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第1章 气体和等离子体1

1.1 气体1

1.1.1 理想气体状态方程和分压定律1

1.1.2 实际气体3

1.2 等离子体6

1.2.1 等离子体的典型性质和特征6

1.2.2 产生等离子体的方法7

1.2.3 等离子体化学7

本章要点8

思考题与习题9

第2章 化学反应的热效应、方向及限度10

2.1 热力学基本概念10

2.1.1 系统与环境10

2.1.2 聚集状态与相11

2.1.3 状态与状态函数11

2.1.4 过程与途径12

2.1.5 热和功13

2.1.6 热力学能14

2.2 反应热15

2.2.1 等容反应热15

2.2.2 等压反应热16

2.2.3 热力学标准态18

2.2.4 热化学方程式18

2.2.5 反应进度19

2.2.6 盖斯定律21

2.2.7 化学反应热的计算22

2.3 化学反应的方向26

2.3.1 化学反应的自发过程26

2.3.2 影响化学反应方向的因素27

2.3.3 化学反应的标准摩尔吉布斯自由能变的计算和反应方向的判断30

2.3.4 利用反应的△rHΘ m和△rSΘm估算反应自发进行的温度31

2.4 化学反应的限度——化学平衡32

2.4.1 平衡常数33

2.4.2 平衡常数与吉布斯自由能变36

2.4.3 化学平衡的移动38

本章要点41

思考题与习题43

第3章 化学反应速率47

3.1 化学反应速率及其表示方法48

3.1.1 传统定义的化学反应速率48

3.1.2 用反应进度定义的反应速率49

3.2 影响化学反应速率的因素50

3.2.1 浓度与反应速率50

3.2.2 温度对反应速率的影响53

3.2.3 反应的活化能55

3.2.4 催化剂与反应速率57

3.3 几种特殊类型的反应58

3.3.1 光化学反应58

3.3.2 机械化学反应60

3.3.3 超声化学反应60

本章要点61

思考题与习题62

第4章 溶液与离子平衡64

4.1 分散系统和溶液64

4.1.1 分散系统的基本概念64

4.1.2 溶液浓度的表示方法65

4.2 稀溶液的依数性66

4.2.1 稀溶液的蒸气压下降66

4.2.2 稀溶液的沸点升高和凝固点降低68

4.2.3 渗透压71

4.3 单相离子平衡74

4.3.1 弱电解质的解离平衡74

4.3.2 共同离子效应和缓冲溶液78

4.4 酸碱的质子理论82

4.4.1 共轭酸碱对83

4.4.2 酸碱反应84

4.5 多相离子平衡85

4.5.1 溶度积85

4.5.2 溶度积和溶解度86

4.5.3 溶度积规则87

4.5.4 多相离子平衡移动88

4.6 胶体92

4.6.1 胶体的特性92

4.6.2 胶团的结构94

4.6.3 溶胶的稳定性和聚沉95

4.6.4 胶体的保护96

4.7 表面活性剂96

4.7.1 表面张力和表面活性剂96

4.7.2 表面活性剂的分类98

4.7.3 胶束和临界胶束浓度100

4.7.4 表面活性剂的作用和应用101

4.7.5 表面活性剂引起的公害及其降解方法103

本章要点105

思考题与习题106

第5章 氧化还原反应与电化学110

5.1 氧化还原反应110

5.1.1 氧化数110

5.1.2 氧化还原反应方程式的配平112

5.1.3 常见的氧化剂和还原剂114

5.2 原电池和电极电势116

5.2.1 原电池116

5.2.2 电极电势118

5.2.3 标准电极电势120

5.2.4 影响电极电势的因素122

5.3 电极电势的应用125

5.3.1 判断原电池的正、负极125

5.3.2 比较氧化剂和还原剂的相对强弱126

5.3.3 判断氧化还原反应进行的方向127

5.3.4 判断氧化还原反应进行的程度129

5.3.5 元素电势图130

5.4 电解133

5.4.1 电解原理133

5.4.2 分解电压和超电势134

5.4.3 电极上放电反应的一般规律137

5.4.4 电解的应用138

5.5 金属的腐蚀及防护141

