本書將原分屬于高等工科院校不同專業的無機化學（含普通化學）、物理化學的教學內容有機地融合在一起，對教材內容進行整合和取舍。全書分為15章，第1~4章介紹物質聚集態、化學熱力學、化學動力學、化學平衡等化學基本原理；第5~7章介紹電解質溶液的解離平衡、電化學平衡和相平衡；第8章為界面現象和膠體分散系的介紹；第9~12章為原子結構、分子結構、固體結構、配合物結構的理論介紹；第13~15章為元素化學部分，主要介紹s區元素、p區元素和d區元素。每章內容均分為基礎內容和拓展知識兩層次，使之既有利于實施教學要求，又有利于拓展學生的知識面。書后附有習題答案和附錄。
本書可作為高等院校化學化工及相關專業的無機化學、大學化學、普通化學課程教材，也可供科研、工程技術人員參考使用。
“大學化學”課程是化工及非化學化工類本科學生的一門必修基礎課程，主要介紹化學基本原理和化學技能。隨著社會經濟的不斷發展和科學技術的不斷進步，我國高等教育的改革和發展進入了一個新的歷史階段，教育體制、教學內容、教學方法的改革都在更廣泛、更深入地展開，因而也給大學化學教學改革提出了更高的要求。一方面，要求學生在有限的學時數條件下掌握精通的專業知識；另一方面，要求學生有更寬廣的知識面，以適應學科融合、交叉和滲透背景下對復合型技術人才的需要。為此，我們以現代教育思想為指導，在教學為先、育人為本的原則下，從培養21世紀高素質工科人才的總體需要出發，針對工科本科專業學生對化學基本知識、基本技術和基本方法的需求和學時分配，對原有的工科相關專業的基礎化學、普通化學、無機化學、物理化學和有機化學的部分相關知識進行整合，編寫了這本《大學化學》教材，以物質聚集態、化學熱力學、化學動力學、物質結構、表面化學、膠體化學、配位化學、元素化學、有機化學為基礎構建了新的工科專業基礎化學教學體系。力求讓學生在較少的學時內對化學知識體系和化學的近代進展有一個較為全面的了解。
為了適應新世紀對具有全面素質的創新型人才的要求，本書在編寫過程中力求達到內容的先進性、基礎性、科學性及針對性等各方面的統一，在介紹化學的基本原理、基本技術和基本方法的前提下，注意化學與各相關學科和技術的緊密聯系，討論化學在這些學科中的應用。在內容的選擇上，注意與中學化學的銜接，力求理論聯系實際。在材料組織上，力求概念闡述準確嚴密，內容安排深入淺出、循序漸進，并注意各章內容的相互依托與交叉，便于教師教學和學生自學。本書可以作為高等學校化學工程與工藝、材料科學、環境科學與工程、資源勘查、寶石學、生物科學與工程及相關專業本科四年制學生的教材，也可作為相關教師的參考資料。在使用本書作教材時，教師可根據學生的實際情況，在保證課程基本要求的前提下，對內容進行取舍，也可對相關知識的講授順序進行調整。書中帶“*”的內容為選學內容。參加本書編寫工作的有桂林理工大學的鐘福新(第4、7章)、余彩莉(第3、5、15章)、劉崢(第6、10、11、16章)、張淑華(第1、12章)、肖順華(第2、8章)、黃紅霞(第13章)、桂林電子科技大學的莫德清(第14章)和廣西工學院的張倩(第9章)。最后由鐘福新、余彩莉、劉崢定稿。
本書編寫中參考了國內外出版的一些教材和著作，從中得到許多啟發和教益，在此向這些作者表示誠摯的感謝。
本教材的出版得到了“桂林理工大學教材建設基金”的資助。
由于水平有限，教材中難免存在不足和疏漏之處，懇請讀者不吝批評指正，深表感謝。
編者
2011年4月
目 錄
第1章氣體
1.1理想氣體狀態方程1
1.2氣體混合物3
1.2.1道爾頓分壓定理3
1.2.2阿馬格分體積定律4
1.2.3氣體混合物的摩爾質量5
1.3氣體的液化及臨界參數6
1.3.1液體的飽和蒸氣壓6
1.3.2臨界參數6
1.3.3真實氣體的pVm圖與氣體的液化8
1.4真實氣體狀態方程8
