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第一章 绪论 1

第一节 基础化学课程的地位和作用 1

一、化学是一门中心科学 1

二、怎样学好基础化学 2

第二节 我国的法定计量单位 3

第三节 溶液的组成标度 4

一、物质的量 4

二、物质的量浓度 5

三、摩尔分数和质量摩尔浓度 6

(一)摩尔分数 6

(二)质量摩尔浓度 6

本章小结 7

参考读物 7

习题 7

第二章 稀溶液的依数性 9

第一节 溶液的蒸气压下降 9

一、蒸气压 9

二、溶液的蒸气压下降 10

第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低 12

一、溶液的沸点升高 12

(一)液体的沸点 12

(二)溶液的沸点升高 12

二、溶液的凝固点降低 13

(一)纯液体的凝固点 13

(二)溶液的凝固点降低 13

第三节 溶液的渗透压力 14

一、渗透现象和渗透压力 14

二、溶液的渗透压力与浓度及温度的关系 15

三、渗透压力在医学上的意义 16

(一)电解质溶液的依数性 16

(二)渗透浓度 17

(三)体液渗透压力的测定 18

(四)等渗、高渗和低渗溶液 19

(五)晶体渗透压力和胶体渗透压力 20

本章小结 20

参考读物 21

习题 21

第三章 电解质溶液 23

第一节 强电解质溶液理论 23

一、强电解质和弱电解质 23

二、强电解质溶液理论要点 24

三、离子的活度和活度因子 24

第二节 酸碱的质子理论 27

一、质子酸碱的概念 27

(一)酸碱的定义 27

(二)酸碱反应的实质 28

(三)酸碱质子传递平衡和平衡常数 29

二、水的质子自递平衡 29

(一)水的质子自递平衡和水的离子积 29

(二)水溶液的pH 30

三、酸碱的强度 30

(一)酸和碱的解离平衡常数 31

(二)共轭酸碱解离平衡常数的关系 32

(三)平衡移动 33

第三节 酸碱溶液pH的计算 35

一、酸碱溶液pH计算的一般方法 35

(一)酸碱溶液的基本关系式 35

(二)pH精确计算公式 36

二、一元弱酸或弱碱溶液 36

三、多元酸碱溶液 38

四、两性物质溶液 39

(一)两性阴离子溶液 39

(二)由弱酸和弱碱组成的两性物质溶液 40

(三)氨基酸型两性物质溶液 40

(四)关于两性物质溶液中［H+］计算公式的推导 40

第四节 酸碱的电子理论 41

第五节 难溶强电解质的沉淀溶解平衡 42

一、溶度积和溶度积规则 42

(一)溶度积 42

(二)溶度积规则 44

二、沉淀平衡的移动 44

(一)沉淀的生成 44

(二)分级沉淀 46

(三)沉淀的溶解 46

本章小结 47

参考读物 48

习题 49

第四章 缓冲溶液 51

第一节 缓冲溶液及缓冲机制 51

一、缓冲溶液的缓冲作用和组成 51

二、缓冲机制 51

第二节 缓冲溶液的pH 53

一、缓冲溶液pH的计算公式 53

二、缓冲溶液pH计算公式的校正 54

第三节 缓冲容量和缓冲范围 55

一、缓冲容量 55

二、缓冲范围 57

第四节 缓冲溶液的配制 58

一、缓冲溶液的配制方法 58

二、标准缓冲溶液 60

第五节 血液中的缓冲系 61

本章小结 63

参考读物 64

习题 64

第五章 酸碱滴定法 66

第一节 滴定分析概述 66

一、滴定分析基本概念及几个常用术语 66

二、滴定分析的类型和一般过程 66

三、滴定分析反应的条件和要求 67

第二节 酸碱指示剂 67

一、酸碱指示剂的变色原理 67

二、酸碱指示剂的变色范围和变色点 69

第三节 滴定曲线和指示剂的选择 69

一、强酸与强碱的滴定 70

(一)滴定曲线 70

(二)指示剂的选择 71

(三)突跃范围与酸碱浓度的关系 71

二、一元弱酸的滴定 72

(一)滴定曲线 72

(二)滴定曲线的特点和指示剂的选择 72

(三)滴定突跃与弱酸强度的关系 73

三、一元弱碱的滴定 73

四、多元酸、多元碱的滴定 74

第四节 酸碱标准溶液的配制与标定 76

一、常用化学试剂的分类 76

二、酸标准溶液 77

三、碱标准溶液 77

第五节 酸碱滴定法的应用 78

一、食醋中总酸度的测定 78

二、小苏打片中碳酸氢钠含量的测定 78

三、含氮量的测定 79

