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第一章 绪论1

第一节 基础化学课程的地位和作用1

一、化学是一门中心科学1

二、怎样学好基础化学2

第二节 我国的法定计量单位3

第三节 溶液的组成标度4

一、物质的量4

二、物质的量浓度5

三、摩尔分数和质量摩尔浓度6

(一)摩尔分数6

(二)质量摩尔浓度6

本章小结7

参考读物7

习题7

第二章 稀溶液的依数性9

第一节 溶液的蒸气压下降9

一、蒸气压9

二、溶液的蒸气压下降10

第二节 溶液的沸点升高和凝固点降低12

一、溶液的沸点升高12

(一)液体的沸点12

(二)溶液的沸点升高12

二、溶液的凝固点降低13

(一)纯液体的凝固点13

(二)溶液的凝固点降低13

第三节 溶液的渗透压力14

一、渗透现象和渗透压力14

二、溶液的渗透压力与浓度及温度的关系15

三、渗透压力在医学上的意义16

(一)电解质溶液的依数性16

(二)渗透浓度17

(三)体液渗透压力的测定18

(四)等渗、高渗和低渗溶液19

(五)晶体渗透压力和胶体渗透压力20

本章小结20

参考读物21

习题21

第三章 电解质溶液23

第一节 强电解质溶液理论23

一、强电解质和弱电解质23

二、强电解质溶液理论要点24

三、离子的活度和活度因子24

第二节 酸碱的质子理论27

一、质子酸碱的概念27

(一)酸碱的定义27

(二)酸碱反应的实质28

(三)酸碱质子传递平衡和平衡常数29

二、水的质子自递平衡29

(一)水的质子自递平衡和水的离子积29

(二)水溶液的pH30

三、酸碱的强度30

(一)酸和碱的解离平衡常数31

(二)共轭酸碱解离平衡常数的关系32

(三)平衡移动33

第三节 酸碱溶液pH的计算35

一、酸碱溶液pH计算的一般方法35

(一)酸碱溶液的基本关系式35

(二)pH精确计算公式36

二、一元弱酸或弱碱溶液36

三、多元酸碱溶液38

四、两性物质溶液39

(一)两性阴离子溶液39

(二)由弱酸和弱碱组成的两性物质溶液40

(三)氨基酸型两性物质溶液40

(四)关于两性物质溶液中［H+］计算公式的推导40

第四节 酸碱的电子理论41

第五节 难溶强电解质的沉淀溶解平衡42

一、溶度积和溶度积规则42

(一)溶度积42

(二)溶度积规则44

二、沉淀平衡的移动44

(一)沉淀的生成44

(二)分级沉淀46

(三)沉淀的溶解46

本章小结47

参考读物48

习题49

第四章 缓冲溶液51

第一节 缓冲溶液及缓冲机制51

一、缓冲溶液的缓冲作用和组成51

二、缓冲机制51

第二节 缓冲溶液的pH53

一、缓冲溶液pH的计算公式53

二、缓冲溶液pH计算公式的校正54

第三节 缓冲容量和缓冲范围55

一、缓冲容量55

二、缓冲范围57

第四节 缓冲溶液的配制58

一、缓冲溶液的配制方法58

二、标准缓冲溶液60

第五节 血液中的缓冲系61

本章小结63

参考读物64

习题64

第五章 酸碱滴定法66

第一节 滴定分析概述66

一、滴定分析基本概念及几个常用术语66

二、滴定分析的类型和一般过程66

三、滴定分析反应的条件和要求67

第二节 酸碱指示剂67

一、酸碱指示剂的变色原理67

二、酸碱指示剂的变色范围和变色点69

第三节 滴定曲线和指示剂的选择69

一、强酸与强碱的滴定70

(一)滴定曲线70

(二)指示剂的选择71

(三)突跃范围与酸碱浓度的关系71

二、一元弱酸的滴定72

(一)滴定曲线72

(二)滴定曲线的特点和指示剂的选择72

(三)滴定突跃与弱酸强度的关系73

三、一元弱碱的滴定73

四、多元酸、多元碱的滴定74

第四节 酸碱标准溶液的配制与标定76

一、常用化学试剂的分类76

二、酸标准溶液77

三、碱标准溶液77

第五节 酸碱滴定法的应用78

一、食醋中总酸度的测定78

二、小苏打片中碳酸氢钠含量的测定78

三、含氮量的测定79

四、乙酰水杨酸(阿司匹林)的测定80

第六节 分析结果的误差和有效数字80

