基礎化學

《基礎化學》根據高等職業教育培養目標，從培養應用型技術人才的目的出發，本著“必需和夠用”的原則，注重基礎，加強應用性，在基本概念、基本理論、基本知識夠用的前提下，突出理論和實踐的結合。本書基本內容包括：化學基本概念，物質結構基礎，元素周期律，化學熱力學基礎，化學反應速率和化學平衡，酸鹼平衡與酸鹼滴定法，沉澱溶解平衡與沉澱滴定法，氧化還原平衡與氧化還原滴定法，配位平衡與配位滴定法，脂肪烴，環烴，鹵代烴，含氧有機化合物，含氮有機化合物，雜環化合物，糖類、脂類、蛋白質和核酸，共17章內容。本書為高職高專製藥工程、生物工程和化工工藝專業使用教材，也可供高職高專其他專業開設基礎化學課選用。

緒論1

第1章 氣體、溶液和膠體4

1.1氣體4

1.1.1理想氣體狀態方程式4

1.1.2氣體分壓定律5

1.2溶液濃度的表示方法6

1.3分配定律7

1.3.1相似相溶原理7

1.3.2分配定律8

1.4稀溶液的依數性8

1.4.1蒸氣壓下降8

1.4.2沸點升高9

1.4.3凝固點下降9

1.4.4溶液的滲透壓11

1.5膠體溶液12

1.5.1分散體系12

1.5.2膠體溶液的分類13

1.5.3溶膠的性質13

1.5.4膠團的結構14

1.5.5溶膠的聚沉14

習題15

第2章 化學熱力學基礎16

2.1化學熱力學的基本概念16

2.1.1系統和環境16

2.1.2系統的性質16

2.1.3狀態和狀態函數16

2.1.4過程和途徑17

2.1.5熱和功17

2.1.6熱力學能17

2.2熱化學18

2.2.1化學反應熱效應和焓18

2.2.2蓋斯定律19

2.2.3標準摩爾生成焓20

2.2.4標準摩爾燃燒熱20

2.3化學反應的方向21

2.3.1自發過程21

2.3.2熵和熵變21

2.4吉布斯自由能與化學反應方向22

2.4.1吉布斯自由能的定義22

2.4.2標準摩爾生成吉布斯自由能23

2.4.3化學反應方向——吉布斯自由能判據23

2.4.4ΔrGm與溫度的關係24

習題24

第3章 化學反應速率和化學平衡26

3.1化學反應速率26

3.1.1化學反應速率的表示法26

3.1.2化學反應速率理論27

3.1.3影響化學反應速率的因素28

3.2化學平衡30

3.2.1化學平衡30

3.2.2平衡常數30

3.2.3多重平衡規則32

3.2.4化學平衡計算32

3.2.5影響化學平衡的因素33

習題36

第4章 化學分析38

4.1化學分析概述38

4.1.1分析方法的分類38

4.1.2定量分析的一般過程39

4.2定量分析中的誤差40

4.2.1誤差的分類40

4.2.2誤差和偏差的表示方法41

4.2.3可疑數據的取捨43

4.3提高分析結果準確度的方法43

4.3.1選擇合適的分析方法43

4.3.2檢驗和消除系統誤差43

4.3.3減小測量的相對誤差44

4.3.4增加平行測定次數，減小偶然誤差的影響44

4.4有效數字及其運算規則44

4.4.1有效數字44

4.4.2有效數字的修約45

4.4.3有效數字的運算45

4.5滴定分析法46

4.5.1滴定分析法概述46

4.5.2滴定分析法對化學反應的要求47

4.5.3基準物質和標準溶液47

4.5.4滴定分析中的計算48

習題49

第5章 酸鹼平衡與酸鹼滴定法51

5.1酸鹼理論51

5.1.1酸鹼質子理論51

5.1.2水的質子自遞反應和溶液的酸鹼性52

5.2酸鹼平衡中有關組分濃度的計算53

5.2.1強酸（鹼）溶液pH值的計算53

5.2.2弱酸弱鹼的離解常數53

5.2.3離解度和稀釋定律54

5.2.4一元弱酸（鹼）溶液pH值的計算54

5.2.5多元酸鹼溶液pH值的計算55

5.2.6酸鹼兩性物質溶液pH值的計算56

5.2.7同離子效應與鹽效應56

5.3緩衝溶液57

5.3.1緩衝溶液及緩衝作用原理57

5.3.2緩衝溶液pH值的計算58

5.4酸鹼滴定法59

5.4.1酸鹼指示劑及指示劑的變色原理59

5.4.2酸鹼滴定曲線與指示劑的選擇原則60

