基礎(chǔ)化學(xué)

前言

根據(jù)教育部關(guān)于高等教育面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃精神，我校將無機(jī)化學(xué)課程和分析化學(xué)課程的部分內(nèi)容合并為基礎(chǔ)化學(xué)課程，作為化工、制藥、材料和環(huán)境工程等專業(yè)必修的一門重要基礎(chǔ)課。本書編寫的主要目的是讓學(xué)生掌握無機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)的基礎(chǔ)理論和知識(shí)，為后續(xù)化學(xué)課程及專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供化學(xué)基礎(chǔ)。本書編者長期從事無機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)教學(xué)，并在近十年的基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中，比較全面地了解相關(guān)專業(yè)對(duì)基礎(chǔ)化學(xué)的要求。因此在內(nèi)容的選取上，既考慮了專業(yè)的要求又考慮了與后續(xù)化學(xué)課程的銜接與分工。在討論化學(xué)基礎(chǔ)理論的同時(shí)，介紹近期的科學(xué)研究成果及基礎(chǔ)化學(xué)在環(huán)境科學(xué)、生命科學(xué)及材料科學(xué)等方面的應(yīng)用。本書將無機(jī)化學(xué)與分析化學(xué)的基本內(nèi)容統(tǒng)一安排，和諧關(guān)聯(lián)。內(nèi)容包括兩部分，第1部分化學(xué)原理為化學(xué)熱力學(xué)，四大化學(xué)平衡（酸堿平衡、沉淀溶解平衡、氧化還原平衡、配位平衡）及與之相應(yīng)的容量分析，分析化學(xué)中的誤差理論，物質(zhì)結(jié)構(gòu)（原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)）有關(guān)內(nèi)容；第2部分元素化學(xué)為元素單質(zhì)和化合物的性質(zhì)及結(jié)構(gòu)，常見離子的分離與鑒定的有關(guān)內(nèi)容?？紤]到化工生產(chǎn)和研究過程中所關(guān)心和需解決的問題及與物理化學(xué)課程的銜接和分工，本書將化學(xué)熱力學(xué)中涉及的化學(xué)反應(yīng)方向和限度用兩章討論，并稱為化學(xué)反應(yīng)方向和化學(xué)反應(yīng)限度；取消了化學(xué)動(dòng)力學(xué)內(nèi)容，重點(diǎn)強(qiáng)化無機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)的緊密聯(lián)系，對(duì)化學(xué)原理部分著重討論了化學(xué)的四大平衡及在分析化學(xué)中的應(yīng)用；對(duì)元素化學(xué)部分盡量突出典型和常見的元素及化合物，在此基礎(chǔ)上介紹了常見無機(jī)離子的分析與鑒定，使學(xué)生了解無機(jī)離子的定性分析方法。本書由游文章主編，黃少云、艾軍和周紅任副主編，參加編寫的有游文章（第1、2、3、5、20章），艾軍（第4章），黃少云（第11、12章），李偉偉（第7、15章），周紅（第13章），楊小紅（第6、8章），齊小玲（第10、14章），程清蓉（第9、17章），胡錦東（第16、19章），張漢平（第18章）。最后由游文章統(tǒng)一整理、補(bǔ)充、修改和定稿。張漢平負(fù)責(zé)全書的附錄收集整理和書中插圖的繪制工作。全書由潘志權(quán)教授審閱。本書在編寫過程中參考了部分已出版的有關(guān)教材及著作，從中借鑒了許多有益的內(nèi)容，在此向有關(guān)作者表示謝意。限于編者的水平，本書雖經(jīng)多次修改，但難免有疏漏和不妥之處，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　《基礎(chǔ)化學(xué)》將無機(jī)化學(xué)與分析化學(xué)的基本內(nèi)容統(tǒng)一編排，按分化學(xué)原理與元素化學(xué)兩部分進(jìn)行介紹，化學(xué)原理部分包括化學(xué)熱力學(xué)，四大化學(xué)平衡(酸堿平衡、沉淀溶解平衡、氧化還原平衡、配位平衡)及與之相應(yīng)的容量分析，分析化學(xué)中的誤差理論，物質(zhì)結(jié)構(gòu)(原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu))；元素化學(xué)部分包括單質(zhì)和化合物的性質(zhì)及結(jié)構(gòu)，常見離子的分離與鑒定。 　　