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甘孟瑜，张云怀 编

图书标签:

• 化学
• 大学化学
• 高等教育
• 教材
• 理学
• 自然科学
• 无机化学
• 有机化学
• 分析化学
• 物理化学

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030540799

版次：1

商品编码：12244366

包装：平装

丛书名： 面向21世纪课程教材普通高等教育“十三五”规划教材

开本：16开

出版时间：2017-09-01

用纸：胶版纸

页数：316

字数：490000

正文语种：中文

编辑推荐

适读人群 ：可作为高等学校本科及专科非化学化工专业大学化学教材，自学者和工程技术人员
　　●将动画、视频、图像等数字化资源利用信息化手段整合到教材中，可随时随地进行学习，把课堂学习延伸到课外
　　●注重科学技术背景，内容、例题、习题等各个环节充分体现科学研究的方法和科学探索的过程
　　●通过“化学与工程技术·人类·社会”板块突出反映了“化学是现代高科技和社会进步的基础”这一见解

内容简介

　　《大学化学》准确、简明地阐述*基本、*通用的高等教育层次的化学基本原理和规律，使学生理解化学学科的框架，能运用化学的理论、观点、方法审视公众关注的环境、能源、材料、资源、生命等社会热点论题。同时将大学化学课程的数字化资源整合到教材中，实现教材的立体化。全书共3篇：第1篇为化学反应的基本规律；第2篇为物质结构；第3篇为化学与工程技术·人类·社会。内容包括化学热力学、化学反应速率、化学平衡、溶液与胶体、电化学原理及其应用、原子结构与周期系、化学键与分子结构、晶体结构、环境与化学、能源与化学、材料与化学、生命与化学。
　　《大学化学》可作为高等学校本科及专科非化学化工专业大学化学教材，也可供自学者和工程技术人员参考。

