本書在化學一級學科層面上向讀者介紹化學學科, 包括傳統四大化學的核心內容, 并在學生所掌握的化學知識基礎上, 通過若干實例向學生介紹化學在生命科學中的重要應用, 力求讓讀者深切體會到學科交叉融合的重要性。
本書在化學一級學科層面上向讀者介紹化學學科，包括傳統四大化學的核心內容，并在學生所掌握的化學知識基礎上，通過若干實例向學生介紹化學在生命科學中的重要應用，力求讓讀者深切體會到學科交叉融合的重要性。本書內容注重科學性與時代性的結合，編排注意各章節的相互聯系和呼應，每章后有適量習題供學生練習。
本書可作為理、工、醫、農、師范類大學非化學類專業本科生的教材，也可作為高等學校化學化工類專業化學平臺課程的教材，并適合作為社科類專業“化學與人類文明”課程的參考書。本書還注重與高中化學新課程的銜接，因此也適合高中教師進修學習使用。
第二版前言
第一版序
第1章 氣體、液體和固體
1.1 氣體的狀態和狀態方程
1.1.1 理想氣體的狀態方程
1.1.2 真實氣體的狀態方程
1.2 氣體的液化
1.2.1 二氧化碳等溫壓縮
1.2.2 臨界狀態
1.3 飽和蒸氣壓
1.3.1 蒸氣壓測定
1.3.2 克勞修斯-克拉貝龍方程
1.4 水的相圖
1.5 溶液的飽和蒸氣壓
1.5.1 拉烏爾定律
1.5.2 稀溶液的依數性
1.6 蒸餾原理
1.7 液體的表面張力
1.7.1 表面張力
1.7.2 彎曲液面上的附加壓力
1.7.3 彎曲液面液體的蒸氣壓
本章小結
習題
第2章 化學熱力學基礎
2.1 熱力學第一定律
2.1.1 熱與功
2.1.2 熱力學第一定律的表述
2.2 熱力學第二定律
2.2.1 熵和熵增
2.2.2 熵增的計算
2.3 自由能
2.3.1 自由能判據
2.3.2 自由能增量的計算
2.4 化學平衡
2.4.1 平衡常數
2.4.2 反應自發進行的方向
2.4.3 溫度對反應平衡常數的影響
2.5 電離平衡和沉淀溶解平衡
2.5.1 電離平衡
2.5.2 沉淀溶解平衡
本章小結
習題
第3章 電化學基礎
3.1 原電池和電解池的異同
3.2 原電池
3.2.1 原電池的構成
3.2.2 電極的表示
3.2.3 原電池的電動勢
3.3 電極和電極電勢
3.3.1 電極電勢的產生
3.3.2 標準氫電極和相對電極電勢
3.3.3 電極的種類
3.3.4 電極電勢的能斯特方程
3.4 電動勢與電極電勢在化學上的應用
3.4.1 化學反應平衡常數KΘ的測定
3.4.2 物質氧化還原能力的比較
3.4.3 氧化還原反應方向的判斷
3.4.4 離子濃度的測量
本章小結
習題
第4章 化學動力學基礎
4.1 反應速率
4.1.1 反應速率的定義
4.1.2 反應速率的測量
4.2 反應動力學方程
4.2.1 反應動力學方程的概念
4.2.2 反應級數和反應速率常數
4.3 簡單級數反應的動力學方程
4.3.1 一級反應的動力學方程
4.3.2 二級反應的動力學方程
4.3.3 零級反應的動力學方程
4.4 典型復雜反應的動力學
4.4.1 反應機理的概念
4.4.2 平行反應的動力學
4.4.3 對行反應的動力學
4.4.4 鏈反應的動力學
4.5 反應速率常數
4.5.1 阿倫尼烏斯方程
4.5.2 活化能
4.6 氣固相界面反應的動力學
4.6.1 固體表面的吸附現象
4.6.2 氣固相界面反應動力學
本章小結
習題
第5章 物質結構
5.1 分子結構測定
5.1.1 物質結構研究的意義
5.1.2 晶體結構和分子結構
5.1.3 晶體的周期性和對稱性
5.1.4 晶體衍射
5.1.5 衍射強度與電子密度
5.2 分子結構的規律
5.2.1 鍵長和共價半徑
5.2.2 范德華半徑
5.2.3 離子液體
5.2.4 鍵角規律
5.3 蛋白質的晶體結構
5.3.1 胰島素的分子結構
5.3.2 血紅蛋白的分子結構
5.3.3 蛋白質結構數據庫
5.4 核外電子排布規律
5.4.1 玻爾模型
5.4.2 核外電子是一種波
5.4.3 振動方程、波動方程
5.4.4 薛定諤方程和波函數
5.4.5 原子軌道
5.4.6 多電子原子的電子排布方式
5.5 價鍵理論
5.5.1 共價鍵的形成
5.5.2 雜化軌道理論
5.5.3 化學鍵理論的拓展
5.6 分子間作用力
5.6.1 范德華力
5.6.2 氫鍵
5.6.3 芳環堆積
5.6.4 超分子化學
本章小結
習題
第6章 有機化合物
6.1 有機化合物的分類
6.2 有機化合物的命名
6.3 有機物分子結構的基本規律
6.3.1 共價鍵的類型與有機物的分子結構
6.3.2 分子結構與物質性質的關系
6.4 雜環化合物
6.4.1 雜環化合物的分類
6.4.2 典型雜環化合物舉例
