現(xiàn)代基礎(chǔ)化學

第一部分 化學原理
第1章 原子結(jié)構(gòu)和元素周期系3
11 原子結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展概況4
111 原子的含核模型4
112 原子的玻爾模型5
12 原子的量子力學模型8
121 微觀粒子的波粒二象性9
122 核外電子運動狀態(tài)的量子力學描述10
123 原子軌道和電子云的圖像18
13 原子的電子結(jié)構(gòu)與元素周期系22
131 多電子原子的能級22
132 核外電子排布的規(guī)則25
133 原子的電子結(jié)構(gòu)和元素周期系26
14 原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系32
141 原子參數(shù)32
142 元素的金屬性和非金屬性42
143 氧化值42
科學家盧瑟福44
專家撰文 恒星的化學成分與元素的起源45
復(fù)習思考題47
習題48
參考書目50
第2章 分子結(jié)構(gòu)和分子間力51
21 價鍵理論53
211 共價鍵的本質(zhì)53
212 共價鍵的特征54
213 共價鍵的類型55
214 鍵參數(shù)56
22 雜化軌道理論59
221 雜化軌道概念及其理論要點59
222 s和p原子軌道雜化60
223 等性雜化和不等性雜化軌道62
23 分子軌道理論64
231 分子軌道的形成及其基本要點64
232 分子軌道的能級順序66
233 分子軌道理論的應(yīng)用67
24 分子間力73
241 分子的極性和偶極矩73
242 分子的變形性和極化率75
243 分子間力77
244 氫鍵79
245 超分子化學81
科學家路易斯82
復(fù)習思考題83
習題84
參考書目85
第3章 固體結(jié)構(gòu)和固體的性能86
31 晶體的結(jié)構(gòu)和類型87
311 晶格與晶胞87
312 晶體的類型89
32 離子晶體90
321 幾種典型的離子晶體91
322 離子半徑和配位比92
323 晶格能95
324 離子的極化和變形96
33 原子晶體和分子晶體98
331 原子晶體98
332 分子晶體99
34 金屬晶體100
341 金屬晶體的改性共價鍵理論100
342 金屬晶體的緊密堆積結(jié)構(gòu)100
35 混合型晶體103
36 晶體缺陷和非化學計量化合物105
361 點缺陷105
362 線缺陷106
363 面缺陷107
364 非化學計量化合物108
37 非晶體的結(jié)構(gòu)111
371 玻璃的結(jié)構(gòu)理論111
372 新型非晶體112
38 固體的結(jié)構(gòu)與性能113
381 固體的電性113
382 固體的磁性117
383 固體的光學性質(zhì)118
科學家布拉格父子121
復(fù)習思考題122
習題123
參考書目124
第4章 配合物結(jié)構(gòu)和新型配合物125
41 配合物的基本概念126
411 配合物的組成126
412 配合物的命名129
413 螯合物129
414 配合物的幾何異構(gòu)現(xiàn)象130
42 配合物結(jié)構(gòu)的價鍵理論132
421 雜化軌道和空間構(gòu)型132
422 外軌型配合物和內(nèi)軌型配合物135
43 配合物結(jié)構(gòu)的晶體場理論137
431 晶體場理論的基本要點和d軌道的分裂137
432 影響分裂能大小的因素140
433 晶體場理論的應(yīng)用141
44 配合物結(jié)構(gòu)的分子軌道理論146
441 形成σ鍵配合物的分子軌道147
442 形成π鍵配合物的分子軌道148
45 新型配合物149
科學家維爾納154
專家撰文 星際氣體與地球外生命的探索155
復(fù)習思考題157
習題158
參考書目159
第5章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)160
51 氣體161
511 理想氣體162
512 氣體分子運動論168
513 實際氣體170
52 液體和溶液176
521 液體176
522 溶液179
523 稀溶液的依數(shù)性181
53 純物質(zhì)系統(tǒng)的相平衡和相圖186
531 純物質(zhì)系統(tǒng)的相平衡186
532 純物質(zhì)系統(tǒng)的相圖187
54 等離子體190
541 物質(zhì)存在的第四種聚集狀態(tài)190
542 等離子體的主要性質(zhì)及產(chǎn)生方法191
543 等離子體的研究和應(yīng)用192
科學家范特霍夫194
復(fù)習思考題195
習題195
參考書目196
第6章 熱力學第一定律和熱化學197
61 化學反應(yīng)中的能量關(guān)系198
611 系統(tǒng)和環(huán)境198
612 系統(tǒng)的狀態(tài)200
613 狀態(tài)函數(shù)201
614 功和熱202