内页插图

目录

目录
前言
第1篇 化学反应的基本规律
第1章 化学热力学 3
1.1 基本概念 4
1.1.1 体系与环境 4
1.1.2 体系的性质 4
1.1.3 体系的状态与状态函数 4
1.2 热化学和焓 5
1.2.1 热力学第一定律 5
1.2.2 焓与化学反应的热效应 7
1.3 化学反应的方向 13
1.3.1 自发过程 14
1.3.2 熵 15
1.3.3 吉布斯自由能 17
1.3.4 吉布斯-亥姆霍兹公式及其应用 19
习题 24
第2章 化学反应速率 27
2.1 化学反应速率及其表示方法 27
2.2 反应速率理论 29
2.2.1 碰撞理论 29
2.2.2 过渡状态理论 30
2.2.3 化学反应的机理 31
2.3 影响化学反应速率的因素 31
2.3.1 浓度与化学反应速率的关系 31
2.3.2 温度与化学反应速率的关系 34
2.3.3 催化作用 37
2.3.4 影响多相反应速率的因素 38
习题 40
第3章 化学平衡 42
3.1 平衡常数 42
3.1.1 分压定律 42
3.1.2 平衡常数 44
3.1.3 标准平衡常数K*与△rGm*的关系 47
3.1.4 化学平衡的移动 49
3.1.5 多重平衡 52
3.2 弱电解质的解离平衡 53
3.2.1 弱酸、弱碱的解离平衡 53
3.2.2 缓冲溶液 55
3.2.3 酸碱质子理论 58
3.3 沉淀溶解平衡 59
3.3.1 溶度积 59
3.3.2 溶度积规则 60
3.3.3 沉淀的生成与溶解 61
3.3.4 分步沉淀 65
3.4 配离子的解离平衡 66
3.4.1 配合物的基本概念 66
3.4.2 配离子的解离平衡 68
3.4.3 配合物的应用 70
习题 71
第4章 溶液与胶体 74
4.1 水的相图 74
4.2 溶液 75
4.2.1 溶液的蒸气压下降 75
4.2.2 溶液的沸点升高和凝固点下降 77
4.2.3 溶液的渗透压 78
4.2.4 电解质溶液的性质 79
4.3 胶体 80
4.3.1 分散系 81
4.3.2 溶胶 81
4.3.3 高分子溶液 85
习题 86
第5章 电化学原理及其应用 88
5.1 原电池和电极电势 88
5.1.1 原电池 88
5.1.2 电极电势 90
5.1.3 电动势与吉布斯自由能变的关系 93
5.1.4 电极电势的应用 94
5.2 电解 96
5.2.1 电解现象 96
5.2.2 电解的应用 98
5.3 金属的腐蚀与防护 100
5.3.1 化学腐蚀与电化学腐蚀 100
5.3.2 金属腐蚀的防护 102
5.3.3 混凝土的腐蚀与防护 103
5.4 化学电源 105
5.4.1 化学电源的分类 105
5.4.2 新型化学电源 106
习题 110
第2篇 物质结构
第6章 原子结构与周期系 115
6.1 氢原子结构的近代概念 115
6.1.1 核外电子运动的特征 115
6.1.2 波函数 117
6.1.3 电子云 121
6.1.4 电子运动状态的完全描述与4个量子数 125
6.2 多电子原子中的电子分布和周期系 127
6.2.1 核外电子的分布 127
6.2.2 原子结构和元素周期表 129
6.3 元素基本性质的周期性 132
6.3.1 有效核电荷数 132
6.3.2 原子半径 133
6.3.3 解离能、电子亲和能和电负性 135
习题 137
第7章 化学键与分子结构 139
7.1 离子键与离子的结构 139
7.1.1 离子键的形成与特性 139
7.1.2 离子的三大特征 140
7.2 共价键与分子结构 141
7.2.1 价键理论 141
7.2.2 杂化轨道与分子的空间构型 145
7.2.3 价层电子对互斥理论 149
7.2.4 分子轨道理论 152
7.3 配位键与配位化合物 156
7.3.1 配合物的主要类型 156
7.3.2 配合物的价键理论 157
7.4 分子间力和氢键 162
7.4.1 分子的极性 162
