基礎(chǔ)化學

前言

化學是許多交叉、近源學科(如生物、藥學、農(nóng)學、醫(yī)學、材料、環(huán)境、航天)的基礎(chǔ)，基礎(chǔ)化學的學習和原理的應(yīng)用對相關(guān)專業(yè)的學生在專業(yè)課程的學習以及有關(guān)的科學研究中都有很重要的作用。以此為目的，我們在第一版中將基礎(chǔ)化學的四個重要部分有機地糅合在一起，使其具有了內(nèi)容全面、結(jié)構(gòu)緊湊的特點，因而具有較大的適應(yīng)面，也得到了一批讀者的認可與使用。經(jīng)與化學工業(yè)出版社商榷并受其鼓勵，針對讀者和授課教師的需求，我們在第一版的基礎(chǔ)上對教材的內(nèi)容、難度做了一定的調(diào)整與修改，在各章節(jié)后增加了思考題，并在附錄前增加了部分習題的答案，目的在于擴充需求面，適當?shù)亟档碗y度，以適應(yīng)各個層面不同的需求。將難度較大、教學和閱讀要求較高的理論部分用小字給出，讀者或教師可以根據(jù)不同的要求與需求選學或選擇授課。簡單地概括再版的《基礎(chǔ)化學》的特點是：涵蓋范圍廣,基礎(chǔ)面寬，難度適中，資料齊全。希望也相信本書會受到不同層次學生和教師的青睞，我們愿意和廣大同行(包括學生)一起，積極研究有關(guān)基礎(chǔ)化學課程的學習和教學方法，使這本教材經(jīng)過進一步的實踐后更加完善。我們可以為使用本書的老師在課件和習題方面提供適當?shù)膸椭?。編?011年5月于上海第一版前言基礎(chǔ)化學是農(nóng)、生、醫(yī)、藥、環(huán)境、材料等相關(guān)學科的基礎(chǔ)，該課程的學習對這些學科的學生在專業(yè)知識學習過程中和在今后工作中所起的重要作用是毋庸置疑的。隨著教學改革的進行、學分制體系的引入和綜合素質(zhì)教育的深入，基礎(chǔ)化學課程及相關(guān)實驗的課時與教學要求及教學內(nèi)容的矛盾日益突出。如何在不降低教學要求的前提下緩解這一矛盾，一直是我們基礎(chǔ)化學教學工作者努力的方向。綜合考慮各種因素，我們認為在基礎(chǔ)化學總課時減少和實驗教學課時不減的前提下，一般采取以下措施：其一是通過先進的多媒體輔助教學技術(shù)提高課堂教學效率；其二是針對不同的專業(yè)對基礎(chǔ)化學課程的要求及應(yīng)用方向，適當整合課程體系的內(nèi)容，使其更合理、連貫、有效。《基礎(chǔ)化學》一書正是在以上想法的基礎(chǔ)上著手編寫的。該教材將原有的“無機化學”、“有機化學”、“分析化學”、“物理化學”的內(nèi)容進行了有機整合，去除了其中重復(fù)的部分，有效地縮短了相應(yīng)的系列課程的教學時間。另外，本教材不同于目前國內(nèi)的《普通化學》教材，它著重添加了“分析化學”和“有機化學”的內(nèi)容；也不同于國外相應(yīng)的教材，有一定的深度。本書的宗旨是力爭使學生掌握基礎(chǔ)化學的基本概念和思想，在盡可能短的篇幅內(nèi)將學生所要求掌握的化學基礎(chǔ)知識以通俗易懂的方式加以介紹，擴展相關(guān)專業(yè)學生的視野。參加本書編寫工作的有張衛(wèi)（第1、2、3章），李江波（第5、6、7、8章），陳虹錦（第9、10、15章），李梅（第11、12、13、14章），馬荔（第4、16、17、18章），蘇躍增（第19章），全書由馬荔統(tǒng)稿。在本書的編寫過程中，上海交通大學化學化工學院化學系的很多老師都給予了無私的幫助，謹此表示誠摯的謝意。特別感謝黃孟嬌老師對有機化學部分的編寫提出了寶貴意見并幫助審稿。因編者水平有限，本教材定會存在缺點和不足，誠懇希望讀者批評指正。編者2005年6月于上海

