《工科普通化學》是在參考多部普通化學教材，以及多部新能源、新材料、環(huán)境科學工程與生命科學相關專著前沿科學研究和應用成果的基礎上編寫而成。編寫中重視化學基本理論與知識，注意與工程實踐的聯(lián)系，關注社會、生活熱點，注重素質教育。全書共分10章，第1章為氣體與分散系，涵蓋理想氣體、實際氣體、氣體擴散與凝聚、蒸氣壓、稀溶液依數(shù)性、膠體等基礎概念和原理；第2章涉及科學基本規(guī)則素養(yǎng)培訓，簡要介紹化學測量中采樣、樣本處理、酸堿滴定、配位滴定、分光光度法測定等基本測量方法原理和要點，同時重點講述化學測量工作中的數(shù)據(jù)規(guī)則；第3～6章為化學基礎理論中的熱力學、動力學、化學平衡反應和電化學基礎等有關內容，將能源化學、環(huán)境化學、光化學、催化技術、化學電源、金屬防腐、電解工業(yè)的有關工程應用技術恰當結合介紹；第7章為物質結構理論綜合梳理介紹，包括原子結構、化學鍵、雜化軌道、分子間作用、離子極化和配位結構等理論講述；第8章為元素化學知識綜合介紹，包括典型元素單質的物理化學性質和以氧化還原、酸堿性質為線索的元素周期律介紹；第9章為無機固體材料簡介，包括晶體結構基礎、離子晶體、原子晶體、分子晶體、金屬晶體與合金、能帶與半導體理論、納米材料等理論與實踐應用等；第10章為高分子化合物與高分子材料，主要介紹高分子學科基礎理論與基本結構與理論，適當擴展介紹高分子材料應用。本教材各章之后附有思考題、判斷題、選擇題、填空題、計算題、簡答題等題型練習，利于鞏固各知識點，也與考研對接。
《工科普通化學》適合高等學校非化學、化工專業(yè)的工科類專業(yè)教學使用。
進入21世紀以來，為適應現(xiàn)代科學技術對寬口徑、厚基礎人才的需求，國內外高等教育進行了較大的改革，現(xiàn)代大學向專業(yè)門類、學科方向更加齊全的方向發(fā)展。隨著這些先進教育理念的引入，要求專業(yè)基礎教學的口徑逐漸拓寬。為了順應高校學科發(fā)展和教學改革的需要，編寫一本適用于不同專業(yè)的工科普通化學課程的教材很有必要。
普通化學是一門關于物質及其變化規(guī)律的基礎課程，是非化學和非化工類專業(yè)的重要基礎課程，其教學目標是使學生通過對化學反應基本規(guī)律和物質結構的學習，了解當代化學學科的基本理論和框架，并能運用化學理論、觀點和方法處理專業(yè)學習中所遇到的有關化學問題。
作為學生進入大學后的一門化學基礎課程，普通化學的教學改革一直是各高校教學改革的重點。普通化學教材應充分體現(xiàn)注重基礎、淡化細分專業(yè)的現(xiàn)代基礎課教學理念，讓學生接觸更多的前沿知識，增強他們的動手能力，使他們在學習普通化學時能夠有足夠的選擇空間�；瘜W是很多學科重要的基礎課程，除化學專業(yè)外，理、工、醫(yī)、農中的許多專業(yè)，如生物、材料學，都將化學作為基礎課。而且現(xiàn)代化學發(fā)展迅猛，可謂日新月異、內容繁多，如何在一定課時內將融合了當代化學最新進展的化學知識授予學生，并使學生基本掌握，首先遇到的就是教材是否適用的問題。
教學改革的基本宗旨是重視學生各種能力的培養(yǎng)，不僅要幫助學生積累更多的知識，學會更多解決問題的辦法，而且要幫助學生增長智慧，讓他們在未來的工作中更聰明地解決問題。因此，本教材在編寫中力求做到以下幾個方面。
1.方便自學
為了使學生能主動學習，首要的是提高學生的學習興趣。本教材深入淺出，較為系統(tǒng)全面地介紹了基礎化學所涉及的基本原理與許多具體工程應用，力圖使學習成為由興趣驅動的過程。本教材除了在內容上精心安排外，還注意擺脫傳統(tǒng)教科書的敘述方式，力求使語言更加生動、討論更有啟發(fā)性。
2.啟發(fā)思維
本教材盡可能結合相關專業(yè)的實際問題、日常生活實踐和編者在科研工作中接觸到的問題進行闡述，體現(xiàn)基礎知識解決實際問題的作用，科學的理論可從實際問題的解決中提煉出來，從而培養(yǎng)學生在學習中發(fā)現(xiàn)和提出問題的能力。我們力求啟發(fā)學生跳出書本，敞開思想，大膽質疑，敢于提出自己的看法，認識科學發(fā)展的過程。對于學生來說，不了解結構化學、熱力學和動力學的發(fā)展過程，就很難正確而深刻地理解有關概念和理論；如果把它們當成絕對的真理，就會失去進一步鉆研的心態(tài)和動力。在化學發(fā)展史上，就有些曾經被認為正確的理論，到后來卻又證明是不正確或者不全面的�；仡欉^去，認識現(xiàn)在，才能放眼未來。
