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第一章 化学反应的基本规律 1

第一节 基本概念 1

一、体系与环境 1

二、体系的性质 2

三、体系的状态与状态函数 2

四、变化的过程与途径 3

五、热和功 4

六、相与界面 4

七、理想气体状态方程与分压定律 5

第二节 化学反应中的质量守恒与能量守恒 6

一、化学反应的质量守恒定律 7

二、能量守恒——热力学第一定律 7

三、化学反应的热效应 9

四、盖斯定律与反应热的计算 11

第三节 化学反应方向——熵增加与吉布斯自由能减小 15

一、自发过程与自发方向 15

三、混乱度与熵 16

二、热力学第二定律 16

四、熵增加原理 19

五、吉布斯自由能与化学反应的自发性判据 19

第四节 化学反应限度——化学平衡 25

一、可逆反应与化学平衡 25

二、平衡常数 27

三、化学反应的程度 30

四、平衡常数与标准摩尔吉布斯自由能变的关系 31

五、影响化学平衡的因素及平衡的移动 33

第五节 化学反应速率 37

一、化学反应速率及其表示方法 37

二、反应速率理论和活化能 38

三、影响化学反应速率的因素 40

四、链化学反应与光化学反应 48

思考题与习题 50

一、分散体系概述 53

第一节 分散体系 53

第二章 水基分散系 53

二、溶液 54

第二节 稀溶液的依数性 56

一、蒸气压下降 56

二、溶液的沸点升高 57

三、溶液的凝固点降低 57

四、渗透压 59

第三节 胶体分散体系 61

一、胶体的种类 61

二、溶胶的制备 62

三、溶胶的动力学特性及光学、电学特性 62

四、胶体的表面特性——吸附作用 63

五、胶粒的结构 64

六、溶胶的稳定性与破坏 65

七、高分子溶液与胶体 66

八、凝胶 67

思考题与习题 68

第三章 溶液中的化学平衡 70

第一节 溶液中的酸碱平衡 70

一、弱酸弱碱的电离平衡 70

二、酸碱的质子理论 75

三、水解平衡 77

四、同离子效应 78

第二节 沉淀溶解平衡 81

一、溶度积常数与溶度积规则 82

二、分步沉淀 85

三、沉淀的溶解与转化 86

第三节 配位化合物及水溶液中的配位平衡 88

一、配位化合物 88

二、配位化合物的命名 89

三、水溶液中的配位平衡及其平衡常数 90

四、有关配位平衡的计算 93

一、原电池 94

第四节 溶液中的电化学平衡及其应用 94

二、电极电位 97

三、氧化还原反应的吉布斯自由能变△rGm及标准平衡常数Ke 109

四、电解 113

五、金属腐蚀与保护 118

第五节 实际体系中的多重平衡 123

思考题与习题 129

第一节 原子结构与元素周期律 133

一、微观粒子的运动特征 133

第四章 结构化学 133

二、原子结构 136

三、核外电子的排布 142

四、元素性质和周期性 150

第二节 化学键和分子结构 158

一、离子键 158

二、共价键 160

三、配位键 169

一、分子的极性和偶极矩 173

第三节 分子的极性、分子间的作用力和氢键 173

二、分子间力 175

三、氢键 176

四、分子间力和氢键对物质性质的影响 177

第四节 晶体结构 178

一、晶体的特征 178

二、晶体的基本类型 179

三、晶体缺陷和晶体材料 185

第五节 超分子作用与超分子化学简介 186

一、超分子物与超分子化学的特点 186

二、超分子作用中的分子识别 187

三、超分子催化作用 195

四、超分子物的液膜传输作用 196

五、分子组装 198

思考题与习题 200

一、金属元素在周期表中的位置和金属的分类 202

第五章 单质及无机化合物 202

第一节 金属及其化合物 202

二、金属在自然界中的分布 203

三、金属的提炼 203

四、过渡元素通性 205

五、金属间隙化合物 206

六、各类金属的典型用途 206

第二节 非金属元素的分类、分布及其单质的制备 209

一、非金属元素在周期表中的位置和非金属的分类 209

二、非金属在自然界中的分布 209

三、非金属单质的制备 210

第三节 非金属元素化合物 211

一、氯化物 211

二、氧化物 212

三、硫化物 215

四、碳化物 216

五、硼化物 217

六、氢化物 218

七、碳酸盐 220

八、硝酸盐和亚硝酸盐 221

九、硅酸盐 223

思考题与习题 226

第六章 有机化合物 228

第一节 有机化合物的特征及分类 228

一、有机化合物的特征 228

二、有机化合物的分类 229

第二节 有机化合物的命名 232

一、链烃及其衍生物的命名 232

二、芳烃及其衍生物的命名 233

第三节 普通有机化合物的主要种类及其特性与典型反应 234

一、烷烃 234

二、烯烃与炔烃 235

