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绪论1

0.1 化学的研究对象及研究的主要内容1

0.1.1 化学的研究对象1

0.1.2 化学研究的主要内容2

0.2 化学与社会进步和现代高科技的发展2

0.2.1 化学与生活2

0.2.2 化学与材料4

0.2.3 化学与能源5

0.2.4 化学与信息5

0.2.5 化学与生命6

0.2.6 化学与环境6

第一章 化学反应热8

1.1 基本概念8

1.1.1 系统与环境8

1.1.2 状态与状态函数8

1.2 热力学第一定律9

1.3 化学反应的热效应10

1.3.1 等容反应热11

1.3.2 等压反应热11

1.3.3 热力学标准态13

1.3.4 单质和化合物的标准摩尔生成焓13

1.3.5 化学反应标准焓变的计算14

1.3.6 反应进度17

思考题与习题18

第二章 化学反应进行的方向和限度20

2.1 焓变与变化过程方向20

2.2 熵变与变化过程方向22

2.2.1 熵与熵变23

2.2.2 熵变与变化过程方向23

2.3 吉布斯函数变与变化过程方向24

2.3.1 吉布斯函数变24

2.3.2 吉布斯函数变与变化过程方向25

2.3.3 化学反应吉布斯函数变的计算25

2.4 化学反应的限度——化学平衡28

2.4.1 平衡常数29

2.4.2 标准平衡常数的计算32

2.4.3 化学平衡的移动——影响平衡的因素34

思考题与习题37

第三章 化学反应速率39

3.1 化学反应速率的表示39

3.2 化学反应速率的测定40

3.3 影响化学反应速率的因素41

3.3.1 浓度对反应速率的影响41

3.3.2 温度对反应速率的影响45

3.3.3 反应的活化能和催化剂47

3.4 影响多相化学反应速率的因素49

3.5 链反应50

3.5.1 直链反应50

3.5.2 支链反应51

思考题与习题54

第四章 溶液及溶液中的离子平衡57

4.1 溶液及其浓度表示方法57

4.1.1 溶液概述57

4.1.2 溶液浓度的表示方法58

4.2 溶解度与相似相溶原理59

4.2.1 溶解度59

4.2.2 气体、液体和固体在液体中的溶解59

4.2.3 相似相溶原理60

4.3 分配定律与萃取分离60

4.3.1 分配定律60

4.3.2 萃取分离61

4.4 溶液的通性62

4.4.1 非电解质稀溶液的通性62

4.4.2 电解质溶液的通性69

4.5 溶液中的离子平衡与离子互换反应71

4.5.1 酸和碱在水溶液中的解离平衡71

4.5.2 沉淀-溶解平衡79

思考题与习题86

第五章 氧化还原反应与电化学89

5.1 氧化数90

5.1.1 氧化数的定义90

5.1.2 氧化数的有关规定90

5.1.3 应用举例90

5.2 原电池及原电池电动势92

5.2.1 原电池92

5.2.2 原电池电动势94

5.3 金属腐蚀与防护104

5.3.1 金属的化学腐蚀104

5.3.2 金属的电化学腐蚀106

5.3.3 金属的防护108

5.4 电解的基本原理及应用111

5.4.1 电解的基本原理111

5.4.2 电解的应用114

思考题与习题116

第六章 原子结构与周期系119

6.1 引言119

6.1.1 物质结构的研究对象119

6.1.2 学习物质结构的目的119

6.2 原子结构121

6.2.1 量子力学的诞生122

6.2.2 原子中电子运动状态的描述123

6.2.3 单电子原子（离子）波函数和电子云图126

6.2.4 量子数n，l，m的物理意义132

6.2.5 多电子原子结构和元素周期表133

6.3 原子光谱150

6.3.1 原子发射光谱法（AES）151

6.3.2 原子吸收光谱法（AAS）151

思考题与习题152

第七章 分子结构与晶体结构155

7.1 化学键155

7.2 离子键和离子化合物156

7.3 共价键与共价化合物157

7.3.1 价键理论159

7.3.2 杂化轨道理论165

7.3.3 价层电子对互斥理论（VSEPR）169

7.3.4 分子的对称性与群175

7.3.5 分子轨道理论182

7.3.6 配合物的化学键理论191

7.4 分子间力202

7.4.1 极性分子与非极性分子202

7.4.2 分子间力203

7.4.3 氢键205

7.5 晶体结构206

7.5.1 离子晶体、原子晶体和分子晶体简况206

