大学化学

本书准确、简明地阐述很基本、很通用的高等教育层次的化学基本原理和规律，使学生理解化学学科的框架，能运用化学的理论、观点、方法审视公众关注的环境、能源、材料、资源、生命等社会热点论题。同时将大学化学课程的数字化资源整合到教材中，实现教材的立体化。全书共3篇：靠前篇为化学反应的基本规律；第2篇为物质结构；第3篇为化学与工程技术·人类·社会。内容包括化学热力学、化学反应速率、化学平衡、溶液与胶体、电化学原理及其应用、原子结构与周期系、化学键与分子结构、晶体结构、环境与化学、能源与化学、材料与化学、生命与化学。

前言
第1篇化学反应的基本规律
第1章化学热力学3
1.1基本概念4
1.1.1体系与环境4
1.1.2体系的性质4
1.1.3体系的状态与状态函数4
1.2热化学和焓5
1.2.1热力学第一定律5
1.2.2焓与化学反应的热效应7
1.3化学反应的方向13
1.3.1自发过程14
1.3.2熵15
1.3.3吉布斯自由能17
1.3.4吉布斯—亥姆霍兹公式及其应用19
习题24
第2章化学反应速率27
2.1化学反应速率及其表示方法27
2.2反应速率理论29
2.2.1碰撞理论29
2.2.2过渡状态理论30
2.2.3化学反应的机理31
2.3影响化学反应速率的因素31
2.3.1浓度与化学反应速率的关系31
2.3.2温度与化学反应速率的关系34
2.3.3催化作用37
2.3.4影响多相反应速率的因素38
习题40
第3章化学平衡42
3.1平衡常数42
3.1.1分压定律42
3.1.2平衡常数44
3.1.3标准平衡常数Kθ与△rGmθ的关系47
3.1.4化学平衡的移动49
3.1.5多重平衡52
3.2弱电解质的解离平衡53
3.2.1弱酸、弱碱的解离平衡53
3.2.2缓冲溶液55
3.2.3酸碱质子理论58
3.3沉淀溶解平衡59
3.3.1溶度积59
3.3.2溶度积规则60
3.3.3沉淀的生成与溶解61
3.3.4分步沉淀65
3.4配离子的解离平衡66
3.4.1配合物的基本概念66
3.4.2配离子的解离平衡68
3.4.3配合物的应用70
习题71
第4章溶液与胶体74
4.1水的相图74
4.2溶液75
4.2.1溶液的蒸气压下降75
4.2.2溶液的沸点升高和凝固点下降77
4.2.3溶液的渗透压78
4.2.4电解质溶液的性质79
4.3胶体80
4.3.1分散系81
4.3.2溶胶81
4.3.3高分子溶液85
习题86
第5章电化学原理及其应用88
5.1原电池和电极电势88
5.1.1原电池88
5.1.2电极电势90
5.1.3电动势与吉布斯自由能变的关系93
5.1.4电极电势的应用94
5.2电解96
5.2.1电解现象96
5.2.2电解的应用98
5.3金属的腐蚀与防护100
5.3.1化学腐蚀与电化学腐蚀100
5.3.2金属腐蚀的防护102
5.3.3混凝土的腐蚀与防护103
5.4化学电源105
5.4.1化学电源的分类105
5.4.2新型化学电源106
习题110
第2篇物质结构
第6章原子结构与周期系115
6.1氢原子结构的近代概念115
6.1.1核外电子运动的特征115
6.1.2波函数117
6.1.3电子云121
6.1.4电子运动状态的接近描述与4个量子数125
6.2多电子原子中的电子分布和周期系127
6.2.1核外电子的分布127
6.2.2原子结构和元素周期表129
6.3元素基本性质的周期性132
6.3.1有效核电荷数132
6.3.2原子半径133
6.3.3解离能、电子亲和能和电负性135
习题137
第7章化学键与分子结构139
7.1离子键与离子的结构139
7.1.1离子键的形成与特性139
7.1.2离子的三大特征140
7.2共价键与分子结构141
7.2.1价键理论141
7.2.2杂化轨道与分子的空间构型145
7.2.3价层电子对互斥理论149
7.2.4分子轨道理论152
7.3配位键与配位化合物156
7.3.1配合物的主要类型156
7.3.2配合物的价键理论157
7.4分子间力和氢键162
7.4.1分子的极性162
7.4.2分子间力164
7.4.3氢键165
7.5弱相互作用与超分子167
习题169
第8章晶体结构171
8.1晶体的特征171
8.1.1晶体的基本特性171
8.1.2晶体的微观结构172
8.2晶体的基本类型176
8.2.1离子晶体176
8.2.2原子晶体177
8.2.3分子晶体178
8.2.4金属晶体179
8.2.5混合键型晶体182
8.3单质的晶体结构及其物理性质的周期性183
8.3.1单质的晶体结构183
8.3.2单质的物理性质185
8.4晶体的缺陷188
8.4.1晶体缺陷的种类188
8.4.2杂质缺陷和信息材料190
8.4.3非化学计量化合物191
习题193
第3篇化学与工程技术人类社会
第9章环境与化学197
9.1环境污染197
9.2清洁生产与绿色化学198
9.2.1清洁生产198
9.2.2绿色化学199
9.3大气污染及其防治200
9.3.1大气圈的组成与结构200
9.3.2大气的主要污染物201
9.3.3综合性大气污染现象204
9.3.4大气污染的治理技术210
9.4水污染及其治理213
9.4.1评价水质的指标213
9.4.2水污染217
9.4.3工业废水、生活污水的处理方法220
9.4.4膜分离技术及其在水处理中的应用223
9.5土壤污染及其防治227
9.5.1土壤污染227
9.5.2土壤污染防治及改良228
9.6固体废物的利用与处置228
9.6.1固体废物的综合利用229
9.6.2固体废物的最终处置231
习题232
第10章能源与化学234
10.1能源概述234
10.1.1能源的分类234
10.1.2能源利用概况234
10.1.3能源发展趋势235
10.2核能237
10.2.1原子核的组成和结合能237
10.2.2核裂变与核聚变239
10.2.3核能的和平利用241
10.3新型清洁能源241
10.3.1太阳能241
10.3.2地热能243
10.3.3氢能243
10.3.4生物质能246
10.3.5废弃物的资源化利用247
习题248
第11章材料与化学250
11.1重要金属及合金材料250
11.1.1铝及铝合金250
11.1.2钛及钛合金250
11.1.3铜及铜合金252
11.1.4稀土金属及应用253
11.2新型无机材料255
11.2.1优选陶瓷材料255
11.2.2纳米材料258
11.2.3磁性材料259
11.2.4激光材料260
11.3有机高分子材料261
11.3.1高分子化合物概述261
11.3.2高分子化合物的合成264
11.3.3高分子化合物的结构和性能266
11.3.4高分子化合物的老化与防老化271
11.3.5重要的高分子材料272
11.4复合材料及应用275
11.5润滑油276
11.5.1润滑油的组成276
11.5.2润滑油的主要性能280
11.6建筑用胶凝材料282
11.6.1石膏282
11.6.2水玻璃283
11.6.3水泥284
习题286
第12章生命与化学288
12.1组成生命的基本物质288
12.1.1蛋白质288
12.1.2核酸294
12.2现代生物技术297
12.2.1基因工程297
12.2.2基因组研究298
12.2.3生物芯片299
12.2.4干细胞技术299
12.3微量元素与人体健康299
12.3.1人体的元素组成299
12.3.2微量元素的生理功能300
12.3.3微量元素的相互关系302
习题303
参考文献305
附录307