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绪论1

0.1 化学概述1

0.2 反应进度3

【知识拓展】4

【化学视窗】21世纪化学的四大难题和美好前景4

【科学家简介】徐光宪（1920—2015年）5

思考与练习5

第1章 分散系6

1.1 分散系6

1.1.1 相和相变6

1.1.2 分散系及分类7

1.2 气体8

1.2.1 理想气体状态方程8

1.2.2 理想气体分压定律8

1.3 溶液9

1.3.1 溶液的浓度9

1.3.2 稀溶液的依数性11

1.4 表面现象16

1.4.1 表面能16

1.4.2 吸附现象16

1.5 溶胶18

1.5.1 溶胶的一般性质18

1.5.2 胶团结构21

1.5.3 溶胶的稳定性和聚沉21

1.6 表面活性剂22

1.6.1 表面活性剂的结构及作用机理22

1.6.2 表面活性剂的应用23

【知识拓展】24

【化学视窗】等离子体、中子态、夸克-胶子等离子体24

【科学家简介】道尔顿（J Dalton,1766—1844年）25

思考与练习25

第2章 化学热力学初步27

2.1 基本概念27

2.1.1 体系和环境27

2.1.2 状态和状态函数28

2.1.3 过程和途径29

2.1.4 热和功29

2.1.5 热力学能30

2.1.6 热力学标准状态30

2.2 热化学30

2.2.1 热力学第一定律31

2.2.2 化学反应热效应31

2.2.3 焓和焓变32

2.2.4 化学反应热效应的计算33

2.3 自发过程36

2.3.1 自发过程36

2.3.2 焓变与自发过程36

2.3.3 熵变与自发过程37

2.4 吉布斯自由能和吉布斯自由能判据38

2.4.1 吉布斯自由能变和反应的自发性38

2.4.2 吉布斯-亥姆霍兹公式的应用40

【知识拓展】42

【化学视窗】熵与人类社会42

【科学家简介】吉布斯（J W Gibbs,1839—1903年）43

思考与练习43

第3章 化学平衡45

3.1 化学平衡状态45

3.1.1 可逆反应与化学平衡45

3.1.2 标准平衡常数46

3.2 吉布斯自由能变与化学平衡48

3.2.1 吉布斯自由能变与标准平衡常数的关系48

3.2.2 标准平衡常数的应用50

3.3 化学平衡的移动52

3.3.1 浓度对化学平衡的影响52

3.3.2 压力对化学平衡的影响52

3.3.3 温度对化学平衡的影响53

3.3.4 勒·夏特里原理55

【知识拓展】55

【化学视窗】人老为什么会变矮55

【科学家简介】范特霍夫（J H van't Hoff,1852—1911年）56

思考与练习56

第4章 化学动力学初步58

4.1 概述58

4.1.1 化学反应速率的表示58

4.1.2 反应机理59

4.2 反应速率理论简介60

4.2.1 有效碰撞理论60

4.2.2 过渡态理论61

4.3 反应速率与浓度的关系63

4.3.1 质量作用定律63

4.3.2 反应级数的实验确定63

4.4 反应速率与温度的关系64

4.4.1 范特霍夫近似规则64

4.4.2 阿伦尼乌斯方程65

4.5 反应速率与催化剂的关系66

【知识拓展】66

【化学视窗】碳-14测定年代法67

【科学家简介】阿伦尼乌斯（S A Arrhenius,1859—1927年）67

思考与练习68

第5章 原子结构与元素周期律69

5.1 微观粒子运动的特殊性69

5.2 量子力学对核外电子运动状态的描述71

5.2.1 波函数和原子轨道71

5.2.2 原子轨道和电子云图像73

5.2.3 四个量子数73

5.3 原子核外电子排布和元素周期系76

5.3.1 多电子原子轨道能级76

5.3.2 基态原子的核外电子排布规律77

5.3.3 原子的电子层结构与元素周期系78

5.4 元素基本性质的周期性79

5.4.1 影响元素性质的结构因素79

5.4.2 元素性质的表征81

【知识拓展】84

【化学视窗】元素周期表可以向两个方向发展吗84

【科学家简介】薛定谔（E Schr？dinger,1887—1961年）85

思考与练习85

第6章 化学键和分子结构87

6.1 离子键87

6.1.1 离子键的形成和特点87

6.1.2 离子的特征88

6.2 共价键90

6.2.1 价键理论要点90

6.2.2 共价键的类型91

6.2.3 键参数92

6.3 杂化轨道理论93

6.3.1 杂化轨道理论的基本要点93

6.3.2 s-p杂化的类型94

6.4 分子间力和氢键97

6.4.1 分子的极性97

6.4.2 分子的极化98

6.4.3 分子间力98

6.4.4 氢键100

6.5 离子极化理论简介101

【知识拓展】101

【化学视窗】液晶101

【科学家简介】范德华（J D van der Waals,1837—1923年）102

思考与练习102

第7章 酸碱平衡104

7.1 酸碱理论104

7.1.1 酸碱质子理论104

7.1.2 酸碱电子理论简介106

7.2 弱酸与弱碱的解离平衡107

7.2.1 一元弱酸与弱碱的解离平衡107

7.2.2 多元弱酸与弱碱的解离平衡110

7.2.3 两性物质溶液酸度的计算112

