教材內容包括基本原理和實際應用兩部分。基本原理包括化學熱力學、化學動力學、溶液、四大平衡(酸堿平衡、沉淀溶解平衡、氧化還原和配位平衡)、物質結構等;實際應用部分主要介紹化學在材料、能源、環境等前沿領域中的應用。
化學與數學、物理學一樣,是經典的自然科學。隨著人類的進步和社會的發展,化學已滲透到人類生活的每一個角落,人們已離不開也避不開化學。因此,化學知識是人們生活必不可少的基礎知識。但是由于專業發展的需要,很多學校在理學中已經減弱甚至刪除了化學課程的設置,此外學生由于種種壓力,把多的時間用于外語以及計算機等工具性課程的學習,而忽視了自然科學在文化素質中的重要作用;尤其是對于化學基礎課程重視不夠,導致很多人對化學學科產生了誤解,而沒有意識到化學課程基礎作用的重要性。為了適應地方高校人才培養的需要,提高素質教育水平,編者參考國內外普通化學教材,借鑒其理念與做法,結合學生的知識體系水平編寫了本書,希望能讓多的人了解化學;也期望通過教材的編寫能夠促進學校制定專業培養計劃時,考慮將大學化學課程列為學生尤其是理工科學生的自然科學基礎必修課。
在本書編寫過程中參考了多本化學教材,希望能做到教材總體結構布局合理,知識體系簡明完整,同時又能夠結合地方實際,突出特色。本書內容包括基本原理和實際應用兩部分。基本原理包括化學熱力學、化學動力學、溶液、四大平衡(酸堿平衡、沉淀溶解平衡、氧化還原和配位平衡)、物質結構等;實際應用主要介紹化學在材料、能源、環境等前沿領域中的應用,體現化學知識的重要性。本書的知識體系起點低,內容銜接跨度小,具體理論內容介紹詳細;其次降低了基礎理論的深度和難度,盡量避免過度抽象的描述以及深奧的推理,力求做到簡明易懂,利于學生自學;書中也適當地增加一些當今世界密切關注、與化學緊密相關的學科內容,如能源、環境、材料與化學的關系等,這樣既可以擴大學生的知識面,又使學生感受到化學這門學科對社會發展的責任與作用,從而激發學生的學習興趣。
前言
緒論
0.1 化學是研究物質的科學
0.1.1 化學的研究對象與內容
0.1.2 化學研究的目的
0.1.3 化學在社會發展中的地位與作用
0.2 化學發展簡史
0.2.1 古代化學
0.2.2 近代化學
0.2.3 化學的現狀
0.3 化學學科的分類
0.3.1 無機化學
0.3.2 有機化學
0.3.3 分析化學
0.3.4 物理化學
0.4 化學學習方法
第1章 氣體
1.1 理想氣體定律
1.1.1 理想氣體狀態方程式
1.1.2 理想氣體狀態方程式的應用
1.2 氣體混合物
1.2.1 分壓定律
1.2.2 分體積定律
1.2.3 實際氣體
第2章 化學熱力學基礎
2.1 熱力學的術語和基本概念
2.1.1 系統和環境
2.1.2 狀態和狀態函數
2.1.3 過程和途徑
2.1.4 化學反應計量式和反應進度
2.1.5 熱和功
2.1.6 熱力學能
2.1.7 熱力學第一定律
2.2 反應熱和反應焓變
2.2.1 焓
2.2.2 熱化學方程式
2.2.3 赫斯定律
2.2.4 應用標準摩爾生成焓計算標準摩爾反應焓
2.3 化學反應的方向
2.3.1 自發過程
2.3.2 影響化學反應方向的因素
2.3.3 熱化學反應方向的判斷
第3章 化學動力學基礎
3.1 化學反應速率的概念
3.1.1 化學反應速率及其表示法
3.1.2 定容反應的反應速率
3.1.3 化學反應速率的實驗測定
3.2 反應速率理論簡介
