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绪论1

1．什么是化学2

2．化学变化的特征2

3．化学的疆域3

4．大学化学的教学目标5

5．大学化学的学习方法5

第一部分 物质质变宏观论之化学变化的基本规律7

第1章 化学热力学探析8

1.1 化学热力学基本概念与反应热的测量8

1.1.1 几个基本概念8

1.1.2 热效应及其测量12

1.2 焓与焓变-盖斯定律13

1.2.1 热力学第一定律13

1.2.2 化学反应热效应14

1.2.3 焓和焓变14

1.2.4 化学反应热效应的计算16

1.3 熵17

1.3.1 自发过程17

1.3.2 焓变与自发过程18

1.3.3 熵变与自发过程18

1.3.4 标准熵变及其计算20

1.4 吉布斯自由能20

1.4.1 吉布斯自由能变21

1.4.2 吉布斯自由能变（△G）的物理意义21

1.5 化学反应方向的判断——吉布斯-亥姆霍兹公式的应用22

1.5.1 自由能减小原理22

1.5.2 化学反应的标准摩尔吉布斯自由能变（△rG？）的计算22

1.5.3 吉布斯-亥姆霍兹公式的应用23

习题24

第2章 化学平衡26

2.1 可逆反应与化学平衡26

2.1.1 可逆反应26

2.1.2 化学平衡26

2.2 化学平衡常数及其意义27

2.2.1 经验平衡常数27

2.2.2 标准平衡常数29

2.2.3 平衡常数与化学反应进行方向31

2.3 标准平衡常数与吉布斯自由能变的关系31

2.4 化学平衡的移动——勒·沙特里（Le Chatelier）原理32

2.4.1 浓度对平衡的影响32

2.4.2 压强对平衡的影响33

2.4.3 温度对平衡的影响34

习题35

第3章化学反应速率37

3.1 反应速率37

3.1.1 传统定义的化学反应速率38

3.1.2 用反应进度定义的反应速率38

3.2 浓度与反应速率39

3.2.1 基元反应与非基元反应39

3.2.2 反应级数41

3.3 温度与反应速率——活化能44

3.4 催化剂与反应速率47

3.4.1 作用及基本特征47

3.4.2 催化作用原理简介48

3.4.3 绿色催化50

习题52

第二部分 物质质变微观探索之物质结构理论54

第4章 原子结构与元素周期律55

4.1 经典与近代原子结构理论55

4.1.1 氢原子光谱56

4.1.2 量子化和玻尔理论57

4.2 微观粒子的特性及其运动规律58

4.2.1 微观粒子的波粒二象性58

4.2.2 微观粒子运动的统计规律和不确定原理59

4.3 量子力学对原子核外电子运动状态的描述60

4.3.1 波函数和原子轨道60

4.3.2 四个量子数61

4.3.3 原子轨道的图形描述63

4.3.4 电子云与概率密度66

4.3.5 电子云的图形表示66

4.4 多电子原子结构与周期律68

4.4.1 多电子原子轨道能级68

4.4.2 核外电子分布原理和核外电子分布方式71

4.4.3 原子结构与元素周期表73

4.5 元素基本性质的周期性变化规律75

4.5.1 原子半径76

4.5.2 金属性和非金属性76

4.5.3 电离能（I）76

4.5.4 电子亲和能（Eea）78

4.5.5 元素的电负性（x）78

习题79

第5章化学键与分子结构81

5.1 离子键理论81

5.1.1 离子键的形成81

5.1.2 晶格能（U）82

5.1.3 离子键的特征82

5.1.4 离子的特征83

5.2 经典Lewis学说85

5.3 价键理论86

5.3.1 共价键的形成和其本质86

5.3.2 共价键的特征87

5.3.3 共价键的类型88

5.3.4 共价键的参数89

5.4 杂化轨道理论90

5.4.1 杂化轨道91

5.4.2 杂化类型与分子几何构型91

5.5 价层电子对互斥理论93

5.5.1 价层电子对互斥理论基本要点94

5.5.2 判断分子构型的一般原则94

5.6 分子轨道理论简介97

5.6.1 分子轨道理论的基本要点97

5.6.2 几种简单的分子轨道的形成97

5.6.3 同核双原子分子的分子轨道能级98

5.6.4 分子轨道理论应用实例99

5.7 分子的极性和离子极化100

5.7.1 分子的极性100

5.7.2 分子的偶极矩101

