化學是一門關于如何創(chuàng)造和改造物質(zhì)的科學,主要研究物質(zhì)的結(jié)構、組成、性質(zhì)和轉(zhuǎn)變規(guī)律,是材料、生物、電子等學科的基礎,是研發(fā)硬件相關技術的基礎。普通化學原理是化學專業(yè)以及非化學類理工科專業(yè)不可少的基礎知識課程,對各專業(yè)的后續(xù)課程學習以及科學研究有十分重要的作用。課程通過對物質(zhì)狀態(tài)、化學熱力學與化學平衡、化學動力學、物質(zhì)結(jié)構、元素化學、有機化學等基本知識的學習以及化學實驗,使學生了解近代化學的基本理論,具有必要的基本知識和一定的基本技能,為后續(xù)學習和工作提供必要的化學基礎,培養(yǎng)科學的世界觀和方法論,更好地解決未???????紊?紊?紊??捳楲瑰
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(1) 2012-10 至 2015-09, 東京工業(yè)大學, 創(chuàng)新與工程材料, 博士
(2) 2010-09 至 2012-06, 西安交通大學, 材料科學與工程, 碩士
(3) 2006-09 至 2010-06, 西安交通大學, 材料科學與工程, 學士(1) 2019-04 至 今, 華中科技大學, 武漢光電國家研究中心, 教授
(2) 2018-09 至 2019-03, 華中科技大學, 武漢光電國家研究中心, 研究員
(3) 2016-09 至 2018-08, 東京工業(yè)大學, 元素戰(zhàn)略研究中心, 助教
(4) 2015-10 至 2016-08, 托萊多大學中組部"千人計劃"青年項目"新型半導體光電材料的理性設計與實現(xiàn)"的主持人
目錄
第1章 化學學習的關鍵 1
1.1 一些基本定義 2
1.2 科學方法:建立模型 7
1.3 化學問題的求解 9
1.4 科學研究中的測量 12
1.5 測量中的不確定度:有效數(shù)字 19
第2章 物質(zhì)的構成 31
2.1 單質(zhì)、化合物和混合物:概述 32
2.2 導致物質(zhì)原子論的觀察 34
2.3 道爾頓原子論 37
2.4 導致核型原子模型的觀察 39
2.5 現(xiàn)代原子論 42
2.6 元素:初識元素周期表 47
2.7 化合物:初識化學鍵 49
2.8 化合物的化學式、名稱和質(zhì)量 53
2.9 混合物的分類 62
第3章 化學式與化學方程式的化學計量學 75
3.1 摩爾 76
3.2 確定未知化合物的化學式 84
3.3 化學方程式的書寫與配平 89
3.4 計算反應物和生成物的量 93
3.5 溶液化學計量學基礎 102
第4章 三大類化學反應 120
4.1 水的溶劑特性 121
4.2 離子方程式的書寫 125
4.3 沉淀反應 127
4.4 酸堿反應 131
4.5 氧化還原反應 138
4.6 氧化還原反應中的單質(zhì) 142
第5章 氣體與分子動理論 158
5.1 物質(zhì)的物理狀態(tài)概述 159
5.2 氣體壓力及其測量 160
5.3 氣體定律及其實驗基礎 163
5.4 理想氣體狀態(tài)方程的重排 172
5.5 分子動理論:一種氣體行為模型 180
5.6 實際氣體:偏離理想行為 187
第6章 熱化學:能量流動與化學變化 200
6.1 能量的形式及其相互轉(zhuǎn)化 201
6.2 焓:恒壓下的化學變化 207
6.3 量熱法:測量化學變化或物理變化的熱量 210
6.4 熱化學方程式 215
6.5 蓋斯定律:求任意反應的ΔH 216
6.6 標準反應焓* 219
第7章 量子理論與原子結(jié)構 233
7.1 光的特性 234
7.2 原子光譜 240
7.3 物質(zhì)和能量的波粒二象性 246
7.4 原子的量子力學模型 250
第8章 電子組態(tài)與化學周期性 264
8.1 多電子原子的特性 265
8.2 量子力學模型與元素周期表 268
8.3 三種原子性質(zhì)的趨勢 277
8.4 原子性質(zhì)與化學反應性 285
第9章 化學鍵模型 299
9.1 原子性質(zhì)與化學鍵 300
9.2 離子鍵模型 303
9.3 共價鍵模型 308
9.4 鍵能與化學反應 315
9.5 電負性與鍵的極性 318
第10章 分子形狀 329
10.1 用路易斯結(jié)構描繪分子和離子 330
10.2 價層電子對互斥理論與分子形狀 340
10.3 分子形狀與分子極性 350