3.2.1 碰撞理論簡介
3.2.2 過渡狀態理論簡介
3.3 影響化學反應速率的因素
3.3.1 濃度(壓力)對化學反應速率的影響
3.3.2 溫度對化學反應速率的影響
3.3.3 催化劑對化學反應速率的影響
第4章 化學平衡
4.1 可逆反應和化學平衡
4.1.1 可逆反應
4.1.2 化學反應平衡
4.2 平衡常數
4.2.1 經驗平衡常數
4.2.2 標準平衡常數
4.2.3 平衡常數的應用
4.3 化學平衡的移動
4.3.1 濃度對化學平衡的影響
4.3.2 壓力對化學平衡的影響
4.3.3 溫度對化學平衡的影響
4.3.4 勒夏特列原理
第5章 酸堿平衡
5.1 酸堿理論
5.1.1 酸堿的電離理論
5.1.2 酸堿的質子理論
5.1.3 酸堿的電子理論
……
第6章 沉淀溶解平衡
第7章 氧化還原反應
第8章 原子結構
第9章 分子結構
第10章 晶體結構
第11章 配位化合物
第12章 化學與環境
第13章 化學與能源
第14章 化學與材料
參考文獻
附錄
《大學化學基礎》:
0.3.3分析化學
分析化學是研究獲取物質化學組成與結構信息的分析方法及相關理論的一門學科,是化學學科的一個重要分支。分析化學以化學基本理論和實驗技術為基礎,并吸收物理、生物、統計、電子計算機、自動化等方面的知識以充實本身的內容,從而解決科學、技術所提出的各種分析問題。分析化學的主要任務:鑒定物質的化學組成(元素、離子、官能團、或化合物)、確定物質的結構(化學結構、晶體結構、空間分布)、測定物質的有關組分的含量和存在形態(價態、配位態、結晶態)及其與物質性質之間的關系等。
分析化學這一名稱雖創自波義爾,但其實踐運用與化學工藝的歷史同樣古老。古代冶煉、釀造等工藝的高度發展,都是與鑒定、分析、制作過程的控制等手段密切聯系在一起的。在東、西方興起的煉丹術、煉金術等都可視為分析化學的前驅。在科學史上,分析化學曾經是研究化學的開路先鋒,它對元素的發現、相對原子質量的測定等都曾作出重要貢獻。但是,直到19世紀末,人們還認為分析化學尚無獨立的理論體系,只能算是分析技術,不能算是一門學科。20世紀以來,分析化學經歷了三次巨大變革,確立了自己的學科地位,分析化學已由單純提供數據,上升到從分析數據中獲取有用的信息和知識,成為生產和科研中實際問題的解決者。現代分析化學已突破了純化學領域,它將化學與數學、物理學、計算機學及生物學緊密地結合起來,發展成為一門多學科性的綜合學科。
0.3.4物理化學
物理化學是以豐富的化學現象和體系為對象,用物理的原理和實驗技術探索、歸納和研究化學的基本規律和理論,構成化學科學的理論基礎。物理化學的水平在相當大程度上反映了化學發展的深度。
1752年,“物理化學”這個概念被俄國科學家羅蒙索諾夫在圣彼得堡大學的一堂課程上首次提出。一般認為,物理化學作為一門學科的正式形成,是從1877年德國化學家奧斯特瓦爾德和荷蘭化學家范特霍夫創刊的《物理化學雜志》開始的。從這一時期到20世紀初,物理化學以化學熱力學的蓬勃發展為特征。隨著科學的迅速發展和各門學科之間的相互滲透,物理化學與物理學、無機化學、有機化學之間存在著越來越多的互相重疊的新領域,從而不斷地派生出許多新的分支學科,如物理有機化學、生物物理化學、化學物理學等。物理化學還與許多非化學的學科有著密切的聯系,如冶金過程物理化學、海洋物理化學。物理學和數學的成就,加上計算機技術的飛速發展,為物理化學的發展提供了新的領域。
……