615 過程203
62 熱力學第一定律204
621 熱力學能205
622 能量的單位205
623 熱力學第一定律的數(shù)學表達式206
63 一般化學反應(yīng)的過程特征207
631 恒容過程207
632 恒壓過程207
64 化學反應(yīng)熱效應(yīng)209
641 反應(yīng)進度210
642 熱化學標準狀態(tài)211
643 蓋斯定律212
644 熱化學方程式213
65 生成焓和燃燒焓214
651 標準摩爾生成焓214
652 標準摩爾燃燒焓216
66 熱容和相變焓218
661 熱容219
662 相變焓220
67 化學反應(yīng)熱的計算220
科學家焦耳224
復(fù)習思考題225
習題225
參考書目227
第7章 熱力學第二、第三定律和化學平衡228
71 與化學反應(yīng)方向有關(guān)的問題229
711 化學反應(yīng)的方向與化學反應(yīng)熱229
712 化學反應(yīng)方向與系統(tǒng)的混亂度230
713 熵231
72 熱力學第二定律231
721 熱力學第二定律231
722 理想熱機與卡諾定理232
723 克勞修斯不等式235
73 熱力學第三定律237
74 吉氏函數(shù)和化學反應(yīng)的方向239
741 摩爾反應(yīng)吉氏函數(shù)239
742 標準摩爾反應(yīng)吉氏函數(shù)240
743 標準摩爾生成吉氏函數(shù)240
75 化學反應(yīng)的限度--化學平衡241
751 化學平衡241
752 化學平衡常數(shù)242
753 同時平衡規(guī)則246
754 化學平衡的計算247
755 化學反應(yīng)等溫方程式248
76 化學平衡的移動249
761 濃度對化學平衡的影響249
762 壓力對化學平衡的影響249
763 溫度對化學平衡的影響251
764 平衡移動的總規(guī)律252
科學家吉布斯252
復(fù)習思考題253
習題254
參考書目256
第8章 化學反應(yīng)速率和反應(yīng)機理257
81 化學反應(yīng)速率258
82 化學反應(yīng)速率方程261
821 化學反應(yīng)速率方程的基本形式261
822 反應(yīng)速率常數(shù)261
823 反應(yīng)級數(shù)262
83 濃度對反應(yīng)速率的影響264
84 溫度對反應(yīng)速率的影響267
85 催化劑對反應(yīng)速率的影響271
86 影響多相化學反應(yīng)速率的因素273
87 反應(yīng)速率理論274
871 簡單碰撞理論274
872 過渡狀態(tài)理論276
873 反應(yīng)速率與活化能的關(guān)系278
88 化學反應(yīng)的機理279
881 質(zhì)量作用定律和基元反應(yīng)279
882 鏈反應(yīng)282
科學家李遠哲284
專家撰文 高性能火箭推進劑286
復(fù)習思考題288
習題289
參考書目292
第9章 酸堿和離子平衡293
91 酸堿質(zhì)子理論294
911 酸堿定義295
912 酸堿強弱和酸堿解離常數(shù)297
92 弱酸和弱堿的解離平衡計算300
921 一元弱酸弱堿的解離平衡300
922 多元弱酸弱堿的解離平衡304
923 酸堿平衡的移動--同離子效應(yīng)305
93 緩沖溶液308
94 酸堿中和反應(yīng)313
95 沉淀-溶解平衡315
951 溶度積315
952 溶度積規(guī)則317
96 沉淀的生成和溶解318
961 沉淀的生成318
962 沉淀的溶解320
963 沉淀轉(zhuǎn)化324
97 分步沉淀325
科學家阿侖尼烏斯326
復(fù)習思考題327
習題328
參考書目330
第10章 電化學基礎(chǔ)和氧化還原平衡331
101 氧化還原反應(yīng)與方程式的配平333
1011 氧化還原反應(yīng)333
1012 氧化還原反應(yīng)方程式的配平335
102 電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機理338
1021 電解質(zhì)離子的定向遷移與電極反應(yīng)338
1022 法拉第定律339
103 原電池和電極反應(yīng)的標準電勢340
1031 原電池340
1032 電極反應(yīng)的電勢343
104 能斯特方程和電極反應(yīng)的電勢348
105 電極反應(yīng)的電勢的應(yīng)用351
1051 判斷原電池的正負極和計算電池的電動勢E351
1052 判斷氧化還原反應(yīng)進行的方向351
1053 計算氧化還原反應(yīng)的平衡常數(shù)353
106 電動勢與ΔrGm及K的關(guān)系354
1061 電動勢與摩爾反應(yīng)吉氏函數(shù)的關(guān)系354
1062 標準電動勢與標準平衡常數(shù)的關(guān)系355
107 元素電勢圖及其應(yīng)用356
