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绪论 1

0.1 化学概述 1

0.2 反应进度 3

【知识拓展】 4

【化学视窗】21世纪化学的四大难题和美好前景 4

【科学家简介】徐光宪（1920—2015年） 5

思考与练习 5

第1章 分散系 6

1.1 分散系 6

1.1.1 相和相变 6

1.1.2 分散系及分类 7

1.2 气体 8

1.2.1 理想气体状态方程 8

1.2.2 理想气体分压定律 8

1.3 溶液 9

1.3.1 溶液的浓度 9

1.3.2 稀溶液的依数性 11

1.4 表面现象 16

1.4.1 表面能 16

1.4.2 吸附现象 16

1.5 溶胶 18

1.5.1 溶胶的一般性质 18

1.5.2 胶团结构 21

1.5.3 溶胶的稳定性和聚沉 21

1.6 表面活性剂 22

1.6.1 表面活性剂的结构及作用机理 22

1.6.2 表面活性剂的应用 23

【知识拓展】 24

【化学视窗】等离子体、中子态、夸克-胶子等离子体 24

【科学家简介】道尔顿（J Dalton,1766—1844年） 25

思考与练习 25

第2章 化学热力学初步 27

2.1 基本概念 27

2.1.1 体系和环境 27

2.1.2 状态和状态函数 28

2.1.3 过程和途径 29

2.1.4 热和功 29

2.1.5 热力学能 30

2.1.6 热力学标准状态 30

2.2 热化学 30

2.2.1 热力学第一定律 31

2.2.2 化学反应热效应 31

2.2.3 焓和焓变 32

2.2.4 化学反应热效应的计算 33

2.3 自发过程 36

2.3.1 自发过程 36

2.3.2 焓变与自发过程 36

2.3.3 熵变与自发过程 37

2.4 吉布斯自由能和吉布斯自由能判据 38

2.4.1 吉布斯自由能变和反应的自发性 38

2.4.2 吉布斯-亥姆霍兹公式的应用 40

【知识拓展】 42

【化学视窗】熵与人类社会 42

【科学家简介】吉布斯（J W Gibbs,1839—1903年） 43

思考与练习 43

第3章 化学平衡 45

3.1 化学平衡状态 45

3.1.1 可逆反应与化学平衡 45

3.1.2 标准平衡常数 46

3.2 吉布斯自由能变与化学平衡 48

3.2.1 吉布斯自由能变与标准平衡常数的关系 48

3.2.2 标准平衡常数的应用 50

3.3 化学平衡的移动 52

3.3.1 浓度对化学平衡的影响 52

3.3.2 压力对化学平衡的影响 52

3.3.3 温度对化学平衡的影响 53

3.3.4 勒·夏特里原理 55

【知识拓展】 55

【化学视窗】人老为什么会变矮 55

【科学家简介】范特霍夫（J H van't Hoff,1852—1911年） 56

思考与练习 56

第4章 化学动力学初步 58

4.1 概述 58

4.1.1 化学反应速率的表示 58

4.1.2 反应机理 59

4.2 反应速率理论简介 60

4.2.1 有效碰撞理论 60

4.2.2 过渡态理论 61

4.3 反应速率与浓度的关系 63

4.3.1 质量作用定律 63

4.3.2 反应级数的实验确定 63

4.4 反应速率与温度的关系 64

4.4.1 范特霍夫近似规则 64

4.4.2 阿伦尼乌斯方程 65

4.5 反应速率与催化剂的关系 66

【知识拓展】 66

【化学视窗】碳-14测定年代法 67

【科学家简介】阿伦尼乌斯（S A Arrhenius,1859—1927年） 67

思考与练习 68

第5章 原子结构与元素周期律 69

5.1 微观粒子运动的特殊性 69

5.2 量子力学对核外电子运动状态的描述 71

5.2.1 波函数和原子轨道 71

5.2.2 原子轨道和电子云图像 73

5.2.3 四个量子数 73

5.3 原子核外电子排布和元素周期系 76

5.3.1 多电子原子轨道能级 76

5.3.2 基态原子的核外电子排布规律 77

5.3.3 原子的电子层结构与元素周期系 78

5.4 元素基本性质的周期性 79

5.4.1 影响元素性质的结构因素 79

5.4.2 元素性质的表征 81

【知识拓展】 84

【化学视窗】元素周期表可以向两个方向发展吗 84

【科学家简介】薛定谔（E Schr？dinger,1887—1961年） 85

思考与练习 85

第6章 化学键和分子结构 87

6.1 离子键 87

6.1.1 离子键的形成和特点 87

6.1.2 离子的特征 88

6.2 共价键 90

6.2.1 价键理论要点 90

6.2.2 共价键的类型 91

6.2.3 键参数 92

6.3 杂化轨道理论 93

6.3.1 杂化轨道理论的基本要点 93

6.3.2 s-p杂化的类型 94

6.4 分子间力和氢键 97

6.4.1 分子的极性 97

6.4.2 分子的极化 98

6.4.3 分子间力 98

6.4.4 氢键 100

6.5 离子极化理论简介 101

【知识拓展】 101

【化学视窗】液晶 101

【科学家简介】范德华（J D van der Waals,1837—1923年） 102

思考与练习 102

第7章 酸碱平衡 104

7.1 酸碱理论 104

7.1.1 酸碱质子理论 104

7.1.2 酸碱电子理论简介 106

7.2 弱酸与弱碱的解离平衡 107

7.2.1 一元弱酸与弱碱的解离平衡 107

7.2.2 多元弱酸与弱碱的解离平衡 110

