工科大學化學

前言

　　隨著科學的發(fā)展和人類的進步，化學已深入到多數(shù)學科的各個層次。目前工科院校的非化類專業(yè)開設工科大學化學（普通化學）非但成為共識，而且大都是理論課與實驗課并行，課程建設和教學水平評估正在進行。哈爾濱工業(yè)大學的大學化學（普通化學）課程有著悠久的歷史和優(yōu)良的傳統(tǒng)，在各個不同的歷史時期都進行了實實在在的研究和建設，并得到教育部相關(guān)部門的重視和支持。本課程2004年被評為國家級精品課程后，為了配合教育部實施的教育質(zhì)量工程，本著“取長補短，不斷完善”的課程建設原則，大學化學課程組對本課程進行了全方位的研究和建設?？紤]到教材是教學的依據(jù)，對保證教學質(zhì)量、發(fā)揮精品課程的輻射作用和示范作用至關(guān)重要，大學化學課程組將教材建設作為課程建設的重中之重進行了深入的研究?！　　豆た拼髮W化學》自2003年作為普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材由高等教育出版社出版以來，國內(nèi)有多所高校將其用作教材，在大學化學教學中取得了較好的使用效果。為使本書得到更大的推廣，進一步發(fā)揮國家精品課程的輻射作用，在教育部和高等教育出版社的支持下，本書又被列為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材進行了修訂再版。本次修訂是在“保留原教材的基本體系和主要特點，廣泛征求兄弟院校使用意見進行修改”的思想指導下完成的，主要工作是：　　1．參考了2005年、2007年教育部非化學化工類專業(yè)化學基礎(chǔ)課程教學指導分委員會制訂的《普通化學教學基本要求》，融入了哈爾濱工業(yè)大學大學化學國家精品課程建設的研究成果?！　?．按有關(guān)國家標-準和規(guī)范統(tǒng)一了單位、符號和表述方式，并對全書的層次和文字進行了修正，使本書的邏輯關(guān)系更加明晰、合理，表述更加通順，增強了可讀性?！　?．對書中習題進行了增刪，使習題既減少了沒有必要的重復，又基本覆蓋各章節(jié)的主要知識點，還能與生產(chǎn)生活實際相聯(lián)系。

內(nèi)容概要

　　本書是在2003年《工科大學化學》(第一版)的基礎(chǔ)上修訂而成的。保持了第一版的內(nèi)容框架和編寫風格，參照了2005年和2007年非化學化工類專業(yè)化學基礎(chǔ)課程教學指導分委員會制訂的《普通化學教學基本要求》，融人了近年來精品課程建設的研究成果。全書仍以化學熱力學基礎(chǔ)和物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)為主線，并貫穿始終。共分12章，內(nèi)容包括基礎(chǔ)（化學反應熱、化學反應進行的方向和限度、化學反應速率、溶液及溶液中的離子平衡、氧化還原反應與電化學、原子結(jié)構(gòu)與周期系、分子結(jié)構(gòu)與晶體結(jié)構(gòu)、表面化學）和應用（化學與材料、化學與能源、化學與環(huán)保、化學與生命）兩大部分。