1071 判斷歧化反應(yīng)能否進行356
1072 計算同一元素的不同氧化值物質(zhì)電對的電極反應(yīng)的
標準電勢357
科學家法拉第358
復(fù)習思考題359
習題360
參考書目362
第11章 配合物在溶液中的穩(wěn)定性和配位平衡363
111 配合物的穩(wěn)定常數(shù)和配位平衡364
1111 穩(wěn)定常數(shù)的表示方法364
1112 配離子平衡濃度的計算366
112 影響配離子在溶液中穩(wěn)定性的因素367
1121 中心離子的性質(zhì)對配離子穩(wěn)定性的影響368
1122 配體性質(zhì)對配合物穩(wěn)定性的影響368
1123 配位原子和中心離子的關(guān)系對配合物穩(wěn)定性的影響370
113 配位平衡的移動371
1131 配離子之間的平衡371
1132 配位平衡與沉淀溶解平衡372
1133 配位平衡與氧化還原平衡374
1134 配位平衡與酸堿平衡376
114 配位平衡的應(yīng)用377
科學家鮑林379
復(fù)習思考題380
習題381
參考書目383
第二部分 化學概論
第12章 非金屬元素通論和氮、硼、稀有氣體387
121 元素的發(fā)現(xiàn)、分類及其在自然界的存在388
1211 元素的發(fā)現(xiàn)和分類388
1212 元素在地殼、海洋和大氣中的分布389
122 非金屬元素通論391
1221 非金屬單質(zhì)的結(jié)構(gòu)和通性391
1222 非金屬元素的氫化物395
1223 非金屬含氧酸及其鹽397
1224 非金屬單質(zhì)的一般制備方法400
123 氮及其化合物402
1231 氮402
1232 氨403
1233 氨的衍生物405
1234 氮的氧化物406
1235 亞硝酸及其鹽408
1236 硝酸及其鹽409
1237 重要的氮化物414
124 硼及其化合物416
1241 硼的成鍵特征417
1242 硼的氫化物417
1243 硼的重要化合物419
1244 新型硼化物420
125 稀有氣體421
1251 稀有氣體的發(fā)現(xiàn)422
1252 稀有氣體的性質(zhì)和用途423
1253 稀有氣體的存在和分離424
1254 稀有氣體化合物424
科學家利普斯科姆426
復(fù)習思考題和習題427
參考書目429
第13章 金屬元素通論和鉻、錳、稀土元素430
131 金屬元素通論431
1311 從礦石中提取金屬的一般方法431
1312 主族金屬元素435
1313 過渡金屬元素443
1314 金屬的腐蝕和防腐446
132 鉻及其化合物450
1321 Cr(III), Cr(VI)的存在形式及酸堿性轉(zhuǎn)化451
1322 Cr(III), Cr(VI)的氧化還原轉(zhuǎn)化452
1323 鉻的配合物453
1324 鉻及其化合物的應(yīng)用455
133 錳及其化合物456
1331 錳的常見氧化值及其氧化還原性456
1332 電勢、酸度和試劑用量對錳化合物氧化還原產(chǎn)物的影響459
1333 錳及其化合物的應(yīng)用460
134 稀土元素及其化合物461
1341 稀土元素的性質(zhì)462
1342 稀土元素的重要化合物464
1343 稀土元素的分離465
1344 稀土金屬的制備467
1345 新技術(shù)中的稀土元素及其化合物468
科學家戴維469
專家撰文 大型室外青銅天文儀的保護研究470
復(fù)習思考題和習題472
參考書目474
第14章 碳及有機化合物475
141 碳的單質(zhì)和重要無機化合物476
1411 單質(zhì)476
1412 二氧化碳和碳酸477
1413 碳酸鹽和碳酸氫鹽478
1414 一氧化碳479
1415 金屬型碳化物480
142 有機化合物的分類和命名480
1421 有機化合物的分類481
1422 有機化合物的命名484
143 有機化合物的結(jié)構(gòu)特征487
1431 有機化合物的分子結(jié)構(gòu)487
1432 有機分子的立體異構(gòu)、手性與旋光性489
144 常見有機化合物的通性和反應(yīng)類型492
1441 烷烴的通性和自由基取代反應(yīng)493
1442 烯烴、炔烴的通性和親電加成反應(yīng)495
1443 鹵代烴、醇的通性和親核取代反應(yīng)497
1444 芳烴的通性和親電取代反應(yīng)499
1445 羰基化合物的通性和親核加成反應(yīng)501
1446 常見有機化合物的氧化還原反應(yīng)502
科學家伍德沃德506
復(fù)習思考題和習題507
參考書目508
第15章 聚合物509
151 聚合物與社會進步510
152 有機聚合物512
1521 有機聚合物的基本概念512
1522 有機聚合物的命名與分類512
1523 有機聚合物的合成513
1524 有機聚合物的特性515
1525 重要有機聚合物520
1526 新型有機聚合物522
153 無機聚合物525
1531 一般無機聚合物526
