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上篇 经典化学部分1

第1章 物质结构与化学键1

1.1原子的结构与核外电子的排布1

1.1.1原子的组成与结构1

1.1.2原子核外电子的运动与描述1

1.1.3原子核外电子的排布1

1.1.4元素周期表3

1.1.5元素性质的周期性4

1.2分子结构与化学键理论5

1.2.1离子键5

1.2.2共价键6

1.2.3金属键9

1.2.4配位键10

1.2.5分子间相互作用力11

1.3晶体结构13

1.3.1晶体的基本概念13

1.3.2晶体的基本类型14

1.3.3离子晶体14

1.3.4原子晶体16

1.3.5分子晶体16

1.3.6金属晶体17

1.3.7混合型晶体17

习题与思考题18

参考文献19

第2章 元素与化合物20

2.1惰性气体20

2.1.1惰性气体的性质20

2.1.2惰性气体的应用20

2.2 s区元素：碱金属与碱土金属20

2.2.1碱金属与碱土金属的性质20

2.2.2重要的碱金属与碱土金属化合物20

2.3 p区元素22

2.3.1卤素22

2.3.2碳、氮、氧、硫、磷24

2.3.3半导体元素29

2.4 d区与ds区元素31

2.4.1 d区与ds区元素的结构特征31

2.4.2 ds区元素：铜族和锌族元素32

2.4.3重要的d区元素32

2.5配位化合物35

2.5.1配位化合物的基本概念35

2.5.2配位化合物的异构现象36

习题与思考题37

参考文献37

第3章 化学反应的基本原理39

3.1化学反应体系的描述39

3.1.1体系与环境39

3.1.2状态与状态函数39

3.1.3过程与途径39

3.1.4热量和功40

3.1.5常用热力学函数的定义与本质42

3.2各种变化过程中的能量变化42

3.2.1热力学第一定律42

3.2.2定容热效应与定压热效应42

3.2.3热力学第一定律在简单p、 V、 T变化过程中的应用43

3.2.4热力学第一定律在相变化中的应用45

3.2.5热力学第一定律在化学变化中的应用45

3.2.6反应的标准摩尔焓变与温度的关系47

3.3自发变化的方向与判断48

3.3.1自发变化与热力学第二定律48

3.3.2熵的本质与热力学第三定律49

3.3.3热力学函数的计算50

3.4化学反应进行的限度与平衡51

3.4.1化学反应的平衡常数和等温方程式51

3.4.2平衡转化率与平衡常数的计算53

3.4.3平衡的干扰和移动54

3.5化学反应的速率55

3.5.1化学反应速率的表示与测量55

3.5.2基元反应与质量作用定律56

3.5.3简单级数反应的速率方程57

3.5.4温度对反应速率的影响59

3.5.5典型复杂反应的速率方程61

习题与思考题63

参考文献65

第4章 溶液的性质与溶液中的反应66

4.1溶液的定义与浓度表示66

4.1.1溶液的定义与分类66

4.1.2溶液含量的表示方法66

4.2稀溶液的两个经验定律67

4.2.1拉乌尔定律67

4.2.2亨利定律68

4.3理想溶液68

4.3.1理想溶液的定义68

4.3.2理想溶液中各组分的化学势68

4.3.3理想溶液的通性70

4.4实际溶液70

4.4.1溶质的溶剂化作用70

4.4.2非电解质稀溶液的依数性71

4.4.3电解质溶液74

4.5水溶液中的酸碱平衡75

4.5.1酸碱理论75

4.5.2水的质子离解77

4.5.3溶液pH值的测定77

4.5.4同离子效应与缓冲溶液78

4.6水溶液中的沉淀-溶解平衡79

4.6.1溶解度与溶度积80

4.6.2溶解度s与溶度积K sp的关系与计算80

4.6.3溶解-沉淀平衡的应用81

4.7水溶液中的配位平衡82

4.7.1配位-解离平衡和配离子的稳定常数82

4.7.2配合稳定常数的应用82

习题与思考题83

参考文献84

第5章 物质的状态与相平衡85

5.1物质的聚集状态85

5.1.1气态85

5.1.2液态87

5.1.3固态88

5.1.4等离子态88

5.2相与相律88

5.2.1物质的相88

5.2.2物种、组分与自由度89

5.2.3 Gibbs相律89

5.2.4相平衡90

5.3单组分体系的相图90

5.3.1克劳修斯-克拉贝龙方程90

5.3.2水的相图91

5.3.3硫和二氧化碳的相图92

5.4二组分体系的相图92

5.4.1完全互溶双液系92

5.4.2部分互溶双液系95

5.4.3完全不互溶双液体系96

5.4.4生成简单低共熔混合物的固-液体系97

5.4.5有化合物生成的固-液体系98

5.4.6有固溶体生成的固-液体系99

习题与思考题101

参考文献102

第6章 氧化还原反应与电化学103

6.1氧化还原反应的基本原理103

6.1.1几个基本概念103

6.1.2氧化还原方程式的配平104

6.2原电池与电极电势106

6.2.1原电池及其表示方法106

6.2.2电极电势与电池电动势107

6.2.3能斯特方程与电极电势的计算110