書籍目錄

緒論
0.1 化學的研究對象及研究的主要內(nèi)容
0.1.1 化學的研究對象
0.1.2 化學研究的主要內(nèi)容
0.2 化學與社會進步和現(xiàn)代高科技的發(fā)展
0.2.1 化學與生活
0.2.2 化學與材料
0.2.3 化學與能源
0.2.4 化學與信息
0.2.5 化學與生命
0.2.6 化學與環(huán)境
第一章 化學反應熱
1.1 基本概念
1.1.1 系統(tǒng)與環(huán)境
1.1.2 狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)
1.2 熱力學第一定律
1.3 化學反應的熱效應
1.3.1 等容反應熱
1.3.2 等壓反應熱
1.3.3 熱力學標準態(tài)
1.3.4 單質(zhì)和化合物的標準摩爾生成焓
1.3.5 化學反應標準焓變的計算
1.3.6 反應進度
思考題與習題
第二章 化學反應進行的方向和限度
2.1 焓變與變化過程方向
2.2 熵變與變化過程方向
2.2.1 熵與熵變
2.2.2 熵變與變化過程方向
2.3 吉布斯函數(shù)變與變化過程方向
2.3.1 吉布斯函數(shù)變
2.3.2 吉布斯函數(shù)變與變化過程方向
2.3.3 化學反應吉布斯函數(shù)變的計算
2.4 化學反應的限度——化學平衡
2.4.1 平衡常數(shù)
2.4.2 標準平衡常數(shù)的計算
2.4.3 化學平衡的移動——影響平衡的因素
思考題與習題
第三章 化學反應速率
3.1 化學反應速率的表示
3.2 化學反應速率的測定
3.3 影響化學反應速率的因素
3.3.1 濃度對反應速率的影響
3.3.2 溫度對反應速率的影響
3.3.3 反應的活化能和催化劑
3.4 影響多相化學反應速率的因素
3.5 鏈反應
3.5.1 直鏈反應
3.5.2 支鏈反應
思考題與習題
第四章 溶液及溶液中的離子平衡
4.1 溶液及其濃度表示方法
4.1.1 溶液概述
4.1.2 溶液濃度的表示方法
4.2 溶解度與相似相溶原理
4.2.1 溶解度
4.2.2 氣體、液體和固體在液體中的溶解
4.2.3 相似相溶原理
4.3 分配定律與萃取分離
4.3.1 分配定律
4.3.2 萃取分離
4.4 溶液的通性
4.4.1 非電解質(zhì)稀溶液的通性
4.4.2 電解質(zhì)溶液的通性
4.5 溶液中的離子平衡與離子互換反應
4.5.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡
4.5.2 沉淀一溶解平衡
思考題與習題
第五章 氧化還原反應與電化學
5.1 氧化數(shù)
5.1.1 氧化數(shù)的定義
5.1.2 氧化數(shù)的有關(guān)規(guī)定
5.1.3 應用舉例
5.2 原電池及原電池電動勢
5.2.1 原電池
5.2.2 原電池電動勢
5.3 金屬腐蝕與防護
5.3.1 金屬的化學腐蝕
5.3.2 金屬的電化學腐蝕
5.3.3 金屬的防護
5.4 電解的基本原理及應用
5.4.1 電解的基本原理
5.4.2 電解的應用
思考題與習題
第六章 原子結(jié)構(gòu)與周期系
6.1 引言
6.1.1 物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究對象
6.1.2 學習物質(zhì)結(jié)構(gòu)的目的
6.2 原子結(jié)構(gòu)
6.2.1 量子力學的誕生
6.2.2 原子中電子運動狀態(tài)的描述
6.2.3 單電子原子（離子）波函數(shù)和電子云圖
6.2.4 量子數(shù)n，l，m的物理意義
6.2.5 多電子原子結(jié)構(gòu)和元素周期表
6.3 原子光譜
6.3.1 原子發(fā)射光譜法（AES）
6.3.2 原子吸收光譜法（AAS）
思考題與習題
第七章 分子結(jié)構(gòu)與晶體結(jié)構(gòu)
7.1 化學鍵
7.2 離子鍵和離子化合物
7.3 共價鍵與共價化合物
7.3.1 價鍵理論
7.3.2 雜化軌道理論
7.3.3 價層電子對互斥理論（VSEPR）
7.3.4 分子的對稱性與群
7.3.5 分子軌道理論
7.3.6 配合物的化學鍵理論
7.4 分子間力
7.4.1 極性分子與非極性分子
7.4.2 分子間力
7.4.3 氫鍵
7.5 晶體結(jié)構(gòu)
7.5.1 離子晶體、原子晶體和分子晶體簡況
7.5.2 離子晶體與離子極化
7.5.3 原子晶體
7.5.4 分子晶體
7.5.5 過渡型的晶體
7.5.6 晶體缺陷
7.6 超分子
思考題與習題
第八章 表面化學
8.1 表面吉布斯函數(shù)與表面張力
8.1.1 表面狀態(tài)與表面分子的特性
8.1.2 表面吉布斯函數(shù)與表面張力
8.1.3 表面現(xiàn)象與表面吉布斯函數(shù)
8.2 吸附作用
8.2.1 吸附現(xiàn)象及其本質(zhì)
8.2.2 物理吸附與化學吸附
8.2.3 影響吸附作用的因素
8.2.4 吸附劑的應用
8.3 表面活性劑
8.3.1 表面活性劑及其分類
8.3.2 表面活性劑的性質(zhì)及作用
8.3.3 表面活性劑的作用與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系
8.3.4 表面活性劑引起的公害及其降解方法
8.4 溶膠的穩(wěn)定性和聚沉
……
第九章 化學與材料
第十章 化學與能源
第十一章 化學與環(huán)保
第十二章 化學與生命
附錄
參考文獻
元素周期表

