本书共14章,介绍了元素周期律、原子和分子结构理论、四大平衡(酸碱平衡、沉淀与溶解平衡、氧化还原平衡、配位平衡)原理,并在此基础上讨论了重要元素及其化合物的结构、组成、性质、变化规律及其含量测定的一般方法。本书结合目前高校工科化学教学的特点,以理论为基础,以应用为目的,以化学的思维方式培养学生的思维能力,为后续课程的学习打下必要的基础。
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目录
第二版前言
第一版前言
1绪论 (1)
1.1化学是一门实用的、创造性的中心科学 (1)
1.2化学变化的特征 (3)
1.2.1化学变化是质变 (3)
1.2.2化学变化服从质量守恒定律 (3)
1.2.3化学变化伴随着能量变化 (3)
1.3化学的学科分类 (4)
1.4现代化学的特点、任务及前沿领域 (6)
1.4.1现代化学的几个突m的特点 (6)
1.4.2 21世纪化学的四大难题 (8)
1.4.3现代化学的新领域 (10)
1.5绿色化学概述 (12)
1.5.1绿色化学的概念 (12)
1.5.2绿色化学的特点 (13)
1.5.3绿色化学的核心内容 (14)
1.5.4绿色化学的原则 (14)
1.6化学信息资源及化学文献的查阅方法 (15)
1.6.1化学文献索引 (15)
1.6.2 CA on CD使用方法 (16)
1.6.3期刊文献检索 (17)
1.6.4专利文献检索 (19)
2实验数据的误差与结果处理 (23)
2.1实验误差及其表示方法 (23)
2.1.1误差的产生 (23)
2.1.2诶差的表示方法 (24)
2.2提高实验结果准确度的方法 (26)
2.2.1系统误差的减免方法 (27)
2.2.2随机误差的减免方法 (28)
2.3实验数据处理及结果评价 (28)
2.3.1数理统计的几个基本概念 (29)
2.3.2少量数据的统计处理 (29)
2.3.3置信度和置信区间 (32)
2.3.4显著性检验 (33)
2.3.5可疑值的取舍 (36)
2.4有效数字的修约及其运算规则 (36)
2.4.1有效数字及其位数 (36)
2.4.2有效数字的运算规则 (37)
思考题 (39)
习题 (39)
3物质的聚集状态和溶液 (42)
3.1物质的聚集状态概述 (42)
3.1.1物质的气、液、固态及超临界流体 (42)
3.1.2物质的第四聚集态——等离子体 (43)
3.1.3离子液体 (43)
3.2气体 (44)
3.2.1理想气体状态方程 (44)
3.2.2气体的分压定律和分体积定律 (45)
3.2.3实际气体 (46)
3.3溶液 (47)
3.3.1基本单元及溶液浓度 (48)
3.3.2标准溶液及其配制 (49)
3.3.3有关浓度的计算 (50)
3.3.4非电解质溶液的依数性 (50)
3.3.5电解质溶液 (54)
3.4胶体 (55)
3.4.1溶胶的性质 (56)
3.4.2溶胶粒子的结构——胶团 (57)
3.4.3溶胶的稳定性与聚沉 (57)
3.4.4凝胶 (58)
3.5固体 (58)
3.5.1晶体的基本特征和微观结构 (58)
3.5.2晶体缺陷及其对物质性质的影响 (62)
3.5.3非晶体 (65)
3.5.4液晶 (66)
思考题 (66)
习题 (67)
4化学热力学基础 (69)
4.1热力学术语和基本概念 (69)
4.1.1系统和环境 (69)
4.1.2状态和状态函数 (70)
4.1.3过程和途径 (70)
4.1.4热、功和可逆过程 (71)
4.1.5热力学能 (72)
4.1.6化学反应计量式及反应进度 (73)
4.1.7广度性质和强度性质 (74)
4.2热力学第一定律和热化学 (74)
4.2.1热力学第一定律 (74)
4.2.2焓变及热化学方程式 (75)
4.2.3赫斯定律 (78)
4.3热力学第二定律 (80)
4.3.1化学反应的白发性 (80)
4.3.2熵及热力学第三定律 (81)