四、乙酰水杨酸(阿司匹林)的测定 80

第六节 分析结果的误差和有效数字 80

一、误差产生的原因和分类 80

(一)系统误差 80

(二)偶然误差 81

(三)过失误差 81

二、误差的表示方法 81

(一)误差与准确度 81

(二)偏差与精密度 82

三、提高分析结果准确度的方法 82

(一)分析方法的选择 82

(二)减小测量误差 83

(三)增加平行测定次数 83

(四)对照试验 83

(五)空白试验 83

(六)校准仪器 83

四、有效数字及其运算规则 83

(一)有效数字 83

(二)有效数字的修约 84

本章小结 85

参考读物 85

习题 85

第六章 化学反应热及化学反应的方向和限度 87

第一节 热力学系统和状态函数 87

一、系统、环境和过程 87

二、状态函数 88

三、热和功 88

(一)热和功 88

(二)体积功、可逆过程与最大功 89

第二节 能量守恒和化学反应热 90

一、内能和热力学第一定律 90

(一)内能 90

(二)热力学第一定律 91

(三)等容反应热与系统的内能变化 91

二、系统的焓和等压反应热 92

三、反应进度与热化学方程式 93

(一)反应进度 93

(二)热化学方程式 94

四、Hess定律和反应热的计算 95

(一)由已知的热化学方程式计算反应热 95

(二)由标准摩尔生成热计算反应热 96

(三)由标准摩尔燃烧热计算反应热 98

第三节 熵和Gibbs自由能 99

一、自发过程及其特征 99

(一)自发过程及其特征 99

(二)自发的化学反应的推动力 100

二、系统的熵 100

(一)熵的概念 100

(二)熵增加原理 102

三、系统的自由能 102

(一)用自由能判断化学反应方向 102

(二)自由能的计算 103

第四节 化学反应的限度和平衡常数 107

一、化学反应的限度与标准平衡常数 107

二、用标准平衡常数判断自发反应方向 108

三、实验平衡常数 109

四、多重平衡 109

五、化学平衡的移动 110

(一)浓度对化学平衡的影响 110

(二)压力对化学平衡的影响 110

(三)温度对化学平衡的影响 111

(四)Le Chatelier原理 112

本章小结 112

参考读物 113

习题 113

第七章 化学反应速率 116

第一节 化学反应速率的表示方法 116

一、化学反应速率 116

二、化学反应的平均速度 117

三、化学反应的瞬时速率 117

第二节 反应机制和元反应 118

一、简单反应与复合反应 118

二、元反应和反应分子数 118

三、质量作用定律与速率方程式 119

(一)质量作用定律 119

(二)速率方程式 119

(三)速率常数与反应级数 120

第三节 具有简单级数的反应及其特点 121

一、一级反应 121

二、二级反应 123

三、零级反应 123

第四节 化学反应速率理论简介 124

一、碰撞理论与活化能 124

(一)有效碰撞与弹性碰撞 124

(二)活化分子与活化能 125

二、过渡态理论简介 126

(一)活化络合物 126

(二)活化能与反应热 126

第五节 温度对化学反应速率的影响 127

一、Arrhenius方程式 127

二、温度对化学反应速率影响的原因 128

第六节 催化剂对化学反应速率的影响 129

一、催化剂及催化作用 129

(一)催化剂 129

(二)催化剂的特点 129

二、催化作用理论 130

(一)均相催化理论-中间产物学说 130

(二)多相催化理论--活化中心学说 130

三、生物催化剂--酶 131

本章小结 132

参考读物 133

习题 133

第八章 氧化还原反应与电极电位 135

第一节 氧化还原反应 135

一、氧化值 135

二、氧化还原反应 136

(一)氧化还原反应 136

(二)半反应和氧化还原电对 136

三、氧化还原反应方程式的配平 137

第二节 原电池与电极电位 138

一、原电池 138

(一)原电池的概念 138

(二)电极类型和电池组成式 139

二、电极电位 140

三、标准电极电位 140

(一)标准氢电极 140

(二)标准电极电位 141

(三)标准电极电位表 142

第三节 电池电动势与化学反应Gibbs自由能 143

一、电池电动势与化学反应Gibbs自由能的关系 143

