本书为工科院校非化学化工类专业本科生教材，内容包括物质结构基础、溶液平衡理论、应用电化学、表面活性剂化学、环境化学、能源化学、高分子材料化学、纳米材料化学、分析测试技术和实验数据评价，以原子结构理论、溶液平衡理论和电化学理论为支撑，介绍化学及其相关交叉学科领域的研究内容及进展，每章后附有思考题和习题。同时，章后的阅读材料集知识性、趣味性和前瞻性于一体，供扩展视野之用。
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《新编工科化学》以讲述化学基本理论、基本知识、基本技能为主，适当涵盖新兴学科、边缘学科、应用学科的前沿信息，强调工科特色。
论述深入浅出，简明易懂，便于教、利于学
参考学时数为40-50
适合工科院校非化学化工类专业本科生使用
化学作为自然科学的一个基础学科，内容丰富，涉及面广，它既为人类最初的文明提供基础，也给人类今天的文明以动力。科学技术发展到今天，学科之间的交叉使工程技术的各个领域无不与化学有关，特别是信息技术、材料工程、能源开发、环境治理、医药保健、食品卫生等领域，更离不开化学知识与技术。因此，作为培养21世纪技术创新人才的高等工科院校开设基础化学课程，使学生了解当代化学学科的基本理论和框架，能应用化学的理论、观点和方法考虑问题，审视环境、能源、材料和生命等当前的社会热点论题，培养正确的科学观，是非常必要的。
本书是参照教育部高等学校化学基础课教学指导委员会制订的“高等学校普通化学教学基本内容”组织编写的，是“面向21世纪工科化学教学内容和课程体系改革与实践”教学成果之一。作为传递化学知识与工程实践之间“桥梁信息”的一门基础化学教材，为适应少学时（40～50学时）的教学基本要求，本书选材以基础知识和基本理论为主，涵盖本学科发展的新领域和新知识，力求少而精，强调工科特色，保证知识结构和理论体系的系统性和完整性，注重知识的前沿性和实践性。其主要目的是在极为有限的教学时数内，将化学的一些基本理论、基本知识、基本技能以及一些新兴学科、边缘学科、应用学科的前沿信息传授给学生，使学生通过学习化学基本规律和原理，接受必备的基本操作和训练，树立正确的科学发展观和严谨求实的科学精神，掌握化学的思维和技能，正确认识和理解工程实践中存在的化学问题，为后续课程和专业知识的学习以及未来的工作奠定基础。
目录
前言
第1章 物质结构基础 1
1.1 原子结构的近代概念 1
1.1.1 微观粒子的波粒二象性 2
1.1.2 波函数与原子轨道 3
1.1.3 量子数 3
1.1.4 概率密度和电子云 6
1.1.5 波函数和电子云的图形 7
1.2 多电子原子结构和元素周期系 10
1.2.1 屏蔽效应和钻穿效应 10
1.2.2 原子轨道的能级 10
1.2.3 原子核外电子的分布 11
1.2.4 核外电子分布和元素周期系 13
1.3 化学键 18
1.3.1 离子键 18
1.3.2 共价键 18
1.4 分子间力和氢键 26
1.4.1 偶极矩 26
1.4.2 分子间力 27
1.4.3 氢键 28
1.5 晶体结构 29
1.5.1 典型晶体结构及其性质 29
1.5.2 过渡型晶体 32
阅读材料 晶体的缺陷 33
思考题与习题 34
第2章 化学热力学基础 37
2.1 化学反应中的能量变化 37
2.1.1 热力学第一定律 37
2.1.2 化学反应的热效应和焓变 39
2.1.3 赫斯定律 41
2.2 化学反应的方向和限度 45
2.2.1 自发过程的方向和推动力 45
2.2.2 熵和熵变 46
2.2.3 化学反应的方向与吉布斯函数变 48
2.2.4 化学平衡 51
2.3 化学反应速率 55
2.3.1 反应速率的概念 55
2.3.2 反应速率与浓度的关系 56
2.3.3 反应速率与温度的关系 57
2.3.4 反应速率与催化剂的关系 58
阅读材料 热力学之父——威廉·汤姆孙 60
思考题与习题 61
第3章 溶液平衡理论 65
3.1 稀溶液通性 65
3.1.1 溶液的蒸气压下降 65
3.1.2 溶液的沸点升高和凝固点下降 66
3.1.3 渗透压 66
3.2 酸碱溶液平衡 67
3.2.1 酸碱质子理论 67
3.2.2 酸碱平衡 69
3.2.3 酸碱缓冲溶液 79
3.3 难溶电解质溶液 82
3.3.1 溶度积常数 82
3.3.2 溶度积和溶解度的关系 83
3.3.3 溶度积规则及其应用 86
3.4 配合物溶液 87
3.4.1 配合物的组成 88
3.4.2 配合物的命名 89
3.4.3 配合平衡 89
3.4.4 配合物的应用 92
阅读材料 酸碱指示剂与酸碱滴定 93
思考题与习题 98
第4章 应用电化学 103
4.1 电化学基础 103
4.1.1 原电池 103
4.1.2 电极电势与能斯特方程 105
4.1.3 电极电势的应用 111
4.2 电解 113
4.2.1 电解池 113
4.2.2 分解电压和超电势 113
4.2.3 电解规律 115
4.3 金属的腐蚀与防护 115
4.3.1 化学腐蚀 116
4.3.2 电化学腐蚀 116
4.3.3 应力腐蚀 118
4.3.4 微生物腐蚀 119
4.3.5 金属的防护 120
4.4 电化学应用 125
4.4.1 电镀与电铸 125
4.4.2 电化学刻蚀 128
4.4.3 电化学抛光 131
4.4.4 电化学合成 133
阅读材料 电渗析方法介绍 135
思考题与习题 137
第5章 材料化学基础 139
5.1 高分子材料化学 139
5.1.1 高分子化合物概述 139
5.1.2 高分子结构与性能 146
5.1.3 工程塑料 152
5.1.4 合成橡胶 154
5.1.5 合成纤维 156
