具体描述
《基础化学原理与应用》 ——构建坚实的化学知识体系，迎接未来挑战 内容概要： 本书是一部全面、深入的大学基础化学教材，旨在为学习者提供扎实的化学理论基础，并引导其将理论知识与实际应用相结合。全书内容涵盖了现代化学的各个核心领域，从原子结构、分子键合到热力学、动力学，再到溶液化学、电化学以及重要的无机与有机化学基础。编排上力求逻辑清晰，循序渐进，旨在帮助非化学专业背景的学生也能轻松掌握化学的核心概念，同时为化学专业学生打下坚实的研究基础。 第一部分：化学的基石——原子、分子与键合 第一章：化学科学概论 本章首先介绍了化学的定义、研究对象及其在现代社会中的地位与作用。通过对化学史的简要回顾，展示了科学思维如何塑造我们对物质世界的理解。重点阐述了化学研究的基本方法论，包括实验设计、数据分析与模型构建的重要性。探讨了化学在能源、材料、生命科学等前沿领域的交叉作用，激发学习者的兴趣。 第二章：原子结构与元素周期律 深入讲解了原子的基本构成（质子、中子、电子）及其相关概念，如同位素。详细阐述了电子在原子内的排布规律，包括能级、轨道、洪特规则、泡利不相容原理等量子力学基础概念，这是理解化学性质的根本。随后，系统梳理了元素周期表的结构及其内在逻辑，重点分析了同一周期和同一主族元素性质随原子序数变化的规律性，并引入现代化学对元素分类的新认识。 第三章：化学键与分子结构 本章是理解物质形态的关键。首先从宏观现象引入化学键的本质——电子的得失与共享。详细分析了离子键的形成、特点及其晶格能的计算。随后，重点剖析了共价键理论，包括价键理论（VB）和分子轨道理论（MO）。通过对杂化轨道理论的应用，解释了分子的几何构型（如 $ ext{sp}^3$, $ ext{sp}^2$, $ ext{sp}$ 杂化）。此外，还详细讨论了分子间作用力（范德华力、氢键）对物质聚集态性质（如熔沸点、溶解性）的影响。 第二部分：化学反应的驱动力与速率 第四章：化学计量学与物质的量 本章回归基础计算，系统介绍摩尔概念、阿伏伽德罗常数，以及如何进行准确的化学计量学计算，包括质量分数、密度、气体体积计算等。重点教授如何配平复杂的氧化还原反应方程式，并进行溶液中物质的量的相关计算，为后续的化学平衡和溶液化学打下定量基础。 第五章：化学热力学基础 热力学是判断化学反应能否自发进行的核心工具。本章引入了系统的热力学概念，包括系统与环境、功与热。详细阐述了热力学第一定律（能量守恒），并引入焓（$Delta H$）的概念，讲解了标准生成焓与盖斯定律的应用。随后，深入探讨了热力学第二定律，定义了熵（$Delta S$）和吉布斯自由能（$Delta G$），并阐述了 $Delta G$ 如何作为反应自发性的判据，计算化学平衡常数 $K$ 与 $Delta G^circ$ 之间的关系。 第六章：化学反应速率与动力学 本章关注化学反应发生的速度。首先定义了反应速率及其表示方法。着重分析了影响反应速率的因素：反应物浓度、温度（通过阿伦尼乌斯方程量化）、催化剂的作用机理。详细讲解了反应级数、半衰期等关键动力学参数的测定方法。引入了反应机理的概念，区分了基元反应与复杂反应，使读者理解反应发生的微观路径。 第三部分：化学平衡与溶液化学 第七章：化学平衡 本章将热力学与动力学融会贯通。在阐述可逆反应的基础上，详细解释了化学平衡的概念及其动态特征。重点讲解了勒夏特列原理，用于预测外界条件（浓度、压力、温度）变化对平衡位置的影响。通过平衡常数 $K_c$ 和 $K_p$ 的计算与应用，掌握定量分析化学平衡状态的方法。 第八章：酸碱平衡与溶液化学 溶液是化学反应最常见的介质。本章聚焦于水溶液中的酸碱平衡。系统介绍了布朗斯特-劳里酸碱理论和路易斯酸碱理论。深入分析了强酸强碱、弱酸弱碱的解离平衡，掌握 $ ext{pH}$ 值的计算方法。重点讲解了缓冲溶液的原理、组成与缓冲容量的计算，以及酸碱滴定曲线的分析，包括等当点和半当点的 $ ext{pH}$ 确定。 第九章：沉淀平衡与溶解度 本章处理固液平衡。介绍了溶度积 ($K_{sp}$) 的概念及其与溶解度的定量关系。详细分析了同离子效应和异离子效应对溶解度的影响。阐述了沉淀的选择性、沉淀的分离与提纯技术在化学分析中的应用。 第十章：电化学 本章探讨化学能与电能相互转化的规律。系统回顾了氧化数和氧化还原反应的配平（半反应法）。详细讲解了原电池（电解质溶液中的离子迁移、电极电势）和浓差电池的工作原理。引入了标准电极电势表，并利用能斯特方程计算非标准条件下的电动势。随后，全面分析了电解池的原理，包括电解质的分解、电极产物判断及电量计算（法拉第定律）。 第四部分：重要化学分支概述 第十一章：无机化学基础 本章从元素性质的周期性出发，系统回顾了主族元素（如 $ ext{s}$ 区、$ ext{p}$ 区元素）的重要化合物结构、性质与典型反应。随后，重点介绍了过渡金属元素的电子构型特点、配位化合物的结构（价键理论与晶体场理论简介）、命名规则以及配合物的稳定性与反应性。 第十二章：有机化学导论 本章为有机化学的入门。首先介绍有机化合物的基本概念，如官能团、同分异构现象。系统梳理了最基本的有机化合物类别——烷烃、烯烃、炔烃的结构、命名与基本反应类型（如取代、加成）。随后介绍了含氧官能团（醇、醚、醛、酮、羧酸）和含氮官能团（胺）的基础知识及其典型性质。本章强调理解结构决定性质的基本原则。 附录： 包含常用物理化学常数表、常见酸碱的 $K_a/K_b$ 值表、标准电极电势表以及化学键长与键能数据表，为学习者提供便捷的参考工具。 本书特色： 1. 理论与实践并重： 每一章末均设置“实验启发”栏目，通过对典型化学实验原理的剖析，将抽象的理论与真实的化学操作联系起来。 2. 注重科学思维训练： 强调利用数学工具处理化学问题（如单位换算、平衡常数计算），训练学生严谨的逻辑推理能力。 3. 清晰的图示系统： 采用大量高质量的分子结构图、能级图和平衡移动示意图，帮助学生直观理解复杂的微观结构和宏观变化规律。 4. 丰富的习题资源： 习题涵盖基础巩固、能力提升和综合应用三个层次，兼顾了对概念理解的考察和对解决复杂化学问题的能力培养。 本书适合作为高等院校理工科、医科及农林科等专业学生的大学基础化学教材，也可作为自学备考、需要系统回顾化学知识的非化学专业人士的参考读物。通过学习，读者将建立起一个完整、深刻且实用的化学知识框架。
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