基礎(chǔ)化學(xué)

前言

　　化學(xué)是一門(mén)具有實(shí)用性和創(chuàng)造性的科學(xué)，是一門(mén)中心性的學(xué)科，是其他學(xué)科的基礎(chǔ)。目前，科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展正日新月異地刷新著人類(lèi)社會(huì)的面貌，它不僅帶來(lái)了物質(zhì)財(cái)富的豐富，而且深刻影響著人們的生產(chǎn)方式、生活方式、行為方式和思維方式，而這一切都離不開(kāi)化學(xué)科學(xué)的貢獻(xiàn)。反過(guò)來(lái)，其他學(xué)科的發(fā)展又大大推動(dòng)了化學(xué)學(xué)科的發(fā)展。幾十年來(lái)，化學(xué)學(xué)科的面貌已經(jīng)發(fā)生了很大的變化，出現(xiàn)了許多新概念、新理論、新反應(yīng)和新物質(zhì)，在面向21世紀(jì)的化學(xué)教學(xué)工作中，如何更好地反映化學(xué)學(xué)科的新成就，使化學(xué)教學(xué)的內(nèi)容適應(yīng)化學(xué)學(xué)科的發(fā)展以培養(yǎng)新世紀(jì)的建設(shè)人才，是化學(xué)教學(xué)工作者必須研究的課題。我們研究了國(guó)內(nèi)外著名大學(xué)的化學(xué)教學(xué)內(nèi)容、特點(diǎn)，比較了中外化學(xué)教學(xué)的成就，在北京化工大學(xué)國(guó)家工科基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)基地總體教學(xué)改革思路的框架內(nèi)，以既要適合國(guó)情，又要與世界接軌為宗旨，總結(jié)了我們多年的教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)，編寫(xiě)了這本《基礎(chǔ)化學(xué)》教材。完成本教材教學(xué)內(nèi)容大約需要72學(xué)時(shí)?！　≡诮滩木帉?xiě)過(guò)程中，我們結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理方法開(kāi)始，深入淺出地介紹了化學(xué)的基本定律，熱力學(xué)及化學(xué)平衡，四大平衡（酸堿平衡、沉淀與溶解平衡、氧化還原平衡、配位平衡）原理，元素周期律、原子和分子結(jié)構(gòu)理論，并在此基礎(chǔ)上討論了重要元素及其化合物的結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì)、變化規(guī)律及其含量測(cè)定的一般方法。其特點(diǎn)是：一開(kāi)始就讓學(xué)生樹(shù)立嚴(yán)格、準(zhǔn)確的量的概念，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的態(tài)度；將原無(wú)機(jī)化學(xué)的基本原理與化學(xué)分析的基本內(nèi)容有機(jī)地融合起來(lái)，保證了知識(shí)的完整性和系統(tǒng)性，提高了基礎(chǔ)化學(xué)的起點(diǎn)；拓寬了知識(shí)范疇，充分反映了學(xué)科發(fā)展的新成就?！　≡诮滩木帉?xiě)時(shí)，我們注重理論聯(lián)系實(shí)際，力爭(zhēng)使學(xué)生在“理論-實(shí)踐-再理論-再實(shí)踐”的過(guò)程中學(xué)會(huì)分析、判斷、歸納、總結(jié)問(wèn)題，學(xué)會(huì)用化學(xué)的方式、方法去分析、思考和解決問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。使學(xué)生學(xué)會(huì)用辯證唯物主義觀點(diǎn)分析學(xué)科中的問(wèn)題，堅(jiān)持“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的惟一標(biāo)準(zhǔn)”，樹(shù)立“實(shí)踐第一”的觀念和“實(shí)事求是”的科學(xué)態(tài)度。

內(nèi)容概要

　　《基礎(chǔ)化學(xué)》是北京化工大學(xué)國(guó)家工科基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)基地教學(xué)改革的結(jié)晶，全書(shū)共分14章。結(jié)合作者多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，深入淺出地介紹了元素周期律、原子和分子結(jié)構(gòu)理論、四大平衡（酸堿平衡、沉淀與溶解平衡、氧化還原平衡、配位平衡）原理，并在此基礎(chǔ)上討論了重要元素及其化合物的結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì)、變化規(guī)律及其含量測(cè)定的一般方法。《基礎(chǔ)化學(xué)》結(jié)合目前高校工科化學(xué)教學(xué)的特點(diǎn)，以理論為基礎(chǔ)，以應(yīng)用為目的，以化學(xué)的思維方式培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下必要的基礎(chǔ)?！　　痘A(chǔ)化學(xué)》可作為工科院?；ゎ?lèi)各專(zhuān)業(yè)學(xué)生的教材，也可作為綜合性大學(xué)及高等師范、農(nóng)、林、醫(yī)等院校有關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的教材，還可作為化學(xué)、化工工程師的參考用書(shū)。