1532 新型無機聚合物529
154 金屬配位聚合物530
科學家齊格勒、納塔532
專家撰文 新型織物特異功能與化學533
復(fù)習思考題和習題535
參考書目536
第16章 環(huán)境與化學537
161 環(huán)境污染與人類的關(guān)系538
1611 環(huán)境污染與社會公害538
1612 環(huán)境污染與人體健康538
1613 環(huán)境污染與化學工業(yè)540
1614 綠色化學與清潔生產(chǎn)541
162 大氣污染及防治543
1621 大氣中化學污染物及危害544
1622 幾個綜合性的大氣污染546
1623 大氣污染的防治548
163 水污染及防治550
1631 水體污染物及危害551
1632 污水的化學凈化552
164 土壤污染及防治554
1641 土壤污染及危害554
1642 土壤污染的防治555
科學家侯德榜557
復(fù)習思考題和習題558
參考書目558
第17章 材料與化學559
171 材料與社會進步560
172 納米材料562
1721 納米材料的特性和制備562
1722 納米材料的分類和應(yīng)用565
173 先進陶瓷材料567
1731 結(jié)構(gòu)陶瓷材料567
1732 功能陶瓷材料568
174 新型薄膜材料570
175 液晶材料572
1751 液晶的結(jié)構(gòu)572
1752 液晶的性質(zhì)575
1753 液晶與現(xiàn)代科技577
科學家呂·查德里579
專家撰文 激光與營養(yǎng)化學580
復(fù)習思考題和習題582
參考書目582
第18章 信息與化學583
181 信息技術(shù)與化學584
182 半導(dǎo)體585
1821 半導(dǎo)體的分類和導(dǎo)電性586
1822 硅半導(dǎo)體材料的制備590
1823 砷化鎵半導(dǎo)體材料的制備591
183 光導(dǎo)纖維593
1831 光導(dǎo)纖維的種類和特性593
1832 光導(dǎo)纖維的制備595
184 傳感器597
1841 傳感器的定義和功能597
1842 化學傳感器598
科學家能斯特600
復(fù)習思考題和習題601
參考書目601
第19章 能源與化學602
191 能源與可持續(xù)發(fā)展603
192 能量的化學轉(zhuǎn)換605
1921 利用熱化學反應(yīng)的能量化學轉(zhuǎn)換605
1922 利用電化學反應(yīng)的能量化學轉(zhuǎn)換607
1923 利用光化學反應(yīng)的能量化學轉(zhuǎn)換608
193 節(jié)能技術(shù)610
1931 提高燃料的利用率610
1932 化工生產(chǎn)過程中減少能耗611
194 現(xiàn)代新能源613
1941 太陽能613
1942 氫能616
1943 生物質(zhì)能和綠色電池618
科學家哈柏620
復(fù)習思考題和習題621
參考書目622
第20章 生命與化學623
201 生命的元素624
2011 構(gòu)成生物高分子結(jié)構(gòu)的主要元素625
2012 細胞膜與離子泵626
2013 與酶的輔因子有關(guān)的元素628
202 生物高分子630
2021 糖類631
2022 脂類631
2023 蛋白質(zhì)632
2024 核酸635
203 新陳代謝638
2031 新陳代謝的基本概念638
2032 生命系統(tǒng)的熱力學和動力學642
204 生命科學新進展645
2041 生物工程基本概念645
2042 人類基因組計劃647
2043 干細胞與組織工程648
科學家霍奇金649
專家撰文 生命過程離不開化學650
復(fù)習思考題和習題652
參考書目653
第21章 核化學654
211 原子核655
2111 原子核的結(jié)構(gòu)655
2112 核的穩(wěn)定性656
2113 原子核的結(jié)合能658
212 核反應(yīng)660
2121 核衰變和放射性660
2122 人工核反應(yīng)664
2123 合成元素的發(fā)展方向666
213 放射性核素和核技術(shù)的應(yīng)用667
214 核能和核能利用669
2141 核裂變和核裂變能的利用669
2142 核聚變和核聚變能的利用672
2143 核輻射與核污染673
科學家居里夫婦675
復(fù)習思考題和習題676
參考書目677
附錄678
附錄一 部分氣體自25℃至某溫度的平均摩爾定壓熱
容/J·K-1·mol-1678
附錄二 物質(zhì)的標準摩爾燃燒焓678
附錄三 一些單質(zhì)和化合物的ΔfHm、ΔfGm、Sm數(shù)據(jù)(298K)679
附錄四 一些弱電解質(zhì)的解離常數(shù)(298K)684
附錄五 溶度積常數(shù)(298K)685
附錄六 電極上電極反應(yīng)的標準電勢(298K)687
附錄七 配離子的標準穩(wěn)定常數(shù)(298K)691
附錄八 國際單位制(SI)693
索引695