基础化学(赵玉娥)(第三版)

本书自2004年第一版出版以来,受到多所高等职业教育学院和多所本科院校高职高专相关专业的普遍欢迎。本书第三版仍根据高等职业教育培养目标,从培养应用型技术人才的目的出发,本着“必需和够用”的原则,注重基础,加强应用性,在基本概念、基本理论、基本知识够用的前提下，突出理论和实践的结合。
本书第三版基本框架仍保留第二版的基本内容，包括：化学基本概念，物质结构基础，元素周期律，化学热力学基础，化学反应速率和化学平衡，酸碱平衡与酸碱滴定法，沉淀溶解平衡与沉淀滴定法，氧化还原平衡与氧化还原滴定法，配位平衡与配位滴定法，脂肪烃，环烃，卤代烃，含氧有机化合物，含氮有机化合物，杂环化合物，糖类、脂类、蛋白质和核酸，共17章内容。
本书为高职高专制药工程、生物工程和化工工艺专业使用教材，也可供高职高专其他专业开设基础化学课选用。

赵玉娥，北京联合大学生物化学工程学院，教授，赵玉娥本科、硕士、博士均毕业于吉林大学化学系，硕士从师于国家级教学名师宋天佑；博士从师于孙家锺院士。博士毕业后一直在大学从事化学教学工作，主讲基础化学、无机及分析化学、有机化学和生物化学，并指导各门课程的实验。基础化学和无机及分析化学课程的教学改革已经取得了较好的成绩。

前言
本书第二版出版发行后，受到许多兄弟院校的化学工程与工艺、制药工程、生物技术、环境工程等专业同行的重视，他们把使用本教材过程中的体会，发现的不妥之处，以及改进意见与本书编者进行了交流。编者对于关心这本教材，提出宝贵意见的各位同行，表示由衷的感谢。
本版在第二版的基础上，更新了部分章节的内容和结构，对部分章节进行了适当的增减和调整，并将绿色、低碳等现代理念融入教材，增加了应用实例。
本书再版修订由赵玉娥负责，参加编写的人有：赵玉娥（第1、2、4、8、10、11、17章）、王传胜（第3、5、6、7、9章）、徐雅君（第12、13、14、15、16章）。本书承蒙南开大学教授郑文君博士主审，他对本书提出了宝贵意见，并指出了不足之处，编者在此表示衷心的感谢。
本书电子资源含电子课件、习题解答等内容，可免费提供给采用本书作为教材的教师使用，如需要请联系：cipedu@***。
最后，对关心和使用本书的专家与师生致以最真诚的谢意。

编 者
2015年4月

第一版前言
高等学校的教材建设是高等学校教学工作的重要组成部分。随着高等职业教育的迅猛发展，迫切需要与之相适应的、面向21世纪的教材和教学参考书。编者遵照全国高职高专化工类教材的基本要求，根据高职高专教育与培养技术应用型人才的目标和高职高专院校的特点编写了这本教材。本书既可作为高职院校化学化工类各专业的教材，也可作为专科层次相关专业的教材和参考书。
本书共分23章和16个实验。教材内容以“必需和够用”为原则，注重基本概念和基本知识的阐述，并力求做到循序渐进、由浅入深，理论和实际结合，加强实用性，把知识的传授和培养学生分析问题及解决问题的能力结合起来，将本书编写成具有高职高专教育特色的教材。
本书由赵玉娥(北京联合大学生物化学工程学院)主编，并编写第1章、第9章、第11章和第12章；黄小崴(北京联合大学生物化学工程学院)编写第2章和第3章；王桥(首都医科大学)编写第4章和第23章；段天璇(北京中医药大学)编写第5章；王传胜(沈阳化工学院)编写第6章和第7章；贺哓唯(沈阳化工学院)编写第8章和第10章；李艳华(沈阳工业大学)编写第13章；孔祥文(沈阳化工学院)编写第14章和第16章；彭兆快(北京联合大学生物化学工程学院)编写第15章；张枫(首都医科大学)编写第17章；林强(北京联合大学生物化学工程学院)编写第18章；吴京平(北京联合大学师范学院)编写第19章和第20章；朱莹(首都医科大学)编写第21章和第22章。实验部分由赵玉娥、王传胜、孙瑞岩(长春中医学院)和宋学英(首都医科大学)共同编写。本书承蒙南开大学教授郑文君博士主审，他对本书提出了宝贵意见，编者在此表示衷心感谢。
高职高专教育正处于蓬勃发展阶段，本教材在高职高专教育特色方面做了尝试，但教学内容和体系改革是一个长期的、复杂的、需要反复探索和实践的系统的工程，限于编者的水平，疏漏之处在所难免，衷心希望专家和使用本书的师生予以匡正，对此谨致以最真诚的谢意。