書(shū)籍目錄

前言1 緒論1.1 化學(xué)是一門(mén)實(shí)用的、創(chuàng)造性的中心科學(xué)1.2 化學(xué)變化的特征1.2.1 化學(xué)變化是質(zhì)變1.2.2 化學(xué)變化服從質(zhì)量守恒定律1.2.3 化學(xué)變化伴隨著能量變化1.3 化學(xué)的學(xué)科分類(lèi)1.4 現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)、前沿領(lǐng)域及發(fā)展戰(zhàn)略1.5 基礎(chǔ)化學(xué)的學(xué)習(xí)方法2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差與結(jié)果處理2.1 實(shí)驗(yàn)誤差及其表示方法2.1.1 誤差的產(chǎn)生2.1.2 誤差的表示方法2.2 提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確度的方法2.2.1 減免系統(tǒng)誤差的方法2.2.2 隨機(jī)誤差的減免方法2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及結(jié)果評(píng)價(jià)2.3.1 數(shù)理統(tǒng)計(jì)的幾個(gè)基本概念2.3.2 少量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理2.3.3 置信度和置信區(qū)間2.3.4 顯著性檢驗(yàn)2.3.5 可疑值的取舍2.4 有效數(shù)字的修約及其運(yùn)算規(guī)則2.4.1 有效數(shù)字及其位數(shù)2.4.2 有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則習(xí)題3 氣體和溶液3.1 氣體3.1.1 理想氣體狀態(tài)方程3.1.2 氣體的分壓定律和分體積定律3.1.3 實(shí)際氣體3.2 溶液3.2.1 基本單元及溶液濃度3.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液及其配制3.2.3 有關(guān)濃度的計(jì)算3.2.4 非電解質(zhì)溶液的依數(shù)性3.2.5 電解質(zhì)溶液3.3 膠體溶液3.3.1 膠體溶液的性質(zhì)3.3.2 溶膠粒子的結(jié)構(gòu)——膠團(tuán)3.3.3 溶膠的穩(wěn)定性與聚沉3.3.4 凝膠習(xí)題4 化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)4.1 熱力學(xué)術(shù)語(yǔ)和基本概念4.1.1 系統(tǒng)和環(huán)境4.1.2 狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)4.1.3 過(guò)程和途徑4.1.4 熱、功和可逆過(guò)程4.1.5 熱力學(xué)能4.1.6 化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式及反應(yīng)進(jìn)度4.1.7 廣度性質(zhì)和強(qiáng)度性質(zhì)4.2 熱力學(xué)第一定律和熱化學(xué)4.2.1 熱力學(xué)第一定律4.2.2 焓變及熱化學(xué)方程式4.2.3 赫斯定律4.3 熱力學(xué)第二定律4.3.1 化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性4.3.2 熵及熱力學(xué)第三定律4.3.3 熱力學(xué)第二定律4.4 吉布斯自由能4.4.1 吉布斯自由能4.4.2 標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成自由能4.4.3 標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成自由能的應(yīng)用習(xí)題5 化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡5.1 化學(xué)反應(yīng)速率及其表示方法5.1.1 化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化速率5.1.2 恒容反應(yīng)的反應(yīng)速率5.2 反應(yīng)速率理論簡(jiǎn)介5.2.1 碰撞理論5.2.2 過(guò)渡狀態(tài)理論5.2.3 反應(yīng)機(jī)理與元反應(yīng)5.2.4 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素5.3 化學(xué)反應(yīng)平衡及平衡常數(shù)5.3.1 化學(xué)反應(yīng)的可逆性及化學(xué)平衡5.3.2 平衡常數(shù)5.3.3 多重平衡原理5.3.4 平衡常數(shù)的計(jì)算及應(yīng)用5.3.5 化學(xué)平衡的移動(dòng)習(xí)題6 酸堿平衡6.1 酸堿理論的發(fā)展簡(jiǎn)介6.2 酸堿質(zhì)子理論6.2.1 水的解離平衡及溶液的pH標(biāo)度6.2.2 酸堿的相對(duì)強(qiáng)弱6.3 酸堿溶液中有關(guān)離子平衡濃度的計(jì)算6.3.1 酸堿溶液pH計(jì)算6.3.2 溶液中酸堿各種存在形式的平衡濃度計(jì)算6.4 酸堿解離平衡的移動(dòng)6.4.1 緩沖溶液6.4.2 酸堿指示劑6.5 酸堿中和反應(yīng)6.5.1 酸堿中和反應(yīng)的程度6.5.2 中和反應(yīng)過(guò)程中溶液pH的計(jì)算6.6 酸堿滴定分析6.6.1 滴定分析法6.6.2 酸堿滴定法6.6.3 酸堿滴定的應(yīng)用實(shí)例習(xí)題7 沉淀溶解平衡7.1 沉淀溶解平衡7.1.1 沉淀溶解平衡7.1.2 溶度積和溶解度的關(guān)系7.2 沉淀的形成及溶度積規(guī)則7.2.1 沉淀的類(lèi)型和性質(zhì)7.2.2 沉淀的形成過(guò)程7.2.3 溶度積規(guī)則7.3 沉淀的溶解和轉(zhuǎn)化7.3.1 條件溶度積7.3.2 影響沉淀溶解度的因素7.3.3 沉淀的轉(zhuǎn)化7.3.4 分步沉淀7.4 影響沉淀純度的因素7.4.1 共沉淀現(xiàn)象7.4.2 后沉淀現(xiàn)象7.5 沉淀反應(yīng)在分析測(cè)定中的應(yīng)用7.5.1 沉淀滴定分析法7.5.2 重量分析法習(xí)題8 氧化還原反應(yīng)8.1 氧化還原反應(yīng)方程式的配平8.1.1 氧化值8.1.2 氧化還原反應(yīng)方程式的配平8.2 電極電勢(shì)8.2.1 原電池8.2.2 電極電勢(shì)8.2.3 影響電極電勢(shì)的因素——能斯特方程式8.2.4 條件電極電勢(shì)8.3 電極電勢(shì)的應(yīng)用8.3.1 比較氧化劑或還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱8.3.2 計(jì)算原電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)E。和電動(dòng)勢(shì)E8.3.3 判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向8.3.4 判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的次序……9 原子結(jié)構(gòu)10 分子結(jié)構(gòu)11 晶體結(jié)構(gòu)12 配位化合物及配位平衡13 主族元素14 過(guò)濾元素主要參考文獻(xiàn)附錄

