内容简介
本书为“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材,是在第四版基础上修订而成的。此次修订努力遵循“加强基础,趋向前沿,反映现代,注意交叉”的现代课程建设理念,将第四版做了认真的补充与完善。全书分为两部分,第一章到第十五章为无机化学部分,第十六章到第二十一章为分析化学部分。各章前有学习要求,正文中还提供了可以自学的“拓展知识”部分,书后附习题答案与索引。
本书可作为综合性大学和师范院校生物学类各专业的教材,也可作为农、林、医药院校有关专业的教材或参考书。
内页插图
目录
第一章 气体和溶液
1.1 气体
1.1.1 理想气体状态方程
1.1.2 道尔顿分压定律
拓展知识:等离子体
1.2 溶液
1.2.1 分散系
1.2.2 稀溶液的通性
1.3 胶体溶液
1.3.1 溶胶的制备
1.3.2 溶胶的性质
1.3.3 胶团结构和电动电势
1.3.4 溶胶的稳定性和聚沉
拓展知识:纳米材料
1.3.5 大分子溶液及凝胶
习题
第二章 化学热力学初步
2.1 热力学一些常用术语
2.2 热力学第一定律
2.2.1 热和功
2.2.2 热力学能
2.2.3 热力学第一定律
2.2.4 可逆过程和最大功
2.3 热化学
2.3.1 等容反应热、等压反应热和焓的概念
2.3.2 热化学方程式
2.3.3 盖斯定律
2.3.4 生成焓
2.3.5 水合离子的标准生成焓
2.3.6 键能与反应焓变的关系
拓展知识:火箭推进剂和炸药
2.4 热力学第二定律
2.4.1 化学反应的自发性
2.4.2 熵
2.4.3 热力学第二定律
2.4.4 标准摩尔熵
2.5 吉布斯自由能及其应用
2.5.1 吉布斯自由能
2.5.2 标准生成吉布斯自由能
2.5.3 △G与温度的关系
拓展知识:石墨怎样才能变成金刚石
2.5.4 范托夫等温方程
习题
第三章 化学平衡和化学反应速率
3.1 化学平衡
3.1.1 化学平衡的特征
3.1.2 标准平衡常数及其有关的计算
3.1.3 多重平衡规则
3.2 化学平衡的移动
3.2.1 化学平衡移动方向的判断
拓展知识:体内氧输送平衡
3.2.2 化学平衡移动程度的计算
3.3 化学反应速率及其表示法
3.4 浓度对反应速率的影响
3.4.1 基元反应和非基元反应
3.4.2 质量作用定律
3.4.3 非基元反应速率方程的确定
3.4.4 反应机理
3.5 反应物浓度与反应时间的关系
3.6 温度对反应速率的影响
3.7 反应速率理论简介
3.7.1 碰撞理论
3.7.2 过渡态理论
拓展知识:飞秒化学
……
第四章 解离平衡
第五章 氧化还原反应
第六章 原子结构
第七章 分支结构
第八章 配位化合物
第九章 s区元素
第十章 p区元素
第十一章 ds区元素
第十二章 d区元素和f区元素
第十三章 生命元素及其在生命体内的作用
第十四章 环境污染和环境化学
第十五章 核化学简介
第十六章 定量分析化学概论
第十七章 定量分析的误差和分析结果的数据处理
第十八章 重量分析法
第十九章 滴定分析法
第二十章 比色法和分光光度法
第二十一章 分析化学中常用的分离方法和生物试样的前处理
部分习题参考答案
主要参考书
索引
元素周期表
前言/序言
《无机及分析化学》(第五版)是教育部“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材,也是教育部普通高等教育“十五”国家级规划教材《无机及分析化学》(第四版)的修订本。
根据《教育部关于“十二五”普通高等教育本科教材建设的若干意见》(教高[2011]5号),在中央部(委)直属高校、省级教育行政部门推荐以及出版社补充推荐的基础上,经专家评审、网上公示,教育部确定:《无机及分析化学》(第四版)及其配套书《无机及分析化学实验》(第四版)入选第一批“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材(简称“十二五”规划教材),并已正式发函公布。
在《教育部关于印发第一批“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材书目的通知》(教高函[2012]21号)中,要求入选书目编者“根据学科、行业的发展,继续修订完善,及时补充反映最新知识、技术或成果的内容,与时俱进。”为此,编写组遵循本书“加强基础,趋向前沿,反映现代,注意交叉”的现代课程建设理念和教育部对“十二五”规划教材的指示精神积极启动修订工作。编写组向多年教授本书的在岗教师进行教学调研,查阅近年国内外同类教材和资料,草拟修订方案,开“碰头会”交换意见,先期修订各人负责的部分章节,再交换审读各人书稿,进一步完善本书修订。
编写组主要完成如下工作:①对本书各章节作认真修改、补充和调整。②更换或增加各章中的“拓展知识”,以体现与时俱进。③把本书所用的各种常数全部参照:CRC Handbook ofChemistry and Physics 90th ed,2009—2010和James G Speight Lang’s Handbook of Chemis-try 16th ed,2005改换更新,且包括例题和习题。④本书的电子教案由杨贞副教授负责编写,她也花费不少时间和精力参加了本书第五版的审稿和讨论。