7.4.2 分子间力 164
7.4.3 氢键 165
7.5 弱相互作用与超分子 167
习题 169
第8章 晶体结构 171
8.1 晶体的特征 171
8.1.1 晶体的基本特性 171
8.1.2 晶体的微观结构 172
8.2 晶体的基本类型 176
8.2.1 离子晶体 176
8.2.2 原子晶体 177
8.2.3 分子晶体 178
8.2.4 金属晶体 179
8.2.5 混合键型晶体 182
8.3 单质的晶体结构及其物理性质的周期性 183
8.3.1 单质的晶体结构 183
8.3.2 单质的物理性质 185
8.4 晶体的缺陷 188
8.4.1 晶体缺陷的种类 188
8.4.2 杂质缺陷和信息材料 190
8.4.3 非化学计量化合物 191
习题 193
第3篇 化学与工程技术 人类 社会
第9章 环境与化学 197
9.1 环境污染 197
9.2 清洁生产与绿色化学 198
9.2.1 清洁生产 198
9.2.2 绿色化学 199
9.3 大气污染及其防治 200
9.3.1 大气圈的组成与结构 200
9.3.2 大气的主要污染物 201
9.3.3 综合性大气污染现象 204
9.3.4 大气污染的治理技术 210
9.4 水污染及其治理 213
9.4.1 评价水质的指标 213
9.4.2 水污染 217
9.4.3 工业废水、生活污水的处理方法 220
9.4.4 膜分离技术及其在水处理中的应用 223
9.5 土壤污染及其防治 227
9.5.1 土壤污染 227
9.5.2 土壤污染防治及改良 228
9.6 固体废物的利用与处置 228
9.6.1 固体废物的综合利用 229
9.6.2 固体废物的最终处置 231
习题 232
第10章 能源与化学 234
10.1 能源概述 234
10.1.1 能源的分类 234
10.1.2 能源利用概况 234
10.1.3 能源发展趋势 235
10.2 核能 237
10.2.1 原子核的组成和结合能 237
10.2.2 核裂变与核聚变 239
10.2.3 核能的和平利用 241
10.3 新型清洁能源 241
10.3.1 太阳能 241
10.3.2 地热能 243
10.3.3 氢能 243
10.3.4 生物质能 246
10.3.5 废弃物的资源化利用 247
习题 248
第11章 材料与化学 250
11.1 重要金属及合金材料 250
11.1.1 铝及铝合金 250
11.1.2 钛及钛合金 250
11.1.3 铜及铜合金 252
11.1.4 稀土金属及应用 253
11.2 新型无机材料 255
11.2.1 先进陶瓷材料 255
11.2.2 纳米材料 258
11.2.3 磁性材料 259
11.2.4 激光材料 260
11.3 有机高分子材料 261
11.3.1 高分子化合物概述 261
11.3.2 高分子化合物的合成 264
11.3.3 高分子化合物的结构和性能 266
11.3.4 高分子化合物的老化与防老化 271
11.3.5 重要的高分子材料 272
11.4 复合材料及应用 275
11.5 润滑油 276
11.5.1 润滑油的组成 276
11.5.2 润滑油的主要性能 280
11.6 建筑用胶凝材料 282
11.6.1 石膏 282
11.6.2 水玻璃 283
11.6.3 水泥 284
习题 286
第12章 生命与化学 288
12.1 组成生命的基本物质 288
12.1.1 蛋白质 288
12.1.2 核酸 294
12.2 现代生物技术 297
12.2.1 基因工程 297
12.2.2 基因组研究 298
12.2.3 生物芯片 299
12.2.4 干细胞技术 299
12.3 微量元素与人体健康 299
12.3.1 人体的元素组成 299
12.3.2 微量元素的生理功能 300
12.3.3 微量元素的相互关系 302
习题 303
参考文献 305
附录 307

