新大學化學(第三版)（簡體書）

《普通高等教育“十一五”國家級規劃教材：新大學化學（第3版）》是普通高等學校非化學化工、非冶金類專業公共課的化學基礎課教材。《普通高等教育“十一五”國家級規劃教材：新大學化學（第3版）》共12章，包括化學反應基本規律，溶液與離子平衡，氧化還原反應與電化學，物質結構基礎，金屬元素與金屬材料，非金屬元素與無機非金屬材料，有機高分子化合物及高分子材料，化學與能源，化學與環境保護，化學與生命，化學與生活，化學與國防。前4章屬￿化學原理部分，是《普通高等教育“十一五”國家級規劃教材：新大學化學（第3版）》的基礎；後8章是在科學技術和社會生活中既重大又貼近我們的屬￿現代社會文明的幾個獨立的專題。在保證教學內容科學性、準確性的基礎上，《普通高等教育“十一五”國家級規劃教材：新大學化學（第3版）》向讀者提供了化學學科的最新科技信息和20世紀末、21世紀初的主要成果。通過“科苑導讀”、“網絡導航”這兩個全新欄目和互動性設置為學習者開闢了更新的視野，提供了更便捷的信息通道，並且使自學部分得到強化。《普通高等教育“十一五”國家級規劃教材：新大學化學（第3版）》幫助讀者通過Internet進入更廣闊的｀知識海洋。“化學技術”欄目用最簡單的方式向讀者介紹了化學的分離、分析技術，瞭解化學學科的實驗科學水平。《普通高等教育“十一五”國家級規劃教材：新大學化學（第3版）》可以作為本科生的基礎課教材，也可供自學者、工程技術人員參考。·

《普通高等教育"十一五"國家級規劃教材:新大學化學(第3版)》是普通高等學校非化學化工、非冶金類專業公共課的化學基礎課教材。在保證教學內容科學性、準確性的基礎上，《普通高等教育"十一五"國家級規劃教材:新大學化學(第3版)》向讀者提供了化學學科的最新科技信息和20世紀末、21世紀初的主要成果。通過“科苑導讀”、“網絡導航”這兩個全新欄目和互動性設置為學習者開辟了更新的視野，提供了更便捷的信息通道，并且使自學部分得到強化。《普通高等教育"十一五"國家級規劃教材:新大學化學(第3版)》幫助讀者通過Internet進入更廣闊的、知識海洋。“化學技術”欄目用最簡單的方式向讀者介紹了化學的分離、分析技術，了解化學學科的實驗科學水平。

第三版前言第二版前言第一版前言(節錄)第一章 化學反應基本規律第一節 幾個基本概念一、系統和環境二、相第二節 化學反應中的質量守恆和能量守恆一、化學反應質量守恆定律二、熱力學第一定律三、化學反應的反應熱四、化學反應反應熱的計算第三節 化學反應進行的方向一、化學反應的自發性二、吉布斯函數變與化學反應進行的方向第四節 化學反應進行的程度——化學平衡一、化學平衡二、化學平衡的移動第五節 化學反應速率一、化學反應速率的表示方法二、反應速率理論和活化能三、影響化學反應速率的因素科苑導讀:物質的第四態、第五態和第六態科苑導讀:飛秒化學——欣賞化學變化的“慢動作”鏡頭網絡導航:“網絡導航”開航前的話——初識重要網站網絡導航:在網上查出所需的化學數據思考題與習題第二章 溶液與離子平衡第一節 溶液濃度的表示方法第二節 稀溶液的依數性一、溶液的蒸氣壓下降二、溶液的沸點升高和凝固點降低三、溶液的滲透壓第三節 酸堿質子理論一、酸、堿的定義二、酸堿反應的實質三、酸、堿的強度第四節 酸和堿的質子轉移平衡一、水的質子自遞平衡二、一元弱酸的質子轉移平衡三、多元弱酸的質子轉移平衡四、同離子效應五、緩衝溶液第五節 難溶電解質的溶解平衡一、溶度積二、沉澱溶解平衡的移動第六節 配位平衡一、配位化合物的概念、組成和命名二、配位平衡三、配離子的穩定常數四、配位平衡的移動五、配位化合物的應用第七節 膠體一、膠體的特性二、膠體的穩定性和聚沉三、膠體的保護科苑導讀:硫化氫:救命的毒氣!?科苑導讀:水能聽?水能看?水知道生命的答案?!網絡導航:專業化學網站化學技術:現代化學分離分析技術——色譜法思考題與習題第三章 氧化還原反應 電化學第一節 氧化還原反應一、氧化與還原二、氧化數第二節 原電池和電極電勢一、原電池二、電極電勢三、影響電極電勢的因素四、原電池電動勢與吉布斯函數變的關係五、電極電勢的應用第三節 電解一、電解池二、分解電壓三、電解的產物第四節 金屬的腐蝕與防護一、化學腐蝕二、電化學腐蝕三、金屬腐蝕的防止科苑導讀:花絮——鋰電池科苑導讀:齲齒——發生在牙齒上的電化學腐蝕網絡導航:如何檢索科技文章和論文思考題與習題第四章 物質結構基礎第一節 原子結構與週期系一、核外電子運動的特殊性二、原子軌道和電子雲三、核外電子分佈與週期系四、元素性質的週期性第二節 化學鍵一、離子鍵二、共價鍵三、分子的空間構型第三節 分子間力與氫鍵一、分子的極性和電偶極矩二、分子間力三、氫鍵四、分子間力和氫鍵對物質性質的影響第四節 晶體結構一、晶體與非晶體二、晶體的基本類型三、液晶四、晶體的缺陷五、非化學計量化合物六、單質的晶體類型科苑導讀:反物質——宇宙中還有一個“反地球”嗎?