第1章 气体和大气污染 1
1.1 气体 1
1.1.1 理想气体状态方程 1
1.1.2 气体混合物 2
1.1.3 真实气体 4
1.2 大气污染 5
1.2.1 大气污染物及其危害 5
1.2.2 大气污染的防治 9
习题 12

第2章 化学热力学基础 14
2.1 热力学第一定律 14
2.1.1 基本概念和常用术语 14
2.1.2 热力学第一定律 17
2.2 化学反应的热效应 18
2.2.1 定容反应热和定压反应热 18
2.2.2 标准状态和热化学反应方程式 19
2.2.3 标准摩尔生成焓 21
2.2.4 标准摩尔燃烧焓 21
2.3 Hess定律和反应热的计算 22
2.3.1 Hess定律 22
2.3.2 反应热的计算 23
2.4 自发变化和熵 24
2.4.1 自发变化 24
2.4.2 焓和自发变化 25
2.4.3 熵、混乱度和微观状态数 26
2.4.4 热力学第三定律和标准熵 26
2.4.5 热力学第二定律 27
2.5 Gibbs函数 27
2.5.1 Gibbs函数与自发变化 27
2.5.2 标准摩尔Gibbs函数变 29
2.5.3 标准摩尔Gibbs函数变的计算 29
2.5.4 化学反应的等温方程 31
2.6 新能源材料 32
2.6.1 太阳能电池材料 32
2.6.2 生物质能源材料 33
2.6.3 储氢材料 34
2.6.4 燃料电池材料 34
习题 35

第3章 化学反应速率 38
3.1 化学反应速率 38
3.1.1 平均速率 38
3.1.2 瞬时速率 40
3.2 影响化学反应速率的因素 40
3.2.1 浓度对反应速率的影响——速率方程 41
3.2.2 温度对反应速率的影响——Arrhenius方程 43
3.2.3 催化剂对反应速率的影响 45
3.3 反应速率理论 45
3.3.1 碰撞理论 46
3.3.2 活化络合物理论 48
3.3.3 反应机理 49
3.4 光催化 51
3.4.1 光催化机理 51
3.4.2 CO2的光催化还原 52
3.4.3 光催化产氢 54
3.4.4 光催化降解有机污染物 56
习题 56

第4章 化学平衡 59
4.1 可逆反应和化学平衡 59
4.1.1 化学反应的可逆性和化学平衡 59
4.1.2 标准平衡常数表达式及其应用 60
4.1.3 标准平衡常数与标准摩尔反应Gibbs函数变的关系 66
4.2 化学平衡的移动 67
4.2.1 浓度对化学平衡的影响 68
4.2.2 压力对化学平衡的影响 69
4.2.3 温度对化学平衡的影响 71
4.3 化学平衡与生产 72
4.3.1 化学平衡在合成氨生产中的应用 72
4.3.2 化学平衡在乙苯脱氢制苯乙烯中的应用 72
习题 74

第5章 酸碱解离平衡和沉淀溶解平衡 77
5.1 酸碱理论 77
5.1.1 酸碱电离理论 77
5.1.2 酸碱质子理论 78
5.1.3 酸碱电子理论 79
5.2 水的解离平衡 79
5.2.1 水的解离平衡 79
5.2.2 水溶液的酸碱性、pH和pOH 80
5.3 酸碱解离平衡 81
5.3.1 一元弱酸、弱碱的解离平衡 81
5.3.2 多元弱酸、弱碱的解离平衡 84
5.3.3 两性物质的酸碱性 85
5.3.4 酸碱指示剂 85
5.3.5 同离子效应与缓冲溶液 87
5.4 沉淀溶解平衡 92
5.4.1 溶解度和溶度积常数 92
5.4.2 溶度积规则 94
5.4.3 沉淀的生成和溶解 95
5.4.4 分步沉淀 102
5.4.5 沉淀的转化 103
5.5 阻垢剂及阻垢机理 104
5.5.1 阻垢剂的类型 104
5.5.2 阻垢剂的阻垢机理 105
习题 106

第6章 氧化还原反应 110
6.1 氧化还原反应的基本概念 110
6.1.1 氧化值 110
6.1.2 氧化还原反应方程式的配平 111
6.2 电动势和电极电势 113
6.2.1 原电池 113
6.2.2 电极电势 116
6.2.3 能斯特（Nernst）方程 118
6.3 电极电势的应用 121
6.3.1 判断氧化剂、还原剂的相对强弱 121
6.3.2 判断氧化还原反应进行的方向 122
6.3.3 确定氧化还原反应进行的限度 123
6.3.4 元素电势图 125
6.4 新型电池 127
6.4.1 锂离子电池 127
6.4.2 锌基电池 128
6.4.3 铅酸电池和铅碳电池 129
6.4.4 钠离子电池 129
习题 130

第7章 原子结构和元素周期律 134
7.1 氢原子光谱、微观粒子运动特征 134
7.1.1 氢原子光谱和Bohr理论 134
7.1.2 微观粒子的波粒二象性 136
7.1.3 不确定性原理 137
7.2 氢原子结构的量子力学描述 138
7.2.1 波函数与原子轨道 138
7.2.2 量子数与核外电子的运动状态 139
7.2.3 原子轨道的空间图像 141
7.2.4 概率密度与电子云 143
7.3 多电子原子的能级 144
7.3.1 原子轨道近似能级图 144
7.3.2 核外电子的排布 146
7.4 元素周期表 148
7.4.1 元素的周期 148
7.4.2 元素的族 150
7.4.3 元素的分区 150
7.5 原子基本性质的周期性 151
7.5.1 原子半径 151
7.5.2 电离能 153
7.5.3 电子亲和能 153
7.5.4 电负性 154
7.6 原子光谱 155
7.6.1 原子吸收光谱 155
7.6.2 原子荧光光谱 156
7.6.3 原子发射光谱 157
习题 158

