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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 有效数字 3

一、有效数字的概念 3

二、有效数字的运算规则 4

第四节 量纲分析 5

第五节 分散系统与混合物的组成标度 5

一、分散系统 5

二、混合物的组成标度 6

（一）物质的量 6

（二）物质的量浓度 6

（三）摩尔分数和质量摩尔浓度 7

Summary 8

参考读物 9

习题 9

Exercises 10

第二章 稀薄溶液的依数性质 11

第一节 溶液的蒸气压力下降 11

一、液体的蒸气压力 11

二、溶液的蒸气压力下降——Raoult定律 12

第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低 14

一、溶液的沸点升高 14

（一）纯液体的沸点 14

（二）溶液的沸点升高 14

二、溶液的凝固点降低 15

（一）纯液体的凝固点 15

（二）溶液的凝固点降低 16

三、电解质稀薄溶液的依数性行为 16

第三节 溶液的渗透压力 17

一、渗透现象和渗透压力 17

二、溶液的渗透压力与浓度及温度的关系 18

三、渗透压力在医学上的意义 19

（一）渗透作用与生理现象 19

（二）晶体渗透压和胶体渗透压 20

（三）体液渗透压力的测定 21

Summary 22

参考读物 22

习题 22

Exercises 23

第三章 电解质溶液 25

第一节 强电解质溶液 25

一、电解质和解离度 25

二、Debye-Huckel的离子互吸理论 26

三、离子的活度和离子强度 26

第二节 酸碱理论 27

一、酸碱质子理论 27

二、酸碱反应的实质 28

三、溶剂的拉平效应和区分效应 28

四、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

五、酸碱电子理论 30

第三节 弱酸和弱碱溶液的解离平衡 31

一、弱酸、弱碱的解离平衡及其平衡常数 31

二、共轭酸碱解离常数的关系 32

三、酸碱平衡的移动 33

（一）浓度对酸碱平衡的影响 33

（二）同离子效应 34

（三）盐效 35

第四节 酸碱溶液pH的计算 35

一、强酸或强碱溶液 35

二、一元弱酸或弱碱溶液 36

三、多元酸或多元碱溶液 37

四、两性物质溶液 39

第五节 难溶强电解质的沉淀溶解平衡 40

一、溶度积和溶度积规则 40

（一）溶度积 40

（二）溶度积规则 42

二、沉淀溶解平衡的移动 42

（一）沉淀的生成 42

（二）分级沉淀 43

（三）沉淀的溶解 43

三、沉淀溶解平衡实例 45

（一）骨骼的形成与龋齿的产生 45

（二）尿结石的形成 46

Summary 46

参考读物 47

习题 47

Exercises 49

第四章 缓冲溶液 51

第一节 缓冲溶液及缓冲机制 51

一、缓冲溶液及其作用机制 51

二、缓冲溶液的组成 52

第二节 缓冲溶液pH的计算 52

一、缓冲溶液pH的近似计算公式 52

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 54

一、缓冲容量 54

二、影响缓冲容量的因素 54

三、缓冲范围 56

第四节 缓冲溶液的配制 56

一、缓冲溶液的配制方法 56

二、标准缓冲溶液 58

第五节 血液中的缓冲系 59

Summary 60

参考读物 61

习题 61

Exercises 62

第五章 胶体 64

第一节 胶体分散系 64

一、胶体分散系的概念 64

二、胶体分散系的分类及特点 65

第二节 溶胶 66

一、溶胶的基本性质 66

（一）溶胶的光学性质 66

（二）溶胶的动力学性质 66

（三）溶胶的电学性质 67

二、胶团结构及溶胶的稳定性 68

（一）胶粒带电的原因 68

（二）胶粒的双电层结构 68

（三）溶胶的稳定因素 69

（四）溶胶的聚沉现象 69

三、气溶胶 70

（一）气溶胶的形成 70

（二）气溶胶与环境的关系 71

第三节 高分子溶液 71

一、高分子化合物的结构特点及其溶液的形成 72

（一）高分子化合物的结构特点 72

（二）高分子溶液的形成 72

二、蛋白质溶液及其性质 72

三、蛋白质溶液稳定性的破坏 74

四、高分子溶液的渗透压和膜平衡 74

（一）高分子溶液的渗透压 74

（二）膜平衡 74

五、凝胶 76

第四节 表面活性剂和乳状液 77

一、表面活性剂 77

二、缔合胶体 78

三、乳状液 79

Summary 80

参考读物 81

习题 81

Exercises 82

第六章 化学反应热及反应的方向和限度 83

第一节 热力学系统和状态函数 83

一、系统与环境 83

二、状态函数与过程 84

三、热和功 85

（一）热和功 85

（二）体积功、可逆过程与最大功 85

第二节 能量守恒和化学反应热 87

