第1篇基本知識



第1章氣體和溶液002



1.1氣體狀態方程002



1.1.1理想氣體狀態方程002



1.1.2實際氣體狀態方程003



1.2氣體混合物004



1.2.1分壓定律004



1.2.2分體積定律005



1.3氣體分子速率分布和能量分布006



1.3.1氣體分子的速率分布006



1.3.2氣體分子的能量分布007



1.4溶液007



1.4.1溶液濃度表示方法007



1.4.2稀溶液的依數性007



習題010



第2章化學熱力學012



2.1熱力學術語和基本概念012



2.1.1繫統和環境012



2.1.2狀態和狀態函數012



2.1.3過程和途徑013



2.2熱力學定律013



2.2.1熱和功013



2.2.2熱力學能014



2.2.3熱力學定律014



2.3熱化學015



2.3.1化學反應的熱效應015



2.3.2熱化學方程式019



2.3.3生成熱020



2.3.4燃燒熱022



2.4狀態函數自由能(G)022



2.4.1自發變化022



2.4.2反應焓變對反應方向的影響023



2.4.3狀態函數熵024



2.4.4Gibbs自由能026



習題029



第3章化學動力學基礎032



3.1化學反應速率的概念032



3.1.1平均速率032



3.1.2瞬時速率033



3.2反應速率理論034



3.2.1踫撞理論034



3.2.2過渡態理論035



3.3濃度對化學反應速率的影響036



3.3反應和微觀可逆性原理036



3.3.2質量作用定律037



3.3.3復雜反應的速率方程037



3.3.4反應速率常數038



3.4溫度對化學反應速率的影響039



3.4.1阿侖尼烏斯方程039



3.4.2不同溫度下，速率常數之間的關繫040



3.4.3活化能計算040



3.5催化反應簡介041



3.5.1催化劑與催化作用041



3.5.2催化反應的特點042



習題043



第4章化學平衡045



4.1可逆反應和化學平衡045



4.1.1化學反應的可逆性045



4.1.2化學平衡045



4.2平衡常數046



4.2.1經驗平衡常數046



4.2.2標準平衡常數047



4.3標準平衡常數的應用048



4.3.1判斷反應程度049



4.3.2預測反應方向049



4.4化學平衡的移動050



4.4.1濃度對化學平衡的影響050



4.4.2壓力對化學平衡的影響051



4.4.3溫度對化學平衡的影響052



習題053







第2篇平衡基本理論



第5章酸堿平衡058



5.1酸堿理論058



5.1.1酸堿質子理論058



5.1.2酸堿電子理論061



5.2水的解離平衡062



5.2.1水的離子積常數062



5.2.2溶液的pH值和pOH值062



5.3弱酸、弱堿的離解平衡063



5.3弱酸、弱堿的解離平衡063



5.3弱酸的解離平衡065



5.4鹽類的水解066



5.4.1水解平衡常數067



5.4.2水解度和水解平衡的計算068



5.4.3影響鹽類水解平衡的因素070



5.5緩衝溶液070



5.5.1緩衝溶液的概念070



5.5.2緩衝作用原理071



5.5.3緩衝溶液的pH值計算071



5.6鹽效應071



5.7酸堿指示劑072



習題072



第6章沉澱-溶解平衡075



6.1溶解度和溶度積075



6.1.1溶解度和溶度積常數075



6.1.2溶度積常數與溶解度的關繫075



6.1.3同離子效應對溶解度的影響076



6.2沉澱-溶解平衡的移動077



6.2.1溶度積規則077



6.2.2沉澱的生成077



6.2.3沉澱的溶解077



6.3兩種沉澱之間的平衡078



6.3.1分步沉澱078



6.3.2沉澱的轉化079



習題079



第7章氧化還原平衡082



7.1基本概念082



7.素的氧化數082



7.1.2氧化還原反應方程式的配平083



7.2原電池084



7.2.1原電池簡介085



7.2.2電極電勢與電動勢086



7.3電池反應的熱力學088



7.3.1電動勢E和電池反應ΔrGm的關繫088



7.3.2標準電動勢E和電池反應的標準平衡常數K的關繫088



7.3.3E和E的關繫——Nernst方程089



7.4影響電極電勢的因素090



7.4.1酸度對電極電勢的影響090



7.4.2沉澱生成對電極電勢的影響090



素電勢圖及其應用091



7.素電勢圖091



7.素電勢圖的應用091



習題092



第8章配位平衡095



8.1配合物的基本概念095



8.1.1配合物095



8.1.2配合物的化學式和命名097



8.1.3配合物的分類097



8.2配合物的穩定性及配位平衡098



習題101







第3篇物質結構



第9章原子結構104



9.1近代原子結構理論的確立104



9.1.1原子結構模型104



9.1.2氫原子光譜105



9.1.3玻爾理論106



9.2微觀粒子運動的特殊性107



9.2.1微觀粒子的波粒二像性107



9.2.2測不準原理108



9.2.3微觀粒子運動的統計性規律109



9.3核外電子運動狀態的描述109



9.3.1薛定諤方程109



9.3.2用四個量子數描述電子的運動狀態111