5.7.3 分子的极化101

5.7.4 离子的极化102

5.8 金属键理论103

5.9 分子间的作用力和氢键105

5.9.1 分子间力105

5.9.2 氢键107

5.10 晶体结构和性质108

5.10.1 晶体的宏观特征108

5.10.2 晶体的微观结构108

5.10.3 晶体的基本类型109

习题114

第三部分 水溶液化学之四大平衡理论116

第6章 溶液和胶体117

6.1 分散系117

6.2 溶液118

6.2.1 溶液浓度的表示方法118

6.2.2 非电解质溶液的通性120

6.2.3 电解质溶液的通性123

6.3 表面现象和胶体化学简介124

6.3.1 表面张力和表面能124

6.3.2 表面现象124

6.3.3 胶体的基本性质126

习题128

第7章 酸碱平衡129

7.1 Bronsted酸碱质子理论129

7.1.1 酸碱理论历史发展回顾129

7.1.2 酸碱的定义与共轭酸碱对130

7.1.3 酸碱反应的本质131

7.1.4 酸碱的相对强弱及共轭酸碱离解常数的关系131

7.1.5 小结132

7.2 处理酸碱平衡体系的方法132

7.2.1 酸碱平衡体系几个术语132

7.2.2 酸碱平衡体系中的几个关系式132

7.3 酸碱平衡体系中pH值的计算134

7.3.1 一元弱酸碱溶液pH值计算134

7.3.2 多元弱酸碱溶液pH值的计算135

7.3.3 两性物质溶液pH值的计算136

7.4 酸碱缓冲溶液139

7.4.1 缓冲溶液的定义、组成与分类、缓冲原理139

7.4.2 缓冲溶液pH值的计算140

7.4.3 缓冲容量与缓冲范围142

习题143

第8章 氧化还原反应与电化学145

8.1 氧化还原反应与原电池146

8.1.1 原电池与电解池146

8.1.2 原电池的半反应式与氧化还原反应方程式的配平148

8.1.3 原电池的表示方法——原电池符号150

8.2 电极电势与电池电动势151

8.2.1 电极电势与电池电动势的产生151

8.2.2 电极电势的确定和标准电极电势151

8.2.3 影响电极电势的因素——能斯特方程153

8.3 原电池热力学与电极电势及电池电动势的应用156

8.3.1 原电池热力学156

8.3.2 电极电势及电池电动势的应用157

习题161

第9章 沉淀溶解平衡163

9.1 溶度积原理163

9.1.1 沉淀溶解平衡的实现163

9.1.2 溶度积规则164

9.1.3 盐效应对溶解度的影响165

9.1.4 溶度积与溶解度的关系165

9.1.5 同离子效应对溶解度的影响166

9.2 沉淀的溶解与生成166

9.2.1 沉淀的生成166

9.2.2 沉淀的溶解167

9.3 分步沉淀与沉淀的转化168

9.3.1 分步沉淀法168

9.3.2 沉淀的转化169

9.4 沉淀反应在分析化学中的应用170

9.4.1 重量分析法170

9.4.2 沉淀滴定法173

习题177

第10章 配位化合物179

10.1 配位化合物及其组成179

10.1.1 配合物的定义179

10.1.2 配合物的组成180

10.2 配位化合物的命名和类型182

10.2.1 配合物的命名182

10.2.2 配合物的类型183

10.3 配合物的空间结构和异构现象184

10.3.1 配合物的化学键184

10.3.2 配合物的空间结构184

10.3.3 外轨配合物和内轨配合物186

10.3.4 配合物的异构现象186

10.4 配位平衡188

10.4.1 配离子的离解常数和稳定常数188

10.4.2 配位平衡的移动189

10.5 配位化合物的应用191

10.5.1 贵金属的湿法冶金191

10.5.2 分离和提纯191

10.5.3 配位催化191

10.5.4 电镀与电镀液的处理191

10.5.5 生物化学中的配位化合物192

习题192

第四部分 化学与社会之化学应用194

第11章 化学与能源195

11.1 能源概述195

11.2 常规能源196

11.2.1 煤炭197

11.2.2 石油199

11.2.3 天然气202

11.3 核能204

11.3.1 核能产生原理205

11.3.2 核能的和平利用205

11.3.3 核能系统的发展及展望206