5.4.3酸鹼滴定法的應用65

習題66

第6章 沉澱溶解平衡與沉澱滴定法68

6.1沉澱溶解平衡68

6.2溶度積及其應用68

6.2.1溶度積常數68

6.2.2溶度積和溶解度的相互換算68

6.2.3溶度積規則69

6.3沉澱溶解平衡的移動70

6.3.1沉澱的生成70

6.3.2影響沉澱反應的因素70

6.3.3沉澱的溶解71

6.4分步沉澱和沉澱轉化72

6.4.1分步沉澱72

6.4.2沉澱轉化73

6.5沉澱滴定法74

6.5.1莫爾（Mohr）法74

6.5.2佛爾哈德（Volhard）法74

6.5.3沉澱滴定法的應用75

習題75

第7章 氧化還原平衡與氧化還原滴定法77

7.1氧化還原的基本概念77

7.1.1氧化值（氧化數）77

7.1.2氧化還原電對77

7.2氧化還原反應方程式的配平78

7.3電極電勢79

7.3.1原電池79

7.3.2電極電勢80

7.3.3影響電極電勢的因素81

7.4電極電勢的應用83

7.4.1比較氧化劑或還原劑的相對強弱83

7.4.2計算原電池的電動勢84

7.4.3判斷氧化還原反應方向84

7.4.4確定氧化還原反應進行的程度85

7.4.5元素電勢圖及其應用86

7.5氧化還原滴定法87

7.5.1氧化還原滴定曲線87

7.5.2氧化還原滴定法的指示劑88

7.5.3常用的氧化還原滴定法89

習題91

第8章 物質結構基礎93

8.1原子結構和元素周期律93

8.1.1原子核外電子的運動特徵93

8.1.2原子核外電子的排布 96

8.1.3元素周期表 98

8.1.4元素基本性質的周期性100

8.2化學鍵理論概述103

8.2.1離子鍵104

8.2.2共價鍵理論104

8.2.3雜化軌道理論107

8.2.4分子間作用力110

習題112

第9章 配位平衡與配位滴定法115

9.1配位化合物的組成和命名115

9.1.1配位化合物的組成115

9.1.2配位化合物的命名116

9.1.3螯合物116

9.2配位化合物的價鍵理論117

9.2.1價鍵理論的要點117

9.2.2配合物的幾何構型117

9.2.3內軌配合物與外軌配合物119

9.2.4配位化合物的磁性119

9.3配位平衡120

9.3.1配離子的離解120

9.3.2配離子的離解常數120

9.3.3配離子穩定常數的應用121

9.4配位滴定法123

9.4.1乙二胺四乙酸的離解平衡124

9.4.2EDTA與金屬離子的配合物124

9.4.3配位滴定曲線127

9.4.4金屬指示劑128

9.4.5配位滴定的方式和應用129

習題130

第10章 有機化合物概述132

10.1有機化合物的概念132

10.2有機化合物的結構132

10.3有機化學反應中的酸和鹼133

10.4有機化合物的一般特點133

10.5有機反應的基本類型134

10.5.1化學鍵斷裂方式134

10.5.2有機反應的類型134

10.6有機化合物的分類134

10.6.1按基本骨架特徵分類135

10.6.2按官能團（或特徵結構）分類135

習題136

第11章 脂肪烴138

11.1烷烴138

11.1.1烷烴的通式和同系列138

11.1.2烷烴的結構138

11.1.3烷烴的異構現象139

11.1.4烷烴的命名140

11.1.5烷烴的物理性質142

11.1.6烷烴的化學性質143

11.1.7烷烴的天然來源145

11.2烯烴145

11.2.1烯烴的結構145

11.2.2烯烴的異構現象146

11.2.3烯烴的命名147

11.2.4烯烴的物理性質148

11.2.5烯烴的化學性質149

11.2.6低級烯烴的工業來源154

11.3炔烴154

11.3.1乙炔的結構155

11.3.2炔烴的構造異構和命名155

11.3.3炔烴的物理性質155

11.3.4炔烴的化學性質156

11.3.5重要的炔烴159

11.4二烯烴160

11.4.1二烯烴的分類和命名160

11.4.2共軛二烯烴的化學性質161