6.2.4元素电势图及其应用114

6.3电动势的测定、计算与应用115

6.3.1原电池电动势与Gibbs自由能的关系115

6.3.2根据原电池电动势计算电解质的活度系数115

6.3.3根据原电池的电动势计算氧化还原反应的热力学平衡常数115

6.3.4根据原电池的电动势计算难溶盐的溶度积和反应平衡常数116

6.4实用电化学技术116

6.4.1电解与电镀116

6.4.2金属的腐蚀与防护118

习题与思考题119

参考文献121

第7章 表面现象与胶体化学122

7.1表面张力与表面自由能122

7.1.1表面张力、表面功与表面自由能122

7.1.2表面张力的影响因素123

7.2弯曲液面上的附加压力与蒸气压123

7.2.1弯曲液面下的附加压力123

7.2.2毛细现象124

7.2.3弯曲液面上的蒸气压124

7.3气体在固体表面的吸附125

7.3.1基本概念125

7.3.2吸附等温式126

7.4溶液表面的吸附128

7.4.1溶液的表面吸附128

7.4.2 Gibbs吸附等温式128

7.5表面活性剂及其作用129

7.5.1表面活性剂的定义与分类129

7.5.2关于表面活性剂的几个参数129

7.5.3表面活性剂的作用131

7.6溶胶的制备与性质133

7.6.1溶胶的制备133

7.6.2溶胶的性质134

7.6.3溶胶的胶团结构135

7.7溶胶的稳定与聚沉135

7.7.1溶胶的稳定135

7.7.2溶胶的聚沉135

习题与思考题136

参考文献136

第8章 有机化学基础137

8.1一些基本概念137

8.1.1有机化合物的结构与性质137

8.1.2有机化合物的分类137

8.1.3有机化合物的命名138

8.2饱和与不饱和脂肪烃141

8.2.1烷烃141

8.2.2烯烃142

8.2.3炔烃143

8.2.4二烯烃144

8.3烃类的衍生物145

8.3.1卤代烃145

8.3.2醇、酚、醚146

8.3.3醛、酮149

8.3.4羧酸151

8.3.5酯151

8.3.6胺和酰胺152

8.4芳香烃和杂环化合物153

8.4.1芳香烃153

8.4.2杂环化合物154

8.5有机化合物的光谱特性154

8.5.1红外光谱155

8.5.2核磁共振光谱157

习题与思考题159

参考文献160

下篇 现代化学部分162

第9章 材料化学基础162

9.1金属材料162

9.1.1金属单质的物理性质162

9.1.2金属单质的化学性质163

9.1.3常用的金属与合金165

9.2无机非金属材料168

9.2.1水泥168

9.2.2陶瓷169

9.2.3玻璃171

9.3纳米材料171

9.3.1纳米材料的定义与特点172

9.3.2纳米材料的应用172

9.3.3纳米科学展望173

9.4有机高分子材料173

9.4.1有机高分子化合物的定义173

9.4.2有机高分子化合物的合成方法173

9.4.3有机高分子化合物的结构与性能174

9.4.4一些重要的合成高分子化合物175

9.5功能材料176

9.5.1形状记忆合金177

9.5.2超导材料177

9.5.3光导纤维177

9.5.4压电陶瓷178

9.5.5功能高分子材料178

9.6复合材料179

9.6.1复合材料的特点179

9.6.2几类先进的复合材料179

习题与思考题180

参考文献181

第10章 能源化学基础182

10.1能源的分类与能量的转化182

10.1.1能源的分类182

10.1.2能量的形态与转换182

10.1.3世界能源状况与能源危机183

10.1.4常见燃料的热值183

10.2煤炭183

10.2.1煤炭的形成183

10.2.2煤炭的分类184

10.2.3煤炭的深加工184

10.3石油与天然气185

10.3.1石油与然气的形成185

10.3.2石油与然气的组成185

10.3.3石油的炼制与加工185

10.3.4汽车燃油与润滑油187

10.4化学电源188

10.4.1几种常用的化学电源188

10.4.2几种常用的可充电电池189

10.4.3燃料电池190

10.5核反应与核能191

10.5.1原子核的组成191

10.5.2核的稳定性与衰变191

10.5.3原子核的结合能191

10.5.4核的裂变与聚变192

10.5.5氢弹、原子弹与反应堆193

10.6绿色能源194

10.6.1风能194

10.6.2太阳能195

10.6.3其他可再生能源195

习题与思考题196

参考文献197

第11章 环境化学基础198

11.1环境与污染198

11.2大气污染与防治198

11.2.1大气的组成和结构198

11.2.2大气中的常见污染物与污染现象199

11.3水污染与污水治理202

11.3.1我国的水资源状况202

11.3.2水的特性与环境效应203

11.3.3水体污染物203

11.3.4水污染的防治与水处理技术205

11.4固体废物处置与利用207