拓展知識獲得諾貝爾化學獎的華人10
思考題11
習題12
第2章熱力學第一定律與熱化學13
2.1熱力學的術語和基本概念13
2.1.1系統和環境13
2.1.2狀態和狀態函數14
2.1.3過程和途徑14
2.1.4相15
2.2熱力學第一定律15
2.2.1熱和功15
2.2.2熱力學能16
2.2.3熱力學第一定律17
2.3熱化學的術語和基本概念17
2.3.1反應進度18
2.3.2反應熱18
2.3.3標準狀態20
2.3.4熱化學方程式21
2.3.5蓋斯定律21〖1〗〖3〗大學化學(第2版)目錄〖3〗〖3〗2.4熱化學基本數據與反應焓變的計算22
2.4.1標準摩爾生成焓22
2.4.2標準摩爾燃燒焓23
2.4.3反應焓變的計算23
拓展知識能源24
思考題27
習題28
第3章化學動力學基礎30
3.1化學動力學的任務和目的30
3.2化學反應速率表示方法31
3.3化學反應的速率方程33
3.3.1質量作用定律34
3.3.2反應級數和反應的速率常數35
3.4溫度和活化能對反應速率的影響37
3.4.1溫度對反應速率的影響37
3.4.2活化能Ea對反應速率的影響39
3.5化學反應速率理論和反應機理簡介39
3.5.1碰撞理論39
3.5.2過渡態理論40
3.5.3反應機理與基元反應41
*3.6催化反應動力學42
3.6.1催化反應的特點42
3.6.2均相催化反應44
3.6.3氣固相催化反應45
拓展知識化學動力學在考古學中的應用45
思考題46
習題46
第4章熱力學第二定律與化學反應的方向和限度48
4.1熱力學第二定律48
4.2熵熱力學第三定律49
4.2.1混亂度、熵與微觀狀態數50
4.2.2熱力學第三定律和標準熵52
4.2.3化學反應熵變52
4.3吉布斯函數54
4.3.1吉布斯函數的定義及吉布斯函數\[變\]判據54
4.3.2標準摩爾生成吉布斯函數55
4.3.3化學反應的吉布斯函數變計算56
4.3.4ΔG與ΔG的關系57
4.4吉布斯函數與化學平衡58
4.4.1化學平衡的基本特征58
4.4.2標準平衡常數表達式59
4.4.3標準平衡常數的應用62
4.4.4化學平衡移動64
拓展知識氧血紅蛋白的平衡67
思考題68
習題70
第5章水溶液中的離子平衡72
5.1酸堿質子理論概述72
5.1.1質子酸、質子堿的定義72
5.1.2共軛酸堿概念及其相對強弱73
5.1.3酸堿反應的實質74
5.2水的解離平衡和溶液的pH75
5.2.1水的解離平衡75
5.2.2溶液的pH75
5.3弱酸、弱堿的解離平衡76
5.3.1一元弱酸的解離平衡76
5.3.2一元弱堿的解離平衡77
5.3.3多元弱酸、弱堿的解離平衡78
5.4鹽溶液的解離平衡79
5.4.1強酸弱堿鹽79
5.4.2弱酸強堿鹽80
5.4.3酸式鹽81
5.4.4弱酸弱堿鹽82
5.4.5影響鹽類水解的因素及其應用83
5.5緩沖溶液83
5.5.1同離子效應83
5.5.2緩沖溶液84
5.5.3緩沖溶液的pH計算85
5.5.4緩沖溶液的配制86
5.6酸堿指示劑87
5.7酸堿電子理論88
5.8沉淀溶解平衡89
5.8.1溶解度89
5.8.2溶度積90
5.8.3溶度積和溶解度之間的換算90
5.8.4溶度積規則91
5.8.5同離子效應和鹽效應92
5.8.6溶液的pH對沉淀溶解平衡的影響94
5.8.7分步沉淀95
5.8.8沉淀的轉化96
拓展知識水的凈化與廢水處理96
思考題99
習題100
第6章氧化還原反應電化學基礎102
6.1氧化還原反應的基本概念103
6.1.1氧化劑、還原劑及氧化還原反應相關概念103
6.1.2氧化值和氧化態103
6.1.3氧化還原方程式的配平104