一、误差产生的原因和分类80

(一)系统误差80

(二)偶然误差81

(三)过失误差81

二、误差的表示方法81

(一)误差与准确度81

(二)偏差与精密度82

三、提高分析结果准确度的方法82

(一)分析方法的选择82

(二)减小测量误差83

(三)增加平行测定次数83

(四)对照试验83

(五)空白试验83

(六)校准仪器83

四、有效数字及其运算规则83

(一)有效数字83

(二)有效数字的修约84

本章小结85

参考读物85

习题85

第六章 化学反应热及化学反应的方向和限度87

第一节 热力学系统和状态函数87

一、系统、环境和过程87

二、状态函数88

三、热和功88

(一)热和功88

(二)体积功、可逆过程与最大功89

第二节 能量守恒和化学反应热90

一、内能和热力学第一定律90

(一)内能90

(二)热力学第一定律91

(三)等容反应热与系统的内能变化91

二、系统的焓和等压反应热92

三、反应进度与热化学方程式93

(一)反应进度93

(二)热化学方程式94

四、Hess定律和反应热的计算95

(一)由已知的热化学方程式计算反应热95

(二)由标准摩尔生成热计算反应热96

(三)由标准摩尔燃烧热计算反应热98

第三节 熵和Gibbs自由能99

一、自发过程及其特征99

(一)自发过程及其特征99

(二)自发的化学反应的推动力100

二、系统的熵100

(一)熵的概念100

(二)熵增加原理102

三、系统的自由能102

(一)用自由能判断化学反应方向102

(二)自由能的计算103

第四节 化学反应的限度和平衡常数107

一、化学反应的限度与标准平衡常数107

二、用标准平衡常数判断自发反应方向108

三、实验平衡常数109

四、多重平衡109

五、化学平衡的移动110

(一)浓度对化学平衡的影响110

(二)压力对化学平衡的影响110

(三)温度对化学平衡的影响111

(四)Le Chatelier原理112

本章小结112

参考读物113

习题113

第七章 化学反应速率116

第一节 化学反应速率的表示方法116

一、化学反应速率116

二、化学反应的平均速度117

三、化学反应的瞬时速率117

第二节 反应机制和元反应118

一、简单反应与复合反应118

二、元反应和反应分子数118

三、质量作用定律与速率方程式119

(一)质量作用定律119

(二)速率方程式119

(三)速率常数与反应级数120

第三节 具有简单级数的反应及其特点121

一、一级反应121

二、二级反应123

三、零级反应123

第四节 化学反应速率理论简介124

一、碰撞理论与活化能124

(一)有效碰撞与弹性碰撞124

(二)活化分子与活化能125

二、过渡态理论简介126

(一)活化络合物126

(二)活化能与反应热126

第五节 温度对化学反应速率的影响127

一、Arrhenius方程式127

二、温度对化学反应速率影响的原因128

第六节 催化剂对化学反应速率的影响129

一、催化剂及催化作用129

(一)催化剂129

(二)催化剂的特点129

二、催化作用理论130

(一)均相催化理论-中间产物学说130

(二)多相催化理论--活化中心学说130

三、生物催化剂--酶131

本章小结132

参考读物133

习题133

第八章 氧化还原反应与电极电位135

第一节 氧化还原反应135

一、氧化值135

二、氧化还原反应136

(一)氧化还原反应136

(二)半反应和氧化还原电对136

三、氧化还原反应方程式的配平137

第二节 原电池与电极电位138

一、原电池138

(一)原电池的概念138

(二)电极类型和电池组成式139

二、电极电位140

三、标准电极电位140

(一)标准氢电极140

(二)标准电极电位141

(三)标准电极电位表142

第三节 电池电动势与化学反应Gibbs自由能143

一、电池电动势与化学反应Gibbs自由能的关系143

二、电池标准电动势和平衡常数144