一、热力学能和热力学第一定律 87

（一）热力学能 87

（二）热力学第一定律 87

（三）热力学能的变化与等容反应热效应 87

二、系统的焓变和等压反应热效应 88

（一）系统的焓 88

（二）等压反应热效应 88

三、反应进度、热化学方程式与标准态 88

（一）反应进度 88

（二）热化学方程式与标准态 90

四、Hess定律和反应热的计算 90

（一）由已知的热化学方程式计算反应热 91

（二）由标准摩尔生成焓计算反应热 92

（三）由标准摩尔燃烧焓计算反应热 93

第三节 熵和Gibbs自由能 94

一、自发过程及其特征 94

（一）自发过程的特征 94

（二）自发的化学反应的推动力 94

二、系统的熵 95

（一）熵和熵变 95

（二）熵增加原理 96

三、系统的Gibbs自由能 97

（一）Gibbs自由能 97

（二）Gibbs自由能变化与非体积功 98

（三）用Gibbs自由能变化判断化学反应的方向 98

第四节 化学平衡 101

一、化学反应的限度与标准平衡常数 101

二、用标准平衡常数判断自发反应方向 102

三、实验平衡常数 102

四、化学平衡的移动 103

（一）浓度对化学平衡的影响 103

（二）压力对化学平衡的影响 103

（三）温度对化学平衡的影响 104

Summary 106

参考读物 107

习题 108

Exercises 110

第七章 化学反应速率 112

第一节 化学反应速率及其表示方法 112

一、化学反应速率 112

二、化学反应的平均速率和瞬时速率 113

第二节 浓度对化学反应速率的影响 114

一、化学反应的速率方程 114

（一）速率方程 114

（二）速率常数与反应级数 115

二、具有简单级数反应的特点 115

（一）一级反应 115

（二）二级反应 117

（三）零级反应 118

第三节 化学反应速率理论简介 118

一、碰撞理论与活化能 119

（一）有效碰撞和弹性碰撞 119

（二）活化分子与活化能 119

二、过渡态理论简介 120

（一）活化络合物 120

（二）活化能与反应热 120

第四节 温度对化学反应速率的影响 121

一、温度与速率常数的关系 121

二、温度对化学反应速率影响的原因 122

第五节 催化剂与酶 123

一、催化剂及催化作用 123

（一）催化剂 123

（二）催化剂的特点 123

二、催化作用理论简介 124

（一）均相催化理论-中间产物学说 124

（二）多相催化理论-活化中心学说 124

三、生物催化剂——酶 125

第六节 化学反应机制简介 126

一、元反应、简单反应与复合反应 126

二、元反应与复合反应的速率方程 126

（一）元反应的速率方程 126

（二）复合反应的速率方程 126

Summary 128

习题 129

Exercises 130

第八章 氧化还原反应与电极电位 132

第一节 氧化还原反应 132

一、氧化值 132

二、氧化还原反应 133

（一）氧化还原反应 133

（二）氧化还原半反应和氧化还原电对 133

三、氧化还原反应方程式的配平 134

第二节 原电池与电极电位 134

一、原电池 134

（一）原电池的组成 134

（二）原电池组成式 135

（三）电极类型 136

二、电极电位 136

三、标准电极电位 137

（一）标准氢电极 137

（二）电极电位的测定 138

（三）标准电极电位 138

（四）标准电极电位的应用 139

第三节 电池电动势与Gibbs自由能 140

一、电池电动势与化学反应Gibbs自由能变的关系 140

二、用电池电动势判断氧化还原反应的自发性 140

三、电池标准电动势和平衡常数 141

第四节 电极电位的Nernst方程式及影响电极电位的因素 143

一、电极电位的Nernst方程式 143

二、电极溶液中物质浓度对电极电位的影响 145

（一）酸度对电极电位的影响 145

（二）沉淀的生成对电极电位的影响 145

（三）生成弱酸（或弱碱）对电极电位的影响 145

第五节 电位法测定溶液的pH 147

一、指示电极和参比电极 147

（一）常用参比电极 147

（二）指示电极 148

二、复合电极 148

三、电位法测定溶液的pH值 149

第六节 电化学和生物传感器 149

Summary 151

参考读物 152

习题 152

Exercises 154

第九章 原子结构和元素周期律 155

第一节 量子力学基础及核外电子运动特性 155

一、氢光谱和氢原子的Bohr模型 155

二、电子的波粒二象性 157

三、不确定原理 158

第二节 氢原子结构的量子力学解释 158

一、波函数及三个量子数的物理意义 158

二、原子轨道和电子云的角度分布图 161

三、径向分布函数图 163

第三节 多电子原子的结构 164

一、多电子原子的能级 164

二、电子的自旋 165

三、原子的电子组态 165

（一）Pauli不相容原理 166

