
第五節(jié) 緩沖溶液(Buffer Solution) 129
一、緩沖溶液的組成及作用原理 130
二、緩沖溶液pH值的計(jì)算 131
三、緩沖容量(Buffer Capacity) 133
四、緩沖溶液的配制 135
五、緩沖溶液在生命科學(xué)中的意義 137
習(xí)題 138

第七章　沉淀溶解平衡(Equilibrium between Deposition and Dissolution)/140
第一節(jié) 溶度積(Solubility Product Constant) 140
一、沉淀溶解平衡常數(shù)——溶度積 140
二、溶度積與溶解度的相互換算 141
第二節(jié) 沉淀溶解平衡的移動(dòng)(Shift of Equilibrium between Deposition and Dissolution) 142
一、溶度積規(guī)則 142
二、沉淀的生成 143
三、分步沉淀和沉淀的轉(zhuǎn)化 145
四、沉淀的溶解 147
習(xí)題 148

第八章　配位化合物及配位平衡(Coordination Compounds and Coordinative Equilibrium)/149
第一節(jié) 配位化合物的一些基本概念(Basic Conception of Complexes) 149
一、配合物的組成和定義(Composition and Definition of Complexes) 149
二、配合物的類型和命名(Type and Naming of Complexes) 152
第二節(jié) 配位化合物的化學(xué)鍵(Chemical Bonds of Complexes) 155
一、價(jià)鍵理論(Valence Bond Theory) 155
二、晶體場理論(Crystal Field Theory) 158
第三節(jié) 配位解離平衡(Coordination Dissociation Equilibrium) 164
一、穩(wěn)定常數(shù)和不穩(wěn)定常數(shù)(Constants of Stability and Unstability) 164
二、配位平衡的計(jì)算(Calculation on Coordination Equilibrium) 165
三、配位平衡的移動(dòng)(Shift of Coordination Equilibrium) 166
四、穩(wěn)定常數(shù)的應(yīng)用(Application of Stability Constant) 168
第四節(jié) 螯合物(Chelate) 171
一、螯合物的概述(An Overview of Chelates) 171
二、生物學(xué)中的螯合物(Chelates in Biology) 175
習(xí)題 176

第九章　氧化還原反應(yīng)及氧化還原平衡(Oxidation-reduction Reaction and Oxidation-reduction Equilibrium)/179
第一節(jié) 氧化還原反應(yīng)基本概念(Some Basic Concepts of Oxidation-reduction Reaction) 180
一、氧化和還原 180
二、氧化數(shù) 180
第二節(jié) 氧化還原方程式的配平(Balancing Methods for the Oxidation-reduction Equations) 181
一、氧化數(shù)法 181
二、離子電子法 183
第三節(jié) 原電池(Primary Cells) 184
一、原電池的概念 184
二、原電池的組成和表示 185
三、電極的分類 186
四、電池組成式與電池反應(yīng)的互譯 187
第四節(jié) 電池電動(dòng)勢與電極電勢(Cell Electromotive Force and Electrode Potential) 188
一、電池電動(dòng)勢 188
二、電極電勢的產(chǎn)生 189
三、電極電勢的測量 190
四、標(biāo)準(zhǔn)電極電勢 191
第五節(jié) 影響電極電勢的因素和能斯特方程式(Influencing Factors to Electrode Potentialand Nernst Equation) 194
一、能斯特(Nernst)方程式 194
二、能斯特方程式的推導(dǎo) 197
第六節(jié) 電極電勢及電池電動(dòng)勢的應(yīng)用(The Applications of Electrode Potential and Cell Electromotive Force) 198
一、計(jì)算原電池的電動(dòng)勢 198
二、判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向 199
三、選擇氧化劑和還原劑 200
四、判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的次序 201
五、判斷反應(yīng)進(jìn)行的限度——求平衡常數(shù) 201
六、計(jì)算吉布斯自由能 202
第七節(jié) 元素電勢圖及其應(yīng)用(Electrode Potential Charts and Its Applications) 203
第八節(jié) 電解與化學(xué)電源(Electrolysis and Chemical Power Source) 205
一、電解的概念 205
二、分解電壓 206
三、電解產(chǎn)物 206
四、電解的應(yīng)用 207
五、化學(xué)電源 208
六、金屬的腐蝕及其防止 211
習(xí)題 214

第十章　重要元素及化合物概述(Summary to Important Element and Compounds)/217
第一節(jié) 非金屬元素(Nonmetal Element) 217
一、概述 217
二、鹵素 218
三、氧和硫 220
四、氮、磷、砷 222
五、碳、硅、硼 226
第二節(jié) 金屬元素(Metal Element) 228
一、概述 228
二、s區(qū)金屬(堿金屬與堿土金屬) 229
三、 p區(qū)金屬 231
四、ds區(qū)金屬 232
五、d區(qū)金屬 234
習(xí)題 237