《基礎(chǔ)化學(xué)》可作為高等學(xué)?；?、制藥、材料和環(huán)境工程等專業(yè)的本科生教材，也可供相關(guān)技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1部分 化學(xué)原理第1章 氣體1.1 理想氣體狀態(tài)方程1.1.1 波義耳定律1.1.2 蓋·呂薩克定律1.1.3 化合體積定律和阿伏加德羅定律1.1.4 理想氣體狀態(tài)方程1.1.5 氣體常數(shù)1.2 理想氣體混合物1.2.1 道爾頓分壓定律1.2.2 阿馬格分體積定律思考題習(xí)題第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向2.1 化學(xué)反應(yīng)中的能量關(guān)系2.1.1 熱力學(xué)中常用的術(shù)語2.1.2 熱力學(xué)第一定律2.1.3 常見化學(xué)反應(yīng)的過程2.1.4 化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)2.1.5 熱效應(yīng)的計(jì)算2.2 化學(xué)反應(yīng)的方向2.2.1 焓變判據(jù)2.2.2 熵變判據(jù)2.2.3 吉布斯自由能變判據(jù)思考題習(xí)題第3章 化學(xué)反應(yīng)的限度3.1 化學(xué)反應(yīng)限度的判據(jù)3.1.1 摩爾反應(yīng)吉布斯自由能與化學(xué)平衡3.1.2 化學(xué)平衡常數(shù)3.2 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的應(yīng)用3.2.1 非平衡狀態(tài)化學(xué)反應(yīng)的方向3.2.2 化學(xué)平衡組成及理論轉(zhuǎn)化率的計(jì)算3.3 化學(xué)平衡的移動(dòng)3.3.1 濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響3.3.2 壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響3.3.3 溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響3.3.4 呂·查德理原理思考題習(xí)題第4章 定量分析概論4.1 定量分析中的誤差4.1.1 誤差的分類及產(chǎn)生的原因4.1.2 誤差的減免方法4.1.3 測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度與精密度4.1.4 隨機(jī)誤差的正態(tài)分布4.1.5 可疑測(cè)定值的取舍方法4.2 有效數(shù)字及運(yùn)算規(guī)則4.2.1 有效數(shù)字的意義及位數(shù)4.2.2 有效數(shù)字修約規(guī)則4.2.3 有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則4.2.4 有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則的應(yīng)用4.3 滴定分析法概論4.3.1 滴定分析法簡(jiǎn)介4.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液4.3.3 滴定分析的計(jì)算思考題習(xí)題第5章 酸堿平衡5.1 電解質(zhì)溶液5.1.1 強(qiáng)電解質(zhì)溶液5.1.2 弱電解質(zhì)溶液5.2 酸堿理論5.2.1 酸堿理論的發(fā)展5.2.2 酸堿質(zhì)子理論5.3 水的離解平衡5.3.1 水的離子積5.3.2 水溶液中的酸堿性和pH值5.4 弱酸、弱堿的離解平衡5.4.1 分子型弱酸、弱堿的離解平衡5.4.2 離子型弱酸、弱堿的離解平衡5.5 緩沖溶液5.5.1 同離子效應(yīng)5.5.2 