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第1篇 化学反应的基本规律3

第1章 化学热力学3

1.1 基本概念4

1.1.1 体系与环境4

1.1.2 体系的性质4

1.1.3 体系的状态与状态函数4

1.2 热化学和焓5

1.2.1 热力学第一定律5

1.2.2 焓与化学反应的热效应7

1.3 化学反应的方向13

1.3.1 自发过程14

1.3.2 熵15

1.3.3 吉布斯自由能17

1.3.4 吉布斯-亥姆霍兹公式及其应用19

习题24

第2章 化学反应速率27

2.1 化学反应速率及其表示方法27

2.2 反应速率理论29

2.2.1 碰撞理论29

2.2.2 过渡状态理论30

2.2.3 化学反应的机理31

2.3 影响化学反应速率的因素31

2.3.1 浓度与化学反应速率的关系31

2.3.2 温度与化学反应速率的关系34

2.3.3 催化作用37

2.3.4 影响多相反应速率的因素38

习题40

第3章 化学平衡42

3.1 平衡常数42

3.1.1 分压定律42

3.1.2 平衡常数44

3.1.3 标准平衡常数K？与△rG？的关系47

3.1.4 化学平衡的移动49

3.1.5 多重平衡52

3.2 弱电解质的解离平衡53

3.2.1 弱酸、弱碱的解离平衡53

3.2.2 缓冲溶液55

3.2.3 酸碱质子理论58

3.3 沉淀溶解平衡59

3.3.1 溶度积59

3.3.2 溶度积规则60

3.3.3 沉淀的生成与溶解61

3.3.4 分步沉淀65

3.4 配离子的解离平衡66

3.4.1 配合物的基本概念66

3.4.2 配离子的解离平衡68

3.4.3 配合物的应用70

习题71

第4章 溶液与胶体74

4.1 水的相图74

4.2 溶液75

4.2.1 溶液的蒸气压下降75

4.2.2 溶液的沸点升高和凝固点下降77

4.2.3 溶液的渗透压78

4.2.4 电解质溶液的性质79

4.3 胶体80

4.3.1 分散系81

4.3.2 溶胶81

4.3.3 高分子溶液85

习题86

第5章 电化学原理及其应用88

5.1 原电池和电极电势88

5.1.1 原电池88

5.1.2 电极电势90

5.1.3 电动势与吉布斯自由能变的关系93

5.1.4 电极电势的应用94

5.2 电解96

5.2.1 电解现象96

5.2.2 电解的应用98

5.3 金属的腐蚀与防护100

5.3.1 化学腐蚀与电化学腐蚀100

5.3.2 金属腐蚀的防护102

5.3.3 混凝土的腐蚀与防护103

5.4 化学电源105

5.4.1 化学电源的分类105

5.4.2 新型化学电源106

习题110

第2篇 物质结构115

第6章 原子结构与周期系115

6.1 氢原子结构的近代概念115

6.1.1 核外电子运动的特征115

6.1.2 波函数117

6.1.3 电子云121

6.1.4 电子运动状态的完全描述与4个量子数125

6.2 多电子原子中的电子分布和周期系127

6.2.1 核外电子的分布127

6.2.2 原子结构和元素周期表129

6.3 元素基本性质的周期性132

6.3.1 有效核电荷数132

6.3.2 原子半径133

6.3.3 电离能、电子亲和能和电负性135

习题137

第7章 化学键与分子结构139

7.1 离子键与离子的结构139

7.1.1 离子键的形成与特性139

7.1.2 离子的三大特征140

7.2 共价键与分子结构141

7.2.1 价键理论141

7.2.2 杂化轨道与分子的空间构型145

7.2.3 价层电子对互斥理论149

7.2.4 分子轨道理论152

7.3 配位键与配位化合物156

7.3.1 配合物的主要类型156

7.3.2 配合物的价键理论157

7.4 分子间力和氢键162

7.4.1 分子的极性162

7.4.2 分子间力164

7.4.3 氢键165

7.5 弱相互作用与超分子167

习题169

第8章 晶体结构171

8.1 晶体的特征171

8.1.1 晶体的基本特性171

8.1.2 晶体的微观结构172

8.2 晶体的基本类型176

8.2.1 离子晶体176

8.2.2 原子晶体177

8.2.3 分子晶体178

8.2.4 金属晶体179

8.2.5 混合键型晶体182

8.3 单质的晶体结构及其物理性质的周期性183

8.3.1 单质的晶体结构183

8.3.2 单质的物理性质185

8.4 晶体的缺陷188

8.4.1 晶体缺陷的种类188

8.4.2 杂质缺陷和信息材料190

8.4.3 非化学计量化合物191

习题193

第3篇 化学与工程技术·人类·社会197

第9章 环境与化学197

9.1 环境污染197

9.2 清洁生产与绿色化学198

9.2.1 清洁生产198

9.2.2 绿色化学199

9.3 大气污染及其防治200

9.3.1 大气圈的组成与结构200

9.3.2 大气的主要污染物201

9.3.3 综合性大气污染现象204

9.3.4 大气污染的治理技术210

9.4 水污染及其治理213

9.4.1 评价水质的指标213

9.4.2 水污染217

9.4.3 工业废水、生活污水的处理方法220

9.4.4 膜分离技术及其在水处理中的应用223

9.5 土壤污染及其防治227

9.5.1 土壤污染227

9.5.2 土壤污染防治及改良228

9.6 固体废物的利用与处置228

9.6.1 固体废物的综合利用229

9.6.2 固体废物的最终处置231

习题232

第10章 能源与化学234

10.1 能源概述234

10.1.1 能源的分类234

10.1.2 能源利用概况234

10.1.3 能源发展趋势235

10.2 核能237

10.2.1 原子核的组成和结合能237

10.2.2 核裂变与核聚变239

10.2.3 核能的和平利用241

10.3 新型清洁能源241

10.3.1 太阳能241

10.3.2 地热能243

10.3.3 氢能243

10.3.4 生物质能246

10.3.5 废弃物的资源化利用247

习题248

第11章 材料与化学250

11.1 重要金属及合金材料250

11.1.1 铝及铝合金250

11.1.2 钛及钛合金250

11.1.3 铜及铜合金252

11.1.4 稀土金属及应用253

11.2 新型无机材料255

11.2.1 先进陶瓷材料255

11.2.2 纳米材料258

11.2.3 磁性材料259

11.2.4 激光材料260

11.3 有机高分子材料261

11.3.1 高分子化合物概述261

11.3.2 高分子化合物的合成264

11.3.3 高分子化合物的结构和性能266

11.3.4 高分子化合物的老化与防老化271

11.3.5 重要的高分子材料272

11.4 复合材料及应用275

11.5 润滑油276

11.5.1 润滑油的组成276

11.5.2 润滑油的主要性能280

11.6 建筑用胶凝材料282

11.6.1 石膏282

11.6.2 水玻璃283

11.6.3 水泥284

习题286

第12章 生命与化学288

12.1 组成生命的基本物质288

12.1.1 蛋白质288

12.1.2 核酸294

12.2 现代生物技术297

12.2.1 基因工程297

12.2.2 基因组研究298

12.2.3 生物芯片299

12.2.4 干细胞技术299

12.3 微量元素与人体健康299

12.3.1 人体的元素组成299

12.3.2 微量元素的生理功能300

12.3.3 微量元素的相互关系302

习题303

参考文献305

附录307