工科大学化学

第1章绪论1
1.1什么是化学1
1.2化学研究的对象1
1.3亚原子粒子2
1.4化学的分支3
1.5化学发展简史4
1.5.1无机化学及其发展简史4
1.5.2有机化学及其发展简史5
1.5.3分析化学及其发展简史7
1.5.4物理化学及其发展简史8
习题9

第2章原子结构与元素周期表10
2.1原子结构10
2.1.1波粒二象性★10
2.1.2原子结构理论的发展★13
2.1.3描述电子运动状态的四个量子数14
2.2核外电子的排布★16
2.2.1电子分布和近似能级图16
2.2.2基态原子的核外电子排布19
2.3元素周期律与元素周期表★21
2.4原子参数22
2.4.1原子半径22
2.4.2电离能24
2.4.3电子亲和能25
2.4.4电负性26
习题27

第3章化学键与分子间作用力30
3.1离子键★30
3.2化学键参数与极性★31
3.2.1键能31
3.2.2键长31
3.2.3键角32
3.2.4键的极性33
3.2.5分子的极性33
3.2.6相似相溶原理35
3.3共价键35
3.3.1经典的Lewis价键学说35
3.3.2现代价键理论★36
3.3.3共价键的本质36
3.3.4现代价键理论的要点37
3.3.5共价键的特点38
3.3.6共价键的类型39
3.4杂化轨道理论★40
3.4.1理论要点41
3.4.2杂化类型41
3.4.3分子中σ键和π键44
3.5金属键★45
3.5.1“自由电子”理论45
3.5.2金属键的能带理论46
3.6氢键★48
3.6.1氢键的定义48
3.6.2氢键的特点49
3.6.3氢键的大小49
3.6.4氢键对理化性质的影响49
3.7分子间作用力★50
3.7.1分子的极化50
3.7.2分子间力50
习题51

第4章化学热力学基础54
4.1热力学的基本概念54
4.1.1系统与环境54
4.1.2状态和状态性质55
4.1.3过程与途径56
4.1.4热力学平衡状态56
4.2热力学**定律56
4.2.1功和热56
4.2.2体积功57
4.2.3热力学**定律的表述57
4.2.4可逆过程58
4.2.5焓58
4.2.6化学反应的热效应59
4.3热力学第二定律64
4.3.1自发过程的特征64
4.3.2热力学第二定律的经典表述65
4.3.3熵65
4.4热力学第三定律67
4.4.1热力学第三定律67
4.4.2标准摩尔熵67
4.5化学反应方向的判断68
4.5.1吉布斯自由能G68
4.5.2过程方向的判据68
习题70

第5章化学反应动力学与化学平衡72
5.1化学反应速率72
5.1.1化学反应速率的表示方法72
5.1.2反应速率理论简介73
5.2影响反应速率的因素75
5.2.1浓度对反应速率的影响75
5.2.2温度对反应速率的影响78
5.2.3催化剂对反应速率的影响80
5.3化学平衡81
5.3.1平衡常数82
5.3.2影响化学平衡的因素83
习题84

第6章化学分析中的误差与数据处理87
6.1误差87
6.1.1误差的分类及产生原因★88
6.1.2误差的表示方法★89
6.1.3提高分析结果准确度的方法90
6.2有效数字及其应用91
6.2.1有效数字91
6.2.2有效数字的修约规则92
6.2.3有效数字的运算规则93
习题93

第7章酸碱平衡与酸碱滴定法95
7.1酸碱理论基础★95
7.1.1酸碱质子理论95
7.1.2水的电离和溶液的酸碱性★96
7.2酸碱溶液pH的计算98
7.2.1强酸(碱)溶液98
7.2.2一元弱酸、弱碱溶液pH的计算98
7.2.3多元弱酸的电离平衡99
7.3缓冲溶液★100
7.3.1缓冲溶液的组成100
7.3.2缓冲溶液pH的计算101
7.3.3缓冲溶液的缓冲范围及选择102
7.4酸碱滴定法103
7.4.1酸碱指示剂★103
7.4.2酸碱滴定曲线和指示剂的选择★106
7.4.3酸碱标准溶液的配制和标定★113
习题115