科苑導讀:給分子做個CT檢查!網絡導航:週期表探趣化學技術:基於原子中電子躍遷的技術——發射和吸收光譜分析思考題與習題第五章 金屬元素與金屬材料第一節 金屬元素概述一、金屬的物理性質及分類二、金屬元素的化學性質三、過渡金屬元素第二節 幾種重要的金屬元素及其重要化合物一、鈦及其重要化合物二、鉻及其重要化合物三、錳及其重要化合物四、稀土元素五、合金材料第三節 金屬材料的化學與電化學加工一、化學鍍二、化學蝕刻三、電鍍與電鑄四、化學拋光與電解拋光五、電解加工科苑導讀:抗菌不銹鋼科苑導讀:神奇的金屬玻璃網絡導航:探訪研究材料的科研機構思考題與習題第六章 非金屬元素與無機非金屬材料第一節 非金屬元素概述一、週期系中的非金屬元素二、非金屬元素單質的物理性質三、非金屬元素單質的化學性質第二節 非金屬元素的重要化合物一、鹵化物二、氧化物三、含氧酸及其鹽第三節 耐火、保溫與陶瓷材料一、耐火、保溫材料二、陶瓷材料第四節 新型無機非金屬材料一、半導體材料二、超導材料三、激光材料四、光導材料科苑導讀:“化害為利”還是“昭雪沉冤”?——硝酸鹽與NO研究的新發現科苑導讀:鹽可能是天然的抗抑鬱劑?網絡導航:通向專利的便車道化學技術:基於分子振動轉動的技術——紅外吸收光譜法思考題與習題第七章 有機高分子化合物及高分子材料第一節 高分子化合物的基本概念一、高分子化合物二、高分子化合物的製備三、高聚物的性能第二節 有機高分子材料一、塑料二、合成橡膠三、合成纖維四、功能高分子五、複合材料六、高分子材料的老化與防老化科苑導讀:納米立體微電池科苑導讀:第三代橡膠網絡導航:進入材料科學大世界思考題與習題第八章 化學與能源第一節 能源概述一、能量的形態與能量的轉換二、能源的概念與分類第二節 燃料能源一、燃料概述二、幾種常見的傳統燃料第三節 化學電源一、原電池二、蓄電池三、燃料電池第四節 新能源一、氫能二、核能三、太陽能四、生物質能科苑導讀:糖取代石油?科苑導讀:可以發電的公路網絡導航:能源發展的目標化學技術:基於元素質荷比的分析技術——質譜法思考題與習題第九章 化學與環境保護第一節 人類與環境一、環境二、人類與環境的關係第二節 環境污染一、大氣污染二、水污染三、土壤污染第三節 環境污染的防治一、大氣污染的防治二、水污染的防治三、土壤污染的防治第四節 廢棄物的綜合利用一、煙塵的綜合利用二、廢氣的綜合利用三、廢水的綜合利用四、垃圾的綜合利用五、廢渣的綜合利用科苑導讀:氣候變暖與低碳生活科苑導讀:臭氧是有益氣體還是健康殺手?網絡導航:關心我們的環境思考題與習題第十章 化學與生命第一節 核酸、DNA與遺傳一、核酸二、DNA的結構三、DNA的複製第二節 蛋白質的結構與合成一、蛋白質的構成二、蛋白質的結構三、蛋白質的合成四、酶第三節 人類基因組計劃一、人類基因組計劃簡介二、人類基因組計劃的進程三、人類基因組計劃的主要發現四、人類基因組計劃對人類的重要意義第四節 基因工程一、基因工程的應用範圍二、DNA的重組技術——克隆三、轉基因作物與食品四、基因診斷與基因療法科苑導讀:DNA測序技術科苑導讀:合成生命——“合成生物學”科苑導讀:瞭解生命科學的最新進展化學技術:基於質子自旋磁矩的技術——核磁共振波譜法思考題與習題第十一章 化學與生活第一節 膳食營養一、六大營養素二、膳食營養平衡三、食品添加劑第二節 安全用藥一、藥物的一般概念二、常用藥物舉例三、處方藥和非處方藥第三節 常用化學品一、表面活性劑二、洗滌劑三、牙膏第四節 常用油品一、車用汽油的使用性能二、車用柴油的使用性能三、潤滑油(脂)科苑導讀:小心身邊的“反營養物質”科苑導讀:開啟血腦屏障的藥物載體網絡導航:五彩繽紛的化學網站思考題與習題第十二章 化學與國防第一節 火藥和“軍事四彈”一、火藥與炸藥二、“軍事四彈”第二節 化學武器一、化學武器及其危害二、化學武器的特點三、化學武器的防護四、禁止化學武器公約第三節 核武器一、核武器的主要殺傷因素二、原子彈三、氫彈四、中子彈第四節 現代武器裝備與化學一、高能炸藥二、反裝備武器三、軍用新材料科苑導讀:未來的軍服網絡導航:國防高科技與化學思考題與習題部分習題參考答案參考文獻附錄附錄一 100.000kPa時一些物質的熱力學性質附錄二 一些弱電解質的解離常數附錄三 配離子的穩定常數附錄四 標準電極電勢附錄五 一些物質的溶度積附錄六 常用符號表·