章節(jié)摘錄

　　化學(xué)是最古老的科學(xué)之一，在改善人類(lèi)物質(zhì)和文化生活方面，它是最有成效的科學(xué)之一。人類(lèi)已跨人21世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展已經(jīng)創(chuàng)造出無(wú)數(shù)奇跡和巨大的物質(zhì)、精神財(cái)富，正在使人類(lèi)文明進(jìn)步的腳步不斷加快。化學(xué)作為一門(mén)研究物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)及化學(xué)變化規(guī)律的基礎(chǔ)自然科學(xué)，在人類(lèi)文明與進(jìn)步和現(xiàn)代化科技發(fā)展進(jìn)步中發(fā)揮了巨大的作用。　　化學(xué)是一門(mén)實(shí)用的和創(chuàng)造性的科學(xué)。在其形成、發(fā)展的整個(gè)過(guò)程中，每一步都是以實(shí)用為目的，在這一過(guò)程中，無(wú)不具有一定的創(chuàng)造性。　　化學(xué)科學(xué)起源于幾個(gè)古代科學(xué)文化發(fā)達(dá)的國(guó)家。在這些國(guó)家里，早在公元前就發(fā)展了金屬冶煉、陶瓷、染色等實(shí)用技術(shù)。在中國(guó)古代，很早就有了煉金術(shù)。公元8世紀(jì)末，中國(guó)煉金術(shù)通過(guò)與海外通商而傳到波斯，再傳人歐洲，成為近代化學(xué)的前驅(qū)?！　挼ず蜔捊鹦g(shù)是古代化學(xué)的特色，主要用各種手段來(lái)分解復(fù)雜的天然物質(zhì)，以獲得簡(jiǎn)單、實(shí)用的物質(zhì)，如各種金屬和非金屬等。在這些活動(dòng)中，中國(guó)煉丹家創(chuàng)立了蒸餾、升華、熱分解、置換等實(shí)驗(yàn)技術(shù)和儀器裝置，為古代化學(xué)技術(shù)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。中國(guó)古代的一些實(shí)用化學(xué)技術(shù)，由于同生產(chǎn)實(shí)踐和人民的生活需要緊密聯(lián)系，獲得了輝煌的成就。漢代的造紙術(shù)、隋唐的火藥、漢唐以來(lái)的陶瓷等，都是中國(guó)人民在世界科學(xué)史上的巨大貢獻(xiàn)。中國(guó)不僅很早就會(huì)冶煉銅、金、銀、鉛、錫、鐵等重要金屬，而且也是認(rèn)識(shí)汞、鎳、鋅、銻等金屬最早的國(guó)家。煉丹術(shù)傳人歐洲之后，最初也是被神秘荒誕的學(xué)說(shuō)所統(tǒng)治，到了16世紀(jì)初才發(fā)生了根本的改變。首先向有實(shí)用意義的醫(yī)藥化學(xué)方面發(fā)展，在中國(guó)，煉丹術(shù)也逐漸被本草學(xué)所取代。李時(shí)珍的《本草綱目》、宋應(yīng)星的《天工開(kāi)物》等都記錄了當(dāng)時(shí)手工業(yè)和化學(xué)生產(chǎn)過(guò)程，使化學(xué)在實(shí)踐過(guò)程中獲得了發(fā)展的推動(dòng)力。

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