5.5.1 腐蚀的分类142

5.5.2 金属的电化学腐蚀143

5.5.3 复杂系统的腐蚀144

5.5.4 金属腐蚀的防护145

本章要点148

思考题与习题149

第6章 结构化学基础153

6.1 物质结构理论的发展153

6.1.1 早期的原子结构模型153

6.1.2 玻尔的原子理论155

6.2 原子的量子力学模型156

6.2.1 微观粒子的运动特征156

6.2.2 波函数和量子数158

6.2.3 电子云163

6.3 多电子原子结构与元素周期表166

6.3.1 多电子原子轨道的能级167

6.3.2 核外电子排布原则169

6.3.3 各元素原子的电子层结构170

6.3.4 原子的电子层结构与元素周期表175

6.3.5 元素周期表的指导作用178

6.3.6 元素周期表中的相对论效应179

6.3.7 元素一些性质的周期性180

6.3.8 元素的电负性及其周期性183

6.3.9 原子中电子的跃迁和原子发射-吸收光谱185

6.4 化学键和分子间作用力186

6.4.1 化学键的电子理论187

6.4.2 价键理论188

6.4.3 杂化轨道理论与分子的空间构型192

6.4.4 分子轨道理论196

6.4.5 分子间作用力和氢键200

6.4.6 超分子化学207

6.5 晶体结构210

6.5.1 晶体的基本特征210

6.5.2 晶体的微观结构211

6.5.3 晶体的基本类型212

6.5.4 混合型晶体216

6.5.5 晶体中的缺陷218

6.5.6 晶体结构和表征晶体结构的X射线衍射技术219

本章要点220

思考题与习题222

第7章 过渡金属元素226

7.1 过渡元素的通性226

7.1.1 物理性质226

7.1.2 化学性质228

7.2 ⅣB～ⅥB族金属元素及其化合物230

7.2.1 钛（Ti）230

7.2.2 钒（V）231

7.2.3 铬（Cr）、钼（Mo）、钨（W）231

7.3 ⅦB，ⅧB族金属元素及其化合物233

7.3.1 锰（Mn）233

7.3.2 铁、钴、镍235

7.4 镧系元素和锕系元素237

7.4.1 镧系元素和锕系元素概述237

7.4.2 镧系元素和锕系元素的重要化合物239

7.5 稀土资源及其应用240

7.5.1 性质和分布240

7.5.2 稀土金属的分离技术241

7.5.3 稀土元素的应用242

本章要点244

思考题与习题246

第8章 配合物248

8.1 配合物的基本概念248

8.1.1 配合物的组成248

8.1.2 配合物的命名250

8.2 配合物的价键理论251

8.2.1 价键理论251

8.2.2 配合物的空间构型、键型和磁性251

8.3 配位化合物在水溶液中的行为255

8.3.1 配位平衡及其平衡常数255

8.3.2 配位平衡的移动257

8.4 螯合物259

8.4.1 螯合物的形成259

8.4.2 螯合物的特性260

8.5 配位化合物的应用262

8.5.1 在医疗方面的应用262

8.5.2 在工业方面的应用263

本章要点265

思考题与习题266

第9章 化学与新能源269

9.1 能源的分类269

9.2 煤、石油、天然气270

9.2.1 煤270

9.2.2 石油274

9.2.3 天然气276

9.3 核能276

9.3.1 核裂变276

9.3.2 核聚变279

9.4 清洁能源280

9.4.1 太阳能280

9.4.2 氢能282

9.4.3 生物质能285

9.4.4 可燃冰——天然气水合物286

9.4.5 燃料电池288

9.4.6 电化学电容器291

9.5 过程节能292

本章要点293

思考题与习题294

第10章 材料化学基础295

10.1 引言295

10.1.1 材料的发展过程296

10.1.2 材料的分类299

10.2 常用工程材料在元素周期表中的分布与应用300

10.2.1 s区元素组成的工程材料300

10.2.2 s区中有名无位的氢元素及储氢材料301

10.2.3 p区与ⅡB族元素组成的工程材料304

10.2.4 p区中有魅力的碳元素及新型碳材料石墨烯304

