化學(xué)與環(huán)境

前言

《化學(xué)與環(huán)境》（第一版）于2004年被評為北京高等教育精品教材。   《化學(xué)與環(huán)境》（第二版）是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。從2006年秋開始，我們在北京工業(yè)大學(xué)“化學(xué)與環(huán)境”課程中全面使用這本教材，效果很好。至今已經(jīng)印刷5次，印數(shù)超過12000冊。   《化學(xué)與環(huán)境》（第三版）列入北京市高等教育精品教材建設(shè)項目重點支持項目。在第三版中，我們在第十五章可持續(xù)發(fā)展和中國的環(huán)境保護中增加了“循環(huán)經(jīng)濟”和“低碳”兩節(jié)內(nèi)容。新增加的內(nèi)容還有：第三章物質(zhì)結(jié)構(gòu)中的鉆穿效應(yīng)、鍵級和分子軌道理論的應(yīng)用，第四章有機化學(xué)反應(yīng)和高分子材料中自由基的基本概念、新型高分子材料，第六章有機污染物中斯德哥爾摩公約第四、五次締約方大會新增的十種POPs，第七章環(huán)境中的膠體物質(zhì)中的PM25，第八章大氣污染與防治中的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3095—2012)》、《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)技術(shù)規(guī)定(HJ 633—2012)》，第十章土壤污染與防治中我國的重金屬污染防治、荒漠化與沙化，第十一章食品污染中我國對食品添加劑的管理現(xiàn)狀、三聚氰胺奶制品污染事件、臺灣省的塑化劑事件，第十二章日常生活污染中塑料制品的身份符號，第十三章可持續(xù)發(fā)展和中國的環(huán)境保護中的節(jié)能減排。限于篇幅，這一版刪去了前兩版中生命科學(xué)基礎(chǔ)和現(xiàn)代儀器分析技術(shù)兩章。   我們對部分內(nèi)容進行了更新，例如，采用最新的化學(xué)數(shù)據(jù)和國家標(biāo)準(zhǔn)；在聯(lián)系實際的部分，收入最新發(fā)生的事件，如“美國墨西哥灣漏油事件”、“日本福島核泄漏事件”；編入最新的事實和數(shù)字。   在六年的教學(xué)實踐中，我們也發(fā)現(xiàn)第二版中有一些錯誤和應(yīng)該修改之處，在第三版中進行了全面修訂。   參加這一版修訂工作的有：北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境與能源工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)系任仁（緒論、第五、第七、第八、第九、第十三章）、于志輝（第一、第二、第十、第十一、第十二章、附錄）、陳莎（第三、第四、第六章），全書由任仁統(tǒng)一修改定稿。   本書第三版的修訂出版得到北京市高等教育精品教材建設(shè)項目重點支持項目資助，也得到北京工業(yè)大學(xué)的大力支持，在此一并表示衷心的感謝。   敬請讀者指正。 編者 2012年3月  第二版前言   《化學(xué)與環(huán)境》一書于2002年3月出版，至今已經(jīng)兩次印刷，印數(shù)超過了一萬冊。我們對第一版進行修訂?，F(xiàn)將第二版與第一版的區(qū)別說明如下。   編者調(diào)整了章節(jié)內(nèi)容的安排，使其更加合理。將第一版中的第十二章生命與化學(xué)改名為生命科學(xué)基礎(chǔ)，并移至第二版中的第五章。將第一版中的第八章現(xiàn)代分析測試技術(shù)改名為現(xiàn)代儀器分析技術(shù)，并移至第二版中的第六章。這樣，第二版中的前六章以化學(xué)內(nèi)容為主。后九章以環(huán)境內(nèi)容為主，脈絡(luò)更加清晰，層次更加分明。另外，對化學(xué)基本原理、電化學(xué)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、有機污染物、土壤污染與防治、日常生活污染等章的名稱或內(nèi)容也作了一些調(diào)整。   在第二版中，我們對部分內(nèi)容進行更新，例如，我們采用最新的化學(xué)數(shù)據(jù)和國家標(biāo)準(zhǔn)；在聯(lián)系實際的部分，收入最新發(fā)生的事件，編入最新的事實和數(shù)字。在有機污染物這一章，增加了持久性有機污染物一節(jié)，在日常生活污染一章，增加了白色污染與廢棄電子產(chǎn)品污染一節(jié)。   在兩年的教學(xué)實踐中，我們也發(fā)現(xiàn)第一版中有一些錯誤和應(yīng)該修改之處，在第二版中，我們進行了全面修訂。   