普通化学(第2版普通高等教育十二五规划教材)

《普通化学》第2版为适应新的教学要求，在减少学时的情况下，既要保证化学知识体系的完整性，又要在短时间内使学生对化学有一个系统的准确的认识；既要满足教学要求，又要便于学生自学。因此在第一版的基础上对内容做了较大调整。内容分为三篇：第一篇化学基本原理，包括化学热力学与动力学基础、水溶液中的化学平衡和电化学基础3章；第二篇物质结构基础，包括原子结构和分子结构两章；第三篇化学的应用，包括环境保护与化学、材料与化学、能源与化学、生活与化学4章。既讲述了最基本的化学原理，又介绍了化学在国民经济发展至关重要的各个领域中的应用，让学生了解化学在这些领域的重要性和最前沿研究成果。 《普通化学》第2版可作为理工科各专业少学时普通化学课程的教材，也可供对化学感兴趣的普通读者阅读。

景晓燕，哈尔滨工程大学，教授，1982~1986 讲授无机化学、有机化学、物理化学 1989~2009 讲授普通化学、材料化学、化工热力学

第一篇化学基本原理 第1章化学热力学与动力学基础1 1.1热力学基本概念1 1.1.1体系和环境1 1.1.2状态和状态函数2 1.1.3过程和途径2 1.1.4热力学能3 1.1.5热和功3 1.2化学反应的能量守恒与反应热效应4 1.2.1热力学第一定律4 1.2.2化学反应的热效应4 1.2.3热化学方程式与盖斯定律6 1.3化学反应热效应的理论计算10 1.3.1物质的标准摩尔生成焓10 1.3.2化学反应的标准摩尔焓变的计算11 1.4化学反应的方向和吉布斯自由能变12 1.4.1影响化学反应方向的因素12 1.4.2状态函数——熵13 1.4.3吉布斯自由能15 1.4.4化学反应方向的判断16 1.5化学平衡与平衡移动17 1.5.1可逆反应与平衡常数17 1.5.2标准平衡常数与标准摩尔Gibbs(吉布斯)自由能变19 1.5.3化学平衡的移动21 1.6化学反应速率24 1.6.1反应速率的定义24 1.6.2基元反应和非基元反应25 1.6.3质量作用定律26 1.6.4反应级数27 1.6.5影响化学反应速率的因素27 1.7飞秒化学31 参考文献32 习题32 第2章水溶液中的化学平衡37 2.1酸碱平衡37 2.1.1酸碱理论37 2.1.2水的解离平衡39 2.1.3弱酸与弱碱溶液的解离平衡40 2.1.4同离子效应42 2.1.5缓冲溶液43 2.2沉淀?溶解平衡45 2.2.1难溶强电解质的溶度积常数46 2.2.2溶解度与溶度积的关系46 2.2.3溶度积规则47 2.2.4影响沉淀反应的因素47 2.2.5分步沉淀49 2.2.6沉淀的溶解与转化50 2.3配合物及水溶液中的配位平衡51 2.3.1配合物的基本概念51 2.3.2配合物的化学式及命名52 2.3.3配位平衡53 参考文献55 习题56 第3章电化学基础58 3.1原电池58 3.1.1原电池的组成58 3.1.2电极类型59 3.1.3电池符号60 3.2电极电势和电动势60 3.2.1电极电势60 3.2.2原电池的电动势61 3.2.3电极电势的测定61 3.3能斯特方程62 3.3.1原电池电动势的能斯特方程62 3.3.2电极电势的能斯特方程63 3.4影响电极电势的因素64 3.4.1浓度对电极电势的影响64 3.4.2酸度对电极电势的影响65 3.5电极电势的应用65 3.5.1判断原电池的正负极，计算原电池的电动势65 3.5.2判断氧化剂、还原剂的相对强弱66 3.5.3判断氧化还原反应的方向67 3.5.4判断氧化还原反应的限度67 3.6电解69 3.6.1电解池69 3.6.2分解电压69 3.6.3电解产物的判断70 3.6.4电解的应用——电镀71 3.7金属的腐蚀与防护72 3.7.1金属腐蚀的分类72 3.7.2金属腐蚀的防护方法73 3.8化学电源74 3.8.1化学电源的分类74 3.8.2化学电源的组成74 3.8.3几种常见的化学电源74 参考文献77 习题77 第二篇物质结构基础 第4章原子结构79 4.1玻尔理论79 4.2微观粒子的波粒二象性81 4.2.1光的波粒二象性81 