第十一章　分析化學(xué)基礎(chǔ)(Fundamentals of Analytical Chemistry)/238
第一節(jié) 分析化學(xué)的任務(wù)及其作用 238
第二節(jié) 分析化學(xué)的方法分類 239
一、按分析任務(wù)分類 239
二、按分析對象分類 239
三、按分析化學(xué)的測定原理分類 240
四、按試樣用量的多少分類 241
第三節(jié) 分析過程及分析結(jié)果的表示 241
一、分析過程 241
二、分析結(jié)果的表示方法 242
第四節(jié) 定量分析的誤差和分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理 242
一、有效數(shù)字及運(yùn)算規(guī)則 243
二、定量分析誤差的產(chǎn)生及表示方法 244
三、提高分析結(jié)果準(zhǔn)確度的方法 247
第五節(jié) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理 248
一、偶然誤差的正態(tài)分布 248
二、平均值的置信區(qū)間 249
三、可疑數(shù)據(jù)的取舍 251
四、分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理與報(bào)告 252
習(xí)題 252

第十二章　滴定分析法(Titration Analysis)/255
第一節(jié) 滴定分析法概論(Conspectus of Titration Analysis) 255
一、滴定分析法及其特點(diǎn) 255
二、滴定分析法的分類 256
三、對滴定反應(yīng)的要求 256
四、滴定方式 256
五、基準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液 257
六、滴定分析中的計(jì)算 259
第二節(jié) 酸堿滴定法(Acid-Alkali Titration) 261
一、水溶液中各種酸堿組分的分布情況 261
二、酸堿指示劑 264
三、滴定曲線及指示劑的選擇 268
四、酸堿滴定法計(jì)算示例 273
五、終點(diǎn)誤差 276
六、應(yīng)用示例 277
七、非水溶液中的酸堿滴定 279
第三節(jié) 沉淀滴定法(Deposition Titration) 280
一、沉淀滴定法概述 280
二、沉淀滴定的滴定曲線 280
三、沉淀滴定法的終點(diǎn)檢測 280
四、應(yīng)用示例 283
第四節(jié) 配位滴定(Complexometry) 284
一、配位滴定概述(Overview of Complexometry) 284
二、乙二胺四乙酸(EDTA)的螯合物 285
三、配位反應(yīng)的條件穩(wěn)定常數(shù) 286
四、配位滴定曲線 289
五、金屬離子指示劑 291
六、配位滴定中酸度的控制 293
七、提高配位滴定選擇性的方法 295
八、配位滴定的方法和應(yīng)用實(shí)例 296
第五節(jié) 氧化還原滴定法(Oxidation-Reduction Titration Methods) 298
一、氧化還原滴定法概述 298
二、氧化還原滴定法基本原理 298
三、氧化還原滴定法的分類和應(yīng)用舉例 304
習(xí)題 310

第十三章　現(xiàn)代儀器分析基礎(chǔ)(Overview of Modern Instrumental Analysis)/313
第一節(jié) 儀器分析方法概述 313
一、儀器分析方法的分類 313
二、分析儀器的組成 314
第二節(jié) 電化學(xué)分析法簡介(Introduction of Electrochemistry) 315
一、電極及電極的分類 316
二、電位分析法 319
第三節(jié) 紫外-可見吸光光度法簡介(Introduction of UV-VIS) 325
一、紫外-可見吸光光度法概論(Conspectus of UV-VIS) 325
二、光的吸收定律(Law of Absorption) 327
三、紫外-可見分光光度計(jì)(Ultraviolet-Visible Spectrophotometer) 331
四、顯色反應(yīng)和顯色條件的選擇(Selection of Reveal Reaction and Reveal Condition) 333
五、紫外-可見吸收光譜法的應(yīng)用(Application of UV-VIS) 336
六、紫外光度法在生物學(xué)中的應(yīng)用(Application of UV-VIS In Biology) 342
習(xí)題 342

附　錄/346
附錄一 一些重要的物理常數(shù) 346
附錄二 一些物質(zhì)的ΔfHm、ΔfGm 和Sm (298.15K) 346
附錄三 一些化學(xué)鍵的鍵能(kJ·mol-1,298.15K) 352
附錄四 元素的原子半徑(pm) 353
附錄五 元素的第一電離能(kJ·mol-1) 354
附錄六 元素的電子親和能(kJ·mol-1) 355
附錄七 元素的電負(fù)性 356
附錄八 鮑林離子半徑(pm) 357
附錄九 軟硬酸堿分類 357
附錄十 一些弱電解質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)解離常數(shù) 358
附錄十一 常用緩沖溶液的pH 范圍 359
附錄十二 難溶電解質(zhì)的溶度積(18～25℃) 360
附錄十三 配離子的標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定常數(shù) 361
附錄十四 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(298.15K) 361
附錄十五 金屬離子與氨羧配位劑形成的配合物穩(wěn)定常數(shù)的對數(shù)值 366
附錄十六 一些配位滴定劑、掩蔽劑、緩沖劑陰離子的lgαL(H) 值 366
附錄十七 金屬羥基配合物的累積穩(wěn)定常數(shù)的對數(shù)值 367
附錄十八 一些金屬離子的lgαM(OH) 值 368
附錄十九 條件電極電勢E '值 369
附錄二十 一些化合物的摩爾質(zhì)量 370

參考文獻(xiàn)/373