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上篇 化学原理1

第一章 原子结构和元素周期系1

1-1 原子结构理论的发展概况2

1.1.1 原子的含核模型2

1.1.2 原子的玻尔模型3

1-2 原子的量子力学模型6

1.2.1 微观粒子的波粒二象性7

1.2.2 核外电子运动状态的近代描述9

1.2.3 原子轨道和电子云的图像16

1-3 原子的电子结构与元素周期系20

1.3.1 多电子原子的能级20

1.3.2 核外电子排布的规则23

1.3.3 原子的电子结构和元素周期系24

1-4 原子结构与元素性质的关系31

1.4.1 原子参数31

1.4.2 元素的金属性和非金属性40

1.4.3 氧化值40

科学家卢瑟福42

复习思考题和习题43

参考书目46

第二章 分子结构和分子间力、氢键47

2-1 价键理论49

2.1.1 共价键的本质49

2.1.2 共价键的特征50

2.1.3 共价键的类型51

2.1.4 键参数53

2-2 杂化轨道理论55

2.2.1 杂化轨道概念及其理论要点55

2.2.2 s和p原子轨道杂化56

2.2.3 等性杂化和不等性杂化轨道58

2-3 分子轨道理论61

2.3.1 分子轨道的形成及基本要点61

2.3.2 分子轨道的能级顺序63

2.3.3 分子轨道理论的应用65

2-4 分子间力和氢键70

2.4.1 分子间力70

2.4.2 氢键76

科学家路易斯79

复习思考题和习题80

参考书目82

第三章 固体结构和固体的性能83

3-1 晶体的结构和类型84

3.1.1 晶格与晶胞84

3.1.2 晶体的类型86

3-2 离子晶体87

3.2.1 几种典型的离子晶体87

3.2.2 离子半径和配位比90

3.2.3 晶格能92

3.2.4 离子的极化和变形94

3-3 原子晶体和分子晶体96

3.3.1 原子晶体96

3.3.2 分子晶体97

3-4 金属晶体97

3.4.1 金属晶体的改性共价键理论97

3.4.2 金属晶体的紧密堆积结构98

3-5 混合型晶体100

3-6 晶体的缺陷102

3.6.1 点缺陷102

3.6.2 线缺陷104

3.6.3 面缺陷104

3-7 非化学计量化合物105

3-8 非晶体的结构108

3.8.1 玻璃的结构理论109

3.8.2 新型非晶体110

3-9 固体的结构与性能110

3.9.1 固体的电性111

3.9.2 固体的磁性114

3.9.3 固体的光学性质115

科学家布拉格父子117

复习思考题和习题119

参考书目120

第四章 配合物结构和新型配合物121

4-1 配合物的基本概念122

4.1.1 配合物的组成122

4.1.2 配合物的命名124

4.1.3 螯合物125

4.1.4 配合物的几何异构现象126

4-2 配合物结构的价键理论128

4.2.1 杂化轨道和空间构型129

4.2.2 外轨型配合物和内轨型配合物132

4-3 配合物结构的晶体场理论133

43.1 晶体场理论的基本要点和d轨道的分裂133

4.3.2 分裂能135

43.3 晶体场理论的应用137

4-4 配合物结构的分子轨道理论142

4.4.1 形成σ键配合物的分子轨道143

4.4.2 形成π键配合物的分子轨道144

4-5 新型配合物145

科学家维尔纳149

复习思考和题习题150

参考书目152

第五章 物质的聚集状态153

5-1 理想气体154

5.1.1 理想气体定律154

5.1.2 气体分子运动论159

5-2 实际气体160

5.2.1 实际气体与理想气体的偏差161

5.2.2 理想气体状态方程的修正162

5-3 液体和溶液165

5.3.1 液体的蒸发和蒸气压165

5.3.2 溶液的一般概念和浓度表示法168

5.3.3 稀溶液的性质169

5-4 相变化和相图177

5.4.1 相变化的基本类型177

5.4.2 相图178

5-5 等离子体181

科学家范特霍夫184

复习思考题和习题185

参考书目187

第六章 热力学第一定律和热化学188

6-1 化学反应中的能量关系189

6.1.1 系统和环境189

6.1.2 系统的状态190

6.1.3 状态函数191

6.1.4 功和热193

6.1.5 过程194

6-2 热力学第一定律195

6.2.1 热力学能196

6.2.2 能量的单位196

6.2.2 热力学第一定律的数学表达式197

6-3 一般化学反应的过程特征198

63.1 恒容过程198

6.3.2 恒压过程198

6-4 化学反应热效应200

6.4.1 反应进度201

6.4.2 热化学标准状态202

6.4.3 盖斯定律203

6.4.4 热化学方程式204

6-5 生成焓和燃烧焓205

6.5.1 标准摩尔生成焓205

6.5.2 标准摩尔燃烧焓207

6-6 热容和相变焓209

6.6.1 热容209

6.6.2 相变焓210

