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第1章 物质的结构与性质 1

1.1 原子的结构和元素周期律 1

1.1.1 原子结构的近代概念 1

1.1.2 单电子原子的波函数 5

1.1.3 多电子原子结构 10

1.1.4 原子性质的周期性 16

1.1.5 原子的观察与操控 20

1.2 分子的结构与性质 22

1.2.1 离子键 23

1.2.2 价键理论 25

1.2.3 分子的几何构型 28

1.2.4 分子轨道理论 31

1.2.5 分子间力和氢键 34

1.2.6 超分子和分子工程学 38

1.3 晶体的结构与性质 39

1.3.1 晶体和非晶体 40

1.3.2 离子晶体及其性质 40

1.3.3 原子晶体和分子晶体 42

1.3.4 金属晶体 43

1.3.5 混合键型晶体和晶体的缺陷 44

1.3.6 晶体的物性 44

1.3.7 陶瓷和复合材料 45

习题 46

第2章 化学反应基本原理与能源开发 48

2.1 化学热力学初步 48

2.1.1 热力学基本概念及术语 48

2.1.2 化学反应热 52

2.1.3 化学反应的方向 59

2.1.4 化学反应进行的限度与化学平衡 67

2.2 化学反应动力学初步 71

2.2.1 化学反应速率的定义及测定 72

2.2.2 影响化学反应速率的因素 73

2.2.3 化学反应速率理论 82

2.2.4 催化剂和催化作用 83

2.2.5 几种典型的复杂反应 86

2.2.6 光化学反应 90

2.3 化学与能源 92

2.3.1 概述 93

2.3.2 常规能源 94

2.3.3 新能源 99

习题 111

第3章 水溶液中的化学与水资源保护 115

3.1 水溶液的通性 115

3.1.1 溶液的蒸气压 115

3.1.2 溶液的沸点升高和凝固点下降 116

3.1.3 溶液的渗透压 116

3.1.4 电解质溶液的通性 117

3.1.5 稀溶液依数性的应用 118

3.2 酸碱反应及其应用 119

3.2.1 水的解离平衡 119

3.2.2 溶液的酸碱性与pH值 120

3.2.3 酸碱质子理论 121

3.2.4 弱酸弱碱的解离平衡 122

3.2.5 同离子效应和缓冲溶液 129

3.3 沉淀反应 133

3.3.1 溶度积原理 133

3.3.2 影响沉淀溶解度的因素 135

3.3.3 沉淀-溶解平衡的应用 138

3.4 配位反应及其应用 142

3.4.1 配合物的组成和命名 142

3.4.2 配位平衡 145

3.4.3 配位化合物的应用 149

3.5 水质和水资源保护 152

3.5.1 水质和水质量的评价 154

3.5.2 水污染 164

3.5.3 水体的净化 179

3.5.4 水资源保护措施 186

习题 188

第4章 电化学基础与金属材料防护、化学电源 192

4.1 氧化还原反应 192

4.1.1 氧化数 192

4.1.2 氧化还原反应 193

4.1.3 氧化还原反应方程式配平 194

4.2 原电池与电极电势 195

4.2.1 原电池 195

4.2.2 常见电极的种类 197

4.2.3 电极电势的产生 197

4.2.4 电极电势 198

4.3 电动势 202

4.3.1 原电池电动势与吉布斯自由能 202

4.3.2 原电池电动势和化学平衡常数 203

4.4 能斯特方程 204

4.4.1 电极电势的能斯特方程 204

4.4.2 浓度对电极电势的影响 205

4.5 金属腐蚀的形态、防护和利用 207

4.5.1 金属腐蚀的形态 207

4.5.2 金属腐蚀的防护 209

4.5.3 金属腐蚀的利用 211

4.6 化学电源 213

4.6.1 一次电池（原电池） 213

4.6.2 二次电池（充电电池） 216

4.6.3 新型绿色环保电池 219

4.6.4 电化学超级电容器 227

习题 232

第5章 化学生物学与医药生物工程 234

5.1 生物活性物质 234

5.1.1 生物体能量供给（糖） 235

5.1.2 生物体功能多样性（蛋白质） 241

5.1.3 细胞的燃料（脂肪） 250

5.1.4 生命的模板（核酸） 252

5.1.5 维持生命的营养素（维生素） 260

5.1.6 推动生命体快速反应的开关（酶） 262

5.2 化学生物学 265

5.2.1 化学基因组学 266

5.2.2 小分子化学物质与生物分子的相互作用 268

5.3 医药生物工程 270

5.3.1 生物酶工程与化学酶工程 271

5.3.2 酶工程技术在医药工业的应用 277

习题 284

附录 285

附录1 历届诺贝尔化学奖获奖资料 285

附录2 一些基本的物理常数 295

附录3 常用的量和单位 295

附录4 一些物质的△fH？m、△fG？m和S？m数据（298.15K） 295

附录5 一些弱电解质的解离常数（离子强度近于零的稀溶液，298.15K） 300

附录6 难溶电解质的溶度积常数（298.15K） 300

附录7 常见配离子的标准稳定常数（298.15K） 301

附录8 标准电极电势（298.15K）（本表按φ？代数值由小到大编排） 303

附录9 一些物质的摩尔质量 306

参考文献 309