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工科基础化学 - 唐和清 齐公台
出版日期:2005年9月
化学是一门基础学科，也是一门中心学科，一门应用性非常强的学科。在人类社会发展史上，特别是在近两百年来，化学得到了飞速发展，在许多方面得到了自我完善，为人类社会的进步发挥了巨大的作用。在21世纪的今天，化学将更深入地影响人类社会的方方面面，在国民经济和现代化建设中占有越来越重要的地位。它将与信息、生命、新能源、新材料、空间、海洋、环境等学科紧密相连，并发挥更大的作用。因此，一个普通的当代人必须掌握基础的化学知识，一个21世纪的科技工作者更必须有化学知识的武装。本教材的目的就是为了给广大的非化学化工类的理工科大学生提供基础的化学知识。
化学知识的领域很广，本教材并不打算将其各个方面都作详细地介绍，而只是选择一些最基础、最重要的内容，为广大学生展现一幅化学世界的美景图。全书共分9章。第1章绪论简单地介绍化学对人类生活的影响、化学物质的基本分类及其简单命名法则。第2章物质结构基础讨论了物质的状态、原子和分子的结构、元素周期律及各元素的基本化学性质。第3章化学热力学初步将主要讨论化学热力学和化学平衡问题，重点介绍与化学反应中质量和能量守恒、反应的方向和限度相关的基本规律。第4章溶液化学与离子平衡重点讨论溶液的形成、简单体系的相平衡、稀溶液的通性、水溶液中的酸碱平衡、溶解沉淀平衡和配离子解离平衡，还简单介绍了表面化学和胶体化学的初步知识。第5章化学动力学初步介绍化学反应速率、速率方程、碰撞理论、过渡状态理论、活化能、反应分子数和反应级数等基本概念，探讨物质浓度、温度、催化剂等反应条件对化学反应速率的影响规律，阐明某些特征反应的基本动力学特征，以及阿仑尼乌斯公式的应用。第6章电化学基础与金属腐蚀主要讨论化学反应产生电功（电池）和电功引起化学反应（电解）两个问题，在介绍氧化还原反应的基础上，着重讨论电极电势及其在化学上的应用，介绍化学电源、电解的应用、电化学腐蚀及其防护的原理。第7章有机化学基础介绍了有机化合物的基本特性、结构特点、有机反应的基本类型和基本有机物的制备方法。第8章化学的应用主要介绍基础化学知识在日常生活、能源、环境和生命等领域中的应用，试图完成相关化学基础知识网络的编织。第9章基础化学实验重点介绍10个基本的化学实验。通过这些化学实验，可以初步掌握一些基本的化学操作、化学实验过程的设计以及实验数据的处理，是对所学的基本化学理论知识综合运用的实践。
在本教材的编写过程中，编者力图重点介绍基本概念、基本原理、基本方法和主要应用。“宽口径、厚基础”已经成为中国大学教育的基本方针，这使得基础化学的教学课时数可在一个相当大的范围内变化。本教材以精练的语言叙述，尽量减少学时，各专业可以视情况所需对教学内容进行必要的增补。
本教材的参编人员都是多年担任工科基础化学课程教学任务的教师，他们是金名惠（第2章）、郭兴蓬（第3章）、齐公台（第5章和第6章）、王芹（第7章）、邱于兵（第8章）、董泽华（第9章和附录）。唐和清负责了第1章和第4章的编写以及全书的统稿。在编写过程中，得到了化学工业出版社的大力支持和具体指导，特此感谢。
限于作者水平，不妥之处在所难免，欢迎广大读者批评指正。
唐和清
2005年4月
于华中科技大学工科基础化学目录
1绪论1
11化学与化学工业1
12化学与生活2
13化学与非化工类工业3
14一般化学物质的分类与命名4
2物质结构基础11
21物质的状态11
211气体11
212液体13
213固体14
214等离子体14
215中子态（选读材料）15
216液晶（选读材料）15
22原子结构和元素周期律16
221原子的基本结构16
222单电子原子核外电子的运动状态20
223多电子原子核外电子的运动状态22
224元素周期律24
23化学键与分子结构29
231离子键29
232共价键31
233金属键38
234分子间力和氢键41
235晶体结构45
24元素化学49
241金属元素51
242非金属元素58
3化学热力学初步68
31热力学术语和基本概念68
311系统和环境68
312相69
313状态和状态函数69
314热力学能70
315过程和途径70
316热和功70
32化学反应中的质量守恒和能量守恒71
321化学反应质量守恒定律71
322热力学第一定律71
33热化学72
331反应热的测量72
332化学反应的反应热与焓74
333qp与qV的关系和盖斯定律75
334热化学方程式77
335化学反应反应热的计算77
34化学反应进行的方向79
341熵与热力学第二定律和热力学第三定律79
342化学反应的自发性82
343吉布斯函数变与化学反应进行的方向82
35化学反应进行的程度——化学平衡87
351化学平衡87
352化学平衡的移动91
36非平衡系统的热力学简介94
361开放系统的熵变94
362自组织现象95
363耗散结构简介96
4溶液化学与离子平衡104
41液体以及由液体构成的多组分体系104
411分子间力与液体的某些性质104
412溶液的形成和性质105
42稀溶液的通性108
421非电解质稀溶液的通性108
422电解质溶液的通性111
423有关溶液通性的计算111
424溶液依数性的实际应用112
43相平衡113
431纯物质的相图113
432混合物的相图116
44溶液中的酸碱平衡118
441酸碱理论简介118
442酸碱的解离平衡119