參加本書編寫工作的有：北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境與能源工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)系任仁（緒論、第七、第九、第十、第十一、第十五章）、張敦信（第四、第八、第十二、第十三、第十四章）、于志輝（第一、第二章、附錄）、陳莎（第三、第五、第六章），全書由任仁統(tǒng)一修改定稿。   編者的同事王道教授對本書第一、第二章的內(nèi)容提出很多修改意見，謹(jǐn)表示感謝。   本書第二版的出版得到北京工業(yè)大學(xué)教育教學(xué)研究項目（2005年面上項目35號）資助。   敬請讀者指正。 編者 2005年7月  第一版前言   化學(xué)與環(huán)境的關(guān)系十分密切。環(huán)境污染問題正在日益顯著，人們也正在認(rèn)識周圍世界中某些微妙的相互作用，發(fā)現(xiàn)以前沒有注意到的化學(xué)反應(yīng)。許多大規(guī)模的化學(xué)污染事件提醒人們：大規(guī)模地生產(chǎn)消費品，必須妥善地處置有潛在危險的原料和半成品。本書內(nèi)容力求體現(xiàn)現(xiàn)代觀點，引入化學(xué)和環(huán)境科學(xué)中的一些新概念，介紹一些新發(fā)生的事件和與環(huán)境有關(guān)的熱點話題。使讀者對化學(xué)最基本的內(nèi)容以及環(huán)境科學(xué)中與化學(xué)有關(guān)的內(nèi)容有總括的了解，并認(rèn)識到這兩門一級學(xué)科之間如何交叉和融合。   全書共分十五章，前三章為化學(xué)的基礎(chǔ)理論，重點介紹化學(xué)平衡原理、電化學(xué)和物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識；第四、第八、第十二章介紹幾個化學(xué)分支學(xué)科的知識：有機化學(xué)反應(yīng)與高分子材料、現(xiàn)代分析測試技術(shù)、生命與化學(xué)；第五章至第七章以環(huán)境中的化學(xué)污染物和背景物質(zhì)為對象，以元素周期表中的族為線索，介紹環(huán)境中的無機污染物、有機污染物和膠體物質(zhì)的基本知識；第九、第十、第十一、第十三、第十四、第十五章介紹各類與化學(xué)有關(guān)的環(huán)境污染及其防治的基本知識，包括大氣污染與防治、水污染與防治、土壤污染與防治、食品污染、日常生活污染、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略與中國的環(huán)境保護。   《普通化學(xué)》是高等學(xué)校對非化學(xué)、化工類專業(yè)實施化學(xué)教育的基礎(chǔ)課程，近年來，各種對《普通化學(xué)》課程進行改革的方案蜂起。另外，在高等學(xué)校中要求開設(shè)《環(huán)境保護》課程的呼聲漸高，人們深感對大學(xué)生進行環(huán)境教育之必要。本書把《普通化學(xué)》與《環(huán)境保護》這兩門課程的內(nèi)容有機地融合在一起，注意與現(xiàn)行中學(xué)化學(xué)內(nèi)容合理銜接。對于傳統(tǒng)普通化學(xué)課程中的元素、無機化合物、有機化合物部分，本書集中關(guān)注環(huán)境中的污染物和某些背景物質(zhì)，但編排線索又以周期表中的族來排列。既不同于傳統(tǒng)的普通化學(xué)教材，又區(qū)別于一般的環(huán)境化學(xué)教材。在各類污染與防治部分，本書主要選取由化學(xué)污染物造成的污染與防治，突出環(huán)境科學(xué)中與化學(xué)有關(guān)的內(nèi)容，在這方面，又有別于一般的環(huán)境保護教材。本書注意編入最新的化學(xué)概念（超分子化學(xué)、人類基因組計劃、基因工程等）和環(huán)境科學(xué)概念（二英、環(huán)境激素、綠色化學(xué)等），討論新近發(fā)生的污染事件和社會關(guān)注的熱點問題（比利時污染雞事件、斯德哥爾摩公約、毒品等），使本書具有時代的特征，新世紀(jì)的特點。   參加本書編寫工作的有：北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境與能源工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)系任仁（緒論、第五、第七、第九、第十、第十五章）、張敦信（第四、第六、第十一、第十三、第十四章）、于志輝（第一、第二章、附錄）、陳莎（第三、第八、第十二章），全書由任仁統(tǒng)一修改定稿。   衷心感謝北京工業(yè)大學(xué)出版基金對本書的資助。   對于這樣一門新的課程，新的教材，難以做到成熟和完善，敬請讀者指正。 編者 2001年10月31日

