大學化學

本書是普通高等理工科學校非化學化工類專業化學基礎課教材。

全書共分為七章，主要內容包括物質結構基礎、化學反應的基本原理、溶液、電化學原理及應用、化學與材料、化學與能源、化學與環境保護。每章末附有本章要點和思考題與習題。其教材特點是以現代化學的基本原理和知識為基礎，融合了傳統化學學科的多個分支，並滲透了與化學密切相關的材料、能源、環境等學科的交叉內容。其知識體系系統完整、語言精練、概念準確、內容新、範圍廣，可以滿足非化學化工類專業學生對化學知識的需求。

本書可作為材料、能源、環境、冶金、海洋、地質、包裝等非化學專業本科生教材，也可供相關專業師生和科研工作者參考。讀者可根據自身專業的特點，選學相應的章節。 ^[1] 

1物質結構基礎1

1.1原子結構1

1.1.1氫原子結構1

1.1.2多電子原子結構5

1.1.3元素週期律9

1.2化學鍵與分子結構12

1.2.1共價鍵的價鍵理論12

1.2.2配合物的價鍵理論20

1.2.3價層電子對互斥理論24

1.2.4分子軌道理論28

1.2.5離子鍵32

1.2.6金屬鍵33

1.3分子間力與氫鍵34

1.3.1分子的電偶極矩和極化率34

1.3.2分子間力36

1.3.3氫鍵38

1.4晶體結構和缺陷41

1.4.1晶體結構41

1.4.2晶體缺陷49

本章要點51

習題52

2化學反應的基本原理57

2.1基本概念57

2.1.1系統與環境57

2.1.2聚集狀態與相58

2.1.3系統的狀態與狀態函數58

2.1.4過程與途徑59

2.1.5熱和功60

2.1.6熱力學能61

2.1.7熱力學第一定律61

2.2熱化學62

2.2.1化學反應的熱效應62

2.2.2化學反應進度64

2.2.3熱化學方程式66

2.2.4蓋斯定律67

2.2.5化學反應熱的計算67

2.3化學反應的方向71

2.3.1化學反應的自發過程71

2.3.2影響化學反應方向的因素71

2.3.3化學反應的標準摩爾吉布斯自由能變的計算和反應方向的判斷74

2.3.4利用反應的ΔrHm和ΔrSm估算反應自發進行的温度76

2.4化學反應的限度——化學平衡77

2.4.1可逆反應與化學平衡77

2.4.2平衡常數78

2.4.3標準平衡常數與標準摩爾吉布斯自由能變81

2.4.4化學平衡的移動83

2.5化學反應速率85

2.5.1化學反應速率及其表示方法85

2.5.2化學反應速率理論簡介87

2.5.3影響化學反應速率的因素89

本章要點95

習題97

3溶液104

3.1稀溶液的通性104

3.1.1溶液濃度的表示方法104

3.1.2稀溶液的蒸氣壓下降及拉烏爾定律105

3.1.3稀溶液的沸點上升和凝固點下降106

3.1.4溶液的滲透壓108

3.2溶液中單相離子平衡109

3.2.1弱電解質的解離平衡109

3.2.2同離子效應和緩衝溶液111

3.2.3配位平衡114

3.3酸鹼理論118

3.3.1酸鹼質子理論118

3.3.2酸鹼反應119

3.4溶液中多相離子平衡120

3.4.1難溶電解質的溶度積120

3.4.2溶度積和溶解度121

3.4.3溶度積規則及其應用121

3.4.4多相離子平衡移動122

3.5膠體125

3.5.1膠體的特性126

3.5.2膠體的結構126

3.5.3溶膠的穩定性與聚沉127

3.5.4膠體的保護128

3.6表面活性劑128

3.6.1表面張力和表面活性劑128

3.6.2表面活性劑的種類129

3.6.3表面活性劑的作用和應用130

本章要點131

習題132

4電化學原理及應用135

4.1氧化還原反應及氧化數135

4.1.1氧化還原反應及氧化數135

4.1.2氧化還原反應方程式的配平137

4.1.3常見的氧化劑和還原劑139

4.2電極電勢140

4.2.1原電池與氧化還原反應140

4.2.2電極電勢142

4.2.3標準電極電勢143

4.2.4能斯特方程144

4.2.5電池電動勢與反應吉布斯自由能變的關係146

4.2.6氧化還原反應中的化學平衡147

4.3電極電勢的應用147

4.3.1計算原電池的電動勢及電極的電極電勢147

4.3.2比較氧化劑和還原劑的相對強弱148

4.3.3判斷氧化還原反應進行的方向149

4.3.4判斷氧化還原反應進行的程度150

4.3.5元素電勢圖151

4.4應用電化學簡介153

4.4.1實用電池153

4.4.2電解156

4.4.3金屬的腐蝕與防護157

本章要點161

習題162

5化學與材料166

5.1概述166

5.1.1化學與材料的關係166

5.1.2材料的定義與分類166

5.1.3材料的地位與作用166

5.2金屬材料167

5.2.1鋼鐵167

5.2.2銅和銅合金167

5.2.3鋁和鋁合金168

5.2.4鎂和鎂合金168

5.2.5鈦和鈦合金169

5.3無機非金屬材料169

5.3.1陶瓷169

5.3.2非晶態材料與玻璃170

5.3.3水泥與膠凝材料171

5.3.4混凝土171

5.3.5耐火材料172

5.4高分子材料173

5.4.1塑料174

5.4.2橡膠175

5.4.3塗料與膠黏劑177

5.4.4纖維178

5.4.5功能高分子材料179

5.5複合材料180

5.5.1金屬基複合材料181

5.5.2聚合物基複合材料182

5.5.3陶瓷基複合材料183

本章要點185

習題186

6化學與能源188

6.1能源概述188

6.1.1能源的概念與分類188

6.1.2能量的轉化189

6.1.3能源利用的發展史190

6.2常規能源191

6.2.1燃料的分類與組成191

6.2.2燃料的熱值191

6.2.3煤、石油、天然氣、水能192

6.3新能源199

6.3.1核能199

6.3.2氫能202

6.3.3太陽能204

6.3.4生物質能205

本章要點206

習題206

7化學與環境保護208

7.1人類與環境208

7.1.1環境208

7.1.2環境的形成和發展208

7.1.3人體中的化學209

7.1.4人類與環境的關係213

7.2環境污染213

7.2.1大氣污染214

7.2.2水污染219

7.2.3土壤污染221

7.3環境污染的防治222

7.3.1大氣污染的防治223

7.3.2水污染的防治224

7.3.3土壤污染的防治227

7.4廢物的綜合利用228

7.4.1廢氣的綜合利用228

7.4.2廢水的綜合利用228

7.4.3廢渣的綜合利用229

7.5綠色化學230

7.5.1綠色化學的基本概念230

7.5.2綠色化學實例230

本章要點232

習題232

附錄235

附錄1常用符號表235

附錄2一些單質和化合物的ΔfHm、ΔfGm和Sm(298.15K)235

附錄3一些弱電解質的解離常數(298.15K)239

附錄4一些物質的溶度積(298.15K)240

附錄5標準電極電勢(298.15K)241

參考文獻243

元素週期表 ^[1]