11.4 新能源208

11.4.1 太阳和太阳能208

11.4.2 风能210

11.4.3 生物质能211

11.5 化学电源212

11.5.1 化学电源概念212

11.5.2 锌-锰电池213

11.5.3 铅-酸电池214

11.5.4 镉-镍电池215

11.5.5 氢-镍电池217

11.5.6 锂电池217

11.5.7 锂离子电池219

习题220

第12章 化学与材料221

12.1 引言221

12.1.1 材料的发展过程221

12.1.2 材料的分类223

12.2 常用工程材料在周期系中的分布与应用224

12.2.1 s区元素组成的工程材料224

12.2.2 p区与ⅡB族元素组成的工程材料224

12.2.3 d区与ⅠB族元素组成的工程材料225

12.3 新型金属材料226

12.3.1 形状记忆合金226

12.3.2 贮氢合金227

12.4 功能无机非金属材料228

12.4.1 光导纤维228

12.4.2 超导陶瓷229

12.4.3 纳米陶瓷230

12.5 有机高分子材料231

12.5.1 高分子化合物的基本概念231

12.5.2 高分子化合物的命名与分类232

12.5.3 高分子化合物的合成232

12.5.4 高分子化合物的结构与性能233

12.6 复合材料234

12.6.1 纤维增强树脂基复合材料237

12.6.2 纤维增强金属基复合材料238

12.6.3 纤维增强陶瓷基复合材料238

12.7 液晶材料239

12.7.1 相转变和液晶相239

12.7.2 液晶的种类239

12.7.3 液晶特性与用途240

习题241

第13章 化学与环境242

13.1 环境与可持续发展242

13.1.1 可持续发展是历史发展的必然趋势242

13.1.2 可持续发展的内涵243

13.1.3 中国环境与发展十大对策244

13.1.4 实现可持续发展的具体对策244

13.2 大气污染及其防治245

13.2.1 大气圈的结构及大气组成245

13.2.2 大气污染247

13.2.3 主要大气污染物及分类248

13.2.4 大气污染的防治251

13.3 水体污染及其防治253

13.3.1 水的组成和性质253

13.3.2 水体污染与自净254

13.3.3 水体污染的防治257

13.4 土壤污染及其防治259

13.4.1 土壤的组成及性质259

13.4.2 土壤环境的污染260

13.4.3 土壤污染的防治262

13.5 室内污染及其消除264

13.5.1 室内空气污染265

13.5.2 室内气态污染物265

13.5.3 室内颗粒污染物及其他污染物267

13.5.4 室内污染的防治268

13.6 绿色化学269

13.6.1 绿色化学的基本概念269

13.6.2 开发“原子经济”反应270

习题271

第14章 化学与人类生活273

14.1 化学与营养273

14.1.1 营养与健康273

14.1.2 人体所需的基本营养素274

14.1.3 常量元素和微量元素的生理功能276

14.1.4 树立平衡营养观念278

14.2 化学与食品加工280

14.2.1 食品的颜色280

14.2.2 食品的香味282

14.2.3 食品的味284

14.2.4 食品添加剂287

14.3 化学与日用品289

14.3.1 洗涤用品289

14.3.2 纤维纺织品292

14.3.3 化妆品与化学294

14.4 化学与镇静剂和毒品297

习题301

第15章 化学与军事302

15.1 化学战简史302

15.2 化学武器303

15.3 化学毒剂305

15.3.1 神经性毒剂306

15.3.2 糜烂性毒剂316

15.3.3 全身中毒性毒剂323

15.3.4 窒息性毒剂328

15.3.5 失能性毒剂332

15.3.6 刺激剂335

习题345

附录346

附录1 一些基本物理常数346

附录2 一些物质的标准生成焓、标准生成吉布斯自由能、标准熵（101.3kPa，298.15K）346

附录3 一些物质的溶度积K？（25℃）350

附录4 一些酸和碱的离解常数（298K）350

附录5 标准电极电势（298.15K）351

附录6 一些配离子的稳定常数K稳和不稳定常数K离354

参考文献355