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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Ke109

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