7.5.2 离子晶体与离子极化207

7.5.3 原子晶体208

7.5.4 分子晶体209

7.5.5 过渡型的晶体209

7.5.6 晶体缺陷210

7.6 超分子212

思考题与习题213

第八章 表面化学216

8.1 表面吉布斯函数与表面张力216

8.1.1 表面状态与表面分子的特性217

8.1.2 表面吉布斯函数与表面张力217

8.1.3 表面现象与表面吉布斯函数221

8.2 吸附作用222

8.2.1 吸附现象及其本质222

8.2.2 物理吸附与化学吸附223

8.2.3 影响吸附作用的因素225

8.2.4 吸附剂的应用225

8.3 表面活性剂226

8.3.1 表面活性剂及其分类226

8.3.2 表面活性剂的性质及作用228

8.3.3 表面活性剂的作用与分子结构的关系238

8.3.4 表面活性剂引起的公害及其降解方法239

8.4 溶胶的稳定性和聚沉241

8.4.1 溶胶的稳定性241

8.4.2 溶胶的聚沉244

8.5 摩擦与润滑245

8.5.1 摩擦245

8.5.2 润滑剂与润滑245

思考题与习题249

第九章 化学与材料251

9.1 引言251

9.1.1 材料的定义251

9.1.2 材料与化学的关系251

9.1.3 材料的分类252

9.2 金属材料252

9.2.1 金属单质252

9.2.2 合金257

9.3 无机非金属材料260

9.3.1 结构陶瓷材料260

9.3.2 功能陶瓷材料261

9.4 有机高分子材料264

9.4.1 有机高分子化合物的组成264

9.4.2 有机高分子化合物的合成265

9.4.3 有机高分子化合物的结构和性能266

9.4.4 重要的高聚物267

9.5 复合材料273

9.5.1 纤维增强树脂基复合材料274

9.5.2 纤维增强金属基复合材料274

9.5.3 纤维增强陶瓷基复合材料275

思考题与习题275

第十章 化学与能源277

10.1 能源的分类和能量的转化277

10.1.1 能源的分类277

10.1.2 能量的转化278

10.2 化石燃料278

10.2.1 煤炭279

10.2.2 石油和天然气282

10.3 核能285

10.3.1 核裂变反应与原子能的开发利用285

10.3.2 核聚变反应与氢弹289

10.4 化学电源289

10.4.1 化学电源概述289

10.4.2 原电池290

10.4.3 蓄电池292

10.4.4 燃料电池295

10.4.5 废电池的污染296

10.5 新能源297

10.5.1 氢能297

10.5.2 太阳能298

10.5.3 生物质能299

思考题与习题300

第十一章 化学与环保303

11.1 环境与污染303

11.1.1 环境的概念303

11.1.2 人类和环境的关系——生态学原理304

11.1.3 环境问题与环境污染305

11.2 大气污染与防治309

11.2.1 大气的结构和组成309

11.2.2 大气污染物的种类及污染的防治310

11.2.3 几种综合性大气污染313

11.3 水体污染及其防治318

11.3.1 水体的概念319

11.3.2 水体的污染319

11.3.3 水污染的防治323

11.4 清洁生产与绿色化学326

11.4.1 清洁生产326

11.4.2 绿色化学327

思考题与习题332

第十二章 化学与生命334

12.1 生命体系中重要的有机化合物334

12.1.1 糖类334

12.1.2 脂类337

12.1.3 氨基酸、蛋白质和酶338

12.1.4 核苷酸与核酸345

12.2 生命体系中重要的无机元素349

12.2.1 生命必需元素349

12.2.2 生命必需元素的生物功能351

12.2.3 重要的生物金属配合物356

12.3 生命的本质361

12.3.1 遗传基因361

12.3.2 人类基因组计划363

12.4 生物工程364

思考题与习题367

附录369

附录1 标准热力学数据（298.15 K）369

附录2 一些有机物的标准燃烧热（298.15 K）375

附录3 标准键能（298.15 K）376

附录4 一些溶剂的Kb和Kf376

附录5 一些化学反应的活化能377

附录6 弱酸弱碱的解离常数377

附录7 配位离子不稳定常数的负对数值378

附录8 溶度积常数K？ sp（298.15 K）379

附录9 标准电极电势（298.15 K）381

参考文献383