內(nèi)容概要

　　《基礎(chǔ)化學（第2版）》以強化基礎(chǔ)、突出重點、結(jié)合實際、便于自學、方便教師根據(jù)需要選取教學內(nèi)容、培養(yǎng)能力為目的而編寫的。全書涵蓋了四大化學的全部內(nèi)容，共有化學基本原理、結(jié)構(gòu)化學初步、溶液中的化學平衡、化學元素性質(zhì)、滴定分析、有機化學、附錄、習題參考答案八個部分，共18章。第1～8章為化學基本原理，包括熱力學初步、熱力學定律及化學熱力學，化學平衡、化學反應(yīng)速率、相平衡熱力學、相平衡狀態(tài)圖、界面化學、膠體化學；第9、10章為結(jié)構(gòu)化學初步，包括原子結(jié)構(gòu)和元素周期律、化學鍵與分子結(jié)構(gòu)；第11～14章為溶液中的化學平衡，包括酸堿平衡、沉淀溶解平衡、配位化合物和配位平衡、氧化還原反應(yīng)與電化學，其中滴定分析中的化學平衡的處理方法作為其各個章節(jié)內(nèi)容的引申部分，例如酸堿組分的分布系數(shù)在酸堿平衡中討論；第15章為化學元素的性質(zhì)和應(yīng)用，第16、17章為分析化學概論和滴定分析基本原理以及應(yīng)用實例；第18章為有機化學與有機化合物。書后附有習題參考答案?！　　痘A(chǔ)化學（第2版）》可作為化學近源如生命、材料、環(huán)境等專業(yè)的基礎(chǔ)課程或普通化學課程的教材，也適用于化學遠源如機械、電信等專業(yè)進行化學基礎(chǔ)教育，同時也方便對化學感興趣的學生自學。

書籍目錄

第1章 化學熱力學初步1.1 基本概念1.1.1 體系和環(huán)境1.1.2 狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)1.1.3 過程和途徑1.1.4 熱力學平衡1.1.5 熱量與功1.2 熱力學第一定律1.2.1 熱力學第一定律的內(nèi)容1.2.2 熱力學能1.2.3 熱力學第一定律的數(shù)學表達式1.2.4 不同途徑的功1.2.5 可逆過程1.2.6 恒容及恒壓條件下的熱1.2.7 理想氣體的內(nèi)能和焓1.2.8 熱容1.2.9 理想氣體的絕熱過程1.3 熱化學1.3.1 化學反應(yīng)的熱效應(yīng)1.3.2 化學反應(yīng)熱效應(yīng)的測定1.3.3 化學反應(yīng)進度1.3.4 熱化學方程式1.3.5 蓋斯定律1.3.6 生成熱1.3.7 燃燒熱1.3.8 反應(yīng)熱與溫度的關(guān)系——基爾霍夫公式思考題習題第2章 熱力學第二定律2.1 自發(fā)過程的共同特征2.2 熱力學第二定律2.3 卡諾循環(huán)與卡諾定理2.3.1 熱機效率與卡諾循環(huán)2.3.2 卡諾定理2.4 狀態(tài)函數(shù)熵2.4.1 可逆過程的熱溫商及熵函數(shù)的導(dǎo)出2.4.2 熱力學第二定律的數(shù)學表達式——克勞修斯不等式2.5 熵增原理2.6 簡單過程熵變的計算及其應(yīng)用2.6.1 簡單物理過程的熵變2.6.2 相變過程的熵變2.6.3 環(huán)境熵變2.7 熱力學第三定律和規(guī)定熵2.8 亥姆霍茲自由能與吉布斯自由能2.8.1 等溫等容體系——亥姆霍茲自由能A判據(jù)2.8.2 等溫等壓體系——吉布斯自由能G判據(jù)2.9 關(guān)于判據(jù)、功和熱同狀態(tài)函數(shù)變關(guān)系的總結(jié)2.9.1 關(guān)于過程進行方向及限度的判據(jù)總結(jié)2.9.2 