大學(xué)化學(xué) 上冊

前言

黨的十一屆三中全會以來的方針政策，以及鄧小平同志關(guān)于教育要“面向現(xiàn)代化，面向世界，面向未來”的重要指示，一直是當(dāng)前教學(xué)，改革的指導(dǎo)方針。1990年原國家教委在蘭州召開全國高等理科教育工作座談會，分析了當(dāng)前的形勢，明確了深化改革的目標(biāo)和指導(dǎo)思想，提出了“加強(qiáng)基礎(chǔ)、重視應(yīng)用、分流培養(yǎng)”的原則，繼而又在全國建立了理科化學(xué)學(xué)科教學(xué)與研究人才培養(yǎng)基她。之后不久，理科化學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會開展了一系列的活動，如研究教學(xué)計劃的修改，制定各門課程的基本要求，研究新的教學(xué)體系，并開始在個別學(xué)校試點(diǎn)。凡此種種都大大地推動了教學(xué)改革的進(jìn)程。南京大學(xué)校、院兩級領(lǐng)導(dǎo)也十分重視教學(xué)改革，并在實質(zhì)上為教學(xué)改革提供了有利的條件。面對現(xiàn)代化學(xué)學(xué)科的飛速發(fā)展，以及國家建設(shè)對人才的要求，如何深化教學(xué)改革，把各項基本原則貫徹到化學(xué)及有關(guān)專業(yè)的課程改革之中，迎接21世紀(jì)的挑戰(zhàn)，這的確是一個十分重要而有深遠(yuǎn)意義的課題，也是一項十分艱巨的任務(wù)。早在1989年秋，南京大學(xué)化學(xué)系為了刪繁就簡、精簡學(xué)時、避免重復(fù)講授，適當(dāng)?shù)兀ǘㄐ缘兀σ荒昙墝W(xué)生講授一些化學(xué)中的基本原理，開始把無機(jī)化學(xué)和定量化學(xué)分析兩門課合并，把兩門課的實驗也合并，分別開設(shè)大學(xué)化學(xué)和大學(xué)化學(xué)實驗，并在一年級的部分學(xué)生中作改革試點(diǎn)。兩年后即1991年在全系推廣實行。這一改革實驗是在化學(xué)系名譽(yù)系主任戴安邦院士的倡議和主持下進(jìn)行的。戴先生不顧年事已高，對于這項改革自始至終傾注了極大的關(guān)心，從教學(xué)計劃和教學(xué)大綱的制定到教材的組織編寫，無不提出了一系列具體的指導(dǎo)意見。

內(nèi)容概要

　　本書為高等學(xué)校面向21世紀(jì)課程教材。將原分屬于無機(jī)化學(xué)和化學(xué)分析的數(shù)學(xué)內(nèi)容融合在一起，建立一個新的體系。全書分上、下冊。上冊以化學(xué)原理為主，主要介紹化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)平衡的基礎(chǔ)，將定量化學(xué)分析納入化學(xué)平衡中；下冊以元素化學(xué)為主，在介紹結(jié)構(gòu)理論的基礎(chǔ)上，按區(qū)介紹各族元素的基礎(chǔ)知識。每章后附課外參考讀物和習(xí)題，書后附有習(xí)題答案、附錄等。