6.2電化學電池107
6.2.1原電池的構造107
6.2.2原電池符號和電極的分類107
6.2.3原電池的熱力學109
6.3電極電勢110
6.3.1電極電勢的產生110
6.3.2標準電極電勢110
6.3.3能斯特方程式112
6.3.4能斯特方程式的應用113
6.4電解119
拓展知識化學電源123
思考題125
習題126
第7章相平衡129
7.1相體系平衡的一般條件129
7.2相律131
7.2.1相、組分、自由度和自由度數131
7.2.2相律133
7.2.3相律的推導133
7.3單組分體系的相平衡135
7.3.1水的相圖135
7.3.2其他單組分相圖137
7.4二組分體系的相圖及其應用138
7.4.1二組分體系的氣液相平衡138
7.4.2二組分體系的液固相平衡147
*7.5三組分體系的相圖及其應用150
拓展知識相圖在現代高科技中的應用151
思考題154
習題154
第8章界面現象和膠體分散體系157
8.1表面張力和表面能157
8.1.1凈吸力和表面張力的概念157
8.1.2影響表面張力的因素159
8.2純液體的表面現象160
8.2.1彎曲界面的一些現象161
8.2.2潤濕現象161
8.3固體表面的吸附163
8.3.1固體表面的特點163
8.3.2吸附作用164
8.3.3吸附曲線165
8.4溶液表面層吸附與表面活性劑167
8.4.1溶液表面層吸附167
8.4.2表面活性劑167
8.5分散系統的分類及溶膠的特性169
8.5.1分散系統169
8.5.2溶膠的特性170
8.6溶膠的穩定性和聚沉173
8.7乳濁液173
拓展知識免疫膠體金技術174
思考題176
習題176
第9章原子結構178
9.1原子結構的早期模型178
9.1.1早期原子模型178
9.1.2有核原子模型180
9.2微觀粒子運動的基本特征181
9.2.1物質波181
9.2.2測不準原理183
9.3氫原子結構的量子力學描述184
9.3.1薛定諤方程184
9.3.2波函數與原子軌道184
9.3.3四個量子數185
9.3.4概率密度和電子云186
9.3.5原子軌道和電子云的圖像187
9.4多電子原子結構190
9.4.1屏蔽效應和鉆穿效應190
9.4.2鮑林近似能級圖192
9.4.3核外電子排布規則193
9.5原子的電子結構與元素周期系196
9.5.1原子結構與元素周期表196
9.5.2元素性質的周期性197
拓展知識物質的組成基元201
思考題202
習題203
第3章化學動力學基礎學習要求
(1)了解化學動力學的任務和目的。
(2)掌握化學反應速率的表示方法。
(3)掌握基元反應和簡單級數反應的化學反應速率方程的表示方法；了解不同級數反應的反應特征，如速率常數的單位、反應物濃度與速率的關系、半衰期的大小等；了解反應級數的測定方法。
(4)了解溫度和活化能對反應速率的影響、反應速率理論和催化反應動力學理論。
3.1化學動力學的任務和目的
在研究化學反應的過程中，研究化學反應的反應速率以及影響因素，確定反應速率與各影響因素之間的關系，無論在理論上還是在實踐上都是及其重要的，它將指導我們在科學研究和實際生產中如何控制反應條件，最終達到控制合理的反應速率，提高反應效率的目的。
化學動力學和化學熱力學是物理化學兩大重要的分支學科，它們各有不同的研究內容。化學熱力學的任務是討論化學過程中能量轉化以及解決在一定條件下某一化學反應的方向和限度問題。在化學熱力學的研究中沒有考慮時間因素，即沒有考慮化學反應進行的速率及化學反應達到的最大限度(平衡)所需的時間。
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