第8章配合物与配位滴定法117
8.1配位化合物的基本概念117
8.1.1配合物的组成★118
8.1.2配合物的命名★119
8.2配合物的类型120
8.2.1简单配合物120
8.2.2螯合物121
8.2.3EDTA及其螯合物121
8.2.4夹心配合物122
8.2.5配合物的应用123
8.3配位化合物的平衡常数★124
8.3.1稳定常数和解离常数124
8.3.2逐级稳定常数124
8.4副反应系数和条件稳定常数125
8.4.1副反应及副反应系数125
8.4.2条件稳定常数128
8.5配位滴定法★129
8.5.1配位滴定的滴定曲线129
8.5.2金属指示剂130
8.6提高配合滴定选择性的方法131
8.6.1控制溶液的酸度131
8.6.2使用掩蔽剂132
8.7配合滴定法的应用133
8.7.1直接滴定133
8.7.2返滴定133
8.7.3置换滴定133
习题134

第9章电化学与氧化还原滴定法136
9.1氧化还原反应概述136
9.1.1氧化数136
9.1.2氧化和还原的定义★137
9.1.3氧化还原反应的本质137
9.1.4氧化还原电对138
9.1.5氧化还原方程式的配平138
9.2原电池和电极电势139
9.2.1原电池★139
9.2.2电极电势142
9.2.3电动势与ΔrGm和K的关系146
9.2.4影响电极电势的因素146
9.3电极电势的应用148
9.3.1计算原电池的电动势148
9.3.2判断氧化剂和还原剂的强弱148
9.3.3判断氧化还原反应进行的方向149
9.3.4判断氧化还原反应进行的程度150
9.4电解池150
9.4.1电解池的概念150
9.4.2电极极化和超电势151
9.5实用电化学152
9.5.1化学电源152
9.5.2电解池的应用156
9.6金属的腐蚀与防护157
9.6.1化学腐蚀158
9.6.2电化学腐蚀158
9.6.3金属腐蚀的防护159
9.7氧化还原滴定法160
9.7.1氧化还原滴定曲线160
9.7.2氧化还原指示剂161
9.7.3高锰酸钾法162
9.7.4重铬酸钾法164
习题166

第10章沉淀溶解平衡与沉淀滴定法170
10.1沉淀溶解平衡170
10.1.1溶解度170
10.1.2沉淀溶解平衡171
10.1.3溶度积与溶解度的关系171
10.1.4影响溶解平衡的因素172
10.2溶度积规则及其应用173
10.2.1溶度积规则173
10.2.2沉淀的生成173
10.2.3沉淀的溶解174
10.2.4沉淀的转化174
10.3沉淀滴定法概述175
10.3.1沉淀滴定法概述175
10.3.2确定沉淀滴定终点的方法175
习题177

第11章化学与环境180
11.1环境与环境问题180
11.1.1环境与环境系统180
11.1.2环境问题181
11.2大气污染及其防治181
11.2.1大气污染及大气污染物181
11.2.2典型的大气污染及防治182
11.2.3室内空气污染186
11.3水体污染及其防治187
11.3.1水体污染的概念和分类187
11.3.2典型的水体污染现象188
11.4土壤污染及其防治189
11.4.1土壤污染定义及其来源189
11.4.2土壤污染来源190
11.4.3土壤污染的特点190
习题191