章節(jié)摘錄

　　又比如，人在勞累后應吃些什么？許多人在緊張勞動或劇烈運動以后，會感到渾身的肌肉和關(guān)節(jié)酸痛，精神疲憊。為了盡快地解除疲勞，人們常常吃些魚、肉和蛋類，以為這樣可以補充營養(yǎng)，恢復體力。其實，此時吃這些東西并不能幫助解除疲勞。因為正常人的血液是呈弱堿性的，人在勞動或劇烈運動后感到肌肉和關(guān)節(jié)酸痛，其原因之一是體內(nèi)的脂肪、蛋白質(zhì)和糖大量分解，在分解過程中產(chǎn)生乳酸、磷酸等酸性物質(zhì)，積聚在人體的肌肉內(nèi)。這些酸性物質(zhì)刺激人體器官，使人感到肌肉、關(guān)節(jié)酸痛和疲勞。此時如單純食用可產(chǎn)生酸性物質(zhì)的肉蛋類，會使血液更加酸性化，反而不利于疲勞的解除。所以人在這時應多食用些堿性食物，如新鮮蔬菜、水果和豆制品等，以保持體內(nèi)酸堿的基本平衡，維持人體健康。　　3．化學與“住”　　在近代的建筑中，從建筑材料到室內(nèi)外的裝飾材料（如塑料壁紙、地板、家具以及各種化學涂料等）都離不開化學，而建材不合理使用帶來的危害更是屢見不鮮。就是居室的布置也有許多化學問題。以居室養(yǎng)花為例，從植物學和化學的角度來看，花卉植物多在白天進行光合作用，吸入CO2放出O2；而在夜間則同人一樣吸入O2呼出CO2。因此室內(nèi)如果花草擺放過多，夜間室內(nèi)O2就會減少，CO2：則會增加，影響人體夜間的氧碳交換。但有些花卉，如仙人掌科植物（仙人球、曇花等）、各種蘭花、水仙等，則是夜間吸入CO2放出O2，有利于保持室內(nèi)空氣的氧、碳平衡，有益于人體健康，室內(nèi)應擺放這些花卉。另外，有些花卉含有化學毒素，如夾竹桃、郁金香、玉丁香、茉莉、含羞草等，或花、或莖、或葉含有一定毒素，不宜擺放在室內(nèi)?！　?．化學與“行”　　目前，飛機、火車、輪船和汽車是重要的交通運輸工具，這些交通運輸工具的制造離不開各種化學材料；在交通運輸工具能源的合理使用上（如提高燃料的燃燒效率，減少環(huán)境污染以及尋找新能源等）也離不開化學。　　0．2．2化學與材料　　材料是人類生產(chǎn)和生活水平提高的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類進步的里程碑。一種新材料的問世，往往帶來科技的飛速發(fā)展，具有劃時代的意義。而新材料的制備離不開化學知識，新材料的選用也離不開化學知識，化學是材料科學發(fā)展的基礎(chǔ)。例如，由于高純硅、鍺等半導體材料的出現(xiàn)，產(chǎn)生了晶體管、集成電路、大規(guī)模集成電路以及超大規(guī)模集成電路等，從而帶來了計算機的革命。今天電腦不僅廣泛應用于各種行業(yè)，也深入了家庭。網(wǎng)上通信的實現(xiàn)帶來了信息傳播的革命。

編輯推薦

　　《工科大學化學》可作為高等工科院校非化工類各專業(yè)的化學教材，也可作為其他類型高等學校的教學參考書。

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