普通化學

《普通化學》是國家級精品課程、國家級精品資源共享課、廣西壯族自治區區級線下一流本科課程和自治區級線上一流本科課程的建設成果。 《普通化學》重視化學基本理論與知識，關注“可持續發展”和“污染控制”等社會、生活熱點，注重素質培養。 ^[1]  全書共分8章。第1～4章以化學反應基本原理及化學反應為主線，主要介紹了熱化學、化學反應的基本原理、溶液化學和電化學，同時穿插介紹了能源、污染控制及化學電源;第5～7章以物質結構理論和物質性質為主線，運用理論化學的最新研究成就介紹原子、分子、晶體的結構與特性及其與週期系的關係，並介紹了配位化學、元素化學等;第8章以儀器分析為主線，主要介紹紫外-可見吸收光譜、紅外吸收光譜、電分析化學、色譜分析法及原子發射光譜等。各章均有學習要求、知識擴展、思考題及習題，書後附有附錄，還配有微課、擴展章節和習題答案等數字資源，以及全套電子書的增值服務，供讀者掃碼獲取。 本書可作為材料科學與工程、高分子材料與工程、環境工程、土木工程、給排水科學與工程、冶金工程、地質工程、寶石及材料工藝、水文與水資源工程、機械類專業等非化學化工類專業的教材。 ^[1] 

張淑華，廣東石油化工學院化學學院，二級教授，廣東石油化工學院高層次人才。 2002.07-2020.09 桂林理工大學工作，先後任講師、副研究員、教授等職稱，兼任化學與生物工程學院副院長、廣西電磁化學功能物質重點實驗室副主任等職務。教授有機波譜分子、無機化學、有機化學、普通化學、化學工程基礎、化工製圖、化工設備機械基礎等本科生課程；單晶結構解析、科技論文閲讀與寫作、配位化學進展、功能材料等研究生課程。 科研方向：功能材料的設計、合成及性能研究。 ^[1] 

第1章 熱化學 1

1.1 熱化學 1

1.1.1 熱化學基本概念 1

1.1.2 反應熱及測量 3

1.2 反應熱與焓 5

1.2.1 熱力學第一定律 5

1.2.2 熱力學第二定律 6

1.2.3 反應熱與焓 8

1.2.4 反應標準摩爾焓變 9

知識擴展 第一類永動機與熱力學第一定律 11

思考題 11

習題 12

第2章 化學反應的基本原理 13

2.1 化學反應方向和吉布斯函數 13

2.1.1 熵與吉布斯函數 13

2.1.2 反應的自發性判斷 14

2.2 化學反應的限度和化學平衡 18

2.2.1 平衡常數和反應的限度 18

2.2.2 化學平衡有關計算 22

2.2.3 化學平衡移動 24

2.3 化學反應速率 27

2.3.1 化學反應速率表示方法 28

2.3.2 化學反應速率方程 30

2.3.3 温度對反應速率的影響 34

知識擴展 三元催化器 40

思考題 41

習題 41 ^[1] 

第3章 溶液化學 44

3.1 酸鹼質子理論 44

3.1.1 質子酸、質子鹼的定義 44

3.1.2 共軛酸鹼概念 45

3.2 水的解離平衡和溶液的pH 45

3.2.1 水的解離平衡 45

3.2.2 溶液的pH 45

3.3 弱酸、弱鹼的解離平衡 46

3.3.1 一元弱酸的解離平衡 46

3.3.2 一元弱鹼的解離平衡 47

3.3.3 多元弱酸、弱鹼的解離平衡 48

3.3.4 共軛酸鹼對的對立統一的辯證關係 49

3.4 緩衝溶液 51

3.4.1 同離子效應和緩衝溶液 51

3.4.2 緩衝溶液的pH計算 52

3.4.3 緩衝溶液的配製 53

3.4.4 緩衝溶液的應用 54

3.5 難溶電解質的多相離子平衡 54

3.5.1 沉澱-溶解平衡和溶度積 54

3.5.2 溶度積和溶解度之間的換算 55

3.5.3 溶度積規則及其應用 56

知識擴展 保護和節約水資源 59

思考題 61

習題 61

第4章 電化學及電極材料 64

4.1 電化學電池 64

4.1.1 原電池中的化學反應 64

4.1.2 原電池的熱力學 66

4.2 電極電勢 68

4.2.1 標準氫電極和甘汞電極 68

4.2.2 標準電極電勢 68

4.2.3 電極電勢的能斯特方程 70

4.2.4 電極電勢的影響因素 71

4.3 電極電勢的應用 72

4.3.1 氧化劑和還原劑相對強弱的比較 72

4.3.2 氧化還原反應方向的判斷 73

4.3.3 氧化還原反應進行程度的衡量 74

4.4 化學電源 75

4.4.1 一次電池 76

4.4.2 二次電池 76

4.4.3 貯備電池 77

4.4.4 燃料電池 78

4.5 電極材料 79

4.5.1 金屬與合金電極材料 79

4.5.2 碳電極材料 80

4.5.3 金屬氧化物電極材料 80

4.5.4 陶瓷電極材料 81

知識擴展 可穿戴的新型柔性電極材料 81

思考題 82

習題 83 ^[1] 