二、电池标准电动势和平衡常数 144

第四节 电极电位的Nernst方程式及影响电极电位的因素 146

一、Nernst方程式 146

二、电极溶液中各物质浓度对电极电位的影响 148

(一)酸度对电极电位的影响 148

(二)沉淀的生成对电极电位的影响 148

(三)生成弱酸(或弱碱)对电极电位的影响 149

第五节 电位法测定溶液的pH 150

一、常用参比电极 150

(一)甘汞电极 150

(二)AgCI/Ag电极 151

二、指示电极 151

(一)玻璃电极 151

(二)复合电极 152

三、电位法测定溶液的pH 152

第六节 电化学和生物传感器 153

一、传感器概述 153

二、传感器的一般基本原理 153

(一)表面吸附 153

(二)界面电位 153

(三)分子识别 154

三、电化学传感器应用举例 154

(一)K+传感器 154

(二)葡萄糖传感器 155

第七节 氧化还原滴定法 155

一、高锰酸钾法 155

(一)高锰酸钾标准溶液的配制 156

(二)高锰酸钾溶液的标定 156

(三)高锰酸钾法应用举例 156

二、碘量法 157

(一)碘标准溶液的配制和标定 157

(二)硫代硫酸钠标准溶液的配制和标定 158

(三)碘量法应用举例 158

本章小结 159

参考读物 160

习题 160

第九章 原子结构和元素周期律 162

第一节 核外电子运动状态及特性 162

一、原子结构的认识史 162

二、电子的波粒二象性 163

三、测不准原理 164

四、薛定谔方程--电子运动的波动方程式 165

第二节 氢原子的波函数 166

一、波函数 166

二、量子数 167

三、概率密度和电子云 168

四、原子轨道的图形 168

(一)氢原子轨道的角度分布图 169

(二)电子云的角度分布图 170

五、径向分布函数图 170

第三节 多电子原子的原子结构 171

一、鲍林多电子原子能级和徐光宪公式 172

二、核外电子排布的规律 173

(一)能量最低原理 173

(二)Pauli不相容原理 173

(三)Hund规则 174

第四节 原子的电子组态与元素周期表 175

一、核外电子排布与周期表 175

(一)周期与能级组 175

(二)族与原子的电子组态 176

(三)元素在周期表中的分区 176

二、元素性质的周期变化规律 177

(一)有效核电荷 177

(二)原子半径 177

(三)元素电负性 178

第五节 元素和人体健康 179

一、必需元素和非必需元素 179

二、必需元素的生物功能简介 181

三、环境污染中对人体有害的元素 182

本章小结 182

参考读物 183

习题 183

第十章 共价键与分子间力 185

第一节 现代价键理论 185

一、氢分子的形成 185

二、现代价键理论的要点 186

三、共价键的类型 187

(一)σ键和π键 187

(二)正常共价键和配位共价键 188

四、键参数 188

(一)键能 188

(二)键长 189

(三)键角 189

(四)键的极性 189

第二节 杂化轨道理论 190

一、杂化轨道理论的要点 190

二、轨道杂化类型及实例 190

(一)sp型和spd型杂化 190

(二)等性杂化和不等性杂化 193

第三节 价层电子对互斥理论 194

第四节 分子轨道理论简介 195

一、分子轨道理论的要点 196

二、同核双原子分子的分子轨道能级图 198

三、分子轨道理论应用实例 198

(一)应用分子轨道理论分析几个同核双原子分子的结构 198

(二)自由基简介 200

第五节 分子间的作用力 202

一、分子的极性与分子的极化 202

(一)分子的极性 202

(二)分子的极化 202

二、van der Waals力 203

(一)取向力 203

(二)诱导力 203

(三)色散力 204

三、氢键 204

本章小结 206

参考读物 207

习题 207

第十一章 配位化合物 209

第一节 配位化合物的基本概念 209

一、什么是配位化合物 209

二、配合物的组成 210

(一)内层和外层 210

(二)中心原子 210

(三)配体和配位原子 210

(四)配位数 211

(五)配离子的电荷 211

三、配合物的命名 212

第二节 配合物的化学键理论 213