7.2.4 酸碱平衡的移动113

7.3 酸碱缓冲溶液115

7.3.1 缓冲溶液的组成及作用原理115

7.3.2 缓冲溶液pH计算116

7.3.3 缓冲容量和缓冲范围117

7.3.4 缓冲溶液的配制118

7.4 强电解质溶液简介119

【知识拓展】120

【化学视窗】食物的酸碱性与人体健康120

【科学家简介】奥斯特瓦尔德（F W Ostwald,1853—1932年）121

思考与练习121

第8章 沉淀溶解平衡124

8.1 溶度积原理124

8.1.1 难溶电解质沉淀溶解平衡和溶度积常数124

8.1.2 溶度积常数和溶解度的关系125

8.1.3 溶度积规则126

8.2 溶度积原理的应用126

8.2.1 沉淀的生成126

8.2.2 沉淀的溶解128

8.2.3 分步沉淀131

8.2.4 沉淀的转化131

8.3 沉淀反应在分析化学中的应用132

8.3.1 利用沉淀反应进行定性分析132

8.3.2 利用沉淀反应进行离子分离132

8.3.3 利用沉淀反应进行定量分析132

【知识拓展】133

【化学视窗】身体里的石头——结石133

【科学家简介】路易斯（G N Lewis,1875—1946年）133

思考与练习134

第9章 氧化还原平衡和电化学基础136

9.1 氧化还原反应的基本概念136

9.1.1 氧化还原电对136

9.1.2 氧化还原反应方程式的配平137

9.2 原电池和电极电势139

9.2.1 原电池的组成和工作原理139

9.2.2 电极的种类和原电池的表示方法140

9.2.3 电极电势的产生与标准电极电势141

9.3 电池反应的热力学143

9.3.1 电池电动势与吉布斯自由能变的关系143

9.3.2 电池电动势与标准平衡常数的关系145

9.4 影响电极电势的因素145

9.4.1 能斯特方程145

9.4.2 浓度对电极电势的影响146

9.4.3 酸度对电极电势的影响147

9.4.4 难溶化合物的生成对电极电势的影响148

9.4.5 配位化合物的生成对电极电势的影响148

9.5 电极电势的应用149

9.5.1 判断氧化还原反应的方向149

9.5.2 判断氧化还原反应的程度149

9.5.3 选择合适的氧化剂和还原剂149

9.5.4 元素电势图及其应用149

【知识拓展】151

【化学视窗】电池漫话151

【科学家简介】能斯特（W H Nernst 1864—1941年）152

思考与练习152

第10章 配位化合物154

10.1 配位化合物概述154

10.1.1 配位化合物的含义154

10.1.2 配位化合物的组成155

10.1.3 配位化合物的命名156

10.1.4 螯合物156

10.2 配合物的价键理论157

10.2.1 价键理论的要点158

10.2.2 配离子的形成158

10.2.3 配合物的磁性160

10.3 配位平衡161

10.3.1 配离子的稳定常数161

10.3.2 配位平衡的计算162

10.4 配位化合物应用166

10.4.1 配位化合物在分析化学中的应用166

10.4.2 配位化合物在生命科学中的意义166

10.4.3 配位化合物在其他方面的应用167

【知识拓展】167

【化学视窗】人体中的配合物167

【科学家简介】维尔纳（A Werner,1866—1919年）168

思考与练习168

第11章 实用化学170

11.1 元素化学概述170

11.1.1 单质性质的变化规律170

11.1.2 无机化合物性质的规律性173

11.1.3 重要无机化合物选述177

11.2 化学与生命179

11.2.1 生物体内的微量元素及其作用180

11.2.2 化学与生物技术184

11.3 化学与食品和药品185

11.3.1 化学与食品185

11.3.2 化学与药品191

11.3.3 化学与镇静剂和毒品192

11.4 化学与日常用品193

11.4.1 化学与化妆品193

11.4.2 化学与服装197

11.4.3 化学与燃料198

11.5 化学与材料199

11.5.1 无机纳米材料199

11.5.2 陶瓷材料200

11.5.3 生活中的典型无机非金属材料——玻璃201

11.6 化学与农药202

11.6.1 化学农药的概念和范围202

11.6.2 化学农药的发展和作用203

11.7 化学与环境203

11.7.1 环境的化学污染203

11.7.2 环境污染的防治208

【知识拓展】210

【化学视窗】为什么说NO是明星分子210

【科学家简介】侯德榜（1890—1974年）211

思考与练习211

练习题参考答案213

附录218

附录1 国际单位制（SI）（摘录）218

附录2 国际单位制（SI）的词头218

附录3 常用的基本物理量219

附录4 希腊字母表219

附录5 一些物质的热力学性质（100 kPa,298K）220

附录6 一些物质的标准摩尔燃烧焓（100 kPa,298K）223

附录7 一些常见弱酸、弱碱在水溶液中的解离常数223

附录8 常见难溶电解质的溶度积（298K）224

附录9 标准电极电势表（298K）226

附录10 常见配离子的稳定常数227

参考文献229

索引231