書籍目錄

（上冊）
緒論
　1.化學(xué)發(fā)展歷史的簡單回顧
　2.化學(xué)的定義
　3.化學(xué)的分類
　4.化學(xué)方法
　5.現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展趨勢和前沿領(lǐng)域
　6.大學(xué)化學(xué)課程的學(xué)習(xí)方法
　7.我國的法定計量單位
　8.有效數(shù)字
　　8.1　什么是有效數(shù)字
　　8.2　數(shù)的修約
　　8.3　有效數(shù)字的計算規(guī)則
　　課外參考讀物
　　習(xí)題
第1章　物質(zhì)的聚集狀態(tài)
　1.1　氣體
　　1.1.1　低壓氣體的幾個經(jīng)驗定律
　　1.1.2　理想氣體的狀態(tài)方程式
　　1.1.3　混合理想氣體的分壓定律和分體積定律
　　1.1.4　氣體的擴(kuò)散——格雷姆擴(kuò)散定律
　　1.1.5　氣體的分子運(yùn)動論
　　1.1.6　分子運(yùn)動的速率分布
　　1.1.7　實際氣體——范德華方程
　　1.1.8　氣液間的轉(zhuǎn)化——實際氣體的等溫線
　1.2　液體
　　1.2.1　液體的微觀結(jié)構(gòu)
　　1.2.2　液體的蒸氣壓
　　1.2.3　液體的沸點(diǎn)
　　1.2.4　液體的表面張力
　　1.2.5　液晶
　1.3　水
　　1.3.1　純凈水的獲得
　　1.3.2　水的結(jié)構(gòu)
　　1.3.3　水的物理性質(zhì)
　　1.3.4　水的相圖
　　1.3.5　重水
　　1.3.6　水的污染——環(huán)境保護(hù)
　1.4　超臨界狀態(tài)
　1.5　等離子體和超高密度態(tài)
　　1.5.1　等離子體——物質(zhì)的第四態(tài)
　　1.5.2　超高密度態(tài)
　　課外參考讀物
　　習(xí)題
第2章　溶液和膠體
　2.1　溶液
　　2.1.1　溶液的形成
　　2.1.2　溶液濃度表示法
　　2.1.3　難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性
　2.2　分散系統(tǒng)
　　2.2.1　溶膠的制備
　　2.2.2　溶膠的性質(zhì)
　　2.2.3　雙電層和電動電勢
　　2.2.4　溶膠粒子的結(jié)構(gòu)——膠團(tuán)
　　2.2.5　溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用
　2.3　大分子溶液
　　課外參考讀物
　　習(xí)題
第3章　化學(xué)反應(yīng)過程中的熱效應(yīng)
　3.1　引言
　3.2　幾個基本概念
　　3.2.1　系統(tǒng)與環(huán)境
　　3.2.2　狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)
　　3.2.3　過程和途徑
　　3.2.4　熱和功
　3.3　能量守恒和轉(zhuǎn)化定律——熱力學(xué)第一定律
　3.4　熱力學(xué)能（U）
　3.5　焓(H)——定壓下的熱效應(yīng)
　　3.5.1　焓
　　3.5.2　熱容
　　3.5.3　化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)和反應(yīng)進(jìn)度
　　3.5.4　摩爾焓變
　3.6　標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)
　3.7　蓋斯定律
　3.8　反應(yīng)熱的求算
　　3.8.1　標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓
　　3.8.2　燃燒熱(或燃燒焓)
　　課外參考讀物
　　習(xí)題
第4章　化學(xué)反應(yīng)的方向和限度
　4.1　引言
　4.2　可逆過程和最大功
　4.3　自發(fā)變化的方向性
　4.4　熱力學(xué)第二定律
　　4.4.1　自發(fā)變化的共同特性——不可逆性
　　4.4.2　熱力學(xué)第二定律
　4.5　等溫等容條件下變化方向的判斷——亥姆霍茲函數(shù)(A)
　　4.5.1　等溫過程中的最大功
　　4.5.2　亥姆霍茲自由能
　　4.5.3　等溫等容條件下變化方向的判斷
　　4.6　等溫等壓下變化方向的判斷——吉布斯自由能(G)1
　　4.6.1　吉布斯自由能
　　4.6.2　等溫等壓條件下變化方向的判斷
　4.7　幾種物質(zhì)的吉布斯自由能表示式
　　4.7.1　理想氣體的吉布斯自由能表示式
　　4.7.2　溶液中各組分吉布斯自由能的表示式
　　4.7.3　凝聚態(tài)的吉布斯自由能
　4.8　標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯自由能
　4.9　熵(S)
　　4.9.1　熵的統(tǒng)計意義——熵和混亂度
　　4.9.2　熵變的計算——熱力學(xué)第三定律
　　4.9.3　熵和其他幾個熱力學(xué)函數(shù)之間的關(guān)系
　　課外參考讀物
　　習(xí)題
第5章　化學(xué)平衡
　5.1　可逆反應(yīng)和化學(xué)平衡
　　5.1.1　可逆反應(yīng)
　　5.1.2　化學(xué)平衡
　5.2　化學(xué)平衡定律和經(jīng)驗平衡常數(shù)
　　5.2.1　化學(xué)平衡定律
　　5.2.2　均相化學(xué)平衡和多相化學(xué)平衡
　　5.2.3　經(jīng)驗平衡常數(shù)
　5.3　化學(xué)反應(yīng)等溫式和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)
　　5.3.1　化學(xué)反應(yīng)等溫式和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)
　　5.3.2　活度和逸度的概念
　5.4　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)
　　5.4.1　利用等溫式判別反應(yīng)的方向
　　5.4.2　由式△G=△H-T△S判別反應(yīng)的方向
　5.5　影響化學(xué)平衡的因素——平衡移動原理
　　5.5.1　分壓(或濃度)的影響
　　5.5.2　壓力的影響
　　5.5.3　溫度的影響
　　5.5.4　同時平衡和耦合反應(yīng)
　　課外參考讀物
　　習(xí)題
第6章　酸堿平衡和酸堿滴定法
　6.1　電解質(zhì)溶液理論簡介
　　6.1.1　阿侖尼烏斯的部分電離理論
　　6.1.2　強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論的基本概念
　　6.1.3　離子強(qiáng)度的概念
　6.2　布朗斯特酸堿理論
　　6.2.1　質(zhì)子論酸堿的定義
　　6.2.2　質(zhì)子論的酸堿反應(yīng)
　　6.2.3　質(zhì)子酸堿的強(qiáng)度
　　6.2.4　共軛酸堿對Ka和Kb的關(guān)系
　6.3　路易斯電子酸堿理論
　6.4　水溶液中酸堿平衡計算的一般原則
　　6.4.1　物料平衡式
　　6.4.2　電荷平衡式
　　6.4.3　質(zhì)子平衡式
　6.5　酸度對弱酸(堿)各物種分布的影響
　　6.5.1　一元弱酸溶液中各物種的分布
　　6.5.2　多元酸溶液中各物種的分布
　　……
第7章　配位平衡和配位滴定法
第8章　沉淀平衡和沉淀
第9章　原電池和氧化還原反應(yīng)
第10章　實驗誤差和數(shù)據(jù)處理
習(xí)題參考答案
附表
元素周期表