第11章 共價鍵理論 360
11.1 價鍵理論與軌道雜化 361
11.2 軌道重疊模式與共價鍵類型 367
11.3 分子軌道理論與電子離域 371
第12章 分子間力:液體、固體和相變 385
12.1 物理狀態(tài)和相變的概述 386
12.2 相變的量化 389
12.3 分子間力的類型 397
12.4 液體的特性 405
12.5 水的獨特性 407
12.6 固體:結(jié)構、性質(zhì)和鍵 409
第13章 溶液的性質(zhì) 429
13.1 溶液的類型:分子間力和溶解度 430
13.2 物質(zhì)溶解的原因:理解溶解過程 435
13.3 溶解度的平衡特性 439
13.4 濃度術語 442
13.5 溶液的依數(shù)性 446
第14章 主族元素中的周期性模式 465
14.1 氫:最簡單的原子 466
14.2 ⅠA族:堿金屬 467
14.3 ⅡA族:堿土金屬 470
14.4 ⅢA族:硼族 472
14.5 ⅣA族:碳族 474
14.6 ⅤA族:氮族 480
14.7 ⅥA族:氧族 486
14.8 ⅦA族:鹵素 490
14.9 ⅧA族:稀有氣體 494
第15章 有機化合物和碳的原子性質(zhì) 504
15.1 碳的特殊性質(zhì)和有機分子的特征 505
15.2 碳氫化合物的結(jié)構和種類 508
15.3 幾類重要的有機反應 519
15.4 常見官能團的性質(zhì)和反應性 521
15.5 單體-聚合物主題(一):合成大分子 531
15.6 單體-聚合物主題(二):生物大分子 534
第16章 動力學:化學反應的速率與機理 548
16.1 反應速率 549
16.2 反應速率的表達式 551
16.3 速率方程 555
16.4 速率方程的積分式:濃度隨時間變化 564
16.5 化學動力學理論 571
16.6 反應機理:從反應物到生成物的步驟 579
16.7 催化:加速反應 585
第17章 平衡:化學反應的限度 600
17.1 平衡態(tài)與平衡常數(shù) 601
17.2 反應商與平衡常數(shù) 603
17.3 用壓力項表示平衡:Kc和Kp之間的關系 609
17.4 通過比較Q和K預測反應方向 611
17.5 求解平衡問題的方法 613
17.6 反應條件與平衡:勒夏特列原理 623
第18章 酸堿平衡 643
18.1 水中的酸和堿 644
18.2 水的自電離與pH 標度 648
18.3 質(zhì)子轉(zhuǎn)移與布朗斯特-勞里酸堿定義 653
18.4 求解涉及弱酸平衡的問題 658
18.5 弱堿及其與弱酸的關系 663
18.6 分子性質(zhì)與酸強度 668
18.7 鹽溶液的酸堿性質(zhì) 670
18.8 電子對給予與路易斯酸堿定義 674
第19章 水體系中的離子平衡 687
19.1 酸堿緩沖溶液的平衡 688
19.2 酸堿滴定曲線 697
19.3 微溶性離子化合物的平衡 706
19.4 涉及絡離子的平衡 716
第20章 熱力學:熵、自由能和化學反應的方向 728
20.1 熱力學第二定律:預測自發(fā)變化 729
20.2 計算反應的熵變 741
20.3 熵、自由能和功 746
20.4 自由能、平衡和反應方向 754
第21章 電化學:化學變化與電功 768
21.1 氧化還原反應與電化學電池 769
21.2 伏打電池:利用自發(fā)反應產(chǎn)生電能 774
21.3 電池電動勢:伏打電池的輸出 778
21.4 自由能與電功 788
21.5 電池中的電化學過程 797
21.6 腐蝕:環(huán)境伏打電池 801
21.7 電解池:用電能驅(qū)動非自發(fā)反應 804
第22章 過渡元素及其配位化合物 824
22.1 過渡元素的性質(zhì) 825
22.2 配位化合物 832
22.3 配位共價鍵的理論基礎和配位化合物的性質(zhì) 839
第23章 核反應及其應用 855
23.1 放射性衰變與核穩(wěn)定性 856
23.2 放射性衰變動力學 864
23.3 核嬗變:誘發(fā)型核反應 868
23.4 核輻射對物質(zhì)的影響 870
23.5 放射性同位素的應用 873
23.6 質(zhì)量與能量的相互轉(zhuǎn)換 875
23.7 裂變和聚變的應用 879
附錄A 化學中的常見數(shù)學操作 889
附錄B 部分物質(zhì)的標準熱力學值 893
附錄C 部分物質(zhì)的平衡常數(shù) 898
附錄D 標準電極(半電池)電勢 905