9.3.3概率密度與電子雲113



9.3.4波函數的空間圖像115



9.4核外電子素周期律117



9.4.1多電子原子的能級117



9.4.2核外電子排布原則122



9.素周期表123



素基本性質的周期性127



9.5.1原子半徑127



9.5.2電離能128



9.5.3電子親和能A129



9.5.4電負性131



習題131



第10章分子結構134



10.1共價鍵理論134



10.1.1路易斯(Lewis)理論134



10.1.2價鍵理論135



10.1.3雜化軌道理論138



10.1.4價層電子對互斥理論142



10.1.5分子軌道理論145



10.2鍵參數149



10.2.1鍵級149



10.2.2鍵能150



10.2.3鍵長150



10.2.4鍵角151



習題151



第11章固體結構154



11.1晶體結構和類型154



11.1.1晶體結構的特征與晶格理論154



11.1.2晶體缺陷155



11.1.3晶體類型156



11.2金屬晶體157



11.2.1金屬鍵的改性共價鍵理論157



11.2.2金屬鍵的能帶理論157



11.2.3金屬晶體的密堆積結構158



11.3離子晶體160



11.3.1離子鍵的形成160



11.3.2離子鍵的特征160



11.3.3離子鍵的強度161



11.3.4離子晶體的特點163



11.3.5離子晶體的空間結構163



11.3.6離子極化165



11.4分子晶體167



11.4.1分子間的偶極矩167



11.4.2分子間的作用力168



11.4.3氫鍵169



11.5層狀晶體170



習題171



第12章配位結構174



12.1配合物的空間構型和異構現像174



12.1.1配合物的空間構型174



12.1.2配合物的異構現像174



12.2配合物的價鍵理論176



12.2.1價鍵理論的要點176



12.2.2中心價層軌道的雜化177



12.2.3配合物的磁性179



12.3晶體場理論179



12.3.1中心離子d軌道的能級分裂180



12.3.2過渡金屬化合物的顏色183



12.3.3晶體場穩定化能184



習題184







素



第13素188



13.素的通性188



13.素的單質189



13.2.1單質的物理性質和化學性質189



13.2.素單質的存在與單質的制備190



13.素的化合物190



13.3.1氫化物190



13.3.2氧化物191



13.3.3氫氧化物192



13.3.4鹽類193



13.4鋰的特殊性及對角線規則194



13.4.1鋰的特殊性194



13.4.2對角線規則194



習題194



第14素196



14.素196



14.1.素概述196



14.1.2硼及其化合物197



14.1.3鋁及其化合物201



14.素203



14.2.素概述203



14.2.素的單質及其化合物203



14.2.3硅及其化合物206



14.2.4錫、鉛的化合物208



14.素209



14.3.素概述209



14.3.2氮及其化合物210



14.3.3磷及其化合物216



14.素219



14.4.素概述219



14.4.2氧及其化合物220



14.4.3硫及其化合物223



14.5鹵素230



14.5.1鹵族概述230



14.5.2鹵素單質231



14.5.3鹵化氫和氫鹵酸235



14.6稀有氣體239



14.6.1稀有氣體的性質239



14.6.2稀有氣體的用途239



14.素化合物性質遞變規律240



14.7.素單質240



14.7.素氫化物240



14.7.素氧化物及其水合物241



14.7.素化合物的氧化還原性241



14.7.素含氧酸鹽的溶解性和熱穩定性242



習題242



第15素246



15.素概述246



15.1.素的原子半徑和電離能246



15.1.2素的物理性質246



15.1.素的化學性質247



15.1.素的氧化態247



15.1.素離子的顏色248



15.2鉻248



15.2.1鉻的單質248



15.2.2鉻的重要化合物249



15.3錳252



15.3.1錳的單質252



15.3.2錳的化合物253



15.4鐵255



15.4.1鐵的單質255



15.4.2鐵的化合物255



習題258



第16章素261



16.素261



16.1.素概述261



16.1.2銅及其化合物261



16.1.3銀及其化合物265



16.素267



16.2.素概述267



16.2.2鋅及其化合物267



16.2.3汞及其化合物269



習題271







附錄272



附錄Ⅰ單位272



附錄Ⅱ一些常用的物理化學常數272



附錄Ⅲ不同攝氏溫度t下水的蒸氣壓p273



附錄Ⅳ常見物質的ΔfHm、ΔfGm和Sm273



附錄Ⅴ弱酸、弱堿的電離平衡常數K278



附錄Ⅵ常見難溶電解質的溶度積Ksp(298K)278



附錄Ⅶ常見配(絡)離子的穩定常數K穩280



附錄Ⅷ常見溶劑的Kb和Kf281



附錄Ⅸ常見化學鍵的鍵焓(298K,p)281



附錄Ⅹ在標準狀況下一些有機物的燃燒熱281







參考文獻283



參考答案284