第8章 化学键、分子与晶体结构 161
8.1 共价键理论与分子结构 161
8.1.1 经典共价键理论 161
8.1.2 现代价键理论 162
8.1.3 杂化轨道理论 163
8.1.4 价层电子对互斥理论 164
8.1.5 分子轨道理论 168
8.2 金属键与金属晶体 171
8.2.1 金属晶体结构 171
8.2.2 金属键本质 171
8.3 离子键与离子晶体 172
8.3.1 晶体结构类型与半径比规则 172
8.3.2 晶格能 172
8.3.3 离子极化 173
8.4 分子间作用力与分子晶体 174
8.4.1 分子的极性 174
8.4.2 分子间作用力 175
8.4.3 氢键 176
8.5 分子、晶体结构在前沿材料中的应用研究 176
8.5.1 新型结构材料 176
8.5.2 二维材料 177
8.5.3 特殊晶体材料 177
习题 178

第9章 配合物及其结构 181
9.1 配合物的基本概念 182
9.1.1 配合物的定义 182
9.1.2 配合物的构成和配离子的电荷 182
9.1.3 配合物的命名 183
9.1.4 配合物的类型 184
9.2 配合物的空间构型和磁性 185
9.2.1 配合物的空间构型 185
9.2.2 配合物的磁性 187
9.3 配合物的化学键理论 187
9.3.1 价键理论 187
9.3.2 晶体场理论 189
9.4 配位平衡及配合物的稳定性 195
9.4.1 配位平衡 195
9.4.2 配合物的稳定性 202
9.5 配合物的应用 205
9.5.1 在分析化学中的应用 205
9.5.2 在医药中的应用 205
9.5.3 在电镀工业中的应用 207
9.5.4 在湿法冶金工业中的应用 207
9.5.5 在催化中的应用 207
9.6 金属有机骨架材料 207
9.6.1 MOFs的类型 208
9.6.2 MOFs的应用 209
习题 210

第10章 重要的无机非金属元素及相关材料 213
10.1 卤素 214
10.1.1 卤素单质 214
10.1.2 氢卤酸和卤化物 214
10.1.3 卤素的含氧酸及其盐 215
10.1.4 无机含氧酸的酸性强弱规律 217
10.1.5 卤素类材料 218
10.2 氧族元素 222
10.2.1 臭氧 223
10.2.2 过氧化氢 224
10.2.3 氢硫酸与硫化物 226
10.2.4 硫酸及硫酸盐 227
10.2.5 产生含氧自由基的材料 228
10.2.6 硫化物材料 230
10.3 氮族元素 231
10.3.1 氮族元素概述 231
10.3.2 含氮化合物 231
10.3.3 含磷化合物 239
10.3.4 砷、锑、铋的重要化合物 239
10.3.5 二维磷基材料——二维黑磷 240
10.4 碳族元素 243
10.4.1 碳族元素概述 243
10.4.2 碳的重要化合物 243
10.4.3 硅的重要化合物 246
10.4.4 新型碳、硅材料 248
习题 250

第11章 重要的金属、金属化合物及相关材料 252
11.1 铝及其化合物 252
11.1.1 铝单质的性质和制备 252
11.1.2 铝的重要化合物 254
11.1.3 铝及氧化铝材料 256
11.2 锡、铅及其化合物 258
11.2.1 锡、铅的氧化物 258
11.2.2 锡、铅的氢氧化物 259
11.2.3 Sn2+、Pb2+的鉴定 259
11.2.4 锡铅材料 260
11.2.5 铅的毒性 261
11.3 铜、银、金及其化合物 261
11.3.1 铜、银、金的基本性质 261
11.3.2 单质的物理性质和化学性质 262
11.3.3 铜的化合物 263
11.3.4 银的化合物 266
11.3.5 铜系纳米材料 268
11.4 锌、镉、汞及其化合物 270
11.4.1 锌、镉、汞的基本性质 270
11.4.2 锌和镉的化合物 271
11.4.3 汞的化合物 273
11.4.4 锌系纳米材料 276
11.5 铬及其化合物 279
11.5.1 铬单质的性质 279
11.5.2 铬的重要化合物 279
11.5.3 铬材料 282
11.6 锰及其化合物 282
11.6.1 锰的重要化合物 283
11.6.2 Mn2+、MnO?4的鉴定 285
11.6.3 锰材料 286
11.7 铁、钴、镍及其化合物 287
11.7.1 铁、钴、镍的单质 287
11.7.2 铁、钴、镍的化合物 288
11.7.3 铁、钴、镍的配合物 293
11.7.4 铁基磁性材料 297
习题 299

附录
附表1 一些物质的热力学常数 301
附表2 某些物质的标准摩尔燃烧焓(298.15K) 319
附表3 酸、碱的解离常数 319
附表4 某些配离子的标准稳定常数（298.15K） 320
附表5 溶度积常数 322
附表6 标准电极电势（298.15K） 324

参考文献