緩沖溶液的組成及緩沖作用5.5.3 緩沖溶液pH值的計(jì)算5.5.4 緩沖溶液的緩沖容量和緩沖范圍5.5.5 緩沖溶液的選擇和配制思考題習(xí)題第6章 酸堿滴定法6.1 酸堿指示劑6.1.1 酸堿指示劑的變色原理6.1.2 指示劑的變色范圍及變色點(diǎn)6.1.3 混合指示劑6.1.4 幾點(diǎn)注意事項(xiàng)6.2 酸堿滴定法的基本原理6.2.1 強(qiáng)堿（酸）滴定強(qiáng)酸（堿）6.2.2 強(qiáng)堿（酸）滴定一元弱酸（堿）6.2.3 多元酸（堿）的滴定6.3 酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定6.4 酸堿滴定的應(yīng)用思考題習(xí)題第7章 沉淀－溶解平衡7.1 溶度積原理7.1.1 溶度積7.1.2 溶度積與溶解度7.2 沉淀溶解平衡的移動(dòng)7.2.1 同離子效應(yīng)7.2.2 鹽效應(yīng)7.2.3 酸效應(yīng)7.2.4 配合效應(yīng)7.3 溶度積規(guī)則及應(yīng)用7.3.1 溶度積規(guī)則7.3.2 沉淀生成7.3.3 沉淀溶解7.3.4 分步沉淀7.3.5 沉淀的轉(zhuǎn)化思考題習(xí)題第8章 沉淀滴定法8.1 概述8.2 莫爾法8.2.1 基本原理8.2.2 滴定條件8.2.3 方法特點(diǎn)及應(yīng)用范圍8.3 佛爾哈德法8.3.1 直接滴定法測(cè)定Ag+8.3.2 返滴定法測(cè)定鹵素離子8.3.3 佛爾哈德法特點(diǎn)及應(yīng)用范圍8.4 法揚(yáng)司法8.4.1 基本原理8.4.2 滴定條件8.4.3 方法特點(diǎn)及應(yīng)用范圍思考題習(xí)題第9章 氧化還原反應(yīng)及電化學(xué)基礎(chǔ)9.1 氧化還原反應(yīng)的基本概念9.1.1 氧化數(shù)9.1.2 氧化還原反應(yīng)9.1.3 氧化還原反應(yīng)方程式配平9.2 原電池9.2.1 原電池組成和原電池符號(hào)9.2.2 電極類型9.2.3 電池電動(dòng)勢(shì)9.2.4 電池電動(dòng)勢(shì)與電池反應(yīng)吉布斯自由能的關(guān)系9.2.5 標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)與電池反應(yīng)平衡常數(shù)9.3 電極電勢(shì)9.3.1 電極電勢(shì)的產(chǎn)生9.3.2 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)9.3.3 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)計(jì)算9.4 影響電極電勢(shì)的因素9.4.1 能斯特（Nernst）方程9.4.2 濃度對(duì)電極電勢(shì)的影響9.4.3 酸度對(duì)電極電勢(shì)的影響9.5 電極電勢(shì)及電池電動(dòng)勢(shì)的應(yīng)用9.5.1 電極電勢(shì)應(yīng)用9.5.2 電池電動(dòng)勢(shì)應(yīng)用9.6 元素電勢(shì)圖9.7 水的電勢(shì)－pH圖思考題習(xí)題第10章 氧化還原滴定法10.1 氧化還原平衡10.1.1 式量電勢(shì)（條件電勢(shì)）10.1.2 影響條件電勢(shì)的因素及條件電勢(shì)的計(jì)算10.1.3 氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度10.2 氧化還原反應(yīng)速率及影響因素10.3 氧化還原滴定曲線及終點(diǎn)的確定10.3.1 氧化還原滴定曲線的計(jì)算10.3.2 氧化還原指示劑10.4 氧化還原滴定法中的預(yù)處理10.4.1 常用的氧化劑10.4.2 常用的還原劑10.5 氧化還原滴定法的應(yīng)用10.5.1 高錳酸鉀法10.5.2 碘法10.5.3 其他氧化還原滴定法10.6 氧化還原滴定結(jié)果的計(jì)算思考題習(xí)題第11章 原子結(jié)構(gòu)11.1 原子的玻爾模型11.1.1 經(jīng)典物理學(xué)局限性11.1.2 氫原子光譜11.1.3 氫原子的玻爾模型11.2 原子的量子力學(xué)模型11.2.1 微觀粒子的波粒二象性11.2.2 