第5章 物質結構基礎 86

5.1 氫原子結構的近代概念 86

5.1.1 玻爾理論和氫原子光譜 86

5.1.2 氫原子結構的近代概念 88

5.2 多電子原子結構和週期系 96

5.2.1 核外電子分佈的三個原理 96

5.2.2 核外電子分佈式和外層電子分佈式 97

5.2.3 原子結構與性質的週期性規律 98

5.3 化學鍵和分子間相互作用力 101

5.3.1 共價鍵 101

5.3.2 離子鍵 108

5.3.3 分子間相互作用力 108

5.4 晶體結構 115

5.4.1 晶體和非晶體 115

5.4.2 晶體的基本類型 116

知識擴展 給分子做個CT檢查 121

思考題 123

習題 124

第6章 配位化學 127

6.1 我國配位化學研究 127

6.2 配合物的組成、命名和分類 128

6.2.1 配合物的組成 129

6.2.2 配合物的化學式和命名 131

6.2.3 配合物的分類 132

6.3 配合物的構型 133

6.3.1 配合物的空間構型 133

6.3.2 配合物同分異構現象 135

6.3.3 幾何構型的理論預測 138

6.4 配合物的磁性 139

6.4.1 配(聚)合物磁性材料分類 140

6.4.2 分子磁性材料熱點研究體系 140

6.5 配合物的化學鍵理論 143

知識擴展 把MOF做成從空氣中捕捉水的“神器” 146

思考題 148

習題 148

第7章 元素化學 151

7.1 s區元素 151

7.1.1 s區元素概述 152

7.1.2 s區元素的單質 152

7.1.3 s區元素的化合物 153

7.1.4 對角線規則 155

7.2 p區元素 155

7.2.1 p區元素概述 155

7.2.2 硼族元素 156

7.2.3 碳族元素 159

7.2.4 氮族元素 163

7.2.5 氧族元素 169

7.2.6 鹵素 175

7.2.7 稀有氣體 179

7.3 d區元素 180

7.3.1 d區元素概述 180

7.3.2 鈦、釩 181

7.3.3 鉻 181

7.3.4 錳 182

7.3.5 鐵、鈷、鎳 183

7.4 ds區元素 185

7.4.1 銅族元素 185

7.4.2 鋅族元素 188

知識擴展 儲氫合金 189

思考題 191

習題 192 ^[1] 

第8章 儀器分析基礎 195

8.1 儀器分析概述 195

8.1.1 儀器分析的特點 195

8.1.2 儀器分析的分類 196

8.1.3 儀器分析的重要性 197

8.1.4 儀器分析的發展趨勢 199

8.2 紫外-可見吸收光譜法 200

8.2.1 紫外-可見吸收光譜概述 200

8.2.2 紫外-可見分光光度法分析原理 200

8.2.3 紫外-可見分光光度計 201

8.2.4 紫外-可見吸收光譜法的應用 202

8.3 紅外吸收光譜法 203

8.3.1 紅外吸收光譜概述 203

8.3.2 紅外吸收光譜分析原理 205

8.3.3 傅里葉變換紅外光譜儀 206

8.3.4 紅外吸收光譜法的應用 207

8.4 電分析化學 209

8.4.1 電分析化學概述 209

8.4.2 電位分析法基本原理 210

8.4.3 電位分析測定離子活度(濃度)的方法 212

8.4.4 電位分析法的應用 213

8.5 色譜分析法 214

8.5.1 色譜分析概述 214

8.5.2 色譜分析的基本原理 215

8.5.3 色譜分析的主要儀器 217

8.5.4 色譜分析法的應用 219

8.6 原子發射光譜分析 219

8.6.1 原子發射光譜分析概述 219

8.6.2 原子發射光譜分析的基本原理 220

8.6.3 原子發射光譜儀 221

8.6.4 原子發射光譜分析過程 221

知識擴展 食品安全檢測行業市場發展趨勢 222

思考題 223

習題 223

附錄 225

附錄1 我國法定計量單位 225

附錄2 一些基本物理常數 226

附錄3 標準熱力學數據(p=100kPa ，T = 298.15K) 227

附錄4 一些弱電解質在水溶液中的解離常數 234

附錄5 一些共軛酸鹼的解離常數 235

附錄6 一些配離子的穩定常數Kf 和不穩定常數Ki 235

附錄7 一些物質的溶度積Ksp(25℃) 236

附錄8 標準電極電勢 237

參考文獻 239 ^[1]