本書內(nèi)容除涵蓋大學(xué)普通化學(xué)內(nèi)容的各項(xiàng)知識(shí)點(diǎn)外,還適當(dāng)引入了一些化學(xué)前沿內(nèi)容,有助于學(xué)生逐步適應(yīng)英文化學(xué)教材的閱讀和學(xué)習(xí),并力求推動(dòng)研究型人才的培養(yǎng)。全書彩色印刷,圖片精美,以中英文頁(yè)對(duì)照的形式呈現(xiàn)。本書以科學(xué)方法論為主線貫穿始終,具體內(nèi)容分為如下九章:第1章 緒論;第2章 氣體、液體、固體和溶液;第3章 化學(xué)熱力學(xué)與化學(xué)平衡;第4章 化學(xué)動(dòng)力學(xué);第5章 酸堿電離平衡與沉淀溶解平衡;第6章 氧化還原平衡與電化學(xué);第7章 原子結(jié)構(gòu);第8章 分子結(jié)構(gòu)與晶體結(jié)構(gòu);第9章 配位解離平衡與配合物;附錄。
本書可作為高等院;瘜W(xué)等專業(yè)本科一年級(jí)學(xué)生普通化學(xué)課程中英文雙語(yǔ)教材。
楊娟
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楊娟,北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院副教授,博士生導(dǎo)師。2001年本科畢業(yè)于北京大學(xué),2006年博士畢業(yè)于德克薩斯A&M大學(xué)(Texas A&M University),2009年入職北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院。2014年起教授普通化學(xué)雙語(yǔ)課,獲評(píng)2020年首批國(guó)家 級(jí)一流本科課程(1/1)。2023年擔(dān)任教育部“101計(jì)劃”化學(xué)學(xué)科普通化學(xué)課程及教材建設(shè)牽頭專家。獲北京大學(xué)化學(xué)院最受本科生喜愛的課程獎(jiǎng)(2018年)、北京高校教學(xué)論文二等獎(jiǎng)(1/1,2017年)、北京大學(xué)教學(xué)優(yōu)秀獎(jiǎng)(2015和2018年)、北京大學(xué)教學(xué)成果獎(jiǎng)(2012和2017年)等多項(xiàng)榮譽(yù)和獎(jiǎng)勵(lì)。
Contents/目錄
目錄
Chapter 1 Introduction 2
1.1 Science and Scientific Methods 4
1.2 Chemistry and Research 8
Chapter 2 Gases, Liquids, Solids, and Solutions 10
2.1 Simple Gas Laws and Ideal Gas Equation 12
2.2 Mixtures of Gases 16
2.3 Kinetic-Molecular Theory of Gases 20
2.4 Distribution of Molecular Speeds 26
2.5 Real Gases and van der Waals Equation 32
2.6 Properties of Liquids and Solids 36
2.7 Phase Transition and Phase Diagram 46
2.8 Properties of Solutions 52
Chapter 3 Thermochemistry and Chemical Equilibria 60
3.1 Some Terminologies in Thermochemistry 62
3.2 The First Law of Thermodynamics 68
3.3 Heats of Reaction and Enthalpy Change 74
3.4 Hess抯 Law and Standard Enthalpies of Formation 84
3.5 Spontaneity and the Concept of Entropy 90
3.6 Criteria for Spontaneous Change 102
3.7 Dynamic Equilibrium and the Equilibrium Constants 108
3.8 The Reaction Quotient and Le Ch鈚elier抯 Principle 112
3.9 Gibbs Free Energy Change and Equilibrium 114
Chapter 4 Chemical Kinetics 124
4.1 The Rate of a Chemical Reaction 126
4.2 Effect of Concentration on Reaction Rates: The Rate Laws 128
4.3 Order of Reaction 132
4.4 The Effect of Temperature on Reaction Rates 138
4.5 Theoretical Models of Chemical Kinetics 140
4.6 Reaction Mechanisms 150
4.7 Catalysis and Catalytic Chemistry 156
Chapter 5 Acid-Base Equilibria and Precipitation-Dissolution Equilibria 166
5.1 Theory of Acids and Bases 168
5.2 Self-Ionization of Water and the pH Scale 174
5.3 Ionization Equilibria of Acids and Bases 178
5.4 Common-Ion Effect and Buffer Solutions 186
5.5 Acid-Base Indicators and Titration 190
5.6 Solubility Product Constant and Its Relationship with Solubility 194
5.7 Criteria for Precipitation and Its Completeness 198
5.8 Dissolution and Transformation of Precipitates 200
5.9 Fractional Precipitation 204
Chapter 6 Redox Reactions and Electrochemistry 212
6.1 Some Terminologies in Redox Reactions 214
6.2 Electrode Potentials and Cell Potential 216
6.3 Standard Electrode Potentials and Standard Cell Potential 220
6.4 Relationship between el, G? and Redox Equilibrium Constant K 224
6.5 Potential Diagrams 226
6.6 Nernst Equation and Concentration Cells 230
