新編工科化學(xué)

前言

　　化學(xué)作為自然科學(xué)的一個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科，內(nèi)容豐富，涉及面廣，它既為人類最初的文明提供基礎(chǔ)，也給人類今天的文明以動(dòng)力?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展到今天，學(xué)科之間的交叉使工程技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域無不與化學(xué)有關(guān)，特別是信息技術(shù)、材料工程、能源開發(fā)、環(huán)境治理、醫(yī)藥保健、食品衛(wèi)生等領(lǐng)域，更離不開化學(xué)知識與技術(shù)。因此，作為培養(yǎng)21世紀(jì)技術(shù)創(chuàng)新人才的高等工科院校開設(shè)基礎(chǔ)化學(xué)課程，使學(xué)生了解當(dāng)代化學(xué)學(xué)科的基本理論和框架，能應(yīng)用化學(xué)的理論、觀點(diǎn)和方法考慮問題，審視環(huán)境、能源、材料和生命等當(dāng)前的社會熱點(diǎn)論題，培養(yǎng)正確的科學(xué)觀，是非常必要的。　　本書是參照教育部高等學(xué)?；瘜W(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)指導(dǎo)委員會制訂的“高等學(xué)校普通化學(xué)教學(xué)基本內(nèi)容”組織編寫的，是“面向21世紀(jì)工科化學(xué)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革與實(shí)踐”教學(xué)成果之一。作為傳遞化學(xué)知識與工程實(shí)踐之間“橋梁信息”的一門基礎(chǔ)化學(xué)教材，為適應(yīng)少學(xué)時(shí)（40～50學(xué)時(shí)）的教學(xué)基本要求，本書選材以基礎(chǔ)知識和基本理論為主，涵蓋本學(xué)科發(fā)展的新領(lǐng)域和新知識，力求少而精，強(qiáng)調(diào)工科特色，保證知識結(jié)構(gòu)和理論體系的系統(tǒng)性和完整性，注重知識的前沿性和實(shí)踐性。其主要目的是在極為有限的教學(xué)時(shí)數(shù)內(nèi)，將化學(xué)的一些基本理論、基本知識、基本技能以及一些新興學(xué)科、邊緣學(xué)科、應(yīng)用學(xué)科的前沿信息傳授給學(xué)生，使學(xué)生通過學(xué)習(xí)化學(xué)基本規(guī)律和原理，接受必備的基本操作和訓(xùn)練，樹立正確的科學(xué)發(fā)展觀和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神，掌握化學(xué)的思維和技能，正確認(rèn)識和理解工程實(shí)踐中存在的化學(xué)問題，為后續(xù)課程和專業(yè)知識的學(xué)習(xí)以及未來的工作奠定基礎(chǔ)。

內(nèi)容概要

　　《新編工科化學(xué)》是參照教育部高等學(xué)校化學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)指導(dǎo)委員會制訂的“高等學(xué)校普通化學(xué)教學(xué)基本內(nèi)容”，貫徹我國法定計(jì)量單位標(biāo)準(zhǔn)和國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會的有關(guān)規(guī)定，為高等工科院校非化學(xué)化工類專業(yè)組織編寫的基礎(chǔ)化學(xué)教材?！缎戮幑た苹瘜W(xué)》內(nèi)容包括：物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)、溶液平衡理論、應(yīng)用電化學(xué)、材料化學(xué)基礎(chǔ)、表面活性劑化學(xué)、環(huán)境與化學(xué)、能源化學(xué)、納米材料化學(xué)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和分析測試技術(shù)，并結(jié)合工程實(shí)際，介紹了一些新材料、新技術(shù)和新方法。在整個(gè)內(nèi)容體系上，盡可能拓寬知識面，增加信息量，保證基礎(chǔ)化學(xué)知識結(jié)構(gòu)和理論體系的完整性，對一些陳舊內(nèi)容或者與后續(xù)課程重復(fù)的內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)壓縮，充實(shí)一些最新研究成果和技術(shù)。各章節(jié)既有一定的系統(tǒng)性和先進(jìn)性，又有相對的獨(dú)立性和綜合性。授課時(shí)可根據(jù)各專業(yè)的特點(diǎn)和具體要求，靈活掌握，選擇講授。閱讀材料集知識性、趣味性和前瞻性于一體，供擴(kuò)展視野之用。　　《新編工科化學(xué)》可作為高等工科院校非化學(xué)化工類專業(yè)普通化學(xué)或工程化學(xué)教材，也可供工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

