化學基礎

本書是應教學改革的要求、結合高職化學化工類專業的特點進行編寫的。本書共分12章：原子結構和分子結構，無機化合物，氣體、溶液和膠體，熱力學第一定律，熱力學第二定律與化學平衡，化學反應速率和反應機理，酸鹼平衡，定量化學分析概論與酸鹼平衡在化學分析中的應用，沉澱溶解平衡及在化學分析中的應用，配位平衡及其在化學分析中的應用，電化學基礎和氧化還原平衡在化學分析中的應用，有機化合物基礎。

本書的編寫基於作者多年的教學經驗和專業特點，編寫時注意從學生需要掌握的基礎理論出發，考慮與中學知識的銜接，又注意到學生的知識結構和接受能力，在內容的選取上以必需、夠用為度，精選內容，儘量構造必需的、相對系統的化學基礎理論，使全書整體框架更為合理、有序。相關配套的實驗教材也將出版。本教材適合高職高專院校化學、化工、生命科學、藥學、農學、環境等相關專業低年級學生及教師使用，也可供相關人員參考。 ^[1] 

第一章原子結構和分子結構1

第一節原子核外電子的排布1

一、原子的組成1

二、原子核外電子運動狀態的描述2

三、原子核外電子的排布5

第二節元素的性質與週期系規律7

一、有效核電荷7

二、原子半徑7

三、電離能和電子親和能8

四、電負性9

五、金屬性和非金屬性10

六、最高價氧化物對應水合物的酸鹼性10

七、元素週期表的應用10

第三節化學鍵11

一、離子鍵11

二、共價鍵12

三、雜化軌道理論及應用14

四、金屬鍵16

第四節分子間力和氫鍵17

一、分子間力17

二、分子間力對物質性質的影響18

三、氫鍵的形成、分類與特點19

四、氫鍵對物質性質的影響20

第五節晶體的結構和類型20

一、晶體的基本概念20

二、晶體的基本類型和特性20

思考題與習題23

第二章無機化合物25

第一節s區元素25

一、通性25

二、物理性質26

三、單質的化學性質26

四、氧化物和氫氧化物26

五、氫化物27

六、鹽類27

七、鋰和鈹的特性以及鋰和鎂的相似性28

第二節p區元素28

一、鹵族元素28

二、氧族元素30

三、氮族元素31

四、碳族元素32

五、硼族元素33

六、p區元素性質遞變規律34

七、p區元素氫化物性質遞變規律36

八、稀有氣體37

第三節ds區元素37

一、ⅠB族元素和ⅠA族元素性質的對比37

二、銅及其化合物37

三、銀及其化合物38

四、ⅡB族元素和ⅡA族元素性質的對比38

五、鋅族元素39

第四節d區元素40

一、鈦副族40

二、釩副族40

三、鉻副族41

四、錳副族41

五、鐵系元素42

第五節鑭系和錒系元素42

一、鑭系元素42

二、錒系元素43

思考題與習題43

第三章氣體、溶液和膠體46

第一節氣體46

一、氣體的通性46

二、理想氣體狀態方程47

三、道爾頓分壓定律48

四、阿麥格分體積定律49

五、真實氣體50

六、對比狀態原理及壓縮因子圖52

第二節溶液54

一、分散系統54

二、溶液濃度的表示法及其換算54

三、溶解度55

四、稀溶液的通性59

第三節膠體溶液61

一、膠團結構61

二、膠體的性質62

三、膠體溶液的穩定性和聚沉作用62

思考題與習題64

第四章熱力學第一定律66

第一節基本概念67

一、系統與環境67

二、系統的性質67

三、狀態和狀態函數68

四、熱力學平衡態69

五、過程、途徑和可逆過程69

第二節熱力學第一定律70

一、熱力學能70

二、熱和功71

三、熱力學第一定律71

第三節恆容熱、恆壓熱和焓72

一、恆容熱72

二、恆壓熱73

三、焓73

第四節單純p、V、T過程的計算74

一、摩爾熱容74

二、變温過程熱的計算75

三、理想氣體任何單純p、V、T變化過程中ΔU和ΔH的計算75

四、液、固態在單純p、V、T變化過程中ΔU和ΔH的計算76

五、理想氣體的可逆絕熱過程方程77

六、理想氣體可逆體積功的計算77

第五節相變熱的計算80

一、相和相變80

二、摩爾相變焓80

三、相變熱的計算81

第六節化學反應中熱的計算83

一、基本概念83

二、化學反應熱的計算85

思考題與習題89

第五章熱力學第二定律與化學平衡92

第一節熱力學第二定律和熵變92

一、自發過程與非自發過程92

二、熱力學第二定律93

三、熵——一個新的狀態函數93

四、熵變94

五、熱力學第二定律的數學表達式94

第二節熵變的計算95

一、理想氣體單純p、V、T的變化95

二、相變過程96

三、化學反應過程97

第三節吉布斯函數98

一、吉布斯函數的定義98

二、吉布斯函數的判據98

三、ΔGT，p的物理意義99

四、摩爾反應吉布斯函數99

五、吉布斯赫姆霍茲方程99

第四節化學平衡100

一、化學反應的平衡條件100

二、理想氣體化學反應的標準平衡常數100

三、平衡常數測定的一般方法102

四、温度對平衡常數的影響——等壓方程式102

第五節平衡常數的應用102

一、壓力對化學平衡的影響103

二、恆温恆壓下惰性氣體對平衡組成的影響104

三、反應物配比對平衡的影響105

思考題與習題106

第六章化學反應速率和反應機理108

第一節化學反應速率108