前言/序言

　　大学化学课程作为高等教育中实施化学教育的基础课程，对完善学生的知识结构，实施素质教育具有重要作用。目前我国高等教育已进入以教育供给侧改革为主线的发展时期，教学体系、课程内容不断改革，教学研究和实践日益受到重视，现代化教学手段得到普遍使用。随着信息技术的飞速发展，现代教育研究者开始尝试在大数据时代，借助互联网与教育的融合，形成“互联网+教育”的理念和教学新形态。
　　教材是教学内容和课程体系改革的重要载体，本书编者长期从事教学改革和教学研究，并取得了丰硕成果，所负责的“大学化学”课程被评为国家级精品课程，并入选首批国家级精品资源共享课。为进一步实现课程教学的信息化、在线化、功能化，为学生个性化成长和自主学习提供平台并奠定基础，编者特将本书进行数学化升级，希望借助新技术实现教材的信息化、立体化。
　　本书利用增强现实技术，将大学化学课程的数字化资源整合到教材中，通过“互联网+”与课堂教学的深度融合，构建信息化学习环境，让学生随时随地通过计算机和移动终端进行网络学习，使学生的学习从课堂延伸到课外。《大学化学》数字化教材的出版，将改变传统“教”与“学”的形态，给教师和学生带来全新的体验，助力高等学校非化学化工类专业的化学教育迈上一个新的台阶。
　　为了进一步适应不同专业的教学要求，更好地与高中新一轮基础教育课程改革后的化学教学相衔接，本书重点做了以下工作：删去或弱化与中学化学重复的内容，强化高等教育层次的化学基本原理和规律；新增多相反应的平衡常数、多重平衡、分步沉淀、价层电子对互斥理论、电子自旋共振分析、氢键与化合物性质的关系、弱相互作用与超分子、晶体的微观结构、非化学计量化合物、土壤污染及其防治、废弃物的资源化应用、高分子化合物的合成等内容；将低碳生活、雾霾、新能源汽车等社会热点问题引入教学，使化学教学跟上现代科技发展的步伐。
　　本书由甘孟瑜负责统稿，参与本书具体编写工作的有：甘孟瑜（主编，执笔第3、11章）、张云怀（主编，执笔第5、10章）、曹渊（执笔第2、12章）、余丹梅（执笔第4、8章）、李泽全（执笔第9章）、法焕宝（执笔第7章）、胡宝山（执笔第1章）、李哲峰（执笔第6章）。本书审定专家教育部长江学者特聘教授、重庆大学化学化工学院魏子栋教授为编写工作提出了诸多宝贵意见和建议，在此致以衷心的感谢。
　　本书内容涉及面广，书中疏漏之处在所难免，恳望读者批评、指正。