编 者
2003年8月

第二版前言
本书在第一版编写之际，正逢我国高等职业教育的迅猛发展，因此，2004年本书一出版，即受到了欢迎，为多所高等职业教育学院的化学工程与工艺、制药工程、生物技术、环境工程等专业用为教材，一些本科院校的高职高专的相关专业也使用本书作为教材。在近5年的使用中，许多用书院校的师生对本教材给出了较高的评价，认为《基础化学》涵盖了传统的四大化学及生物化学的基本内容，较好地实现了化学基础课程中相邻知识系列和相近学科知识的整合，具有较宽的知识面和适应性，有效地避免了以往教材体系中某些基础知识点多次重复的弊端，是一部优秀的高等职业教育的基础化学教材。有关专家也对本书做出了肯定，本书于2007年1月获第八届中国石油和化学工业优秀教材奖一等奖。于2007年3月被北京市教育委员会评为“2006年北京高等教育精品教材”，同年《基础化学》第二版被列选为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。
在本书出版之后的5年里，我国的高等职业教育的形势又发生了很大变化，使我们感到，原有的一些特色和创新现在已显落后，迫切需要我们对第一版进行修订；而且由于编者的水平，第一版中出现了一些疏漏和欠妥之处，也需要再版纠正。考虑到近5年中出版了一些基础化学实验教材，因此在本书中删去了基础化学实验部分，同时考虑到各个学校基础化学教学学时等具体情况，删去了分光光度法和对映异构体两章，对其他章节的内容也作一些适当的增减和调整。
本书再版修订由赵玉娥主要负责，参加编写的人有：赵玉娥（第1、2、4、10、17章）；王传胜（第3、5、6、7、9章）；徐雅君（第12、13、14、15、16章）；王喆（第8、11章）。本书承蒙南开大学教授郑文君博士主审，他对本书提出了宝贵意见，并指出了不足之处，编者在此表示衷心感谢!
本书电子资源含电子课件、习题解答等内容，可免费提供给采用本书作为教材的教师使用，如需要请联系：cipedu@***。
最后，对关心和使用本书的专家与师生致以最真诚的谢意。