微觀粒子測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系11.2.3 波函數(shù)和薛定諤方程11.2.4 原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)11.2.5 波函數(shù)和電子云的空間圖形11.3 多電子結(jié)構(gòu)和元素周期律11.3.1 屏蔽效應(yīng)和鉆穿效應(yīng)11.3.2 鮑林近似能級(jí)圖11.3.3 多電子原子的核外電子排布規(guī)律11.3.4 原子核外電子排布與元素周期律11.4 主要原子參數(shù)及其變化規(guī)律11.4.1 原子半徑11.4.2 電離能11.4.3 電子親和能11.4.4 電負(fù)性思考題習(xí)題第12章 分子結(jié)構(gòu)12.1 離子鍵理論12.1.1 離子鍵的形成12.1.2 離子的特征12.1.3 離子晶體12.1.4 離子極化作用12.2 共價(jià)鍵理論12.2.1 價(jià)鍵理論12.2.2 雜化軌道理論12.2.3 價(jià)電子對(duì)互斥理論12.2.4 分子軌道理論12.2.5 原子晶體12.3 金屬鍵理論12.3.1 改性共價(jià)鍵理論12.3.2 金屬能帶理論12.3.3 金屬晶體12.4 分子間作用力12.4.1 分子的極性與變形性12.4.2 分子間作用力12.4.3 氫鍵12.4.4 分子晶體思考題習(xí)題第13章 配位化合物13.1 基本概念13.1.1 配合物的組成13.1.2 配合物的命名13.1.3 螯合物13.1.4 新型配合物13.2 配合物的空間構(gòu)型和磁性13.2.1 配合物的空間構(gòu)型13.2.2 配合物的磁性13.3 配合物的化學(xué)鍵理論13.3.1 價(jià)鍵理論13.3.2 晶體場(chǎng)理論13.4 配合物的穩(wěn)定性13.4.1 配位平衡和平衡常數(shù)13.4.2 影響配位化合物穩(wěn)定性的因素13.4.3 配位平衡的移動(dòng)13.5 配合物的應(yīng)用13.5.1 在分析化學(xué)中的應(yīng)用13.5.2 在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用13.5.3 在生命科學(xué)中的作用13.5.4 與生物化學(xué)的關(guān)系思考題習(xí)題第14章 配合滴定法14.1 EDTA及EDTA配合物的特點(diǎn)14.1.1 EDTA的性質(zhì)14.1.2 金屬EDTA配合物的特點(diǎn)14.2 外界條件對(duì)EDTA.與金屬離子配合物穩(wěn)定性的影響14.2.1 EDTA的酸效應(yīng)與酸效應(yīng)系數(shù)Αy(H)14.2.2 金屬離子M的副反應(yīng)與副反應(yīng)系數(shù)14.2.3 配合物MY的副反應(yīng)與副反應(yīng)系數(shù)14.2.4 條件穩(wěn)定常數(shù)K名14.3 滴定曲線14.3.1 曲線繪制14.3.2 影響配合滴定突躍大小的因素14.3.3 金屬離子被準(zhǔn)確滴定的條件14.3.4 配合滴定中酸度的控制14.4 金屬指示劑14.4.1 金屬指示劑的作用原理14.4.2 金屬指示劑必須具備的條件14.4.3 金屬指示劑的配制14.4.4 常見金屬指示劑14.5 混合離子的滴定14.5.1 控制溶液的酸度進(jìn)行分別滴定14.5.2 利用掩蔽和解蔽的方法14.5.3 其他配合劑的應(yīng)用14.6 配合滴定的方式和應(yīng)用14.6.1 配合滴定方式14.6.2 配合滴定結(jié)果的計(jì)算思考題習(xí)題第2部分元素化學(xué)第15章 主族金屬元素（一）15.1 S區(qū)元素概述15.2 堿金屬15.2.1 堿金屬單質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)15.2.2 堿金屬的氫化物15.2.3 堿金屬的氧化物15.2.4 堿金屬的氫氧化物15.2.5 堿金屬重要鹽類的性質(zhì)15.2.6 堿金屬配位化合物15.3 堿土金屬15.3.1 堿土金屬單質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)15.3.2 堿土金屬的氫化物15.3.3 堿土金屬的氧化物15.3.4 堿土金屬的氫氧化物15.3.5 堿土金屬的鹽類15.3.6 堿土金屬配位化合物15.4 鋰、鈹?shù)奶厥庑?5.4.1 對(duì)角線規(guī)則15.4.2 鋰的特殊性及鋰、鎂的相似性15.4.3 鈹?shù)奶厥庑约扳?