5.1.6 高分子复合材料 157
5.1.7 功能高分子材料 158
5.2 无机材料化学 165
5.2.1 硅酸盐材料 165
5.2.2 新型非金属材料 169
5.3 金属材料化学 172
5.3.1 金属概述 172
5.3.2 稀土金属 175
5.3.3 合金材料 177
阅读材料 新型陶瓷材料 181
思考题与习题 182
第6章 表面活性剂化学 183
6.1 表面活性剂的结构特点和分类 183
6.1.1 表面活性剂的结构特点 183
6.1.2 表面活性剂的分类 183
6.2 表面活性剂的基本性质 190
6.2.1 表面张力和表面活性 191
6.2.2 临界胶束浓度 191
6.2.3 胶束增溶 193
6.3 表面活性剂结构对其性能的影响 193
6.3.1 亲水亲油平衡 193
6.3.2 憎水基种类的影响 195
6.3.3 亲水基相对位置的影响 195
6.3.4 憎水基结构中支链的影响 196
6.3.5 相对分子质量的影响 196
6.4 表面活性剂的基本作用 196
6.4.1 润湿和渗透作用 196
6.4.2 乳化和分散作用 197
6.4.3 起泡和消泡作用 199
6.4.4 洗漆作用 199
6.5 表面活性剂应用 200
6.5.1 金属清洗剂 200
6.5.2 电镀液添加剂 202
阅读材料 生物表面活性剂 203
思考题 204
第7章 环境与化学 205
7.1 环境污染与化学 205
7.1.1 生态平衡 205
7.1.2 大气环境 207
7.1.3 水体环境 214
7.2 环境保护与化学 217
7.2.1 大气污染的防治 217
7.2.2 生活用水的净化处理 218
7.2.3 废水处理 220
7.3 生命科学与化学 222
7.3.1 构成生命的重要物质 222
7.3.2 基因的表达与调控 223
7.3.3 生物膜 223
7.3.4 氧自由基与人体健康 224
7.3.5 微量元素与疾病 225
阅读材料 环境激素——人类生存的潜在威胁 227
思考题 228
第8章 能源化学 229
8.1 能源的分类 229
8.2 常规能源 230
8.2.1 煤炭 230
8.2.2 石油和天然气 232
8.3 化学电源 234
8.3.1 化学电源分类 234
8.3.2—次电池 234
8.3.3 二次电池 236
8.4 新能源 241
8.4.1 太阳能 241
8.4.2 核能 242
8.4.3 氢能 245
8.4.4 生物质能 246
8.4.5 海洋能 248
8.4.6 地热能 250
阅读材料 生物柴油 250
思考题 251
第9章 纳米材料化学 253
9.1 纳米材料的发展 253
9.2 纳米材料的结构单元 255
9.2.1 团簇 255
9.2.2 人造原子 255
9.2.3 纳米微粒 256
9.3 纳米材料的性质 257
9.3.1 纳米材料的一般性质 257
9.3.2 纳米材料的光学性质 259
9.4 纳米材料的制备方法 263
9.4.1 气相法制备纳米微粒 263
9.4.2 液相法制备纳米微粒 264
9.4.3 固相法制备纳米微粒 266
9.5 纳米复合材料 269
9.5.1 纳米复合材料的定义 269
9.5.2 纳米复合材料的命名和分类 270
9.5.3 纳米复合材料的应用 271
阅读材料 纳米生物传感器 272
思考题 274
第10章 实验数据处理 275
10.1 有效数字 275
10.1.1 有效数字的概念 275
10.1.2 有效数字的运算规则 276
10.2 误差与偏差 277
10.2.1 误差与偏差的概念 277
10.2.2 系统误差及其传递 279
10.2.3 随机误差及其传递 280
10.3 实验数据的统计分析 281
10.3.1 t分布曲线 281
10.3.2 平均值的置信区间 282
10.3.3 t检验法 283
10.3.4 F检验法 285
10.4 实验数据优化 286
10.4.1 回归分析 287
10.4.2 正交试验设计 289
阅读材料 实验数据的平滑 292
思考题与习题 293
第11章 分析测试技术 295
11.1 原子吸收光谱分析 295
11.1.1 基本原理 295
11.1.2 仪器设备 295
11.1.3 方法特点及其应用 296
11.2 原子发射光谱分析 296
11.2.1 基本原理 296
11.2.2 仪器设备 297
11.2.3 方法特点及其应用 298
11.3 红外光谱分析 299
11.3.1 基本原理 299
11.3.2 仪器设备 300
11.3.3 方法特点及其应用 300
11.4 核磁共振谱 301
11.4.1 基本原理 301
11.4.2 仪器设备 302
11.4.3 方法特点及其应用 303
11.5 质谱分析 303
11.5.1 基本原理 303
11.5.2 仪器设备 304
11.5.3 方法特点及其应用 304
11.6 色谱分析 305
11.6.1 气相色谱分析 305
11.6.2 高效液相色谱分析 307
11.7 电化学分析 308
11.7.1 电位分析法基本原理 309
11.7.2 电位法测定溶液pH 309
11.7.3 方法特点及其应用 310
11.8 晶相分析 310
11.8.1 扫描电子显微镜 310
11.8.2 扫描隧道显微镜 311
11.8.3 X射线衍射分析 312
11.8.4 X射线光电子能谱法 313
阅读材料 原子力显微镜 313
思考题 314
参考答案 315
主要参考文献 318
附录 321
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