工程化學(xué)基礎(chǔ)

前言

　　化學(xué)作為素質(zhì)教育的重要基礎(chǔ)課程，對于培養(yǎng)學(xué)生具備全面科學(xué)素質(zhì)具有重要作用。當(dāng)前人類最為關(guān)心的重大課題——資源的利用、能源的開發(fā)、環(huán)境的保護(hù)和生命的奧秘等都與化學(xué)密切相關(guān)。未來工程師不僅要關(guān)注某項(xiàng)工程的設(shè)計(jì)、施工和生產(chǎn)，還必須關(guān)注由此帶來的能源與環(huán)境問題，關(guān)注材料的選擇與使用以及材料在使用過程中與周圍介質(zhì)的相互作用及改變這些作用的手段問題。能源的利用和節(jié)能措施以及環(huán)境污染的治理，沒有化學(xué)知識是不行的；各類材料的選擇與使用需要了解物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和化學(xué)變化，材料的維護(hù)需要化學(xué)處理和防腐。正如聯(lián)合國教科文組織在1988年底提出的國際合作研究的新項(xiàng)目中指出：數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物是一切學(xué)科的基礎(chǔ)，也是進(jìn)行工程、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)和科技專業(yè)教育的基礎(chǔ)?！　　肮こ袒瘜W(xué)”是高等工程院校非化學(xué)化工類專業(yè)學(xué)生的一門重要基礎(chǔ)課，通過它的學(xué)習(xí)不僅可掌握高等教育必需的基礎(chǔ)化學(xué)知識，還可了解科學(xué)研究的方法，提高科學(xué)素質(zhì)，增強(qiáng)分析社會實(shí)際問題、進(jìn)行全面思考和決策判斷的能力。它的教學(xué)內(nèi)容和要求，實(shí)際上決定了大部分工科畢業(yè)生所具備的化學(xué)科學(xué)素質(zhì)。本教材是在對近五年來國內(nèi)外工科普通化學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀作了系統(tǒng)的分析研究，特別是對教學(xué)內(nèi)容和課程體系作了深入探討并不斷實(shí)踐，結(jié)合教育部工科化學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會對工科普通化學(xué)的教學(xué)基本要求，將化學(xué)理論與工程實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，精選內(nèi)容編寫而成的。　　本書內(nèi)容以化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)理論和物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論為主線，并與敘述性部分相呼應(yīng)，強(qiáng)調(diào)理論的意義和實(shí)際應(yīng)用，并結(jié)合相關(guān)學(xué)科，對當(dāng)前社會熱點(diǎn)問題（環(huán)境污染及其防治、化學(xué)與材料、化學(xué)與生命、現(xiàn)代分析測試技術(shù)等）展開討論，加深對基本理論的理解和運(yùn)用，并盡可能把最新、最準(zhǔn)確的信息傳達(dá)給學(xué)生。本書適用于工科院校非化學(xué)化工類專業(yè)學(xué)生。

內(nèi)容概要

　　《工程化學(xué)基礎(chǔ)》為普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材。它從人們對物質(zhì)的認(rèn)識規(guī)律出發(fā)，緊密聯(lián)系當(dāng)前迅速發(fā)展的材料、生命、信息、能源、環(huán)境等科學(xué)和工程實(shí)例，深入淺出地討論了化學(xué)單元粒子的組成、結(jié)構(gòu)、變化與光、電、磁、熱等現(xiàn)象的關(guān)系。全書共分六章24節(jié)，以經(jīng)緯結(jié)構(gòu)框架展開，內(nèi)容簡明，重視基礎(chǔ)，突出重點(diǎn)，聯(lián)系工程實(shí)際。可作為普通高等學(xué)校非化學(xué)化工類各專業(yè)的教材。