第四节 电极电位的Nernst方程式及影响电极电位的因素146

一、Nernst方程式146

二、电极溶液中各物质浓度对电极电位的影响148

(一)酸度对电极电位的影响148

(二)沉淀的生成对电极电位的影响148

(三)生成弱酸(或弱碱)对电极电位的影响149

第五节 电位法测定溶液的pH150

一、常用参比电极150

(一)甘汞电极150

(二)AgCI/Ag电极151

二、指示电极151

(一)玻璃电极151

(二)复合电极152

三、电位法测定溶液的pH152

第六节 电化学和生物传感器153

一、传感器概述153

二、传感器的一般基本原理153

(一)表面吸附153

(二)界面电位153

(三)分子识别154

三、电化学传感器应用举例154

(一)K+传感器154

(二)葡萄糖传感器155

第七节 氧化还原滴定法155

一、高锰酸钾法155

(一)高锰酸钾标准溶液的配制156

(二)高锰酸钾溶液的标定156

(三)高锰酸钾法应用举例156

二、碘量法157

(一)碘标准溶液的配制和标定157

(二)硫代硫酸钠标准溶液的配制和标定158

(三)碘量法应用举例158

本章小结159

参考读物160

习题160

第九章 原子结构和元素周期律162

第一节 核外电子运动状态及特性162

一、原子结构的认识史162

二、电子的波粒二象性163

三、测不准原理164

四、薛定谔方程--电子运动的波动方程式165

第二节 氢原子的波函数166

一、波函数166

二、量子数167

三、概率密度和电子云168

四、原子轨道的图形168

(一)氢原子轨道的角度分布图169

(二)电子云的角度分布图170

五、径向分布函数图170

第三节 多电子原子的原子结构171

一、鲍林多电子原子能级和徐光宪公式172

二、核外电子排布的规律173

(一)能量最低原理173

(二)Pauli不相容原理173

(三)Hund规则174

第四节 原子的电子组态与元素周期表175

一、核外电子排布与周期表175

(一)周期与能级组175

(二)族与原子的电子组态176

(三)元素在周期表中的分区176

二、元素性质的周期变化规律177

(一)有效核电荷177

(二)原子半径177

(三)元素电负性178

第五节 元素和人体健康179

一、必需元素和非必需元素179

二、必需元素的生物功能简介181

三、环境污染中对人体有害的元素182

本章小结182

参考读物183

习题183

第十章 共价键与分子间力185

第一节 现代价键理论185

一、氢分子的形成185

二、现代价键理论的要点186

三、共价键的类型187

(一)σ键和π键187

(二)正常共价键和配位共价键188

四、键参数188

(一)键能188

(二)键长189

(三)键角189

(四)键的极性189

第二节 杂化轨道理论190

一、杂化轨道理论的要点190

二、轨道杂化类型及实例190

(一)sp型和spd型杂化190

(二)等性杂化和不等性杂化193

第三节 价层电子对互斥理论194

第四节 分子轨道理论简介195

一、分子轨道理论的要点196

二、同核双原子分子的分子轨道能级图198

三、分子轨道理论应用实例198

(一)应用分子轨道理论分析几个同核双原子分子的结构198

(二)自由基简介200

第五节 分子间的作用力202

一、分子的极性与分子的极化202

(一)分子的极性202

(二)分子的极化202

二、van der Waals力203

(一)取向力203

(二)诱导力203

(三)色散力204

三、氢键204

本章小结206

参考读物207

习题207

第十一章 配位化合物209

第一节 配位化合物的基本概念209

一、什么是配位化合物209

二、配合物的组成210

(一)内层和外层210

(二)中心原子210

(三)配体和配位原子210

(四)配位数211

(五)配离子的电荷211

三、配合物的命名212

第二节 配合物的化学键理论213

一、配合物的价键理论213