三、芳香烃 237

四、卤代烃 238

五、醇、酸、酯类化合物 239

六、醚 242

七、醛和酮 242

八、胺 246

九、腈 249

第四节 有机化合物的波谱分析方法简介 250

一、紫外-可见光谱 250

二、红外光谱 253

三、核磁共振 255

四、质谱分析 260

思考题与习题 262

第七章 有机高分子化合物 265

第一节 高分子化合物的基本概念 265

第二节 高分子化合物的聚合反应 266

一、加聚反应和缩聚反应 266

二、连锁聚合和逐步聚合 267

第三节 高分子化合物的结构和性能 269

一、高分子化合物的结构 269

二、高分子链的柔顺性 270

三、高分子化合物的力学状态 271

四、高分子化合物的性能 272

第四节 几种重要的高分子合成材料 274

一、塑料 275

二、合成橡胶 278

三、合成纤维 280

四、涂料和粘合剂 281

思考题与习题 286

第八章 生命与化学 288

第一节 生命的演化及其物质组成 288

一、生命的起源及演化 288

二、细胞的化学组成 292

一、氨基酸 294

第二节 基本的生命物质(一)——蛋白质 294

二、蛋白质 297

三、酶 300

第三节 基本的生命物质(二)——核酸 300

一、核酸及其生物功能 300

二、核酸的组成和结构 301

第四节 基本的生命物质(三)——糖 304

一、糖 304

二、糖的组成和结构 304

第五节 基本的生命物质(四)——脂 307

一、脂的特点与功能 307

二、脂类化学物质的基本类型 308

第六节 基本的生命物质(五)——维生素与矿物质 311

一、维生素 311

二、矿物质 312

一、生物技术与生物工程 314

第七节 生物工程与生物技术 314

二、基因工程 315

三、现代生物技术的发展趋势 316

思考题与习题 316

第九章 环境与化学 318

第一节 人类、环境和化学 318

一、人类与环境的关系 318

二、环境科学与环境化学 319

一、CO2与温室效应 320

第二节 当代重大的环境问题 320

二、臭氧层的破坏 321

三、光化学烟雾和大气污染 322

四、酸雨 323

五、水污染和水体富营养化 324

六、赤潮和海洋污染 326

七、土壤污染 327

八、森林破坏、水土流失和土地荒漠化 328

九、放射性污染 329

十、生物物种的锐减 330

第三节 现代化学与可持续发展 331

一、可持续发展 331

二、化学在可持续发展中的作用与地位 333

第四节 绿色化学 335

一、绿色化学的提出与发展 335

二、绿色化学的含义及特点 336

三、绿色化学的原则 337

四、绿色化学的方法 339

五、绿色化学的发展近况 341

思考题与习题 343

第十章 能源与化学 344

第一节 能源发展的历史与现状 344

一、能源与人类文明 344

二、当今能源利用的现状 345

三、传统能源的局限性与我们的对策 350

第二节 化石能源深度利用的新技术 352

一、煤炭的气化——煤气的制造与应用 352

二、煤炭的地下气化 353

三、磁流体发电技术 354

第三节 新能源的开发利用 356

一、核能 357

二、太阳能 367

三、其它新能源 374

思考题与习题 382

第十一章 现代化学应用讲座 383

第一讲 重要的微电子材料——高纯硅 383

一、引论 383

二、硅的半导性及其导电机制 384

三、高纯硅材料的生产和加工 385

第二讲 光刻技术和光致抗蚀剂 392

一、光刻技术及其基本原理 392

二、光致抗蚀剂的简介 399

第三讲 高纯水制备技术 402

一、什么是高纯水 402

二、高纯水的水质标准 403

三、高纯水的制备技术 404

四、高纯水与纯净水 412

五、高纯水制备技术的发展新趋势 413

第四讲 新型无机材料及复合材料 413

一、新型轻质金属及其合金材料 414

二、新型金属功能材料——形状记忆合金 415

三、非晶态合金材料 415

四、先进陶瓷材料 416

五、新型玻璃材料 420

六、耐火材料 423

七、无机纤维材料 424

八、搪瓷 425

九、复合材料 425

十、杂化材料 426

第五讲 纳米材料与纳米科技 428

一、纳米材料的分类 429

二、纳米材料的制备及表面修饰 431

三、纳米材料的尺寸评估 435

四、纳米材料的特性 436

五、纳米材料与纳米技术的应用 438

第六讲 稀土新材料 443

一、概况 443

二、稀土发光材料 444

三、稀土磁性材料 447

四、稀土玻璃陶瓷材料 450

习题答案 454

附录 457

附录1 我国法定计量单位 457

附录2 基本物理常数 459

附录3 某些物质的标准生成焓、标准生成吉布斯自由能和标准熵(25℃) 459