關(guān)于功和熱在特定條件下與狀態(tài)函數(shù)變的關(guān)系2.10 熱力學函數(shù)之間的重要關(guān)系式2.10.1 熱力學函數(shù)之間的關(guān)系2.10.2 熱力學的基本公式2.10.3 麥克斯韋關(guān)系式2.11 簡單變化過程腉和腁的計算2.11.1 簡單物理變化過程的腁和腉2.11.2 相變過程的腁和腉思考題習題第3章 化學反應(yīng)進行的程度和化學平衡3.1 化學勢3.1.1 偏摩爾量與化學勢3.1.2 理想氣體的化學勢3.2 化學反應(yīng)的方向和平衡條件3.3 化學反應(yīng)平衡常數(shù)3.3.1 經(jīng)驗平衡常數(shù)3.3.2 標準平衡常數(shù)3.4 化學反應(yīng)等溫式3.5 化學反應(yīng)的標準摩爾吉布斯自由能變化3.5.1 化學反應(yīng)的膔Gm和膔Gm3.5.2 物質(zhì)的標準生成吉布斯自由能3.5.3 反應(yīng)的膔Gm及標準平衡常數(shù)的計算3.5.4 反應(yīng)的膔Gm與溫度T的近似線性關(guān)系及其應(yīng)用3.6 化學平衡的影響因素3.6.1 濃度對化學平衡的影響3.6.2 壓強對化學平衡的影響3.6.3 溫度對化學平衡的影響思考題習題第4章 化學反應(yīng)速率4.1 化學反應(yīng)速率的定義及其表示方法4.2 反應(yīng)速率理論簡介4.2.1 碰撞理論4.2.2 過渡狀態(tài)理論4.3 影響化學反應(yīng)速率的因素4.3.1 濃度對化學反應(yīng)速率的影響4.3.2 溫度對化學反應(yīng)速率的影響4.4 化學反應(yīng)機理4.4.1 一級反應(yīng)的特征4.4.2 二級反應(yīng)的特征4.4.3 零級反應(yīng)的特征4.5 催化劑對化學反應(yīng)速率的影響4.5.1 均相催化4.5.2 多相催化4.5.3 催化劑的選擇性4.6 鏈反應(yīng)思考題習題第5章 相平衡熱力學5.1 單組分體系的相平衡5.1.1 液汽平衡5.1.2 固氣平衡5.1.3 固液平衡5.2 混合物和溶液5.2.1 混合物和溶液的分類5.2.2 混合物常用組成標度5.3 稀溶液的兩個實驗定律5.3.1 拉烏爾定律5.3.2 亨利定律5.4 理想溶液中各組分的化學勢5.4.1 理想溶液5.4.2 理想溶液中各組分的化學勢5.4.3 理想溶液的偏摩爾性質(zhì)5.4.4 理想溶液的通性5.5 稀溶液中各組分的化學勢5.6 非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性5.6.1 溶液的凝固點降低5.6.2 溶液的沸點升高5.6.3 滲透壓5.7 實際溶液中各組分的化學勢5.7.1 實際溶液中溶劑的化學勢5.7.2 實際溶液中溶質(zhì)的化學勢5.8 電解質(zhì)溶液的依數(shù)性5.9 強電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)和離子的遷移數(shù)思考題習題第6章 相平衡狀態(tài)圖6.1 相律6.1.1 相數(shù)6.1.2 獨立組分數(shù)6.1.3 自由度數(shù)6.1.4 相律6.2 單組分體系相圖6.3 二組分汽液平衡相圖6.3.1 理想完全互溶的雙液體系6.3.2 非理想的完全互溶的雙液體系6.3.3 精餾原理6.4 二組分固液平衡相圖6.4.1 熱分析法6.4.2 溶解度法思考題習題第7章 界面化學7.1 表面吉布斯自由能7.1.1 表面吉布斯自由能7.1.2 表面張力7.2 彎曲液面的特性7.2.1 彎曲液面的附加壓力7.2.2 