一、配合物的价键理论 213

(一)价键理论的基本要点 213

(二)外轨配合物和内轨配合物 213

(三)实例 215

(四)配合物的磁矩 216

二、晶体场理论 216

(一)晶体场理论的基本要点 216

(二)在八面体配位场中中心原子d轨道能级分裂 216

(三)分裂能及其影响因素 217

(四)八面体场中中心原子的d电子排布 218

(五)晶体场稳定化能 219

(六)d-d跃迁和配合物的颜色 220

第三节 配位平衡 221

一、配位平衡常数 222

二、配位平衡的移动 222

(一)溶液酸度的影响 223

(二)沉淀平衡的影响 223

(三)与氧化还原平衡的关系 224

(四)其他配位平衡的影响 226

第四节 螯合物和生物配体 227

一、螯合效应 227

二、影响螯合物稳定性的因素 228

(一)螯合环的大小 228

(二)螯合环的数目 229

三、生物配体 229

(一)卟淋类化合物 229

(二)蛋白质 230

(三)核苷酸 230

第五节 螯合滴定 231

一、滴定时溶液酸度的控制 231

二、其他配位剂的影响 231

三、滴定终点的判断 232

四、标准溶液的配制与标定 232

五、应用示例--含钙药物中钙含量的测定 232

本章小结 233

参考读物 234

习题 234

第十二章 可见分光光度法和紫外分光光度法 236

第一节 物质的吸收光谱 236

一、物质对光的选择性吸收 236

二、物质的吸收光谱 237

第二节 分光光度法基本原理 237

一、透光率和吸光度 238

二、Lambert-Beer定律 238

第三节 可见分光光度法 239

一、分光光度计 239

二、测定方法 241

(一)标准曲线法 241

(二)标准对照法 242

(三)比吸光系数比较法 242

(四)差示分光光度法 242

第四节 提高测量灵敏度和准确度的方法 243

一、分光光度法的误差 243

(一)溶液偏离Beer定律引起的误差 243

(二)仪器测定误差 243

(三)主观误差 244

二、选择适当的显色剂 244

三、选择合适的测定条件 244

(一)波长的选择 244

(二)显色剂的用量 244

(三)溶液的酸度 244

(四)显色时间和温度 245

四、共存离子的干扰及其消除 245

第五节 紫外分光光度法简介 245

一、751-G型分光光度汁 246

二、紫外分光光度法的应用 246

(一)定性鉴别 246

(二)定量测定 247

(三)有机化合物的结构研究 247

本章小结 248

参考读物 248

习题 248

第十三章 胶体溶液 250

第一节 分散系统和胶体分散系 250

一、分散系统及其分类 250

二、胶体分散系 251

第二节 溶胶 252

一、溶胶的基本性质 252

(一)溶胶的光学性质 252

(二)溶胶的动力学性质 253

(三)溶胶的电学性质 253

二、胶团结构及溶胶的稳定性 254

(一)胶粒带电的原因 254

(二)胶粒的双电层结构 254

(三)溶胶的稳定因素 255

(四)溶胶的聚沉现象 256

三、气溶胶 257

第三节 高分子溶液 258

一、高分子化合物的结构特点及其溶液的形成 258

(一)高分子化合物的结构 258

(二)高分子化合物的柔性与分子的内旋转 259

(三)高分子溶液的形成 259

(四)高分子溶液的渗透压 260

二、聚电解质溶液 260

三、高分子溶液稳定性的破坏 261

四、凝胶和膜平衡 262

(一)凝胶及其性质 262

(二)膜平衡 263

第四节 表面活性剂和乳状液 264

一、表面活性剂 264

(一)溶液表面的吸附 264

(二)表面活性剂的结构 265

二、缔合胶体 266

三、乳状液 267

第五节 胶体与医学 268

一、人工肝与人工肺 268

二、医用高分子材料的血液相容性 268

三、控制释放给药与靶向给药 269

本章小结 269

参考读物 271

习题 271

附录 272

附录一 我国的法定计量单位 272

附录二 一些物理和化学的基本常数 274

附录三 平衡常数表 275

附录四 一些物质的基本热力学数据 279

附录五 一些还原半反应的标准电极电位？(298.15K) 282

附录六 希腊字母表 283

习题参考答案 284

索引 289

元素周期表 299