、鋁的相似性15.5 堿金屬和堿土金屬的生物效應(yīng)15.5.1 堿金屬的生物效應(yīng)15.5.2 堿土金屬的生物效應(yīng)思考題習(xí)題第16章 主族金屬元素（二）16.1 p區(qū)元素概述16.2 鋁16.2.1 鋁的物理化學(xué)性質(zhì)16.2.2 氧化鋁和氫氧化鋁16.2.3 鋁鹽16.3 錫、鉛16.3.1 錫和鉛的物理化學(xué)性質(zhì)16.3.2 錫和鉛的氧化物和氫氧化物16.3.3 錫和鉛的化合物16.3.4 錫（Ⅱ）的還原性和pH（Ⅳ）的氧化性16.4 砷、銻、鉍16.4.1 砷、銻、鉍的物理化學(xué)性質(zhì)16.4.2 砷、銻、鉍的氧化物和氧化物的水合物16.4.3 砷、銻、鉍的化合物思考題習(xí)題第17章 非金屬元素17.1 概述17.1.1 單質(zhì)17.1.2 化合物17.2 鹵素17.2.1 鹵素單質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)17.2.2 鹵化氫和氫鹵酸17.2.3 鹵化物、鹵素互化物和多鹵化物17.2.4 鹵素的氧化物、含氧酸和鹽17.2.5 擬鹵素17.3 氧族元素17.3.1 氧族元素的通性17.3.2 氧和臭氧17.3.3 硫及其化合物17.3.4 硒、碲及其化合物17.4 氮族元素17.4.1 氮及其化合物17.4.2 磷及其化合物17.5 碳、硅、硼17.5.1 碳、硅、硼的物理化學(xué)性質(zhì)17.5.2 碳的氧化物、含氧酸和鹽17.5.3 硅的氧化物、含氧酸和鹽17.5.4 硼的氧化物、氫化物、含氧酸和鹽17.6 氫和稀有氣體17.6.1 氫17.6.2 稀有氣體……第18章 過渡元素（一）第19章 過渡元素（二）第20章 常見離子的分離和鑒定

章節(jié)摘錄

插圖：常溫、常壓下，物質(zhì)的存在形式通常是氣體、液體和固體，這三種聚集狀態(tài)各有特點(diǎn)，在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)換。物質(zhì)的這三種存在形式中，氣體是一種較簡(jiǎn)單的聚集狀態(tài)?？諝饩褪且环N所有動(dòng)、植物生存離不開的氣體，人和動(dòng)物的呼吸、植物的光合作用等都與空氣密切相關(guān)，此外，許多生化過程和化學(xué)變化都發(fā)生在空氣中。因此，17世紀(jì)中葉人們就開始了氣體的研究，經(jīng)過三個(gè)多世紀(jì)的研究。對(duì)其性質(zhì)已經(jīng)有較深刻的了解，并能對(duì)氣體進(jìn)行最簡(jiǎn)單的定量描述；對(duì)固體的研究次之；相對(duì)氣體和固體而言，液體是比較復(fù)雜的一種聚集狀態(tài)，盡管人們進(jìn)行了一些研究，但仍有許多問題有待進(jìn)一步研究。在科研和化工生產(chǎn)中，許多重要的化學(xué)反應(yīng)都有氣體參與，因此本章只介紹氣體，重點(diǎn)討論理想氣體狀態(tài)方程和混合氣體的分壓定律。氣體具有可壓縮性，是最容易被壓縮的一種聚集狀態(tài)。在密封的容器中，氣體具有與容器相同的形狀和體積；氣體具有擴(kuò)散性，不同種類的氣體能以任意比例相互均勻混合。通常物質(zhì)處于氣體狀態(tài)幾乎和它們的化學(xué)組成無關(guān)，這就大大地方便了其存在狀態(tài)的研究。物質(zhì)處于氣體狀態(tài)時(shí)，分子彼此相距甚遠(yuǎn)，分子間的引力非常小，每個(gè)分子都在無規(guī)則地快速運(yùn)動(dòng)。所謂理想氣體是一種理想化的氣體。這種氣體，其分子間沒有作用力，且分子的大小可以忽略不計(jì)而如同幾何點(diǎn)一樣。一般在高溫低壓下，任何實(shí)際氣體的行為都接近理想氣體。氣體存在的狀態(tài)主要取決于四個(gè)物理量，即氣體的體積、壓力、溫度和物質(zhì)的量，反映這四個(gè)物理量之間的關(guān)系是氣體的狀態(tài)方程。

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《高等學(xué)校教材:基礎(chǔ)化學(xué)》是由化學(xué)工業(yè)出版社出版的。

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