4.3.3热力学第二定律 (83)
4.4吉布斯白由能 (83)
4.4.1吉布斯白由能 (83)
4.4.2标准摩尔生成自由能 (84)
4.4.3标准摩尔生成自由能的应用 (85)
思考题 (87)
习题 (87)
5化学反应速率及化学平衡 (90)
5.1化学反应速率及其表示方法 (90)
5.1.1化学反应的转化速率 (90)
5.1.2恒容反应的反应速率 (91)
5.2反应速率理论简介 (92)
5.2.1碰撞理论 (92)
5.2.2过渡状态理论 (93)
5.2.3厦应机理与元反应 (94)
5.2.4影响化学反应速率的因素 (94)
5.3化学反应平衡及平衡常数 (99)
5.3.1化学反应的可逆性及化学平衡 (99)
5.3.2平衡常数 (IOO)
5.3.3多重平衡原理 (102)
5.3.4平衡常数的计算及应用 (103)
5.3.5化学平衡的移动 (105)
思考题 (110)
习题 (III)
6酸碱平衡 (114)
6.1酸碱理论的发展简介 (114)
6.2酸碱质子理论 (117)
6.2.1水的解离平衡及溶液的pH标度 (119)
6.2.2酸碱的相对强弱 (120)
6.3酸碱溶液中有关离子平衡浓度的计算 (122)
6.3.1酸碱溶液pH计算 (122)
6.3.2溶液巾酸碱各种存在形式的平衡浓度计算 (129)
6.4酸碱解离平衡的移动 (132)
6.4.1缓冲溶液 (132)
6.4.2酸碱指示剂 (136)
6.5酸碱滴定分析 (138)
6.5.1滴定分析法 (138)
6.5.2酸碱滴定法 (139)
6.5.3酸碱滴定的应用实例 (143)
6.6软、硬酸碱理论及超酸 (144)
6.6.1软、硬酸碱理论 (144)
6.6.2超强酸 (146)
思考题 (147)
习题 (148)
7沉淀一溶解平衡 (150)
7.1沉淀溶解反应 (150)
7.1.1沉淀溶解反应平衡 (150)
7.1.2溶度积和溶解度的关系 (152)
7.2沉淀的形成及溶度积规则 (152)
7.2.1沉淀的类型和性质 (152)
7.2.2况淀的形成过程 (153)
7.2.3溶度积规则 (155)
7.3沉淀的溶解和转化 (155)
7.3.1条件溶度积 (155)
7.3.2影响沉淀溶解度的因素 (156)
7.3.3沉淀的转化 (163)
7.3.4分步沉淀及沉淀分离方法 (164)
7.4影响沉淀纯度的因素 (166)
7.4.1共沉淀现象 (167)
7.4.2后沉淀现象 (169)
7.5沉淀反应在分析测定中的应用 (169)
7.5.1沉淀滴定分析法 (169)
7.5.2重量分析法 (173)
7.6沉淀反应在超细粉体制备中的应用 (177)
7.6.1均相沉淀法在超细粉体制备中的应用 (177)
7.6.2草酸盐沉淀热分解法 (178)
7.6.3共沉淀及化合物沉淀法 (178)
7.6.4水热沉淀法 (179)
思考题 (179)
习题 (180)
8氧化还原反应 (183)
8.1氧化还原反应方程式的配平 (183)
8.1.1氧化值 (183)
8.1.2氧化还原反应方程式的配平 (184)
8.2电极电势 (186)
8.2.1原电池 (186)
8.2.2电极电势及其计算 (188)
8.2.3影响电极电势的因素——能斯特方程式 (193)
8.2.4条件电极电势 (197)
8.3 电极电势的应用 (199)
8.3.1 比较氧化剂或还原剂的相对强弱 (199)
8.3.2计算原电池的标准电动势E9和电动势£ (199)
8.3.3判断氧化还原反应进行的方向 (200)
8.3.4判断氧化还原反应进行的次序 (201)
8.3.5判断氧化还原反应进行的程度 (202)
8.3.6讣算弱电解质的解离常数及难溶电解质的溶度积常数 (203)
8.4元素标准电极电势图及其应用 (204)
8.4.1元素标准电极电势图 (204)
8.4.2元素标准电极电势图的应用 (204)