参加本书第五版编写的人员有:黄孟健教授(第一至第七章、第九至十二章以及第十五章)、陈荣三教授(第八、十三和十四章)、袁婉清教授(第十八和十九章、合编第十六、十七、二十和二十一章)、杜岱春教授(合编第十六、十七、二十和二十一章)。全书由陈荣三教授策划和统稿,分析化学部分由袁婉清教授参加统稿。
高等教育出版社郭新华编辑始终给予我们无微不至的关怀和指导;南京大学王志林教授、朱成建教授为本书的出版耗费了许多心血,给予不少帮助;王新平教授、陈浩副教授、曹登科副教授和薛德平副教授等对修订工作提供了各种支持和帮助;本书第五版的编写修订还得到了“江苏高校品牌专业建设工程资助项目”的支持,我们均在此表示衷心的感谢。
我们万分诚意地接受广大读者对本书的批评和指正。
《有机化学基础教程》内容简介 面向对象与定位: 本书是一本为化学、材料科学、生命科学、环境科学等理工科专业本科生量身定制的有机化学入门教材。它旨在为初次系统学习有机化学的学生提供一个全面、深入且易于理解的知识框架,为后续专业课程的学习奠定坚实的理论基础和实验技能。本书特别注重理论与实践的结合,力求在培养学生抽象思维能力的同时,提升其解决实际化学问题的能力。 核心内容组织结构: 本书内容按照逻辑递进的顺序精心编排,共分为七大部分,覆盖了基础有机化学的全部核心概念。 第一部分:有机化学导论与基础概念 本部分作为全书的基石,首先介绍了有机化学的研究对象、发展历程,以及有机化合物的结构特征,如共价键的性质、杂化理论(sp3, sp2, sp)、分子轨道理论在有机分子中的应用等。重点阐述了有机化学的基本术语,包括官能团、同系物、同分异构现象(结构异构和立体异构)。立体化学的引入部分,详细讲解了手性、对映异构体、非对映异构体及其命名法(R/S体系、D/L体系),为后续反应机理的理解打下立体化学基础。 第二部分:烷烃、环烷烃与立体化学 本章深入探讨了饱和烃类的性质和反应。详细分析了C-C单键的旋转及其能量变化,介绍了构象异构体(如丁烷的构象分析)以及环烷烃的张力理论,特别是环己烷的椅式、船式构象及其构象转换。在反应方面,着重讲解了烷烃的自由基取代反应(如卤代),反应的选择性、区域选择性和立体选择性问题。 第三部分:烯烃、炔烃与共轭体系 本部分是理解有机反应活性的关键章节。烯烃的几何异构(顺反异构)得到详细讨论。反应部分的核心在于亲电加成反应,涵盖了卤素加成、氢卤酸加成(遵循马氏规则)以及水加成(酸催化水合)。对炔烃,则重点介绍了其酸性以及与过渡金属催化的反应。共轭体系的介绍是本章的亮点,通过丁二烯的1,2-和1,4-加成反应,引入共轭加成(Michael加成)的概念,深入剖析了离域电子对反应活性的影响。 第四部分:芳香烃化学 芳香烃是现代有机化学研究的中心之一。本章从苯的结构和休克尔规则出发,解释了芳香性的概念及其稳定性。重点放在亲电芳香取代反应(Electrophilic Aromatic Substitution, EAS)这一核心反应系列,详细解析了卤代、硝化、磺化、傅克烷基化和酰基化反应的机理。对取代基对环上亲电取代活性和定位的影响(邻、对位定位体与间位定位体)进行了系统的总结和归纳。多环芳烃的结构特点也被简要提及。 第五部分:含氧官能团化合物 本章系统梳理了醇、酚、醚、醛和酮的性质。 醇、酚、醚: 重点比较了醇、酚在酸性上的差异,以及它们参与的取代反应(SN1/SN2)和消除反应(E1/E2)。醚的制备(如威廉姆逊合成)和反应特性被阐述。 醛和酮: 这是本书的重点之一。详细讲解了羰基的亲核加成反应,包括水合物、半缩醛、缩醛的形成,以及与格氏试剂、氰化物的反应。醛类特有的氧化还原反应(如Tollens试验、Cannizzaro反应)和酮类的反应(如α-氢的酸性)被充分讨论。 第六部分:含氮官能团化合物 本部分专注于胺类和酰胺类化合物。胺的分类、碱性及其在溶液中的行为是基础。重点讲解了胺的反应,包括与酰氯的反应(酰胺化)以及重氮盐的形成和重要转化(如Sandmeyer反应)。酰胺的结构特点、水解反应及其在多肽和蛋白质结构中的重要性被引入。 第七部分:羧酸及其衍生物 本章集中讲解羧酸及其衍生化合物:酰卤、酸酐、酯和酰胺。羧酸的酸性分析,以及它们通过亲核酰基取代反应互相转化的规律是核心内容。酯的合成(如Fischer酯化)和水解(酸性和碱性条件下的皂化反应)被详细阐述。此外,本书还简要介绍了有机金属试剂在有机合成中的应用,如通过格氏试剂或有机锂试剂与羰基化合物的反应来构建新的碳骨架。 教学特色与创新点: 1. 机理导向教学: 全书以反应机理为核心逻辑线索,强调“为什么反应会发生”而非仅仅“发生了什么”。通过大量的电子流向图(“弯箭头”)清晰地展示反应的每一步电子转移过程。 2. 合成策略与逆合成分析入门: 在关键章节末尾设置了“合成应用”模块,引入了简单的逆合成分析思维,引导学生如何从目标分子反推起始原料,培养设计合成路线的能力。 3. 结构与性质的统一性: 始终强调结构决定性质。例如,通过比较不同官能团的电负性、空间位阻来解释它们在酸碱性、亲核性上的差异。 4. 丰富的习题与案例: 每章末均配有不同难度的练习题,包括选择题、结构推导题和机理解释题,并提供了部分重点例题的详细解析。 本书旨在提供一个严谨、连贯且富有启发性的有机化学学习体验,帮助学生建立起对有机分子世界的深刻理解。