書籍目錄

緒論第一章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)1.1 氣體1.2 液體1.3 溶液1.4 固體1.5 超臨界狀態(tài)1.6 物質(zhì)的其他形態(tài)思考題練習(xí)題第二章 化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)與能源利用2.1 化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)2.2 化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的計(jì)算2.3 能源練習(xí)題第三章 化學(xué)反應(yīng)基本原理3.1 化學(xué)反應(yīng)的方向3.2 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度和化學(xué)平衡3.3 化學(xué)反應(yīng)速率練習(xí)題第四章 溶液與離子平衡4.1 稀溶液的通性4.2 水溶液中的酸堿平衡4.3 配合物的解離平衡4.4 難溶電解質(zhì)的多相離子平衡練習(xí)題第五章 電化學(xué)與金屬腐蝕5.1 原電池及其電動勢5.2 電極電勢及其應(yīng)用5.3 電解5.4 金屬腐蝕及其防護(hù)5.5 化學(xué)電源練習(xí)題第六章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)6.1 原子結(jié)構(gòu)的近代理論6.2 多電子原子結(jié)構(gòu)和元素周期系6.3 化學(xué)鍵與分子和晶體結(jié)構(gòu)6.4 分子間作用力與表而張力練習(xí)題第七章 化學(xué)與材料7.1 材料科學(xué)發(fā)展簡介7.2 金屬及合金材料7.3 電子管和半導(dǎo)體材料7.4 無機(jī)非金屬材料7.5 磁性材料7.6 有機(jī)高分子化合物及材料練習(xí)題第八章 化學(xué)與環(huán)境保護(hù)8.1 大氣污染及其防治8.2 水資源的可持續(xù)利用與水污染防治8.3 固體廢物及其處理8.4 可持續(xù)發(fā)展與新的科技革命練習(xí)題第九章化學(xué)與生命9.1 引言9.2 生物大分子9.3 蛋白質(zhì)、多肽和氨基酸9.4 酶9.5 核酸9.6 藥物學(xué)與常用藥物練習(xí)題第十章 現(xiàn)代分析測試技術(shù)簡介10.1 引言10.2 現(xiàn)代分析測試技術(shù)簡介10.3 儀器分析法的發(fā)展趨勢練習(xí)題附表1 我國法定計(jì)量單位附表2 一些基本物理常數(shù)附表3 一些物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵?cái)?shù)據(jù)附表4 一些水合離子的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵?cái)?shù)據(jù)附表5 一些弱電解質(zhì)在水溶液中的解離常數(shù)（298.15K）附表6 一些物質(zhì)的溶度積（298.15K）附表7 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢附表8 一些配離子的穩(wěn)定常數(shù)和不穩(wěn)定常數(shù)索引參考文獻(xiàn)元素周期表

章節(jié)摘錄

　　原子晶體的共價(jià)鍵一般是以雜化方式形成的共價(jià)單鍵，由于其具有飽和性和方向性，所以原子晶體一般配位數(shù)不高。例如，金剛石是典型的原子晶體，每個碳原子都以sp3雜化軌道與其他4個碳原子形成o鍵，組成具有正四面體骨架的原子晶體，其配位數(shù)為4（見圖6.31）?！　。?）分子晶體分子晶體靠分子間力（有時還有氫鍵）結(jié)合而成。大多數(shù)共價(jià)型的非金屬單質(zhì)和化合物如鹵素、氧、氫、鹵化氫、氨等在固態(tài)時均為分子晶體。CO2是分子晶體，其晶體結(jié)構(gòu)如圖6.32所示。其晶格點(diǎn)排列著CO2分子，CO2分子之間作用力是分子間力，但分子內(nèi)碳原子與氧原子之間是共價(jià)鍵結(jié)合的?！　∮捎诜肿娱g力沒有方向性和飽和性，所以分子晶體內(nèi)部的分子一般盡可能趨于緊密堆積的形式。因分子間力比化學(xué)鍵弱得多，所以分子晶體的熔點(diǎn)低、硬度小、固態(tài)及熔融時不導(dǎo)電。　?。?）金屬晶體金屬晶體的晶格點(diǎn)上排列的粒子是金屬原子或金屬離子，其晶格點(diǎn)間力是金屬鍵。大多數(shù)金屬元素的單質(zhì)和合金都屬于金屬晶體?！　〗饘僭釉谛纬删w時，總是傾向于組成緊密的結(jié)構(gòu)，從而能形成能量較低的穩(wěn)定體系。

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