编 者
2009年3月

绪论1

第1章 气体、溶液和胶体4
1.1气体4
1.1.1理想气体状态方程式4
1.1.2气体分压定律5
1.2溶液浓度的表示方法6
1.3分配定律7
1.3.1相似相溶原理7
1.3.2分配定律8
1.4稀溶液的依数性8
1.4.1蒸气压下降8
1.4.2沸点升高9
1.4.3凝固点下降9
1.4.4溶液的渗透压11
1.5胶体溶液12
1.5.1分散体系12
1.5.2胶体溶液的分类13
1.5.3溶胶的性质13
1.5.4胶团的结构14
1.5.5溶胶的聚沉14
习题15
第2章 化学热力学基础16
2.1化学热力学的基本概念16
2.1.1系统和环境16
2.1.2系统的性质16
2.1.3状态和状态函数16
2.1.4过程和途径17
2.1.5热和功17
2.1.6热力学能17
2.2热化学18
2.2.1化学反应热效应和焓18
2.2.2盖斯定律19
2.2.3标准摩尔生成焓20
2.2.4标准摩尔燃烧热20
2.3化学反应的方向21
2.3.1自发过程21
2.3.2熵和熵变21
2.4吉布斯自由能与化学反应方向22
2.4.1吉布斯自由能的定义22
2.4.2标准摩尔生成吉布斯自由能23
2.4.3化学反应方向——吉布斯自由能判据23
2.4.4ΔrGｍ与温度的关系24
习题24
第3章 化学反应速率和化学平衡26
3.1化学反应速率26
3.1.1化学反应速率的表示法26
3.1.2化学反应速率理论27
3.1.3影响化学反应速率的因素28
3.2化学平衡30
3.2.1化学平衡30
3.2.2平衡常数30
3.2.3多重平衡规则32
3.2.4化学平衡计算32
3.2.5影响化学平衡的因素33
习题36
第4章 化学分析38
4.1化学分析概述38
4.1.1分析方法的分类38
4.1.2定量分析的一般过程39
4.2定量分析中的误差40
4.2.1误差的分类40
4.2.2误差和偏差的表示方法41
4.2.3可疑数据的取舍43
4.3提高分析结果准确度的方法43
4.3.1选择合适的分析方法43
4.3.2检验和消除系统误差43
4.3.3减小测量的相对误差44
4.3.4增加平行测定次数，减小偶然误差的影响44
4.4有效数字及其运算规则44
4.4.1有效数字44
4.4.2有效数字的修约45
4.4.3有效数字的运算45
4.5滴定分析法46
4.5.1滴定分析法概述46
4.5.2滴定分析法对化学反应的要求47
4.5.3基准物质和标准溶液47
4.5.4滴定分析中的计算48
习题49
第5章 酸碱平衡与酸碱滴定法51
5.1酸碱理论51
5.1.1酸碱质子理论51
5.1.2水的质子自递反应和溶液的酸碱性52
5.2酸碱平衡中有关组分浓度的计算53
5.2.1强酸（碱）溶液pH值的计算53
5.2.2弱酸弱碱的离解常数53
5.2.3离解度和稀释定律54
5.2.4一元弱酸（碱）溶液pH值的计算54
5.2.5多元酸碱溶液pH值的计算55
5.2.6酸碱两性物质溶液pH值的计算56
5.2.7同离子效应与盐效应56
5.3缓冲溶液57
5.3.1缓冲溶液及缓冲作用原理57
5.3.2缓冲溶液pH值的计算58
5.4酸碱滴定法59
5.4.1酸碱指示剂及指示剂的变色原理59
5.4.2酸碱滴定曲线与指示剂的选择原则60
5.4.3酸碱滴定法的应用65
习题66
第6章 沉淀溶解平衡与沉淀滴定法68
6.1沉淀溶解平衡68
6.2溶度积及其应用68
6.2.1溶度积常数68
6.2.2溶度积和溶解度的相互换算68
6.2.3溶度积规则69
6.3沉淀溶解平衡的移动70
6.3.1沉淀的生成70
6.3.2影响沉淀反应的因素70
6.3.3沉淀的溶解71
6.4分步沉淀和沉淀转化72
6.4.1分步沉淀72
6.4.2沉淀转化73
6.5沉淀滴定法74
6.5.1莫尔（Mohr）法74
6.5.2佛尔哈德（Volhard）法74
6.5.3沉淀滴定法的应用75
习题75
第7章 氧化还原平衡与氧化还原滴定法77
7.1氧化还原的基本概念77
7.1.1氧化值（氧化数）77
7.1.2氧化还原电对77
7.2氧化还原反应方程式的配平78