本教材由楊建文主編，宋樹芹、王拴緊副主編，梁苑藍、謝剛、白鈺、陳軍偉、王一舟等參與了本教材部分輔助性工作。
中山大學王成新教授、陳永明教授和高海洋教授對本書的編寫給予了熱情的關心和指導，在此表示衷心的感謝。在本書編寫過程中，我們參閱了一些本校及兄弟院校已出版的教材和專著，借鑒了許多有益內容，在此對相關作者深表謝意。
限于編者水平，書中難免存在錯誤和不足之處，祈望專家、讀者批評指正，使本書能不斷得到補充和完善。
編者
2020年2月
楊建文，中山大學教授。多年從事本科生《無機化學》、《普通化學》、《分析化學》、《信息材料》等理論課教學與部分實驗課程教學，多年從事研究生《現(xiàn)代高分子化學》教學。長期從事高分子光化學與光固化技術領域研究，研究興趣偏工程應用。
緒論1
第1章氣體與分散系7
1.1氣體7
1.1.1理想氣體理論7
1.1.2實際氣體理論11
1.1.3氣體的溶解13
1.1.4氣體的液化與超臨界流體13
1.1.5氣體的擴散15
1.1.6氣相分子能量分布規(guī)律16
1.2分散系分類17
1.3溶液理論18
1.3.1溶解與溶劑化18
1.3.2稀溶液的依數(shù)性19
1.3.3電解質溶液的通性25
1.4膠體化學理論27
1.4.1膠體分類與結構27
1.4.2液溶膠的性質28
1.4.3溶膠的穩(wěn)定性與聚沉31
1.5乳化分散體系32
1.5.1表面張力32
1.5.2表面活性劑33
1.5.3乳化原理與膠束33
1.5.4乳化應用35
復習思考題36
習題38
第2章化學測量與數(shù)據(jù)處理43
2.1化學測量方法分類43
2.1.1化學分析法44
2.1.2儀器分析法44
2.2滴定分析概論45
2.2.1滴定分析法的特點和分類45
2.2.2基準物質和標準溶液46
2.2.3滴定分析法的計算47
2.3定量分析的過程及分析結果的表示47
2.3.1樣本采集47
2.3.2樣本預處理48
2.3.3測量結果計算與數(shù)據(jù)處理49
2.4定量分析的誤差和分析結果的數(shù)據(jù)處理49
2.4.1誤差與偏差50
2.4.2提高分析結果準確度的方法52
2.4.3可疑數(shù)據(jù)的取舍53
2.4.4有效數(shù)字及運算規(guī)則54
2.4.5正確記錄實驗數(shù)據(jù)和表示分析結果56
2.5酸堿滴定分析簡介56
2.5.1酸堿指示劑57
2.5.2滴定曲線及指示劑的選擇58
2.6配位滴定法簡介61
2.6.1EDTA的螯合物61
2.6.2影響金屬與EDTA螯合物穩(wěn)定性的因素61
2.6.3配位滴定的基本原理(單一金屬離子的滴定)63
2.6.4金屬離子指示劑65
2.6.5配位滴定應用67
2.7吸光光度法68
2.7.1物質對光的選擇性吸收69
2.7.2光吸收定律——朗伯-比耳定律70
2.7.3引起偏離朗伯-比耳定律的因素71
2.7.4顯色轉換71
2.7.5吸光度測量條件的選擇71
2.7.6紫外-可見分光光度計測量72
復習思考題74
習題75
第3章化學熱力學79
3.1反應熱的測量79
3.1.1熱力學基礎概念79
3.1.2反應熱的測量83
3.2熱力學第一定律86
3.3反應熱（焓）與蓋斯定律87
3.3.1定容反應熱87
3.3.2定壓反應熱與焓87
3.3.3qp與qv的關系與蓋斯定律88
3.4物質生成焓與反應的焓變90
3.5鍵焓93
3.6熵94
3.6.1反應自發(fā)性的疑惑94
3.6.2體系的熵函數(shù)95
3.6.3反應過程熵變的計算97
3.7吉布斯函數(shù)與反應自發(fā)性判據(jù)98
3.7.1吉布斯函數(shù)98
3.7.2反應自發(fā)性的判斷99
3.7.3ΔG與ΔG的關系101