7.2.3 两性物质溶液酸度的计算 112

7.2.4 酸碱平衡的移动 113

7.3 酸碱缓冲溶液 115

7.3.1 缓冲溶液的组成及作用原理 115

7.3.2 缓冲溶液pH计算 116

7.3.3 缓冲容量和缓冲范围 117

7.3.4 缓冲溶液的配制 118

7.4 强电解质溶液简介 119

【知识拓展】 120

【化学视窗】食物的酸碱性与人体健康 120

【科学家简介】奥斯特瓦尔德（F W Ostwald,1853—1932年） 121

思考与练习 121

第8章 沉淀溶解平衡 124

8.1 溶度积原理 124

8.1.1 难溶电解质沉淀溶解平衡和溶度积常数 124

8.1.2 溶度积常数和溶解度的关系 125

8.1.3 溶度积规则 126

8.2 溶度积原理的应用 126

8.2.1 沉淀的生成 126

8.2.2 沉淀的溶解 128

8.2.3 分步沉淀 131

8.2.4 沉淀的转化 131

8.3 沉淀反应在分析化学中的应用 132

8.3.1 利用沉淀反应进行定性分析 132

8.3.2 利用沉淀反应进行离子分离 132

8.3.3 利用沉淀反应进行定量分析 132

【知识拓展】 133

【化学视窗】身体里的石头——结石 133

【科学家简介】路易斯（G N Lewis,1875—1946年） 133

思考与练习 134

第9章 氧化还原平衡和电化学基础 136

9.1 氧化还原反应的基本概念 136

9.1.1 氧化还原电对 136

9.1.2 氧化还原反应方程式的配平 137

9.2 原电池和电极电势 139

9.2.1 原电池的组成和工作原理 139

9.2.2 电极的种类和原电池的表示方法 140

9.2.3 电极电势的产生与标准电极电势 141

9.3 电池反应的热力学 143

9.3.1 电池电动势与吉布斯自由能变的关系 143

9.3.2 电池电动势与标准平衡常数的关系 145

9.4 影响电极电势的因素 145

9.4.1 能斯特方程 145

9.4.2 浓度对电极电势的影响 146

9.4.3 酸度对电极电势的影响 147

9.4.4 难溶化合物的生成对电极电势的影响 148

9.4.5 配位化合物的生成对电极电势的影响 148

9.5 电极电势的应用 149

9.5.1 判断氧化还原反应的方向 149

9.5.2 判断氧化还原反应的程度 149

9.5.3 选择合适的氧化剂和还原剂 149

9.5.4 元素电势图及其应用 149

【知识拓展】 151

【化学视窗】电池漫话 151

【科学家简介】能斯特（W H Nernst 1864—1941年） 152

思考与练习 152

第10章 配位化合物 154

10.1 配位化合物概述 154

10.1.1 配位化合物的含义 154

10.1.2 配位化合物的组成 155

10.1.3 配位化合物的命名 156

10.1.4 螯合物 156

10.2 配合物的价键理论 157

10.2.1 价键理论的要点 158

10.2.2 配离子的形成 158

10.2.3 配合物的磁性 160

10.3 配位平衡 161

10.3.1 配离子的稳定常数 161

10.3.2 配位平衡的计算 162

10.4 配位化合物应用 166

10.4.1 配位化合物在分析化学中的应用 166

10.4.2 配位化合物在生命科学中的意义 166

10.4.3 配位化合物在其他方面的应用 167

【知识拓展】 167

【化学视窗】人体中的配合物 167

【科学家简介】维尔纳（A Werner,1866—1919年） 168

思考与练习 168

第11章 实用化学 170

11.1 元素化学概述 170

11.1.1 单质性质的变化规律 170

11.1.2 无机化合物性质的规律性 173

11.1.3 重要无机化合物选述 177

11.2 化学与生命 179

11.2.1 生物体内的微量元素及其作用 180

11.2.2 化学与生物技术 184

11.3 化学与食品和药品 185

11.3.1 化学与食品 185

11.3.2 化学与药品 191

11.3.3 化学与镇静剂和毒品 192

11.4 化学与日常用品 193

11.4.1 化学与化妆品 193

11.4.2 化学与服装 197

11.4.3 化学与燃料 198

11.5 化学与材料 199

11.5.1 无机纳米材料 199

11.5.2 陶瓷材料 200

11.5.3 生活中的典型无机非金属材料——玻璃 201

11.6 化学与农药 202

11.6.1 化学农药的概念和范围 202

11.6.2 化学农药的发展和作用 203

11.7 化学与环境 203

11.7.1 环境的化学污染 203

11.7.2 环境污染的防治 208

【知识拓展】 210

【化学视窗】为什么说NO是明星分子 210

【科学家简介】侯德榜（1890—1974年） 211

思考与练习 211

练习题参考答案 213

附录 218

附录1 国际单位制（SI）（摘录） 218

附录2 国际单位制（SI）的词头 218

附录3 常用的基本物理量 219

附录4 希腊字母表 219

附录5 一些物质的热力学性质（100 kPa,298K） 220

附录6 一些物质的标准摩尔燃烧焓（100 kPa,298K） 223

附录7 一些常见弱酸、弱碱在水溶液中的解离常数 223

附录8 常见难溶电解质的溶度积（298K） 224

附录9 标准电极电势表（298K） 226

附录10 常见配离子的稳定常数 227

参考文献 229

索引 231