第12章化学与材料192
12.1材料科学发展192
12.1.1材料的发展过程192
12.1.2材料的分类193
12.2金属材料196
12.2.1传统金属材料196
12.2.2首饰金属材料197
12.2.3稀土金属材料199
12.3合金材料199
12.3.1铁合金200
12.3.2铜合金200
12.3.3铝合金201
12.3.4钛合金201
12.3.5镁合金201
12.3.6新型合金材料201
12.4无机非金属材料202
12.4.1新型陶瓷202
12.4.2半导体材料203
12.4.3传感材料204
12.5高分子材料204
12.5.1高分子概述205
12.5.2塑料206
12.5.3橡胶206
12.5.4纤维207
12.5.5高分子涂料207
12.5.6高分子黏合剂207
12.5.7新型高分子材料208
习题209

第13章化学与能源211
13.1能源概述211
13.1.1能源的分类211
13.1.2能源的利用与发展212
13.1.3我国能源消费现状及特点212
13.1.4能量产生与转化的化学原理214
13.2核能216
13.2.1核反应与核能216
13.2.2核能开发利用的前景218
13.3新型清洁能源218
13.3.1太阳能219
13.3.2氢能220
13.3.3生物质能221
13.3.4废弃物的资源化利用222
习题224

第14章化学与食品225
14.1食物的颜色225
14.1.1天然色素226
14.1.2合成色素227
14.1.3食物颜色变化228
14.2食品的香气229
14.2.1蔬菜的香气229
14.2.2水果的香气230
14.2.3肉的香气231
14.2.4乳品的香气231
14.2.5发酵食品的香气231
14.2.6烘烤的香气232
14.3食物的味233
14.3.1味感的生理基础233
14.3.2甜味234
14.3.3苦味235
14.3.4酸味236
14.3.5咸味236
14.3.6鲜味237
14.3.7辣味237
14.4食品添加剂的作用与危害238
习题239

第15章日用化学品241
15.1洗涤用品241
15.1.1表面张力241
15.1.2表面活性与表面活性剂242
15.1.3表面活性剂结构特点242
15.1.4表面活性剂结构与分类243
15.1.5肥皂243
15.1.6合成洗涤剂244
15.1.7洗涤去污原理244
15.2化妆用品245
15.2.1化妆品的作用246
15.2.2化妆品的成分246
15.2.3护肤化妆品247
15.2.4护发化妆品248
15.2.5美容化妆品248
15.2.6特种化妆品249
15.3日化产品的危害250
15.3.1表面活性剂的健康危害250
15.3.2化妆品的健康危害251
习题251

第16章危险化学品253
16.1危险化学品概述253
16.1.1物理危险254
16.1.2健康危害255
16.1.3环境危害255
16.1.4常见的危险化学品255
16.1.5易制毒化学品255
16.1.6易制爆危险化学品255
16.2剧毒化学品的定义和判定界限256
16.3危险化学品防灾应急方法256
16.4预防危险化学品发生事故的方法257
16.5危险化学品引发的火灾、爆炸事故的预防措施258
16.6灭火措施258
习题259

第17章人体元素化学263
17.1人体元素概述264
17.1.1人体元素的含量264
17.1.2人体元素的分布264
17.1.3人体元素的年龄变化265
17.2常量元素265
17.2.1构成碳水化合物的元素——碳、氢、氧265
17.2.2脂肪267
17.2.3构成蛋白质的元素——氮、磷、硫267
17.2.4构成人体电解质的元素——钠、钾、氯268
17.2.5金属常量元素——钙、镁268
17.3人体微量元素269
17.3.1锌元素269
17.3.2铁元素269
17.3.3铜元素269
17.3.4锰元素270
17.3.5碘元素270
17.3.6锶元素270
17.3.7铬元素271
17.3.8硒元素271
17.4合理膳食与健康272
习题272

附录274
附表1常见单质和无机物的热力学函数值274
附表2常见有机物的热力学函数值276
附表3常见弱电解质的解离常数277
附表4金属无机/有机配位体配合物的稳定常数278
附表5不同pH值下EDTA的lgαY（H）值282
附表6标准电极电势表283
附表7难溶电解质的标准溶度积常数290
附表8剧毒化学品一览表292

参考文献295