潤濕作用7.2.3 毛細現(xiàn)象7.2.4 彎曲液面的飽和蒸氣壓7.3 溶液的表面吸附7.3.1 溶液的表面吸附現(xiàn)象7.3.2 吉布斯吸附公式7.4 氣固表面吸附7.4.1 物理吸附和化學吸附7.4.2 吸附等溫線7.4.3 常用吸附等溫式思考題習題第8章 膠體化學8.1 膠體分散體系概述8.1.1 分散體系8.1.2 溶膠的制備8.1.3 溶膠的凈化8.2v溶膠的基本性質(zhì)8.2.1 光學性質(zhì)8.2.2 動力性質(zhì)8.2.3 電學性質(zhì)8.3 溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用8.3.1 溶膠的穩(wěn)定性——DLVO理論簡介8.3.2 溶膠的聚沉思考題第9章 原子結(jié)構(gòu)和元素周期律9.1 微觀世界的波粒二象性及微觀世界處理問題的方法9.1.1 微觀粒子的波粒二象性9.1.2 測不準原理9.1.3 微觀世界處理問題的方法9.2 原子的核外電子運動狀態(tài)9.2.1 原子結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展9.2.2 波函數(shù)和原子軌道9.2.3 概率密度和電子云9.2.4 波函數(shù)的空間圖像9.2.5 四個量子數(shù)及其表征的意義9.3 核外電子排布和元素周期系9.3.1 多電子原子的能級9.3.2 核外電子排布的規(guī)則9.3.3 原子的電子層結(jié)構(gòu)與元素周期系9.3.4 元素性質(zhì)的周期性變化思考題習題第10章 化學鍵與分子結(jié)構(gòu)10.1 離子鍵及其離子化合物10.1.1 離子鍵的形成和特征10.1.2 離子的特征10.2 共價鍵及其共價化合物10.2.1 價鍵理論10.2.2 雜化軌道理論和分子的空間構(gòu)型10.2.3 價層電子對互斥理論簡介10.2.4 分子軌道理論簡介10.3 金屬鍵理論10.4 配位化合物的結(jié)構(gòu)理論10.4.1 配合物的價鍵理論10.4.2 配合物的晶體場理論10.5 分子間力和氫鍵10.5.1 極性分子與非極性分子10.5.2 分子間作用力10.5.3 分子間作用力的性質(zhì)與化學鍵的關(guān)系10.5.4 氫鍵的性質(zhì)及對化合物性質(zhì)的影響10.6 晶體結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)10.6.1 晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)10.6.2 晶體的類型10.7 結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)思考題習題第11章 溶液中的酸堿平衡11.1 酸堿理論簡介11.1.1 酸堿電離理論11.1.2 酸堿質(zhì)子理論11.1.3 酸堿電子理論11.2 酸堿在水溶液中的解離平衡11.2.1 水的離子積和溶液的pH值11.2.2 弱酸弱堿在水溶液中的解離平衡11.2.3 各種體系溶液的pH值計算11.3 同離子效應(yīng)和緩沖溶液11.3.1 同離子效應(yīng)11.3.2 緩沖溶液思考題習題第12章 溶液中的沉淀溶解平衡12.1 溶度積和溶度積規(guī)則12.1.1 溶度積12.1.2 溶度積與溶解度的關(guān)系12.1.3 溶度積規(guī)則12.2 沉淀的生成12.3 沉淀的溶解12.4 分步沉淀12.5 沉淀的轉(zhuǎn)化12.6 沉淀溶解平衡的應(yīng)用思考題習題第13章 