10.2.5 p区中“狂暴”的氟元素及氟材料307

10.2.6 d区与工B族元素组成的工程材料309

10.3 新型金属材料310

10.3.1 锆合金310

10.3.2 形状记忆合金310

10.4 无机非金属材料312

10.4.1 光导纤维312

10.4.2 超导材料313

10.4.3 纳米陶瓷315

10.5 有机高分子材料316

10.5.1 高分子化合物的基本概念317

10.5.2 高分子化合物的命名与分类318

10.5.3 高分子化合物的合成320

10.5.4 高分子化合物的结构与性能322

10.6 复合材料330

10.6.1 纤维增强树脂基复合材料330

10.6.2 纤维增强金属基复合材料331

10.6.3 纤维增强陶瓷基复合材料331

10.6.4 纳米复合材料331

10.7 液晶材料332

10.7.1 液晶的定义332

10.7.2 液晶的种类333

10.7.3 液晶的各种基本效应及其应用334

10.8 光子晶体335

10.8.1 光子晶体的定义及分类335

10.8.2 光子晶体的制备方法336

10.8.3 光子晶体的特点及应用337

本章要点337

思考题与习题339

第11章 化学与环境保护340

11.1 环境与污染340

11.2 大气污染及其防治341

11.2.1 大气污染342

11.2.2 全球性污染345

11.2.3 大气污染的防治347

11.3 水体污染及其防治349

11.3.1 水体的主要污染物349

11.3.2 水的净化351

11.4 土壤及其污染354

11.4.1 土壤的主要污染物354

11.4.2 土壤污染的防治355

11.5 绿色化学355

11.5.1 绿色化学背景355

11.5.2 绿色化学的基本概念356

11.5.3 绿色化学实例358

11.6 新型反应介质360

11.6.1 超临界流体361

11.6.2 水作为反应介质361

11.6.3 室温离子液体362

11.6.4 含氟反应介质363

11.7 室内化学物质污染364

11.7.1 室内化学污染物的种类364

11.7.2 主要室内化学污染源及其预防364

11.8 化学与人类安全365

本章要点366

思考题与习题366

第12章 生命化学基础368

12.1 氨基酸与蛋白质368

12.1.1 氨基酸369

12.1.2 蛋白质的结构371

12.2 酶与生物催化374

12.2.1 酶的组成分类374

12.2.2 酶的特性374

12.2.3 酶的催化机理375

12.3 核酸376

12.3.1 DNA的结构378

12.3.2 核酸与遗传信息的传递379

12.3.3 基因工程380

12.3.4 活性氧和DNA氧化性损伤381

12.4 糖类383

12.4.1 糖类的分类383

12.4.2 光合作用和糖类384

12.5 脂类387

12.5.1 油脂387

12.5.2 磷脂和糖脂388

12.6 微量元素与人体健康389

12.6.1 人体的组成元素389

12.6.2 必需微量元素的生理机能390

12.7 食品安全395

本章要点396

思考题与习题397

附录398

附录1 基本常数398

附录2 某些物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯自由能和标准摩尔熵（标准压强pΘ＝100kPa,298.15K）399

附录3 水溶液中某些离子的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯自由能和标准摩尔熵（标准压强pΘ＝100kPa,298.15K）402

附录4 某些有机化合物的标准摩尔燃烧焓（标准压强pΘ＝100kPa,298.15K）405

附录5 某些弱电解质在水中的解离常数（298.15K，离子强度I=0）406

附录6 难溶化合物的溶度积（291.15～298.15K,I=0）409

附录7 标准电极电势（298.15K，标准压强pΘ＝100kPa）411

附录8 相对原子质量415