教材内容包括基本原理和实际应用两部分。基本原理包括化学热力学、化学动力学、溶液、四大平衡(酸碱平衡、沉淀溶解平衡、氧化还原和配位平衡)、物质结构等;实际应用部分主要介绍化学在材料、能源、环境等前沿领域中的应用。
化学与数学、物理学一样,是经典的自然科学。随着人类的进步和社会的发展,化学已渗透到人类生活的每一个角落,人们已离不开也避不开化学。因此,化学知识是人们生活必不可少的基础知识。但是由于专业发展的需要,很多学校在理学中已经减弱甚至删除了化学课程的设置,此外学生由于种种压力,把多的时间用于外语以及计算机等工具性课程的学习,而忽视了自然科学在文化素质中的重要作用;尤其是对于化学基础课程重视不够,导致很多人对化学学科产生了误解,而没有意识到化学课程基础作用的重要性。为了适应地方高校人才培养的需要,提高素质教育水平,编者参考国内外普通化学教材,借鉴其理念与做法,结合学生的知识体系水平编写了本书,希望能让多的人了解化学;也期望通过教材的编写能够促进学校制定专业培养计划时,考虑将大学化学课程列为学生尤其是理工科学生的自然科学基础必修课。
在本书编写过程中参考了多本化学教材,希望能做到教材总体结构布局合理,知识体系简明完整,同时又能够结合地方实际,突出特色。本书内容包括基本原理和实际应用两部分。基本原理包括化学热力学、化学动力学、溶液、四大平衡(酸碱平衡、沉淀溶解平衡、氧化还原和配位平衡)、物质结构等;实际应用主要介绍化学在材料、能源、环境等前沿领域中的应用,体现化学知识的重要性。本书的知识体系起点低,内容衔接跨度小,具体理论内容介绍详细;其次降低了基础理论的深度和难度,尽量避免过度抽象的描述以及深奥的推理,力求做到简明易懂,利于学生自学;书中也适当地增加一些当今世界密切关注、与化学紧密相关的学科内容,如能源、环境、材料与化学的关系等,这样既可以扩大学生的知识面,又使学生感受到化学这门学科对社会发展的责任与作用,从而激发学生的学习兴趣。
前言
绪论
0.1 化学是研究物质的科学
0.1.1 化学的研究对象与内容
0.1.2 化学研究的目的
0.1.3 化学在社会发展中的地位与作用
0.2 化学发展简史
0.2.1 古代化学
0.2.2 近代化学
0.2.3 化学的现状
0.3 化学学科的分类
0.3.1 无机化学
0.3.2 有机化学
0.3.3 分析化学
0.3.4 物理化学
0.4 化学学习方法
第1章 气体
1.1 理想气体定律
1.1.1 理想气体状态方程式
1.1.2 理想气体状态方程式的应用
1.2 气体混合物
1.2.1 分压定律
1.2.2 分体积定律
1.2.3 实际气体
第2章 化学热力学基础
2.1 热力学的术语和基本概念
2.1.1 系统和环境
2.1.2 状态和状态函数
2.1.3 过程和途径
2.1.4 化学反应计量式和反应进度
2.1.5 热和功
2.1.6 热力学能
2.1.7 热力学第一定律
2.2 反应热和反应焓变
2.2.1 焓
2.2.2 热化学方程式
2.2.3 赫斯定律
2.2.4 应用标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓
2.3 化学反应的方向
2.3.1 自发过程
2.3.2 影响化学反应方向的因素
2.3.3 热化学反应方向的判断
第3章 化学动力学基础
3.1 化学反应速率的概念
3.1.1 化学反应速率及其表示法
3.1.2 定容反应的反应速率
3.1.3 化学反应速率的实验测定
3.2 反应速率理论简介
3.2.1 碰撞理论简介
3.2.2 过渡状态理论简介
3.3 影响化学反应速率的因素
3.3.1 浓度(压力)对化学反应速率的影响
3.3.2 温度对化学反应速率的影响
3.3.3 催化剂对化学反应速率的影响
第4章 化学平衡
4.1 可逆反应和化学平衡
4.1.1 可逆反应
4.1.2 化学反应平衡
4.2 平衡常数
4.2.1 经验平衡常数
4.2.2 标准平衡常数
4.2.3 平衡常数的应用
4.3 化学平衡的移动
4.3.1 浓度对化学平衡的影响
4.3.2 压力对化学平衡的影响
4.3.3 温度对化学平衡的影响
4.3.4 勒夏特列原理
第5章 酸碱平衡
5.1 酸碱理论
5.1.1 酸碱的电离理论
5.1.2 酸碱的质子理论
5.1.3 酸碱的电子理论
……
第6章 沉淀溶解平衡
第7章 氧化还原反应
第8章 原子结构
第9章 分子结构
第10章 晶体结构
第11章 配位化合物
第12章 化学与环境
第13章 化学与能源
第14章 化学与材料
参考文献
附录
《大学化学基础》:
0.3.3分析化学
分析化学是研究获取物质化学组成与结构信息的分析方法及相关理论的一门学科,是化学学科的一个重要分支。分析化学以化学基本理论和实验技术为基础,并吸收物理、生物、统计、电子计算机、自动化等方面的知识以充实本身的内容,从而解决科学、技术所提出的各种分析问题。分析化学的主要任务:鉴定物质的化学组成(元素、离子、官能团、或化合物)、确定物质的结构(化学结构、晶体结构、空间分布)、测定物质的有关组分的含量和存在形态(价态、配位态、结晶态)及其与物质性质之间的关系等。
分析化学这一名称虽创自波义尔,但其实践运用与化学工艺的历史同样古老。古代冶炼、酿造等工艺的高度发展,都是与鉴定、分析、制作过程的控制等手段密切联系在一起的。在东、西方兴起的炼丹术、炼金术等都可视为分析化学的前驱。在科学史上,分析化学曾经是研究化学的开路先锋,它对元素的发现、相对原子质量的测定等都曾作出重要贡献。但是,直到19世纪末,人们还认为分析化学尚无独立的理论体系,只能算是分析技术,不能算是一门学科。20世纪以来,分析化学经历了三次巨大变革,确立了自己的学科地位,分析化学已由单纯提供数据,上升到从分析数据中获取有用的信息和知识,成为生产和科研中实际问题的解决者。现代分析化学已突破了纯化学领域,它将化学与数学、物理学、计算机学及生物学紧密地结合起来,发展成为一门多学科性的综合学科。
0.3.4物理化学
物理化学是以丰富的化学现象和体系为对象,用物理的原理和实验技术探索、归纳和研究化学的基本规律和理论,构成化学科学的理论基础。物理化学的水平在相当大程度上反映了化学发展的深度。
1752年,“物理化学”这个概念被俄国科学家罗蒙索诺夫在圣彼得堡大学的一堂课程上首次提出。一般认为,物理化学作为一门学科的正式形成,是从1877年德国化学家奥斯特瓦尔德和荷兰化学家范特霍夫创刊的《物理化学杂志》开始的。从这一时期到20世纪初,物理化学以化学热力学的蓬勃发展为特征。随着科学的迅速发展和各门学科之间的相互渗透,物理化学与物理学、无机化学、有机化学之间存在着越来越多的互相重叠的新领域,从而不断地派生出许多新的分支学科,如物理有机化学、生物物理化学、化学物理学等。物理化学还与许多非化学的学科有着密切的联系,如冶金过程物理化学、海洋物理化学。物理学和数学的成就,加上计算机技术的飞速发展,为物理化学的发展提供了新的领域。
……