《物质的构成与转化：一场穿越原子世界的奇妙之旅》 想象一下，我们生活在一个由无数微小粒子构成的奇妙世界里。从我们赖以生存的水，到呼吸的空气，再到孕育生命的土壤，它们都由更为基础的单元——原子——组成。而这些原子，又并非孤立存在，它们以各种各样的方式相互连接、组合，构成了我们所能感知和测量的一切物质。 《物质的构成与转化》这本书，正是为你精心设计的一场深入探索这个微观世界的旅程。它不是一本枯燥的教科书，而是邀你化身为一位好奇的探险家，在原子、分子、离子以及它们之间错综复杂的关系中，揭示物质的奥秘，理解世界运行的根本规律。 第一站：物质的基石——原子与元素 我们的旅程始于最微小的构成单位——原子。你将了解到，原子并非不可分割的实体，而是由更小的粒子组成：带正电的质子、不带电的中子，以及围绕原子核高速运动的带负电的电子。原子核的大小与整个原子相比，就好比一颗葡萄粒放在一座体育场中央，这其中的空间是如此的巨大，充满了未知的力量。 我们还将认识到，元素的周期性规律是理解物质世界的基石。不同的原子，仅仅是因为质子数量（即原子序数）的不同，便展现出截然不同的化学性质。从最轻盈的氢，到构成我们骨骼的钙，再到构成地球核心的铁，每一种元素都有其独特的“身份证”，而元素周期表，就是这份身份证的完整名录。你将学会如何解读这张周期表，洞察元素之间的亲缘关系，预测它们的行为模式。 第二站：原子之间的舞蹈——化学键与分子 原子并非总是孤独地存在，它们热衷于相互“联姻”，形成更稳定的结构——分子。这本书将带你深入理解原子之间是如何通过电子的交换或共享来形成化学键的。你将看到离子键是如何通过电子的得失形成带电的离子，并通过静电引力相互吸引；你将理解共价键是如何通过电子的共享，将原子紧密地连接在一起，形成稳定而多样的分子。 从最简单的水分子，到我们呼吸的氧气分子，再到构成蛋白质的复杂大分子，你将学会如何描绘这些分子的三维结构，理解分子的形状如何影响它们的性质，以及为何有些分子具有极性，而有些则没有。我们将一起探索分子间的范德华力、偶极-偶极作用等微弱但至关重要的相互作用力，它们决定了物质的宏观状态，如固态、液态和气态。 第三站：量变到质变——化学反应的发生与调控 当你熟悉了原子的构成和分子的组建，我们便进入了最激动人心的部分——化学反应。化学反应是物质不断转化的过程，它赋予了世界生生不息的活力。我们将揭示化学反应的本质：旧的化学键断裂，新的化学键形成，原子和分子在能量的作用下，重组为新的物质。 你将学习到如何用化学方程式来简洁地描述一场化学反应，理解反应物和生成物之间的定量关系，这便是化学的“算术”。我们将深入探讨影响化学反应速率的因素，如反应物的浓度、温度、催化剂等，理解为何有些反应瞬间完成，而有些则需要漫长的时间。更重要的是，你将认识到化学反应中的能量变化，理解放热反应和吸热反应的区别，以及能量守恒在化学变化中的重要性。 第四站：平衡的艺术——可逆反应与化学平衡 自然界中，并非所有的化学反应都“一去不复返”。许多反应都具有可逆性，即反应可以朝正向进行，也可以朝逆向进行。我们将共同探索可逆反应的奥秘，理解化学平衡的概念。在达到化学平衡时，正向反应速率等于逆向反应速率，尽管宏观上物质的浓度不再改变，但微观上反应仍在进行。 你将学习勒夏特列原理，理解当外界条件（如浓度、压强、温度）发生变化时，化学平衡会如何“顺势而为”，向有利于缓解这种变化的趋势移动。这种对化学平衡的深刻理解，将帮助我们更好地控制和利用化学反应，例如在工业生产中提高产率，或者理解生物体内复杂的化学过程。 第五站：酸碱的秘密——溶液中的质子交换 在我们的日常生活中，酸和碱无处不在。从厨房里的醋，到浴室里的清洁剂，它们都具有独特的酸碱性质。本书将为你揭示酸碱的本质——它们是能够失去或获得质子（氢离子）的物质。你将学习到酸碱的强度，理解强酸强碱和弱酸弱碱的区别，以及pH值这个简洁的数值是如何衡量溶液酸碱度的。 我们将探索酸碱反应，尤其是中和反应，了解酸与碱反应生成盐和水的规律。你还将接触到缓冲溶液的概念，理解它们是如何稳定溶液pH值的，这在生命活动和许多化学实验中都至关重要。 第六站：氧化还原——电子的得失游戏 氧化还原反应是另一类极其重要的化学反应，它们与能量的产生（如电池）和物质的转化（如金属的腐蚀）息息相关。本书将带你深入理解氧化还原反应的本质——它是电子的转移过程。其中，得电子的物质被还原，失电子的物质被氧化。 你将学习识别氧化剂和还原剂，理解氧化态的概念，并掌握如何配平复杂的氧化还原反应方程式。从呼吸作用中能量的释放，到金属的冶炼，再到我们身边的生锈现象，氧化还原反应无处不在，理解它们，就是理解物质能量转化和物质性质变化的重要途径。 第七站：物质的形态与性质——固体、液体、气体与溶液 除了原子、分子和反应，本书还将带领你探索物质的不同形态以及它们之间的相互转化。你将理解固体的晶体结构，探究液体分子间的运动规律，以及气体分子的无规则运动。 更重要的是，我们将深入探讨溶液的形成和性质。你将了解什么是溶解度，影响溶解度的因素有哪些，以及溶液的浓度如何表示。你还将接触到溶液的依数性，即溶液的某些性质（如沸点、凝固点）会随着溶质的浓度变化而变化，这为我们理解物质的宏观性质提供了微观解释。 不仅仅是知识，更是思维的拓展 《物质的构成与转化》不仅仅是一系列概念的堆砌，它更是一次培养你科学思维、逻辑推理能力的旅程。你将学会如何观察、如何提出问题、如何设计实验、如何分析数据，并最终得出合理的结论。这种科学的思维方式，将让你在面对生活中的各种现象时，拥有更深刻的理解和更敏锐的洞察力。 无论你是对自然界充满好奇的学生，还是希望更深入了解身边世界的成年人，这本书都将是你不可或缺的向导。它将为你打开一扇通往物质世界的奇妙之门，让你在理解微观粒子运动的同时，也领略到宏观世界的多彩与规律。准备好，让我们一起开启这场关于物质的终极探索吧！