前言第1章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)1.1 原子結(jié)構(gòu)的近代概念1.1.1 微觀粒子的波粒二象性1.1.2 波函數(shù)與原子軌道1.1.3 量子數(shù)1.1.4 概率密度和電子云1.1.5 波函數(shù)和電子云的圖形1.2 多電子原子結(jié)構(gòu)和元素周期系1.2.1 屏蔽效應(yīng)和鉆穿效應(yīng)1.2.2 原子軌道的能級1.2.3 原子核外電子的分布1.2.4 核外電子分布和元素周期系1.3 化學(xué)鍵1.3.1 離子鍵1.3.2 共價(jià)鍵1.4 分子間力和氫鍵1.4.1 偶極矩1.4.2 分子間力1.4.3 氫鍵1.5 晶體結(jié)構(gòu)1.5.1 典型晶體結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)1.5.2 過渡型晶體閱讀材料晶體的缺陷思考題與習(xí)題第2章 化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)2.1 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化2.1.1 熱力學(xué)第一定律2.1.2 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)和焓變2.1.3 赫斯定律2.2 化學(xué)反應(yīng)的方向和限度2.2.1 自發(fā)過程的方向和推動(dòng)力2.2.2 熵和熵變2.2.3 化學(xué)反應(yīng)的方向與吉布斯函數(shù)變2.2.4 化學(xué)平衡2.3 化學(xué)反應(yīng)速率2.3.1 反應(yīng)速率的概念2.3.2 反應(yīng)速率與濃度的關(guān)系2.3.3 反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系2.3.4 反應(yīng)速率與催化劑的關(guān)系閱讀材料 熱力學(xué)之父——威廉·湯姆孫思考題與習(xí)題第3章 溶液平衡理論3.1 稀溶液通性3.1.1 溶液的蒸氣壓下降3.1.2 溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)下降3.1.3 滲透壓3.2 酸堿溶液平衡3.2.1 酸堿質(zhì)子理論3.2.2 酸堿平衡3.2.3 酸堿緩沖溶液3.3 難溶電解質(zhì)溶液3.3.1 溶度積常數(shù)3.3.2 溶度積和溶解度的關(guān)系3.3.3 溶度積規(guī)則及其應(yīng)用3.4 配合物溶液3.4.1 配合物的組成3.4.2 配合物的命名3.4.3 配合平衡3.4.4 配合物的應(yīng)用閱讀材料 酸堿指示劑與酸堿滴定思考題與習(xí)題第4章 應(yīng)用電化學(xué)4.1 電化學(xué)基礎(chǔ)4.1.1 原電池4.1.2 電極電勢與能斯特方程4.1.3 電極電勢的應(yīng)用4.2 電解4.2.1 電解池4.2.2 分解電壓和超電勢4.2.3 電解規(guī)律4.3 金屬的腐蝕與防護(hù)4.3.1 化學(xué)腐蝕4.3.2 電化學(xué)腐蝕4.3.3 應(yīng)力腐蝕4.3.4 微生物腐蝕4.3.5 金屬的防護(hù)4.4 電化學(xué)應(yīng)用4.4.1 電鍍與電鑄4.4.2 電化學(xué)刻蝕4.4.3 電化學(xué)拋光4.4.4 電化學(xué)合成閱讀材料 電滲析方法介紹思考題與習(xí)題第5章 材料化學(xué)基礎(chǔ)5.1 高分子材料化學(xué)5.1.1 高分子化合物概述5.1.2 高分子結(jié)構(gòu)與性能5.1.3 工程塑料5.1.4 合成橡膠5.1.5 合成纖維5.1.6 高分子復(fù)合材料5.1.7 功能高分子材料5.2 無機(jī)材料化學(xué)5.2.1 硅酸鹽材料5.2.2 新型非金屬材料5.3 金屬材料化學(xué)5.3.1 金屬概述5.3.2 稀土金屬5.3.3 合金材料閱讀材料新型陶瓷材料思考題第6章 表面活性劑化學(xué)6.1 表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和分類6.1.1 表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)6.1.2 表面活性劑的分類6.2 表面活性劑的基本性質(zhì)6.2.1 表面張力和表面活性6.2.2 臨界膠束濃度6.2.3 膠柬增溶6.3 表面活性劑結(jié)構(gòu)對其性能的影響6.3.1 親水親油平衡6.3.2 憎水基種類的影響6.3.3 親水基相對位置的影響6.3.4 憎水基結(jié)構(gòu)中支鏈的影響6.3.5 相對分子質(zhì)量的影響6.4 表面活性劑的基本作用6.4.1 潤濕和滲透作用6.4.2 乳化和分散作用6.4.3 起泡和消泡作用6.4.4 洗滌作用6.5 表面活性劑應(yīng)用6.5.1 金屬清洗劑6.5.2 電鍍液添加劑閱讀材料生物表面活性劑思考題第7章 環(huán)境與化學(xué)7.1 環(huán)境污染與化學(xué)7.1.1 生態(tài)平衡7.1.2 大氣環(huán)境7.1.3 水體環(huán)境7.2 環(huán)境保護(hù)與化學(xué)7.2.1 大氣污染的防治7.2.2 生活用水的凈化處理7.2.3 廢水處理第8章 能源化學(xué)第9章 納米材料化學(xué)第10章 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理第11章 分析測試技術(shù)參考答案主要參考文獻(xiàn)附錄