11.4.1固体废弃物的来源与分类207

11.4.2固体废物处置与综合利用208

11.4.3土壤污染与治理209

习题与思考题210

参考文献210

第12章 日用化学基础211

12.1洗涤剂211

12.1.1洗涤剂的配方设计211

12.1.2肥皂211

12.1.3洗衣粉212

12.1.4香波212

12.2毛发洗护用品214

12.2.1毛发的结构214

12.2.2毛发的性质214

12.2.3毛发的定型、染色与洗护215

12.3皮肤护理用品216

12.3.1皮肤的结构与功能216

12.3.2皮肤的分类217

12.3.3皮肤的老化与保健217

12.3.4护肤用品的组成与功能219

12.4香料与香精219

12.4.1香料、香精与香味219

12.4.2香味与分子结构的关系220

12.4.3香料的分类220

12.4.4香精的组成和调配221

12.4.5香精的应用221

12.5食品添加剂222

12.5.1食品添加剂的定义与分类222

12.5.2常用的食品添加剂223

12.5.3食品加工中的滥用化学品225

12.6杀菌消毒剂226

习题与思考题227

参考文献227

第13章 生命化学基础228

13.1氨基酸、蛋白质与酶228

13.1.1氨基酸228

13.1.2肽键和多肽230

13.1.3蛋白质232

13.1.4酶234

13.2糖与脂235

13.2.1糖类235

13.2.2脂236

13.3核酸238

13.3.1核酸的分类和组成239

13.3.2 DNA和RNA的结构239

13.4染色体240

13.4.1染色体的组成与结构241

13.4.2染色体异常与疾病241

13.5基因与遗传信息242

13.5.1基因的概念242

13.5.2 DNA的复制242

13.5.3蛋白质的合成243

13.5.4基因工程技术243

13.5.5遗传密码244

13.5.6遗传与基因突变245

习题与思考题245

参考文献246

第14章 食品化学基础247

14.1人体的化学组成与代谢247

14.1.1人体的化学组成247

14.1.2糖、脂、蛋白质的代谢247

14.2营养物质分论248

14.2.1水248

14.2.2蛋白质与氨基酸248

14.2.3脂249

14.2.4糖249

14.2.5维生素250

14.2.6矿物质252

14.2.7营养素之间的协同关系252

14.3风味253

14.3.1食品的滋味和呈味物质253

14.3.2甜味与甜味物质253

14.3.3酸味与酸味物质254

14.3.4苦味与苦味物质255

14.3.5咸味与咸味物质255

14.3.6鲜味与鲜味物质255

14.3.7辣味与辣味物质256

14.3.8其他味感与呈味物质256

14.4常见食品的营养成分256

14.4.1粮谷类食品257

14.4.2豆类及其制品257

14.4.3肉类食品258

14.4.4奶制品259

14.4.5禽蛋260

14.4.6蔬菜与水果260

14.4.7食用油261

14.5保健食品262

14.5.1保健食品的特征263

14.5.2保健食品的功能263

14.5.3保健食品的功能因子263

14.6垃圾食品263

习题与思考题264

参考文献264

第15章 药物化学基础266

15.1抗生素266

15.1.1磺胺类药物267

15.1.2β-内酰胺类抗生素267

15.1.3四环素类抗生素267

15.1.4氨基糖苷类抗生素268

15.1.5大环内酯类抗生素268

15.1.6氯霉素类抗生素268

15.1.7喹诺酮类药物268

15.2循环系统药物269

15.2.1强心药269

15.2.2抗心绞痛药269

15.2.3抗动脉粥样硬化药269

15.2.4抗高血压药270

15.2.5降血糖药270

15.3血液与造血系统药物271

15.3.1抗贫血药271

15.3.2促凝血和抗凝血药271

15.3.3升高白细胞药物和造血生长因子272

15.4中枢神经系统药物272

15.4.1解热镇痛药273

15.4.2镇静催眠药274

15.4.3抗癫痫药274

15.4.4抗精神病药物275

15.4.5抗抑郁药275

15.4.6麻醉性镇痛药275

15.4.7麻醉药276

15.5抗肿瘤药277

15.5.1直接作用于DNA的药物277

15.5.2抗代谢药物277

15.5.3肿瘤抗生素277

15.6毒品278

15.6.1毒品的作用机制279

15.6.2阿片类毒品279

15.6.3大麻类毒品279

15.6.4古柯类毒品280

15.6.5苯丙胺类毒品280

15.6.6致幻剂280

15.6.7挥发性有机溶剂281

15.6.8烟与酒281

15.6.9吸毒的危害282

15.7毒物282

15.7.1毒物的分类283

15.7.2毒物毒性的表示283

15.7.3毒物的作用机理284

15.7.4常见毒物284

习题与思考题290

参考文献291