6.5 有機化合物的手性
6.5.1 手性分子和手性碳原子
6.5.2 手性化合物構型的標記
6.5.3 手性化合物的旋光性
6.5.4 外消旋體的拆分
6.5.5 對映異構體的轉化
6.6 有機化合物的反應規律
6.6.1 官能團的轉變
6.6.2 碳鏈的轉變
6.6.3 官能團的保護
6.7 生物體內的合成反應
6.7.1 ATP的合成
6.7.2 光合作用
6.7.3 關于生物大分子研究的思考
本章小結
習題
第7章 配位化學基礎
7.1 配合物的組成和配位方式
7.1.1 配合物的組成
7.1.2 配位方式
7.2 配位幾何
7.2.1 配位數和配位幾何
7.2.2 配合物的異構現象
7.3 配位鍵理論
7.3.1 配位鍵的價鍵理論
7.3.2 電價配位鍵
7.4 配體交換和配位平衡
7.4.1 配體交換
7.4.2 配位平衡
7.5 配合物的應用
7.5.1 電鍍工業
7.5.2 生命科學
7.5.3 化學反應的催化劑
7.5.4 具有潛在應用前景的新材料
本章小結
習題
第8章 儀器分析簡介
8.1 光譜分析法概要
8.2 原子光譜
8.2.1 原子發射光譜原理
8.2.2 原子發射光譜儀
8.2.3 原子發射光譜分析
8.2.4 原子吸收光譜原理
8.2.5 原子吸收光譜分析
8.3 紅外光譜
8.3.1 紅外光譜原理
8.3.2 紅外光譜的定性和定量分析
8.3.3 紅外光譜儀
8.3.4 紅外光譜分析
8.4 色譜分析法概要
8.4.1 色譜法的起源
8.4.2 色譜分離原理
8.4.3 色譜定性和定量分析
8.5 氣相色譜法
8.5.1 分離系統
8.5.2 檢測和記錄系統
8.5.3 氣相色譜分析實例
8.6 液相色譜法
8.6.1 高效液相色譜儀
8.6.2 液相色譜應用實例
8.6.3 氣相色譜與高效液相色譜的比較
本章小結
習題
參考文獻
附錄
附錄Ⅰ 一些基本物理常量
附錄Ⅱ 標準電極電勢
附錄Ⅲ 標準熱力學函數(pΘ=100kPa,T=298.15K)
第1 章 氣體、液體和固體
化學所研究的物質通常以氣態、液態或固態的形式存在。物質在這三種狀態下的
運動規律，以及三種狀態相互轉變的規律，雖然屬于物理學的研究范疇，但與化學也有
密切的關系，如液體的蒸發、混合液體的蒸餾分離等。因此，物質的狀態以及在不同狀
態之間的轉變也是化學家非常關心的問題。
本章簡要討論物質三態的變化規律，作為以后幾章學習的基礎。
1.1 氣體的狀態和狀態方程
氣體的狀態可以用氣體的溫度T 、體積V 和壓強p ① 等物理量描述。這些物理量
的數值確定，氣體的狀態也就確定；氣體狀態發生變化，這些物理量的數值也會變化。
因此，p 、V 、T 這些物理量稱為狀態變量，也稱為狀態函數，意味著這些物理量都是氣體
狀態的函數。
氣體的其他一些物理量也是狀態的函數，如黏度、密度、對光的折射率、熱的傳導
率等。
顯然，上述物理量并不全是獨立的，它們的數值是有關聯的。例如，對于一定的物
質的量的氣體，當T 與V 的數值確定之后，p 也就確定了，即p 是T 和V 函數，關系
式為
p＝f（T，V）
根據以上討論可知，當氣體的T 、V 數值確定之后，氣體的狀態就確定了，該氣體的
所有狀態變量（黏度、密度等）的數值也就全都確定了。因此，T 與V 是確定氣體狀態
的獨立變量。
一般來說，物質的量確定了的氣體（如1 mol 氣體），其狀態可由2 個獨立變量確
定。當然，所有的狀態變量都可以選作獨立變量。例如，可以不把T 、V 當成獨立變
量，而選擇T 、p 作為獨立變量。這樣，當T 、p 的數值確定之后，氣體的狀態也就確定
了，包括體積V 在內的所有狀態變量的數值都確定了。這樣，V 就成為T 、p 的函
數，即
V＝g（T，p）
p＝f（T，V）或V＝g（T，p）等都是描述氣體狀態變量之間函數關系的方程，稱為氣
體的狀態方程。
1.1.1 理想氣體的狀態方程
人們測量各種氣體的p 、V 、T 數值后發現，在低壓下，氣體p 、V 、T 之間基本上符合
以下關系：
p V＝nR T （1-1a）
式中，n 為該氣體的物質的量；R 為摩爾氣體常量。當p 和V 均取標準單位Pa 和m3
時，R 的數值為8.314，單位是J ? mol- 1 ? K- 1 。
式（1-1a）表示的p 、V 、T 的函數關系對各種低壓氣體都成立。也就是說，式（1-1a）
的函數關系反映了低壓氣體的通性，與氣體的種類無關。通常，如果氣體的壓力接近或
低于一個標準大氣壓（101 325 Pa），上述函數關系就能近似成立；壓力越低，上述函數
關系越準確。
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