（二）能量最低原理 166

（三）Hund规则 166

第四节 元素周期表与元素性质的周期性 167

一、原子的电子组态与元素周期表 167

（一）能级组和元素周期 167

（二）价层电子组态与族 168

（三）元素分区 169

（四）过渡元素和稀土元素 169

二、元素性质的周期性变化规律 170

（一）原子半径 170

（二）元素的电离能、电子亲合势和电负性 171

第五节 元素和人体健康 172

一、人体必需元素及其生物功能简介 172

二、环境污染中对人体有害的元素 173

Summary 175

参考读物 176

习题 176

Exercises 177

第十章 共价键与分子间力 178

第一节 现代价键理论 178

一、氢分子的形成 178

二、价键理论的要点 179

三、共价键的类型 179

（一）σ键和π键 179

（二）正常共价键和配位共价键 180

四、键参数 181

（一）键能 181

（二）键长 181

（三）键角 182

（四）键的极性 182

五、杂化轨道理论 182

（一）杂化轨道理论的要点 182

（二）轨道杂化类型及实例 182

第二节 价层电子对互斥理论 186

第三节 分子轨道理论简介 188

一、分子轨道理论的要点 188

二、分子轨道理论的应用 190

（一）同核双原子分子的轨道能级图 190

（二）异核双原子分子的轨道能级图 192

（三）自由基简介 192

第四节 分子间的作用力 194

一、分子的极性与分子的极化 194

（一）分子的极性 194

（二）分子的极化 194

二、van der Waals力 195

（一）取向力 195

（二）诱导力 195

（三）色散力 195

三、氢键 196

Summary 198

参考读物 199

习题 199

Exercises 201

第十一章 配位化合物 202

第一节 配位化合物的基本概念 202

一、什么是配位化合物 202

二、配合物的组成 202

（一）内层和外层 203

（二）中心原子 203

（三）配体和配位原子 203

（四）配位数 203

（五）配离子的电荷 204

三、配合物的命名 204

第二节 配合物的化学键理论 205

一、配合物的价键理论 205

（一）价键理论的基本要点 205

（二）外轨配合物和内轨配合物 206

（三）价键理论的应用 206

（四）配合物的磁矩 206

二、晶体场理论 208

（一）晶体场理论的基本要点 208

（二）在八面体配位场中中心原子d轨道能级分裂 208

（三）分裂能及其影响因素 208

（四）八面体场中中心原子的d电子排布 210

（五）晶体场稳定化能 211

（六）d-d跃迁和配合物的颜色 212

第三节 配位平衡 213

一、配位平衡常数 213

二、配位平衡的移动 214

（一）溶液酸度的影响 214

（二）沉淀平衡的影响 215

（三）与氧化还原平衡的关系 216

（四）其他配位平衡的影响 217

第四节 螯合物和生物配体 217

一、螯合效应 217

二、影响螯合物稳定性的因素 219

（一）螯合环的大小 219

（二）螯合环的数目 219

三、生物配体 220

Summary 222

参考读物 224

习题 224

Exercises 226

第十二章 滴定分析 227

第一节 滴定分析原理 227

一、滴定分析的概述 227

（一）滴定分析术语与特点 227

（二）滴定分析法对化学反应的基本要求 227

二、滴定分析的分类 227

三、标准溶液的配制 228

第二节 分析结果的误差 228

一、误差产生的原因和分类 228

（一）系统误差 229

（二）偶然误差 229

二、分析结果的评价 229

（一）误差与准确度 229

（二）偏差与精密度 229

三、提高分析结果准确度的方法 230

（一）减小系统误差 230

（二）减小偶然误差 231

第三节 酸碱滴定法 231

一、酸碱指示剂 231

（一）酸碱指示剂的变色原理 231

（二）酸碱指示剂的变色范围和变色点 232

二、滴定曲线和指示剂的选择 233

（一）强酸和强碱的滴定 233

（二）一元弱酸和一元弱碱的滴定 235

（三）多元酸和多元碱的滴定 236

三、酸碱标准溶液的配制与标定 238

（一）酸标准溶液的配制与标定 238

（二）碱标准溶液的配制与标定 238

四、酸碱滴定法的应用实例 239

（一）试样含氮量的测定 239

（二）乙酰水杨酸（阿司匹林）含量的测定 239

第四节 氧化还原滴定法 239

一、高锰酸钾法 240

（一）基本原理 240

（二）高锰酸钾标准溶液的配制与标定 240

（三）高锰酸钾法的应用实例 240

二、碘量法 241

（一）基本原理 241

（二）标准溶液的配制与标定 241

（三）碘量法的应用实例 241

第五节 配位滴定法 242

一、基本原理 242

（一）影响EDTA滴定的因素 242

（二）金属指示剂 242

二、标准溶液的配制与标定 243