6-7 化学反应热的计算211

科学家焦耳215

复习思考题和习题216

参考书目218

第七章 热力学第二、第三定律和化学平衡219

7-1 与化学反应方向有关的问题220

7.1.1 化学反应方向与化学反应热220

7.1.2 化学反应方向与系统的混乱度221

7.1.3 熵222

7-2 热力学第二定律222

7.2.1 热力学第二定律222

7.2.2 理想热机与卡诺定理223

7.2.3 克劳修斯不等式225

7-3 热力学第三定律227

7-4 吉氏函数和化学反应的方向230

7.4.1 摩尔反应吉氏函数230

7.4.2 标准摩尔反应吉氏函数230

7.4.3 标准摩尔生成吉氏函数231

7-5 化学反应的限度——化学平衡231

7.5.1 化学平衡232

7.5.2 平衡常数233

7.5.3 同时平衡规则237

7.5.4 化学平衡的计算237

7.5.5 化学反应等温方程式239

7-6 化学平衡的移动240

7.6.1 浓度对化学平衡的影响240

7.6.2 压力对化学平衡的影响240

7.6.3 温度对化学平衡的影响242

7.6.4 平衡移动的总规律243

科学家吉布斯243

复习思考题和习题244

参考书目247

第八章 化学反应速率和反应机理248

8-1 化学反应速率249

8-2 化学反应速率方程251

8.2.1 化学反应速率方程的基本形式251

8.2.2 反应速率常数253

8.2 3 反应级数253

8-3 浓度对反应速率的影响254

8-4 温度对反应速率的影响258

8-5 催化剂对反应速率的影响261

8-6 影响多相化学反应速率的因素263

8-7 反应速率理论264

8.7.1 简单碰撞理论264

8.7.2 过渡状态理论266

8.7.3 反应速率与活化能的关系268

8-8 化学反应的机理269

8.8.1 质量作用定律和基元反应269

8.8.2 链反应272

科学家李远哲275

复习思考题和习题276

参考书目279

第九章 酸碱和离子平衡280

9-1 酸碱质子理论281

9.1.1 酸碱定义282

9.1.2 酸碱强弱和酸碱解离常数284

9-2 弱酸和弱碱的解离平衡计算287

9.2.1 一元弱酸弱碱的解离平衡287

9.2.2 多元弱酸弱碱的解离平衡291

9.2.3 酸碱平衡的移动——同离子效应292

9-3 缓冲溶液295

9-4 酸碱中和反应300

9-5 沉淀-溶解平衡302

9.5.1 溶度积302

9.5.2 溶度积规则304

9-6 沉淀的生成和溶解305

9.6.1 沉淀的生成305

9.6.2 沉淀的溶解307

9.6.3 沉淀转化311

9-7 分步沉淀312

科学家阿仑尼乌斯313

复习思考题和习题314

参考书目318

第十章 电化学基础和氧化还原平衡319

10-1 氧化还原反应与方程式的配平321

10.1.1 氧化还原反应321

10.1.2 氧化还原反应方程式的配平323

10-2 电解质溶液的导电机理326

10.2.1 电解质离子的定向迁移与电极反应326

10.2.2 法拉第定律327

10-3 原电池和电极反应的标准电势328

10.3.1 原电池328

10.3.2 电极反应的电势331

10-4 能斯特方程和电极反应的电势336

10-5 电极反应的电势的应用339

10-6 电动势与△rGm及Kθ的关系343

10.6.1 电动势与摩尔反应吉氏函数的关系343

10.6.2 标准电动势与标准平衡常数的关系344

10-7 元素电势图及其应用344

科学家法拉第347

复习思考题和习题348

参考书目351

第十一章 配合物在溶液中的稳定性和配位平衡352

11-1 配合物的稳定常数和配位平衡353

11.1.1 稳定常数的表示方法353

11.1.2 配离子平衡浓度的计算355

11-2 影响配离子在溶液中稳定性的因素356

11.2.1 中心离子的性质对配离子稳定性的影响357

11.2.2 配体性质对配合物稳定性的影响357

11.2.3 配位原子和中心离子的关系对配合物稳定性的影响359

11-3 配位平衡的移动360

11.3.1 配离子之间的平衡360

11.3.2 配位平衡与沉淀溶解平衡360

11.33 配位平衡与氧化还原平衡362

11.3.4 配位平衡与酸碱平衡364

11-4 配位平衡的应用365

科学家鲍林367

复习思考题和习题368

参考书目370

下篇 现代化学概论371

第十二章 非金属元素通论和氮、硼、稀有气体371

第十三章 金属元素通论和铬、锰、稀土元素413

第十四章 碳及有机化合物456

第十五章 聚合物490

第十六章 环境与化学515

第十七章 材料与化学536

第十八章 信息与化学558

第十九章 能源与化学577

第二十章 生命与化学597

第二十一章 核化学624

附录646

附录一646

附录二646

附录三647

附录四652

附录五653

附录六655

附录七659

附录八661

索引663