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最直观的感受是，它的内容相当丰富，涵盖了化学的方方面面，仿佛是一本百科全书。我之前对化学的理解比较零散，主要是一些生活中的化学常识，比如洗涤剂的去污原理，或者食物的保质期和化学成分。我一直好奇，为什么有些物质会发生爆炸，有些会发光，有些又有毒。这本书的出现，让我看到了一个更宏大的化学世界。我希望它能解释这些现象背后的化学机理，比如化学键的形成和断裂，能量的转移和转化，物质的相变等等。我也对化学在工业生产中的应用很感兴趣，比如塑料的制造，金属的冶炼，或者是药物的合成。这本书能否提供一些生动具体的案例，让我看到化学的实际价值，是我非常期待的。而且，我希望这本书的插图和图表能够清晰地展示那些抽象的概念，比如分子的结构，反应的机理，或者实验的装置。

评分☆☆☆☆☆

我拿到这本书的时候，主要是想把它当作一个参考书来用，毕竟我之前已经上过相关的课程，但总觉得有些地方理解得不够透彻，或者说，有些概念在记忆中变得模糊了。我希望这本书能提供一个清晰的学习路径，帮助我回顾和巩固已有的知识。我特别看重的是它对基础概念的解释是否到位，比如氧化还原反应的本质，酸碱理论的演变，或者是热力学和动力学在化学反应中的作用。这些都是构成整个化学学科的基石。我希望它能用比较严谨的语言，但又不是那种晦涩难懂的学术论文风格，最好是能够兼顾理论深度和可读性。我也希望它能够包含一些典型的例题和习题，这样我就可以通过练习来检验自己的掌握程度。毕竟，学习化学，光看不练是远远不够的。如果这本书能提供一些不同难度的题目，并且附带详细的解答和思路分析，那就更完美了。

评分☆☆☆☆☆

刚翻开这本书，就被它那密密麻麻的文字和公式给“镇”住了。感觉像是直接把我扔进了化学的海洋，好多我都没见过，更别提理解了。我本来是抱着学习新知识的心态来的，希望能通过这本书认识一些之前没接触过的化学概念，比如那些复杂的有机合成路线，或者是量子化学里的波函数是怎么回事。我一直觉得，化学的世界充满了奇妙的反应和令人惊叹的结构，比如DNA双螺旋的形成，或者催化剂是如何加速反应的。这些背后隐藏的科学原理，一直让我很着迷。这本书的排版也很紧凑，信息量巨大，这让我既感到充实，又有点压力。我尤其想知道，它有没有介绍一些前沿的化学研究进展，比如纳米材料的合成和应用，或者生物医药领域的化学创新。毕竟，化学不仅仅是实验室里的瓶瓶罐罐，它和我们的生活息息相关，从我们吃的食物到我们穿的衣服，都离不开化学。这本书能否将这些现实世界的应用和理论知识巧妙地结合起来，是我非常关注的一点。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我拿到这本书的时候，并没有抱太大的期望，只是觉得大学里需要一本化学书，那就随便选一本吧。没想到，它居然意外地给了我一些惊喜。我一直觉得化学是一门非常枯燥的学科，充满了各种公式和反应方程式，让人望而生畏。但这本书在讲解的时候，似乎尝试用一些更轻松有趣的方式来引入概念，比如它可能会从某个生活中的小故事或者一个有趣的化学现象开始，然后引出相关的化学原理。这让我觉得学习化学不再是一件苦差事，反而有点像在解谜。我特别喜欢那种能够将理论知识和实际应用结合起来的讲解方式。比如，讲到高分子化学的时候，它会不会顺便介绍一下我们常用的塑料制品是如何制造的，或者讲到电化学的时候，会不会解释一下电池是如何工作的。如果能有这样的内容，那这本书的吸引力就大大增强了。而且，我希望这本书的语言风格能够亲切一些，避免使用太多专业术语，或者在必要时给出清晰的解释。

评分☆☆☆☆☆

这本书啊，说实话，拿到手的时候我还是挺兴奋的。封面设计挺简洁大方的，一看就是那种学术感十足的书。我平时对化学就有点兴趣，但又觉得有些概念太抽象，难以理解。所以，我当时就想，这本《大学化学》应该能帮我系统地梳理一下知识脉络，把那些零散的化学知识点串起来。尤其是听说它会涵盖基础的无机、有机，甚至可能触及一些物化和分析化学的内容，这对我来说简直是福音。我一直觉得，一个完整的化学知识体系，就像是一栋大厦，基础打牢了，才能往上盖更高的楼层。这本书的标题就很直接，没有花里胡哨的形容词，就是“大学化学”，这让我觉得它应该是一本非常扎实的教材，没有太多水分，全是干货。我最期待的是它能够将那些复杂的化学反应原理、物质结构和性质之间的联系讲清楚，最好是能用一些通俗易懂的例子来辅助说明，这样我这种非专业人士也能慢慢消化。毕竟，死记硬背的知识点很容易忘记，只有理解了背后的逻辑，才能真正掌握。我对这本书的期望值还是挺高的，希望它能成为我学习化学的得力助手。