3.7.4反應的摩爾吉布斯函數(shù)變計算和應用101
3.8熱力學平衡與反應限度103
3.8.1化學平衡基本特征103
3.8.2平衡常數(shù)104
3.8.3標準平衡常數(shù)K與ΔrGm107
3.8.4多重平衡規(guī)則108
3.9化學平衡的有關計算108
3.10化學平衡的移動及勒夏特列原理111
復習思考題113
習題114
第4章化學反應動力學初步121
4.1反應速率的定義121
4.2基元反應與反應機理124
4.3速率方程與反應級數(shù)125
4.3.1質量作用定律125
4.3.2動力學方程128
4.4化學反應速率與溫度的關系131
4.5活化能和反應理論133
4.5.1活化分子與碰撞理論133
4.5.2活化能與過渡態(tài)理論135
4.5.3熱力學穩(wěn)定性與動力學穩(wěn)定性136
4.5.4加快反應速率的方法137
4.6催化劑137
4.6.1催化原理137
4.6.2催化劑的主要特性140
4.6.3酶催化和模擬酶催化140
4.7光化學142
4.7.1光化學原理142
4.7.2光化學反應144
4.7.3光化學動力學與熱力學問題145
復習思考題146
習題147
第5章化學平衡反應152
5.1酸堿理論152
5.1.1酸堿電離理論（Arrhenius酸堿電離理論）153
5.1.2酸堿質子理論（Brφnsted-Lowry酸堿理論）153
5.1.3酸堿電子理論（Lewis酸堿理論）154
5.1.4酸堿兩性物質155
5.2酸堿解離平衡156
5.2.1水的解離平衡與溶液pH值156
5.2.2一元弱酸（弱堿）解離平衡157
5.2.3多元弱酸（弱堿）解離平衡159
5.3緩沖溶液161
5.3.1同離子效應161
5.3.2緩沖溶液161
5.3.3緩沖溶液的應用和選擇163
5.4配位化合物與配位平衡164
5.4.1配合物的組成164
5.4.2配合物的化學式和命名165
5.4.3配位反應與配位平衡167
5.4.4配離子解離平衡的移動169
5.5難溶沉淀溶度積169
5.5.1沉淀溶解平衡和溶度積Ksp170
5.5.2溶度積規(guī)則及其應用171
5.5.3沉淀之間的轉化172
5.5.4沉淀的溶解174
復習思考題175
習題176
第6章電化學基礎183
6.1原電池與電動勢（電池符號）183
6.1.1原電池183
6.1.2電極、電極反應與電池反應184
6.1.3電池的可逆性185
6.1.4電動勢186
6.2標準電極電勢與意義187
6.2.1標準電極電勢187
6.2.2參比電極188
6.2.3標準電極電勢的應用189
6.2.4元素電勢圖191
6.3電池與電極的能斯特方程192
6.3.1電池的能斯特方程192
6.3.2電極的能斯特方程194
6.4酸堿、沉淀、配位平衡對電極電勢的影響195
6.4.1酸堿對電極電勢的影響195
6.4.2沉淀反應對電極電勢的影響196
6.4.3配位平衡對電極電勢的影響197
6.5電化學反應的熱力學關聯(lián)198
6.5.1電池反應的標準平衡常數(shù)K與標準電動勢E的關系198
6.5.2原電池電動勢的熱力學計算199
6.6電解199
6.6.1分解電壓199
6.6.2超電勢201
6.6.3電解析出順序203
6.6.4電解的應用205
6.7金屬的腐蝕與防腐207
6.7.1腐蝕的分類207
6.7.2金屬腐蝕的防護208
6.8化學電源簡介209
6.8.1一次電池209
6.8.2二次電池210
6.8.3連續(xù)電池212
復習思考題213
習題213
第7章物質結構基礎219
7.1原子結構近代理論219
7.1.1波函數(shù)219
7.1.2概率密度與電子云223
7.1.3電子核外逐層分布概率225
7.2多電子原子的電子排布和元素基本周期律226
7.2.1多電子原子軌道的能級226
7.2.2核外電子分布原理和核外電子分布方式226
7.2.3原子的結構與性質的周期性規(guī)律228
7.2.4原子光譜231
7.3化學鍵232
7.3.1離子鍵232