443缓冲溶液及其应用122
45配离子的解离平衡124
46溶液中的沉淀溶解平衡125
461溶度积规则125
462沉淀的生成与溶解126
463沉淀溶解平衡应用126
47表面化学与胶体溶液129
471表面张力129
472吸附现象129
473润湿与接触角130
474表面活性剂131
475乳化与破乳132
476胶体134
5化学动力学初步143
51化学反应速率的定义143
52影响化学反应速率的因素144
521浓度对反应速率的影响144
522温度对反应速率的影响147
53化学反应速率的基本理论149
531碰撞理论149
532过渡状态理论150
54催化作用与催化剂151
55化学平衡的本质152
551化学平衡常数153
552化学平衡常数的测量154
553化学平衡常数的应用155
554化学热力学控制和化学动力学控制156
56复合反应动力学156
561链反应156
562酶催化反应157
563光化学反应158
6电化学基础与金属腐蚀163
61氧化还原反应与氧化还原平衡163
611氧化还原反应163
612氧化还原平衡164
62原电池与电极电势164
621原电池164
622电极和电极电势166
623影响电极电势的因素——能斯特方程169
624电极电势的应用171
625不可逆电极的反应过程173
626极化和超电势174
63化学电源176
631一次电池177
632二次电池178
633燃料电池180
64电解181
641电解池181
642分解电压181
643电解产物182
644电解的应用183
65金属的腐蚀与防护186
651化学腐蚀186
652电化学腐蚀187
653自然条件下的主要腐蚀类型188
654金属腐蚀的防止191
7有机化学基础197
71有机化合物概述197
711有机化合物和有机化学197
712有机化合物的特点198
713有机化合物的分类200
714有机化合物的命名201
72有机化合物的结构202
721有机化合物的异构现象203
722有机化合物的结构分析207
73有机化学反应基本类型208
731有机化学反应的分类208
732取代反应209
733加成反应212
734氧化、还原反应214
735消除反应216
736缩合反应217
74基本有机化合物的合成217
741烯烃和炔烃的合成217
742卤代烃的合成218
743醇的合成219
744醚的合成220
745醛酮的合成220
746羧酸的合成221
747胺的合成222
8化学的应用228
81化学与日常生活228
811纤维和纺织品229
812食物中的营养物质230
813日用化工产品232
82化学与能源235
821世界能源结构与现状235
822煤炭及其综合利用237
823石油与天然气239
824核能（原子能）241
825节能与新能源243
83化学与环境246
831环境与生态平衡246
832自然环境污染248
833化学与环境保护257
84化学与生命263
841生命的本质263
842生命体中的重要有机物263
843基因与遗传信息269
844生物膜270
845氧自由基与人体健康271
846药物设计272
9基础化学实验274
实验1化学反应热效应的测定274
实验2温度对反应速率的影响与活化能的测定277
实验3溶液的配制和酸碱滴定279
实验4醋酸解离度和解离常数的测定281
实验5铁氧体法处理含铬电镀废水287
实验6分光光度法测定钢中的锰含量289
实验7印刷电路板的制作294
实验8钢铁的磷化296
实验9白色原料——立德粉的制备298
实验10金属铝的表面处理——阳极氧化法300
附录303
附录1中国法定计量单位303
附录2一些基本物理常数304
附录3标准热力学函数304
附录4环境空气质量标准（摘自GB 3095—1996）308
附录5居住区大气中有害物质的最高允许浓度309
附录6中国生活饮用水卫生标准（GB 5749—85）310
附录7中国土壤环境质量标准（GB 15618—1995）311
附录8一些弱电解质在水溶液中的解离常数311
附录9一些共轭酸碱的解离常数312
附录10一些配离子的稳定常数Kf和不稳定常数Ki312
附录11一些物质的溶度积Ksp（25℃）313
附录12标准电极电势314
参考文献315 本教材的主要适用对象为高等学校非化学化工类专业的大学生，也可作为化学与化工类专业学生的学习参考书。工科基础化学内容介绍:
作为一门中心学科，化学深深地影响着许许多多的技术学科。本书是为理工科非化学化工类学生学习化学知识编写的。本书共分9章，依次介绍了化学物质的基本分类和命名法则、化学物质结构基础、化学热力学和化学动力学基础、溶液化学与离子平衡、电化学与金属腐蚀，以及有机化学的基础知识；还通过介绍基础化学知识在日常生活、能源、环境和生命等领域中的应用，初步完成了相关化学基础知识的网络编织；并选配了10个基本的化学实验，以便进一步提高学生利用化学解决实际问题的能力。
本教材的编写特点是以基础概念、基本原理和基本方法为重点，以实际应用为知识点的连接手段，顺应“宽口径、厚基础”的培养模式，初步具备模块式教学功能，可满足不同的教学课时数要求。
本教材的主要适用对象为高等学校非化学化工类专业的大学生，也可作为化学与化工类专业学生的学习参考书。
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