章節(jié)摘錄

　　6.2.1 表面張力和表面活性　　表面活性劑的表面活性大小可用溶劑表面張力的降低程度來量度。那么，為什么物質(zhì)的表面會具有表面張力這種特殊的性質(zhì)呢？這是由表面層分子與內(nèi)部分子所處的力學(xué)狀態(tài)不同而引起的?，F(xiàn)以液體與其蒸氣的接觸界面為例予以說明（圖6-2）?！　≡谝后w內(nèi)部，任一分子均被其他分子完全包圍，受到的力都是各向?qū)ΨQ的，合力為零。而處于氣一液界面（表面層）上的分子則不同，不但其疏密分布與排列方式和液體內(nèi)部不同，而且不能被其他分子完全包圍，其受到的液體內(nèi)部分子對它的吸引力大于氣相分子對它的吸引力。結(jié)果，液體表面分子受到收縮力的作用，從而使得液體表面具有自動(dòng)收縮的趨勢；反之，若要使液體表面伸展，就要克服這種表面收縮的力（表面張力），將液體內(nèi)部的分子移到液體表面。　　由于表面活性劑的非極性基在水中不穩(wěn)定，致使整個(gè)分子趨向界面層，并且非極性基朝外排列才能穩(wěn)定。這種定向排列的單分子層表面膜，可使液體表面張力（表面能）顯著降低?！　”砻鎻埩κ且后w的一種基本特性，是物質(zhì)內(nèi)部分子之間相互吸引的一種宏觀表現(xiàn)。表面張力值與該體系的組成、所處的溫度和壓力以及共存相的性質(zhì)有關(guān)。不同的物質(zhì)，分子之間的相互作用力不同，分子間的作用力越大，相應(yīng)的表面張力也越大。一般液體的表面張力在0.1N·m-1以下，極性分子液體（如水）的表面張力大于非極性分子液體（如乙醇、正己烷），熔鹽和液體金屬的表面張力較高。例如，汞的表面張力485.0×10-3N·m-1，水72.75×10-3N·m-1，乙醇22.27×10-3N·m-1，汞／水375×10-3N·m-1，苯／水35×10-3N·m-1。測定表面張力的方法很多，不同方法的測定結(jié)果有時(shí)不完全一致。　　一般液體的表面張力隨溫度的升高而減小，少數(shù)液態(tài)金屬（如鎘、鐵、銅）和熔鹽（如一些硅酸鹽）的表面張力隨溫度的升高而增大。

編輯推薦

　　《新編工科化學(xué)》以講述化學(xué)基本理論、基本知識、基本技能為主，適當(dāng)涵蓋新興學(xué)科、邊緣學(xué)科、應(yīng)用學(xué)科的前沿信息，強(qiáng)調(diào)工科特色?！　≌撌錾钊霚\出，簡明易懂，便于教、利于學(xué)　　參考學(xué)時(shí)數(shù)為40-50　　適合工科院校非化學(xué)化工類專業(yè)本科生使用

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