8.5氧化还原滴定法 (206)
8.5.1氧化还原反应用于滴定分析的必要条件 (207)
8.5.2氧化还原预处理 (208)
8.5.3氧化还原滴定曲线 (209)
8.5.4氧化还原滴定的指示剂 (211)
8.5.5常用的氧化还原滴定方法 (212)
8.6化学电源 (217)
8.6.1原电池 (217)
8.6.2蓄电池 (218)
8.6.3燃料电池 (220)
8.7电化学腐蚀与保护 (221)
思考题 (222)
习题 (222)
9原子结构 (227)
9.1微观粒子运动的特征 (227)
9.1.1量子化特征 (227)
9.1.2玻尔理论 (228)
9.1.3微观粒子运动的波粒二象性 (230)
9.1.4测不准原理 (231)
9.2核外电子的运动状态 (231)
9.2.1薛定谔方程 (231)
9.2.2波函数与原子轨道 (232)
9.2.3概率密度和电子云 (234)
9.2.4原子轨道和电子云的空间图像 (235)
9.2.5电子白旋量子数 (238)
9.3多电子原子核外电子的排布 (239)
9.3.1多电子原子轨道的能级 (239)
9.3.2屏蔽效应和钻穿效应 (242)
9.3.3多电子原子的核外电子排布 (244)
9.4原子的电子层结构与元素周期性 (248)
9.4.1原子的电子层结构与周期 (249)
9.4.2原子的电子层结构与族 (250)
9.4.3原子的电子层结构与元素的分区 (250)
9.5元素基本性质的周期性 (251)
9.5.1原子半径 (251)
9.5.2黾离能 (254)
9.5.3电子亲和能 (255)
9.5.4电负性 (256)
9.5.5元素的氧化值 (257)
9.6原子发射光谱和原子吸收光谱分析技术 (259)
9.6.1原子光谱的产生及原子光谱项 (259)
9.6.2原子发射光谱分析法 (260)
9.6.3原子吸收光谱分析法 (261)
思考题 (262)
习题 (263)
10化学键与分子结构 (266)
10.1离子键与离子晶体 (266)
10.1.1离子键的形成 (266)
10.1.2离子键的主要特征 (267)
10.1.3决定离子化合物性质的因素 (268)
10.1.4离子晶体 (271)
10.1.5离子的极化及其对离子晶体性质的影响 (274)
10.1.6品格能 (278)
10.2共价键理论 (279)
10.2.1价键理论——电子配对理论 (279)
10.2.2杂化轨道理论 (285)
10.2.3价层电子对互斥理论 (289)
10.2.4分子轨道理论 (293)
10.3键参数 (300)
10.3.1键能 (300)
10.3.2键长 (301)
10.3.3键角 (302)
10.3.4键的极性 (302)
10.4分子间作用力及分子晶体 (303)
10.4.1分子的极性 (303)
10.4.2分子的变形性和极化 (304)
10.4.3分子间力 (305)
10.4.4氢键 (306)
10.4.5原子晶体和分子晶体 (309)
10.5金属键及金属晶体 (311)
10.5.1金属键的白由电子气(或电子海)模型 (312)
10.5.2佥属键的能带理论 (313)
10_5.3金属晶体 (315)
10.6分子结构的表征方法 (316)
10.6.1紫外可见分光光度法 (316)
10.6.2核磁共振分析 (317)
10.6.3光电子能谱 (320)
10.7超分子化学 (320)
思考题 (322)
习题 (324)
11 配位化合物及配位平衡 (326)
11.1配合物的组成与命名 (326)
11.1.1配合物的一般组成 (326)
11.1.2配合物的类型 (328)
11.1.3配位化合物的命名 (331)
11.1.4配合物的空间结构与几何异构 (332)
11.2配合物的化学键理论 (335)
11.2.1配合物的价键理论 (335)
11.2.2价键理论的应用 (336)