章節(jié)摘錄

插圖：人類對物質(zhì)運(yùn)動規(guī)律的認(rèn)識是逐漸深化的，在認(rèn)識過程中，實驗和理論二者互相依存，相互促進(jìn)，并由于發(fā)展上的不平衡而產(chǎn)生矛盾。矛盾不斷產(chǎn)生又不斷被解決，舊的矛盾被解決了，又會產(chǎn)生新的矛盾。這種循環(huán)過程推動著化學(xué)的發(fā)展。當(dāng)然，從根源上講，人類為滿足各種需要，是科學(xué)發(fā)展的原動力。人們通過化學(xué)實驗積累了許多事實材料，整理歸納而發(fā)現(xiàn)經(jīng)驗定律。為了對經(jīng)驗定律給予解釋，于是產(chǎn)生了假說和理論。例如，從有關(guān)氣體的實驗，總結(jié)出玻意耳定律和查理一蓋·呂薩克定律等經(jīng)驗規(guī)律，運(yùn)用概念、判斷、推理建立模型，乃至科學(xué)抽象，判定分子的存在。起初這只能認(rèn)為是一種假說，經(jīng)過進(jìn)一步的檢驗和修正，建立了分子運(yùn)動學(xué)說而成為理論。于是就完成了從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識的過程。在這個過程中，常常需要正確的邏輯推理和合理的科學(xué)抽象。化學(xué)理論一旦建立之后，又會指導(dǎo)實驗進(jìn)一步研究，并接受實驗的檢驗。在新的實驗中，可能發(fā)現(xiàn)新的現(xiàn)象，揭示原有理論的不足或局限性。這就需要對原有的理論予以修正或補(bǔ)充，甚至推翻，重新建立新的理論。實驗與理論的往復(fù)循環(huán)，促使化學(xué)不斷前進(jìn)。但是，從本質(zhì)上講，化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的一門科學(xué)，實踐是第一性的，再好的理論也需要實驗來驗證其正確性。

編輯推薦

本書將原分屬于無機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)的內(nèi)容重新組合為大學(xué)化學(xué)，作為大學(xué)一年級的教材。本書在加強(qiáng)基礎(chǔ)教學(xué)的基礎(chǔ)上，注重宏觀與微觀的聯(lián)系，使學(xué)生能初步運(yùn)用物質(zhì)結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)去了解物質(zhì)的性能，強(qiáng)調(diào)學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)。全書分上、下兩冊。上冊以化學(xué)原理為主，將化學(xué)滴定分析納入平衡體系中；下冊以元素知識為主，分區(qū)按族介紹元素及其化合物的基本知識。每章后附習(xí)題和參考讀物。全書后附習(xí)題答案和附錄。

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