(一)价键理论的基本要点213

(二)外轨配合物和内轨配合物213

(三)实例215

(四)配合物的磁矩216

二、晶体场理论216

(一)晶体场理论的基本要点216

(二)在八面体配位场中中心原子d轨道能级分裂216

(三)分裂能及其影响因素217

(四)八面体场中中心原子的d电子排布218

(五)晶体场稳定化能219

(六)d-d跃迁和配合物的颜色220

第三节 配位平衡221

一、配位平衡常数222

二、配位平衡的移动222

(一)溶液酸度的影响223

(二)沉淀平衡的影响223

(三)与氧化还原平衡的关系224

(四)其他配位平衡的影响226

第四节 螯合物和生物配体227

一、螯合效应227

二、影响螯合物稳定性的因素228

(一)螯合环的大小228

(二)螯合环的数目229

三、生物配体229

(一)卟淋类化合物229

(二)蛋白质230

(三)核苷酸230

第五节 螯合滴定231

一、滴定时溶液酸度的控制231

二、其他配位剂的影响231

三、滴定终点的判断232

四、标准溶液的配制与标定232

五、应用示例--含钙药物中钙含量的测定232

本章小结233

参考读物234

习题234

第十二章 可见分光光度法和紫外分光光度法236

第一节 物质的吸收光谱236

一、物质对光的选择性吸收236

二、物质的吸收光谱237

第二节 分光光度法基本原理237

一、透光率和吸光度238

二、Lambert-Beer定律238

第三节 可见分光光度法239

一、分光光度计239

二、测定方法241

(一)标准曲线法241

(二)标准对照法242

(三)比吸光系数比较法242

(四)差示分光光度法242

第四节 提高测量灵敏度和准确度的方法243

一、分光光度法的误差243

(一)溶液偏离Beer定律引起的误差243

(二)仪器测定误差243

(三)主观误差244

二、选择适当的显色剂244

三、选择合适的测定条件244

(一)波长的选择244

(二)显色剂的用量244

(三)溶液的酸度244

(四)显色时间和温度245

四、共存离子的干扰及其消除245

第五节 紫外分光光度法简介245

一、751-G型分光光度汁246

二、紫外分光光度法的应用246

(一)定性鉴别246

(二)定量测定247

(三)有机化合物的结构研究247

本章小结248

参考读物248

习题248

第十三章 胶体溶液250

第一节 分散系统和胶体分散系250

一、分散系统及其分类250

二、胶体分散系251

第二节 溶胶252

一、溶胶的基本性质252

(一)溶胶的光学性质252

(二)溶胶的动力学性质253

(三)溶胶的电学性质253

二、胶团结构及溶胶的稳定性254

(一)胶粒带电的原因254

(二)胶粒的双电层结构254

(三)溶胶的稳定因素255

(四)溶胶的聚沉现象256

三、气溶胶257

第三节 高分子溶液258

一、高分子化合物的结构特点及其溶液的形成258

(一)高分子化合物的结构258

(二)高分子化合物的柔性与分子的内旋转259

(三)高分子溶液的形成259

(四)高分子溶液的渗透压260

二、聚电解质溶液260

三、高分子溶液稳定性的破坏261

四、凝胶和膜平衡262

(一)凝胶及其性质262

(二)膜平衡263

第四节 表面活性剂和乳状液264

一、表面活性剂264

(一)溶液表面的吸附264

(二)表面活性剂的结构265

二、缔合胶体266

三、乳状液267

第五节 胶体与医学268

一、人工肝与人工肺268

二、医用高分子材料的血液相容性268

三、控制释放给药与靶向给药269

本章小结269

参考读物271

习题271

附录272

附录一 我国的法定计量单位272

附录二 一些物理和化学的基本常数274

附录三 平衡常数表275

附录四 一些物质的基本热力学数据279

附录五 一些还原半反应的标准电极电位？(298.15K)282

附录六 希腊字母表283

习题参考答案284

索引289

元素周期表299