11.3 晶体场理论 (338)
11.3.1晶体场理论要点 (338)
11.3.2巾心离子d轨道能级的分裂 (338)
11.3.3晶体场的分裂能 (340)
11.3.4晶体场稳定化能 (341)
11.3.5晶体场理论的应用 (343)
11.4配位平衡及配合物的稳定常数 (346)
11.4.1配位解离平衡 (346)
11.4.2配离子的稳定常数与不稳定常数 (346)
11.4.3累积稳定常数及配合物各物种的分布 (346)
11.5螯合物 (348)
11.5.1螯合效应 (348)
11.5.2 EDTA及其与金属离子形成的整合物特点 (349)
11.6 EDTA配位反应的副反应系数及条件稳定常数 (351)
11.6.1配位反应的副反应及副反应系数 (351)
11.6.2条件稳定常数 (354)
11.7配位滴定分析法 (355)
11.7.1滴定曲线 (355)
11.7.2髟响配位滴定突跃的因素 (357)
11.7.3单离子及混合离子的滴定条件 (358)
11.7.4配位滴定的指示剂 (361)
11.7.5配位滴定的应用示例 (364)
11.8配位化合物的一些应用 (364)
11.8.1贵金属的湿法冶金 (364)
11.8.2无机离子的分离和提纯 (365)
11.8.3配位催化作用 (365)
11.8.4电镀与电镀液的处理 (365)
11.8.5生物化学巾的配位化合物 (365)
思考题 (367)
习题 (368)
12主族元素及其化合物概述 (370)
12.1主族元素的单质 (371)
12.1.1单质的组成 (371)
12.1.2单质的化学性质 (373)
12.1.3元素性质的对角线规则 (375)
12.2氢及氢化物 (376)
12.2.1氢 (376)
12.2.2氢化物 (377)
12.3卤化物 (386)
12.3.1肉化物性质变化规律 (386)
12.3.2肉化物的水解性 (387)
12.3.3互卤化物及多碘化物 (387)
12.3.4拟卤素 (388)
12.4简单含氧酸的结构及酸性强弱 (391)
12.4.1简单含氧酸的结构 (391)
12.4.2元素含氧酸强弱的定性判断规则 (393)
12.4.3非金属含氧酸盐的一般性质 (394)
12.5稀有气体元素 (397)
12.5.1稀有气体的存在、性质和用途 (397)
12.5.2稀有气体的化合物 (398)
思考题 (399)
习题 (400)
13过渡元素 (403)
13.1 d区元素 (403)
13.1.1 d区元素的通性 (403)
13.1.2钛 (406)
13.1.3钒 (408)
13.1.4铬、钼、钨 (410)
13.1.5锰 (414)
13.1.6铁、钻、镍 (417)
13.1.7铂系元素 (422)
13.2 ds医元素 (424)
13.2.1 ds区元素单质的性质 (424)
13.2.2 ds区元素的重要化合物 (426)
13.2.3 ds区元素与s区元素的对比 (435)
13.3 f区元素 (436)
13.3.1镧系元素 (436)
13.3.2锕系元素 (442)
思考题 (445)
习题 (446)
主要参考文献 (448)
附录 (449)
附录1 些基本常数 (449)
附录2常用国际单位制 (449)
附录3希腊字母及读音 (450)
附录4水溶液中离子的活度系数(25℃) (451)
附录5酸碱解离常数 (452)
附录6一些物质的热力学函数(298. 15K和iookPa) (456)
附录7一些电对的标准电极电势(25℃) (461)
附录8条件电极电势E:丈,Red(25℃) (464)
附录9一些氨羧配位剂与金属离子配合物的稳定常数lgKMl (465)
附录10 些金属离子配合物的稳定常数lgp,( 25℃) (466)
附录11微溶化合物的溶度积(18~25℃,I=O) (471)
附录12某些物质的商品名或俗名 (473)