一、平均速率108

二、瞬時速率109

三、用反應進度表示的反應速率109

第二節影響化學反應速率的因素109

一、反應速率理論109

二、濃度對化學反應速率的影響112

三、温度對化學反應速率的影響115

四、催化劑對化學反應速率的影響118

思考題與習題118

第七章酸鹼平衡120

第一節酸鹼理論基礎120

一、酸鹼電離理論120

二、酸鹼質子理論121

第二節弱酸和弱鹼的離解平衡計算124

一、溶液的酸鹼性和pH值124

二、酸鹼溶液pH值的計算125

第三節酸鹼緩衝溶液127

一、酸鹼平衡的移動——同離子效應127

二、酸鹼緩衝溶液128

思考題與習題130

第八章定量化學分析概論與酸鹼滴定分析法132

第一節分析的誤差與數據處理132

一、分析結果的表示方法132

二、分析結果的準確度和精密度132

三、誤差的來源及減免方法134

四、有效數字及其處理規則135

五、滴定分析的條件和方法136

第二節酸鹼滴定分析法138

一、酸鹼標準溶液的配製與標定138

二、酸鹼指示劑139

三、滴定曲線及指示劑的選擇141

四、酸鹼滴定方式和應用142

思考題與習題145

第九章沉澱溶解平衡及在化學分析中的應用148

第一節沉澱溶解平衡與溶度積規則148

一、沉澱溶解平衡與溶度積148

二、溶度積規則150

第二節影響沉澱溶解平衡的因素151

一、同離子效應151

二、酸效應151

三、鹽效應152

四、配位效應153

第三節溶度積規則的應用154

一、判斷沉澱的生成和沉澱的完全程度154

二、沉澱的溶解154

三、分步沉澱156

四、沉澱的轉化157

第四節沉澱溶解平衡在化學分析中的應用158

一、沉澱滴定法159

二、重量分析法161

思考題與習題164

第十章配位平衡和配位滴定法166

第一節配位化合物的基本概念166

一、配合物的定義166

二、配合物的組成167

三、配合物的命名167

四、螯合物168

第二節配合物的價鍵理論168

一、價鍵理論168

二、配合物的空間構型169

三、外軌型配合物和內軌型配合物169

第三節配位平衡常數170

一、配合物的穩定常數170

二、配位平衡的計算171

第四節配位平衡的移動172

一、沉澱溶解平衡與配位平衡172

二、酸鹼平衡與配位平衡173

三、配離子之間的轉化和平衡173

四、氧化還原平衡與配位平衡174

第五節配位滴定分析法174

一、配位滴定劑——乙二胺四乙酸174

二、酸度對配位滴定的影響175

三、金屬指示劑176

四、配位滴定方式和應用178

思考題與習題179

第十一章電化學基礎和氧化還原平衡在化學分析中的應用181

第一節氧化數與氧化還原方程式的配平181

一、氧化還原反應的基本概念181

二、氧化還原反應方程式的配平182

第二節原電池和電極電勢183

一、原電池183

二、電極電勢185

第三節電極電勢對氧化還原反應的影響187

一、影響氧化還原反應方向的因素187

二、氧化還原反應的次序190

三、氧化還原反應的程度190

第四節電極電勢的應用191

一、元素電勢圖191

二、元素電勢圖的應用191

第五節氧化還原滴定分析法192

一、氧化還原滴定法基本理論193

二、氧化還原滴定法示例194

思考題與習題198

第十二章有機化合物基礎200

第一節有機化合物和有機化學200

一、有機化合物和有機化學200

二、有機化合物的特點200

三、有機化合物的結構201

四、同分異構現象202

第二節有機化合物的分類和命名206

一、有機化合物的分類206

二、有機化合物的命名208

第三節烴的性質216

一、烷烴的性質217

二、烯烴的性質220

三、共軛二烯烴的性質225

四、炔烴的性質228

五、脂環烴的性質231

六、芳香烴的性質233

第四節烴衍生物的性質239

一、鹵代烴的性質239

二、醇的性質242

三、酚的性質245

四、醚的性質249

五、醛和酮的性質250

六、羧酸的性質256

七、羧酸衍生物的性質258

八、芳香族硝基化合物的性質260

九、胺類的性質261

十、腈的性質264

第五節有機合成265

一、有機合成反應265

二、有機合成路線的設計267

思考題與習題271

附錄277

附錄1基本物理常數277

附錄2化合物的溶度積常數(Ksp)表277

附錄3一些氣體的範德華常數278

附錄4一些氣體的臨界參數278

附錄5原子半徑r278

附錄6弱電解質的解離常數(近似濃度001～0003mol·L-1，温度298K)279

附錄7物質的摩爾定壓熱容(100kPa)280

附錄8物質的標準摩爾生成焓、標準摩爾生成吉布斯函數、標準摩爾熵(100kPa)282

附錄9某些有機化合物的標準摩爾燃燒焓(298K)283

附錄10標準電極電位表283

附錄11條件電極電位表286

附錄12金屬無機配位體配合物的穩定常數286

附錄13金屬有機配位體配合物的穩定常數288

附錄14沉澱指示劑及金屬指示劑290

附錄15氧化還原法指示劑290

附錄16相對原子質量表291

參考文獻292 ^[1]