第一章 化學反應基本規律（BasicPrinciplesofChemicalReactions）
研究化學反應（化學變化）主要是要研究反應過程中物質性質的改變、物質間量的變化、能量的交換和傳遞等方面的問題。在生活和生產實踐中，人們更關心物質發生變化的可能性和現實性。事實上，雖然化學變化紛繁復雜，但是其基本規律是十分簡單而清晰的。掌握這些最基本的規律，許多化學反應都是可以認識、利用，甚至是可以控制和設計的。本章介紹了幾個基本規律，包括反應的質量和能量守恒、反應的方向、限度和速率。這些基本規律在一些重要反應（如離子反應、氧化還原反應、有機高分子反應等）中的應用，將在后面的章節中陸續介紹。
第一節 幾個基本概念（SomeFundamentalConcepts）
為了便于討論，先介紹幾個基本概念。
一、系統和環境
化學是研究物質變化的科學。物質世界是無限的，物質之間又是相互聯系的。為了研究的方便，我們把作為研究對象的那一部分物質稱為系統（system）。例如，研究燒杯中鹽酸和氫氧化鈉溶液的反應，燒杯中的鹽酸和氫氧化鈉溶液以及反應產物就可作為一個系統。人們把系統之外與系統有密切聯系的其他物質稱為環境（surroundings）。
系統和環境之間常進行著物質或能量的交換，按交換的情況不同，熱力學系統可分為三類：
敞開系統系統與環境之間既有物質的交換，又有能量的交換；
封閉系統系統與環境之間沒有物質的交換，只有能量的交換；
孤立系統系統與環境之間既沒有物質的交換，也沒有能量的交換。
例如，把一個盛有一定量熱水的廣口瓶選作系統，則此系統為敞開系統。因為這時在瓶內外除有熱量交換外，還不斷產生水的蒸發和氣體的溶解。如果在廣口瓶上加上一個塞子，此系統就成為封閉系統，因為這時系統與環境只有能量的交換。如果再把廣口瓶改為保溫瓶，則此系統就接近是孤立系統了。當然，絕對的孤立系統是不存在的。
二、相
系統中的任何物理和化學性質完全相同的部分稱為相（phase）。相與相之間有明確的界面，常以此為特征來區分不同的相。對于相這個概念，要分清以下幾種情況：
（1）一個相不一定是一種物質。例如，氣體混合物是由幾種物質混合成的，各成分都是以分子狀態均勻分布的，沒有界面存在。這樣的系統只有一個相，稱均勻系統或單相系統（homogenoussystem）。溶液和氣體混合物都是單相系統。
（2）要注意“相”和“態”的區別。聚集狀態相同的物質在一起，并不一定是單相系統。例如，一個油水分層的系統，雖然都是液態，但含有兩個相（油相和水相），油-水界面是很清楚的。又如，鐵粉和石墨粉混合在一起的固態混合物，即使肉眼看來很均勻，但在顯微鏡下還是可以觀察到相的界面，這樣的系統就有兩個相。含有兩個相或多于兩個相的系統稱不均勻系統或多相系統（heterogeneoussystem）。
（3）同一種物質可因聚集狀態不同而形成多相系統。例如，水和水面上的水蒸氣就是兩個相。如果系統中還有冰存在，就構成了三相系統。
第二節 化學反應中的質量守恒和能量守恒（LawofConservationofMatterandEnergyinChemicalReactions）
通過化學反應可以獲得不同性質的產物并提供能量。化學反應中新物質的生成總是伴隨著能量的變化。本節只討論化學反應中所遵循的兩個基本定律，即質量守恒定律和能量守恒定律，這對于科學實驗和生產實踐具有重要指導意義。
一、化學反應質量守恒定律
1748年，羅蒙諾索夫（M．B．Ломоносов，俄）首先提出了物質的質量守恒定律（lawofconservationofmatter）：“參加反應的全部物質的質量等于全部反應生成物的質量。”這就是說，在化學變化中，物質的性質發生了改變，但其總質量不會改變。他的結論后來被拉瓦錫（A．L．Lavoisier，法）通過一系列實驗所證實。這個定律也可表述為物質不滅定律：“在化學反應中，質量既不能創造，也不能毀滅，只能由一種形式轉變為另一種形式。”