內(nèi)容概要

　　《化學(xué)與環(huán)境(第三版)》在第二版——普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材的基礎(chǔ)上，根據(jù)教學(xué)需要在基礎(chǔ)理論部分補充了鉆穿效應(yīng)、鍵級和分子軌道理論的應(yīng)用；在應(yīng)用部分補充了新型高分子材料；在聯(lián)系實際的部分，收入最新發(fā)生的事件，編入最新的事實和最近權(quán)威機構(gòu)發(fā)布的數(shù)據(jù)。使教材的基礎(chǔ)理論部分更加完善，趨于經(jīng)典；聯(lián)系實際部分與時俱進，常講常新。
　　本書可以作為工科類院校非化學(xué)化工專業(yè)的普通化學(xué)課程教材，也可供相關(guān)專業(yè)人員、關(guān)注環(huán)境問題的有關(guān)人員參考。

書籍目錄

緒論
 第一節(jié) 化學(xué)的發(fā)展
 第二節(jié) 環(huán)境與生態(tài)平衡
 第三節(jié) 化學(xué)與環(huán)境
 習(xí)題
第一章 化學(xué)基本原理
 第一節(jié) 化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)
 第二節(jié) 化學(xué)平衡原理
 第三節(jié) 水溶液中的離子平衡
 第四節(jié) 配位平衡
 第五節(jié) 沉淀?溶解平衡
 習(xí)題
第二章 電化學(xué)基礎(chǔ)
 第一節(jié) 氧化還原反應(yīng)與原電池
 第二節(jié) 電極電勢及其應(yīng)用
 第三節(jié) 化 學(xué) 電 源
 第四節(jié) 金屬的腐蝕與防護
 習(xí)題
第三章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)
 第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素周期律
 第二節(jié) 分子結(jié)構(gòu)
 第三節(jié) 固體結(jié)構(gòu)
 習(xí)題
第四章 有機化學(xué)反應(yīng)與高分子材料
 第一節(jié) 加成反應(yīng)
 第二節(jié) 取代反應(yīng)
 第三節(jié) 氧化還原反應(yīng)
 第四節(jié) 聚合反應(yīng)與有機高分子材料
 習(xí)題
第五章 無機污染物
 第一節(jié) 金屬無機污染物
 第二節(jié) 含碳、硅的無機污染物
 第三節(jié) 含氮、砷的無機污染物
 第四節(jié) 含氧、硫、硒的無機污染物
 第五節(jié) 含氟、溴的無機污染物
 習(xí)題
第六章 有機污染物
 第一節(jié) 金屬有機污染物
 第二節(jié) 烴污染物
 第三節(jié) 含氮、磷的有機污染物
 第四節(jié) 含氧、硫的有機污染物
 第五節(jié) 含鹵素的有機污染物
 第六節(jié) 天然產(chǎn)物污染物
 第七節(jié) 持久性有機污染物（POPs）
 習(xí)題
第七章 環(huán)境中的膠體物質(zhì)
 第一節(jié) 大氣氣溶膠
 第二節(jié) 水體中的膠體物質(zhì)
 第三節(jié) 土 壤 膠 體
 習(xí)題
第八章 大氣污染與防治
 第一節(jié) 光化學(xué)煙霧
 第二節(jié) 煤煙型污染
 第三節(jié) 酸雨
 第四節(jié) 臭氧層耗損
 第五節(jié) 全球氣候變暖
 第六節(jié) 大氣污染防治
 習(xí)題
第九章 水污染與防治
 第一節(jié) 水體富營養(yǎng)化
 第二節(jié) 水體需氧物質(zhì)污染
 第三節(jié) 水體中有毒元素污染
 第四節(jié) 水污染防治
 習(xí)題
第十章 土壤污染與防治
 第一節(jié) 土壤污染過程
 第二節(jié) 重金屬污染
 第三節(jié) 農(nóng)藥的污染
 第四節(jié) 固體廢棄物污染
 第五節(jié) 肥料的污染
 第六節(jié) 荒漠化和沙化
 第七節(jié) 土壤污染防治
 習(xí)題
第十一章 食品污染
 第一節(jié) 食品添加劑污染
 第二節(jié) 食品霉變污染
 第三節(jié) 食品加工污染
 第四節(jié) 環(huán)境激素污染
 第五節(jié) 食品污染的預(yù)防
 習(xí)題
第十二章 日常生活污染
 第一節(jié) 居室環(huán)境污染
 第二節(jié) 生活用品污染
 第三節(jié) 白色污染和廢舊家用電器污染
 第四節(jié) 不良生活習(xí)慣危害
 習(xí)題
第十三章 可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略與中國的環(huán)境保護
 第一節(jié) 可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略
 第二節(jié) 循環(huán)經(jīng)濟
 第三節(jié) 清潔生產(chǎn)
 第四節(jié) 低碳
 第五節(jié) 綠色化學(xué)