6.7 Electrolytic Cells and Overpotential 234
6.8 Battery and Its Applications 238
Chapter 7 Atomic Structure 248
7.1 The Nuclear Atom 250
7.2 Quantum Theory 256
7.3 Atomic Spectra and Bohr Theory 266
7.4 The Nature of Microscopic Particles 274
7.5 Quantum Mechanical Model of Hydrogen-Like Species 280
7.6 Quantum Mechanical Results of Hydrogen-Like Species 290
7.7 Multielectron Species and Electron Configurations 306
7.8 The Periodic Law and the Periodic Table 314
7.9 Periodic Properties of the Elements 316
Chapter 8 Molecular Structure and Crystal Structure 332
8.1 Lewis Theory 334
8.2 Shape of Molecules 338
8.3 Polarity of Molecules 342
8.4 Valence-Bond Theory 346
8.5 Molecular Orbital Theory 358
8.6 Bonding in Metals and Band Theory 368
8.7 Intermolecular Forces 374
8.8 Crystal Structure 378
8.9 Various Types of Crystals and Their Structures 386
Chapter 9 Complex-Ion Equilibria and Coordination Compounds 400
9.1 Basic Concepts in Coordination Compound 402
9.2 Isomerism 406
9.3 Crystal Field Theory 414
9.4 Properties of Coordination Compounds 420
9.5 Complex-Ion Equilibria 424
9.6 Applications of Coordination Chemistry 430
Appendix 438
Appendix A Names of Chemical Compounds 440
Appendix B Table of Mathematical and Physical Constants 450
Appendix C Tables of Chemical Data 451
第1章 緒論 3
1.1 科學(xué)與科學(xué)方法 5
1.2 化學(xué)與科研 9
第2章 氣體、液體、固體和溶液 11
2.1 簡(jiǎn)單氣體定律與理想氣體狀態(tài)方程 13
2.2 混合氣體 17
2.3 氣體分子運(yùn)動(dòng)論 21
2.4 氣體分子的速率分布 27
2.5 實(shí)際氣體與范德華方程 33
2.6 液體和固體的性質(zhì) 37
2.7 相變與相圖 47
2.8 溶液的性質(zhì) 53
第3章 化學(xué)熱力學(xué)與化學(xué)平衡 61
3.1 化學(xué)熱力學(xué)的一些術(shù)語(yǔ) 63
3.2 熱力學(xué)第一定律 69
3.3 反應(yīng)熱與焓變 75
3.4 蓋斯定律與標(biāo)準(zhǔn)生成焓 85
3.5 自發(fā)性與熵的概念 91
3.6 自發(fā)變化的判據(jù) 103
3.7 動(dòng)態(tài)平衡與平衡常數(shù) 107
3.8 反應(yīng)商與勒夏特列原理 111
3.9 吉布斯自由能變與平衡 115
第4章 化學(xué)動(dòng)力學(xué) 125
4.1 化學(xué)反應(yīng)速率 127
4.2 濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響:速率方程 129
4.3 反應(yīng)級(jí)數(shù) 133
4.4 溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響 139
4.5 化學(xué)動(dòng)力學(xué)理論模型 141
4.6 反應(yīng)機(jī)理 151
4.7 催化作用與催化化學(xué) 157
第5章 酸堿電離平衡與沉淀溶解平衡 167
5.1 酸堿理論 169
5.2 水的自耦電離與pH 175
5.3 酸堿電離平衡 179
5.4 同離子效應(yīng)與緩沖溶液 187
5.5 酸堿指示劑與酸堿滴定 191
5.6 溶度積常數(shù)及其與溶解度的關(guān)系 195
5.7 沉淀生成與沉淀完全的判據(jù) 197
5.8 沉淀的溶解與轉(zhuǎn)化 199
5.9 分步沉淀 203
第6章 氧化還原反應(yīng)與電化學(xué) 213
6.1 氧化還原反應(yīng)的一些術(shù)語(yǔ) 215
6.2 電極電勢(shì)與電池電動(dòng)勢(shì) 217
6.3 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)與標(biāo)準(zhǔn)電池電動(dòng)勢(shì) 221
6.4 E池、G與氧化還原平衡常數(shù)K的關(guān)系 223
6.5 元素電勢(shì)圖 227
6.6 能斯特方程與濃差電池 231
6.7 電解池與超電勢(shì) 235
6.8 電池及其應(yīng)用 239
第7章 原子結(jié)構(gòu) 249
7.1 核型原子 251
7.2 量子理論 257
7.3 原子光譜與玻爾理論 267
7.4 微觀粒子的特性 275
7.5 類氫物種的量子力學(xué)模型 281
7.6 類氫物種的量子力學(xué)結(jié)論 291
7.7 多電子物種與電子組態(tài) 307
7.8 元素周期律與元素周期表 313
7.9 元素性質(zhì)的周期性 317
第8章 分子結(jié)構(gòu)與晶體結(jié)構(gòu) 333
8.1 路易斯理論 335
8.2 分子的形狀 339
8.3 分子的極性 341
8.4 價(jià)鍵理論 347
8.5 分子軌道理論 359
8.6 金屬鍵與能帶理論 369
8.7 分子間作用力 375
8.8 晶體結(jié)構(gòu) 379
8.9 各種晶體類型及其結(jié)構(gòu) 385
第9章 配位解離平衡與配合物 401
9.1 配合物的基本概念 403
9.2 異構(gòu)現(xiàn)象 407
9.3 晶體場(chǎng)理論 415
9.4 配合物的性質(zhì) 421
9.5 配位解離平衡 425
9.6 配位化學(xué)的應(yīng)用 433
附錄 439
附錄A 化合物的命名 441
附錄B 數(shù)理常數(shù)表 450
附錄C 化學(xué)數(shù)據(jù)表 451