三、配位滴定法的应用示例 243

第六节 沉淀滴定法 243

一、Mohr法 243

（一）基本原理 243

（二）标准溶液的配制与标定 244

二、Volhard法 244

（一）基本原理 244

（二）标准溶液的配制与标定 244

三、Fajans法 244

Summary 245

参考读物 246

习题 246

Exercises 248

第十三章 可见分光光度法和紫外分光光度法 249

第一节 物质的吸收光谱 249

一、物质对光的选择性吸收 249

二、物质的吸收光谱 250

第二节 分光光度法基本原理 250

一、透光率和吸光度 250

二、Lambert-Beer定律 251

第三节 可见分光光度法 253

一、分光光度计 253

二、定量分析方法 254

（一）标准曲线法 254

（二）标准对照法 254

第四节 提高测量灵敏度和准确度的方法 254

一、分光光度法的误差 254

（一）仪器测定误差 255

（二）溶液偏离Beer定律引起的误差 255

（三）主观误差 255

二、提高测量灵敏度和准确度的方法 256

（一）选择适当的显色剂 256

（二）选择合适的测定条件 256

（三）空白溶液的选择 257

（四）共存离子的干扰及其消除 257

第五节 紫外分光光度法简介 258

一、紫外分光光度计的类型 258

（一）单波长单光束分光光度计 258

（二）单波长双光束分光光度计 258

（三）双波长分光光度计 259

二、紫外分光光度法的应用 259

（一）定性鉴别 259

（二）定量测定 259

（三）有机化合物的结构分析 260

Summary 260

参考读物 261

习题 261

Exercises 262

第十四章 现代仪器分析简介 263

第一节 原子吸收光谱法 263

一、基本原理 263

（一）原子吸收光谱的产生 263

（二）原子吸收光谱的测量 264

二、原子吸收光谱仪 264

三、实验方法 265

（一）定量分析方法 265

（二）灵敏度和检出限 266

（三）测定条件的选择 266

（四）干扰因素及其消除 266

四、原子吸收光谱法的应用 266

第二节 分子荧光分析法 267

一、基本原理 267

（一）分子荧光的产生 267

（二）荧光的激发光谱和发射光谱 268

（三）荧光光谱的特征 268

（四）荧光效率及其影响因素 268

二、荧光定量分析方法 269

（一）荧光强度与荧光物质浓度的关系 269

（二）定量分析方法 269

三、荧光分光光度计 270

四、荧光分析法的应用 270

（一）无机化合物的荧光分析 270

（二）有机化合物的荧光分析 270

第三节 色谱法 271

一、色谱法概述 271

二、色谱分离的基本原理 271

（一）色谱分离过程 271

（二）色谱图及基本术语 272

（三）塔板理论 273

三、色谱仪 273

（一）气相色谱仪 273

（二）高效液相色谱仪 273

四、色谱定性与定量分析 274

（一）定性分析 274

（二）定量分析 274

五、色谱分析的应用 275

Summary 276

参考读物 276

习题 277

Exercises 278

第十五章 核化学及其应用简介 279

第一节 核化学的基本概念 279

一、发展过程及应用 279

二、核子、核素和同质异能素 279

三、放射性元素和放射系 280

四、质量亏损与核的结合能 280

第二节 放射性衰变和核化学方程式 280

一、放射性衰变 280

二、核化学方程式 281

三、半衰期和放射性活度 281

四、放射性碳-14测定年代法 281

第三节 放射性核素示踪技术简介——PET-CT 282

一、放射性核素示踪技术基本原理 282

二、PET-CT成像过程 282

三、PET-CT的特点 282

四、临床上用于诊疗的放射性核素 283

第四节 核反应和核辐射 283

Summary 285

参考读物 285

习题 285

Exercises 285

附录 287

附录一我国的法定计量单位 287

表1 SI基本单位 287

表2 包括SI辅助单位在内的具有专门名称的SI导出单位 287

表3 SI词头 288

表4 可与国际单位制单位并用的我国法定计量单位 289

附录二 一些物理和化学的基本常数 289

附录三 平衡常数表 290

表1水的离子积常数 290

表2弱电解质在水中的解离常数 290

表3 一些难溶化合物的溶度积（25℃） 292

表4金属配合物的稳定常数 293

附录四 一些物质的基本热力学数据 294

表1 298.1 5K的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成自由能和标准摩尔熵的数据 294

表2一些有机化合物的标准摩尔燃烧热 296

附录五 一些还原半反应的标准电极电位Φθ（298.1 5K） 296

附录六 希腊字母表 297

附录七 化学相关网站 298

部分习题参考答案 299

中英文名词对照索引 313