配位化合物與配位平衡13.1 配位化合物的基本概念13.1.1 配位化合物的定義13.1.2 配位化合物的組成13.1.3 配位化合物的命名13.1.4 配位化合物的類型13.1.5 配位化合物的異構(gòu)13.2 配位化合物的穩(wěn)定性13.2.1 配離子的不穩(wěn)定常數(shù)和穩(wěn)定常數(shù)13.2.2 配合物的條件穩(wěn)定常數(shù)13.2.3 配位平衡的移動13.3 配位化合物的應(yīng)用13.3.1 在分析化學中的應(yīng)用13.3.2 生命現(xiàn)象中的配合物13.3.3 配合物在工業(yè)中的應(yīng)用思考題習題第14章 氧化還原反應(yīng)與電化學14.1 氧化還原反應(yīng)14.1.1 氧化還原反應(yīng)的基本概念14.1.2 氧化還原反應(yīng)中的計量關(guān)系14.1.3 氧化還原反應(yīng)方程式的配平14.2 原電池與電極電勢14.2.1 原電池及其表示方法14.2.2 標準電極電勢14.3 原電池電動勢與氧化還原平衡14.3.1 原電池電動勢E與吉布斯自由能變腉的關(guān)系14.3.2 標準電動勢與氧化還原反應(yīng)的平衡常數(shù)14.4 影響電極電勢的因素14.5 電動勢與電極電勢的應(yīng)用14.6 元素電勢圖及其應(yīng)用14.7 電解及其應(yīng)用14.7.1 電解池和電解原理14.7.2 分解電壓14.7.3 電解產(chǎn)物的一般規(guī)律思考題習題第15章 元素化學15.1 金屬通論15.1.1 金屬的通論和分類15.1.2 金屬的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)15.1.3 金屬的冶煉15.2 非金屬元素的通論15.2.1 非金屬元素單質(zhì)的性質(zhì)15.2.2 非金屬元素的氫化物15.2.3 非金屬含氧酸及其鹽15.3 主族金屬元素選述15.3.1 s區(qū)金屬元素15.3.2 p區(qū)金屬元素15.4 d區(qū)金屬元素選述15.4.1 d區(qū)元素的通性15.4.2 鈦15.4.3 鉻15.4.4 錳15.4.5 鐵系元素15.4.6 銅族元素和鋅族元素15.5 非金屬元素選述15.5.1 硼及其化合物15.5.2 碳和硅15.5.3 氮和磷15.5.4 氧族元素15.5.5 鹵族元素思考題習題第16章 定量分析概論16.1 分析化學概述16.1.1 分析化學的建立和發(fā)展16.1.2 分析化學的分類16.1.3 定量分析的一般步驟及結(jié)果的表示方法16.2 定量分析中的誤差16.2.1 誤差的表征16.2.2 定量分析誤差產(chǎn)生的原因16.2.3 誤差的減免16.3 分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理16.3.1 平均偏差16.3.2 標準偏差16.3.3 平均值的置信區(qū)間16.3.4 可疑數(shù)據(jù)的取舍16.4 有效數(shù)字及其應(yīng)用16.4.1 有效數(shù)字的位數(shù)16.4.2 有效數(shù)字運算規(guī)則16.5 容量分析的常見基本概念16.5.1 分析濃度和平衡濃度16.5.2 酸的濃度與溶液的酸度16.5.3 活度和活度系數(shù)16.5.4 標準溶液16.5.5 標準溶液濃度表示法思考題習題第17章 滴定分析法簡述17.1 滴定分析法對滴定分析反應(yīng)的要求和滴定分析分類17.1.1 滴定分析法對滴定分析反應(yīng)的要求17.1.2 