7.3.2金屬鍵233
7.3.3共價鍵（VB法與MO理論）233
7.4雜化軌道理論238
7.4.1s-p等性雜化238
7.4.2s-p不等性雜化241
7.4.3s-p-d型雜化242
7.4.4大Π鍵（離域π鍵）243
7.5分子的極性與空間構型 244
7.5.1共價鍵參數(shù) 244
7.5.2分子偶極矩與空間構型 245
7.6分子間相互作用 246
7.6.1范德華力 247
7.6.2氫鍵 248
7.7離子極化 250
7.7.1誘導偶極 250
7.7.2離子的極化和變形 250
7.7.3離子極化作用的規(guī)律 251
7.7.4離子極化對金屬化合物性質的影響 252
7.8配合物結構 253
7.8.1配合物空間幾何構型 253
7.8.2配合物的異構現(xiàn)象 253
7.8.3配合物的磁性 255
7.8.4配位化學鍵理論 256
復習思考題 260
習題 261
第8章元素化學 266
8.1單質的物理性質與結構 266
8.1.1單質的基礎物理性能 267
8.1.2單質的結構 270
8.2單質的化學性質 272
8.2.1金屬單質的還原性 272
8.2.2非金屬單質的氧化還原性 276
8.3無機化合物的物理性質 278
8.3.1無機鹵化物的熔沸點規(guī)律 278
8.3.2氧化物的熔沸點和硬度 279
8.4無機化合物的化學性質 280
8.4.1無機化合物氧化還原性 281
8.4.2酸堿性 285
復習思考題 291
習題 292
第9章無機固體材料 297
9.1晶體結構理論 297
9.1.1晶體結構的特征與晶格理論 297
9.1.2單晶與多晶 299
9.1.3晶體缺陷 299
9.1.4非晶體 302
9.1.5非化學計量化合物 303
9.2離子晶體的結構 304
9.2.1三種典型的AB 型離子晶體 304
9.2.2其他類型的離子晶體 305
9.2.3離子半徑與配位數(shù) 306
9.3原子晶體 307
9.4金屬晶體與金屬材料 308
9.4.1金屬晶體結構 308
9.4.2合金的基本結構類型 309
9.4.3輕質合金 311
9.4.4非晶態(tài)合金 312
9.4.5其他合金 314
9.5分子晶體 315
9.6層狀晶體材料 316
9.7能帶理論與半導體材料 318
9.7.1能帶理論 318
9.7.2半導體 320
9.8納米材料 323
9.8.1納米材料特性與納米效應 323
9.8.2納米碳材 324
9.8.3納米氧化物 326
9.8.4納米材料的應用 326
復習思考題 327
習題 328
第10章高分子化合物與高分子材料 332
10.1高分子化合物概述 332
10.1.1基本概念 332
10.1.2高分子化合物的特點 333
10.1.3高分子化合物的分類和命名 334
10.2高分子化合物的制備 337
10.2.1高分子聚合反應的分類 337
10.2.2幾種重要的聚合反應 338
10.3高分子化合物的結構與性能 340
10.3.1高分子化合物的基本結構 340
10.3.2高分子的分子熱運動與玻璃化轉變 342
10.3.3高分子的性能 344
10.4高分子的改性與加工 346
10.4.1高分子的改性 346
10.4.2高分子加工 347
10.5高分子的應用 348
10.5.1常見高分子材料 348
10.5.2功能高分子材料 353
10.5.3高分子復合材料 355
復習思考題 356
習題 357
課后習題計算題參考答案 360
附錄 365
附錄1單位制與常數(shù) 365
附錄2部分物質的標準熱力學數(shù)據(jù) 367
附錄3常見弱酸、弱堿水溶液電離平衡常數(shù)（298.15K） 377
附錄4常見難溶化合物溶度積（298.15K） 378
附錄5常見配離子的累積穩(wěn)定常數(shù)（298.15K） 378
附錄6溶液中的標準電極電勢（298.15K） 379
參考文獻 383
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