11.4.3重要的二烯烴162

習題162

第12章 環烴165

12.1脂環烴165

12.1.1脂環烴的分類和同分異構 165

12.1.2脂環烴的命名 165

12.1.3脂環烴的物理性質166

12.1.4脂環烴的化學性質166

12.2芳烴167

12.2.1芳烴的分類和命名167

12.2.2苯的結構169

12.2.3單環芳烴169

12.2.4芳烴的來源175

習題176

第13章 鹵代烴179

13.1鹵代烴的分類及其命名179

13.1.1鹵代烴的分類179

13.1.2鹵代烴的命名179

13.2鹵代烷的物理性質180

13.3鹵代烷的化學性質181

13.3.1取代反應181

13.3.2消除反應182

13.3.3與金屬鎂反應182

13.4鹵代烯烴和鹵代芳烴183

13.4.1分類183

13.4.2不同類型的鹵代烯烴和鹵代芳烴反應活性的差異183

習題184

第14章 含氧有機化合物186

14.1醇186

14.1.1醇的分類和命名186

14.1.2醇的物理性質187

14.1.3醇的化學性質188

14.2酚191

14.2.1酚的分類和命名191

14.2.2苯酚的結構191

14.2.3苯酚的物理性質191

14.2.4酚的化學性質192

14.3醚194

14.3.1醚的分類和命名194

14.3.2醚的物理性質195

14.3.3醚的化學性質196

14.4醛、酮196

14.4.1醛、酮的結構、分類和命名197

14.4.2醛、酮的物理性質198

14.4.3醛、酮的化學性質198

14.5羧酸204

14.5.1羧酸的結構和命名204

14.5.2羧酸的物理性質205

14.5.3羧酸的化學性質206

14.6羧酸衍生物209

14.6.1羧酸衍生物的命名209

14.6.2羧酸衍生物的物理性質210

14.6.3羧酸衍生物的化學性質210

習題212

第15章 含氮有機化合物215

15.1硝基化合物215

15.1.1硝基化合物的分類和命名215

15.1.2硝基化合物的物理性質216

15.1.3硝基化合物的化學性質216

15.2胺217

15.2.1胺的分類和命名217

15.2.2胺的物理性質218

15.2.3胺的化學性質218

15.3芳香族重氮和偶氮化合物221

15.3.1重氮化反應221

15.3.2重氮鹽的性質及其在有機合成中的應用222

習題223

第16章 雜環化合物225

16.1雜環化合物的分類和命名225

16.1.1雜環化合物的分類225

16.1.2雜環化合物的命名225

16.2五元雜環化合物227

16.2.1結構與芳香性227

16.2.2五元雜環化合物的物理性質227

16.2.3五元雜環化合物的化學性質227

16.3六元雜環化合物229

16.3.1吡啶229

16.3.2喹啉230

16.3.3嘌呤231

習題232

第17章 糖類、脂類、蛋白質和核酸234

17.1糖類化合物234

17.1.1單糖234

17.1.2二糖239

17.1.3多糖240

17.1.4糖類化合物的生理功能242

17.2脂類242

17.2.1油脂242

17.2.2類脂244

17.2.3甾族化合物245

17.2.4脂類的主要生理功能247

17.3蛋白質248

17.3.1蛋白質的基本單位——氨基酸248

17.3.2肽251

17.3.3蛋白質252

17.3.4蛋白質的功能255

17.4核酸255

17.4.1核酸的組成255

17.4.2核酸的結構257

17.4.3核酸的性質259

17.4.4核酸的生物功能260

習題260

附錄262

附表1常見的物質的ΔfHm、ΔfGm和Sm（298.15K）262

附表2弱酸、弱鹼的離解常數263

附表3溶度積常數（298.15K）264

附表4標準電極電勢（298.15K）265

附表5常見配離子的穩定常數（298.15K）267

參考文獻268

元素周期表269