滴定分析分類17.2 指示劑17.2.1 酸堿指示劑17.2.2 金屬指示劑17.2.3 沉淀指示劑17.2.4 氧化還原指示劑17.3 滴定曲線17.3.1 酸堿滴定曲線17.3.2 配位滴定曲線17.3.3 沉淀滴定曲線17.3.4 氧化還原滴定曲線17.4 終點誤差和直接滴定的條件17.4.1 終點誤差17.4.2 直接滴定的條件17.5 多元體系和混合離子的滴定17.5.1 多元酸（堿）的滴定17.5.2 混合金屬離子的測定17.6 滴定方式17.7 各種滴定方法的應(yīng)用17.7.1 酸堿滴定17.7.2 配位滴定17.7.3 氧化還原滴定17.7.4 沉淀滴定思考題習題第18章 有機化學與有機化合物18.1 有機化合物概述18.1.1 有機化學的產(chǎn)生和發(fā)展18.1.2 有機化合物的結(jié)構(gòu)特點18.1.3 有機化合物的性質(zhì)特點18.1.4 共價鍵的斷裂方式和有機化合物的反應(yīng)類型18.1.5 試劑的分類18.1.6 有機化合物的分類18.1.7 有機化合物的命名習題18.2 烴類18.2.1 烷烴18.2.2 烯烴18.2.3 二烯烴18.2.4 炔烴18.2.5 脂環(huán)烴18.2.6 芳香烴18.2.7 稠環(huán)芳烴思考題習題18.3 鹵代烴18.3.1 分類與結(jié)構(gòu)18.3.2 鹵代烴的性質(zhì)18.3.3 親核取代反應(yīng)歷程18.3.4 消除反應(yīng)歷程18.3.5 重要的鹵代烴思考題習題18.4 醇、酚、醚18.4.1 醇18.4.2 酚18.4.3 醚18.4.4 含硫化合物思考題習題18.5 醛、酮18.5.1 醛、酮的結(jié)構(gòu)18.5.2 醛、酮的性質(zhì)18.5.3 重要的醛、酮思考題習題18.6 羧酸及其衍生物18.6.1 羧酸的分類18.6.2 羧酸的結(jié)構(gòu)18.6.3 羧酸的性質(zhì)18.6.4 羧酸的衍生物18.6.5 重要的羧酸和羧酸衍生物思考題習題18.7 含氮有機化合物18.7.1 胺類18.7.2 氨基酸思考題習題18.8 雜環(huán)化合物和生物堿18.8.1 雜環(huán)化合物18.8.2 生物堿思考題習題18.9 有機化學與波譜18.9.1 紫外光譜18.9.2 紅外光譜18.9.3 核磁共振思考題習題部分習題答案附錄附錄一 常用重要的物理常數(shù)附錄二 原子半徑附錄三v元素第一電離能附錄四 元素電子親和能附錄五 元素電負性附錄六 一些常見物質(zhì)的熱力學函數(shù)附錄七 弱酸、弱堿的解離常數(shù)附錄八 溶度積常數(shù)附錄九 標準電極電勢附錄十 條件電極電勢附錄十一 配離子的穩(wěn)定常數(shù)附錄十二 配離子的累積穩(wěn)定常數(shù)參考文獻

編輯推薦

馬荔和陳虹錦主編的《基礎(chǔ)化學(第2版)》將原有的“無機化學”、“有機化學”、“分析化學”、“物理化學”的內(nèi)容進行了有機整合，去除了其中重復(fù)的部分，有效地縮短了相應(yīng)的系列課程的教學時間。另外，本教材不同于目前國內(nèi)的《普通化學》教材，它著重添加了“分析化學”和“有機化學”的內(nèi)容；也不同于國外相應(yīng)的教材，有一定的深度。本教材的宗旨是力爭使學生掌握基礎(chǔ)化學的基本概念和思想，在盡可能短的篇幅內(nèi)將學生所要求掌握的化學基礎(chǔ)知識以通俗易懂的方式加以介紹，擴展相關(guān)專業(yè)學生的視野。

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