4.2.2微观粒子的波粒二象性81 4.3波函数和原子轨道82 4.3.1薛定谔（Schr?dinger）方程82 4.3.2波函数和原子轨道83 4.4四个量子数83 4.5波函数的角度分布85 4.6概率密度和电子云85 4.7多电子原子的能级87 4.8核外电子排布三原则88 4.8.1最低能量原理88 4.8.2泡利原理89 4.8.3洪特规则89 4.9原子的电子层结构和元素周期表90 4.9.1原子的电子层结构90 4.9.2原子的电子层结构与元素的分区92 4.9.3原子的电子层结构与周期的关系93 4.9.4原子的电子层结构与族的关系93 4.10元素基本性质的周期性93 参考文献95 习题96 第5章分子结构97 5.1离子键理论97 5.1.1离子键的形成过程97 5.1.2离子键的形成条件97 5.1.3离子键的特点98 5.2共价键理论98 5.2.1价键理论98 5.2.2键参数100 5.3分子空间构型(杂化轨道理论)101 5.3.1价键理论的局限性101 5.3.2杂化轨道理论的要点102 5.3.3杂化类型与分子几何构型103 5.4分子轨道理论104 5.4.1分子轨道理论的要点105 5.4.2分子轨道的形成条件106 5.4.3同核双原子分子的分子轨道能级107 5.4.4分子轨道理论的应用举例107 5.5分子间相互作用力108 5.5.1键的极性和分子的极性108 5.5.2分子间力109 5.5.3氢键110 参考文献111 习题111 第三篇化学的应用 第6章环境保护与化学113 6.1化学与环境概述113 6.1.1环境113 6.1.2环境问题114 6.1.3环境问题的种类114 6.2大气污染的防治与处理115 6.2.1地球大气层概述115 6.2.2大气污染物116 6.2.3大气污染的危害121 6.2.4几种常见大气污染现象122 6.2.5大气污染的治理技术125 6.3水污染的防治与处理128 6.3.1水分子结构、天然水基本特征128 6.3.2水中污染物的分布和存在形态134 6.3.3水中污染物的处理方法142 参考文献145 习题146 第7章材料与化学147 7.1镁锂合金147 7.1.1镁锂合金的发展历程148 7.1.2镁锂合金的特点149 7.1.3镁锂合金的应用150 7.2铝锂合金154 7.2.1铝锂合金的发展154 7.2.2铝锂合金的特点155 7.2.3铝锂合金的合金化155 7.2.4铝锂合金的制备方法156 7.2.5铝锂合金的应用156 7.3钛铝系金属间化合物基层状复合材料157 7.3.1金属间化合物基层状复合材料的发展158 7.3.2Ti/Al3Ti系金属间化合物基层状复合材料制备技术159 7.3.3金属间化合物基层状复合材料的力学性能161 7.4富铜纳米团簇强化高强低合金钢163 7.4.1元素铜在钢中的作用及含铜钢的发展163 7.4.2铜在钢中的沉淀析出与强化163 7.5稀土发光材料的发展及其在生物医学领域的应用165 7.5.1稀土发光材料概述166 7.5.2稀土发光微/纳米材料的合成方法169 7.5.3稀土发光材料的应用172 参考文献173 第8章能源与化学175 8.1能源及能量转换175 8.1.1太阳能175 8.1.2核能176 8.1.3发电厂能量转化178 8.2燃料电池——清洁能源的希望179 8.3生物质能179 8.4可燃冰180 参考文献180 第9章生活与化学181 9.1酒与化学181 9.2食品与化学181 9.3茶与化学183 9.4化妆品与化学183 9.5装修与化学184 参考文献185 附录186 附录1国际单位制（简称SI）和我国法定计量单位及国家标准186 附录2一些基本物理常数187 附录3常用的换算因数187 附录4一些单质和化合物的热力学函数（298.15K,100kPa）188 附录5一些弱电解质在水溶液中的标准解离常数（298.15K）192 附录6一些难溶电解质的溶度积（298.15K）193 附录7一些配位化合物的稳定常数193 附录8标准电极电势194 元素周期表