 第六節(jié) 中國的環(huán)境保護
 習(xí)題
附錄
 附錄一一些弱酸、弱堿的解離常數(shù)
 附錄二一些配離子的穩(wěn)定常數(shù)（298?15K）
 附錄三溶度積常數(shù)（298?15K）
 附錄四標(biāo)準(zhǔn)電極電勢
 附錄五常用單位換算和物理常數(shù)
 附錄六我國地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 3838—2002）
 附錄七我國環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 3095—2012）
 附錄八我國土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 15618—1995）
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   緒論 第一節(jié) 化學(xué)的發(fā)展 化學(xué)是研究物質(zhì)的性質(zhì)、組成、結(jié)構(gòu)、變化和應(yīng)用的科學(xué)。世界是由物質(zhì)組成的，化學(xué)則是人類認(rèn)識和改造物質(zhì)世界的主要方法和手段之一，它是一門歷史悠久又富有活力的學(xué)科，它的成就是社會文明的重要標(biāo)志。 一、化學(xué)的歷史與新世紀(jì)的化學(xué) （一）悠久的歷史 人類的化學(xué)實踐，在歷史上很早就開始了。從火的利用，到燒制陶器、冶煉金屬以及釀酒、造紙、染色等工藝的出現(xiàn)，都是古代實用化學(xué)的發(fā)展。我國是世界上化學(xué)工藝發(fā)展最早的國家之一，優(yōu)美的陶瓷制品是中國對世界文明的一大貢獻。在銅、鋼鐵、銀、錫、鉛、鋅、汞等金屬的冶煉史上中國均居于世界的前列。中國在四千多年前就已知利用酒曲釀酒。中國古代的本草和煉丹術(shù)也是世界聞名?；鹚巹t是中國的四大發(fā)明之一。 17世紀(jì)后期，英國著名科學(xué)家波義耳（Boyle）提出了科學(xué)的元素概念，化學(xué)走上了科學(xué)的道路。1803年，英國化學(xué)家道爾頓（Dalton）提出了原子學(xué)說。1811年，意大利物理學(xué)家阿佛加德羅（Avogadro）又提出了分子的概念，1860年，正式建立了分子學(xué)說。1869年，俄國著名化學(xué)家門捷列夫（Mendeleev）提出了元素周期律。19世紀(jì)末期，陰極射線、X射線和放射性三大重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)證明原子是可分的并且有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。 （二）20世紀(jì)的化學(xué) 進入20世紀(jì)以后，化學(xué)學(xué)科不僅在認(rèn)識物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、反應(yīng)、合成和測試等方面都有了長足的進展，而且在理論方面取得了許多重要成果。在無機化學(xué)、分析化學(xué)、有機化學(xué)和物理化學(xué)四大分支學(xué)科的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了許多新的化學(xué)分支學(xué)科。 在結(jié)構(gòu)化學(xué)方面，應(yīng)用量子力學(xué)研究分子結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了量子化學(xué)，逐步揭示了化學(xué)鍵的本質(zhì)，化學(xué)反應(yīng)理論也深入到微觀境界。應(yīng)用X射線可以洞察物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)，研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的譜學(xué)方法也由光譜擴展到核磁共振譜、光電子能譜等。電子顯微鏡放大倍數(shù)不斷提高，人們已經(jīng)可以直接觀察分子的結(jié)構(gòu)。 經(jīng)典的元素學(xué)說由于放射性的發(fā)現(xiàn)而產(chǎn)生深刻的變革。從同位素的發(fā)現(xiàn)到人工核反應(yīng)和核裂變的實現(xiàn)、中子和正電子及其他基本粒子的發(fā)現(xiàn)，使人類的認(rèn)識深入到亞原子層次；放射化學(xué)和核化學(xué)等分支學(xué)科相繼產(chǎn)生；至今元素周期表擴充到116種元素。

編輯推薦

《普通高等教育"十一五"國家級規(guī)劃教材:化學(xué)與環(huán)境(第3版)》可以作為工科類院校非化學(xué)化工專業(yè)的普通化學(xué)課程教材，也可供相關(guān)專業(yè)人員、關(guān)注環(huán)境問題的有關(guān)人員參考。

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