7.3电极电势79
7.3.1原电池79
7.3.2电极电势80
7.3.3影响电极电势的因素81
7.4电极电势的应用83
7.4.1比较氧化剂或还原剂的相对强弱83
7.4.2计算原电池的电动势84
7.4.3判断氧化还原反应方向84
7.4.4确定氧化还原反应进行的程度85
7.4.5元素电势图及其应用86
7.5氧化还原滴定法87
7.5.1氧化还原滴定曲线87
7.5.2氧化还原滴定法的指示剂88
7.5.3常用的氧化还原滴定法89
习题91
第8章 物质结构基础93
8.1原子结构和元素周期律93
8.1.1原子核外电子的运动特征93
8.1.2原子核外电子的排布 96
8.1.3元素周期表 98
8.1.4元素基本性质的周期性100
8.2化学键理论概述103
8.2.1离子键104
8.2.2共价键理论104
8.2.3杂化轨道理论107
8.2.4分子间作用力110
习题112
第9章 配位平衡与配位滴定法115
9.1配位化合物的组成和命名115
9.1.1配位化合物的组成115
9.1.2配位化合物的命名116
9.1.3螯合物116
9.2配位化合物的价键理论117
9.2.1价键理论的要点117
9.2.2配合物的几何构型117
9.2.3内轨配合物与外轨配合物119
9.2.4配位化合物的磁性119
9.3配位平衡120
9.3.1配离子的离解120
9.3.2配离子的离解常数120
9.3.3配离子稳定常数的应用121
9.4配位滴定法123
9.4.1乙二胺四乙酸的离解平衡124
9.4.2EDTA与金属离子的配合物124
9.4.3配位滴定曲线127
9.4.4金属指示剂128
9.4.5配位滴定的方式和应用129
习题130
第10章 有机化合物概述132
10.1有机化合物的概念132
10.2有机化合物的结构132
10.3有机化学反应中的酸和碱133
10.4有机化合物的一般特点133
10.5有机反应的基本类型134
10.5.1化学键断裂方式134
10.5.2有机反应的类型134
10.6有机化合物的分类134
10.6.1按基本骨架特征分类135
10.6.2按官能团（或特征结构）分类135
习题136
第11章 脂肪烃138
11.1烷烃138
11.1.1烷烃的通式和同系列138
11.1.2烷烃的结构138
11.1.3烷烃的异构现象139
11.1.4烷烃的命名140
11.1.5烷烃的物理性质142
11.1.6烷烃的化学性质143
11.1.7烷烃的天然来源145
11.2烯烃145
11.2.1烯烃的结构145
11.2.2烯烃的异构现象146
11.2.3烯烃的命名147
11.2.4烯烃的物理性质148
11.2.5烯烃的化学性质149
11.2.6低级烯烃的工业来源154
11.3炔烃154
11.3.1乙炔的结构155
11.3.2炔烃的构造异构和命名155
11.3.3炔烃的物理性质155
11.3.4炔烃的化学性质156
11.3.5重要的炔烃159
11.4二烯烃160
11.4.1二烯烃的分类和命名160
11.4.2共轭二烯烃的化学性质161
11.4.3重要的二烯烃162
习题162
第12章 环烃165
12.1脂环烃165
12.1.1脂环烃的分类和同分异构 165
12.1.2脂环烃的命名 165
12.1.3脂环烃的物理性质166
12.1.4脂环烃的化学性质166
12.2芳烃167
12.2.1芳烃的分类和命名167
12.2.2苯的结构169
12.2.3单环芳烃169
12.2.4芳烃的来源175
习题176
第13章 卤代烃179
13.1卤代烃的分类及其命名179
13.1.1卤代烃的分类179
13.1.2卤代烃的命名179
13.2卤代烷的物理性质180
13.3卤代烷的化学性质181
13.3.1取代反应181
13.3.2消除反应182
13.3.3与金属镁反应182
13.4卤代烯烃和卤代芳烃183
13.4.1分类183
13.4.2不同类型的卤代烯烃和卤代芳烃反应活性的差异183
习题184
第14章 含氧有机化合物186
14.1醇186
14.1.1醇的分类和命名186
14.1.2醇的物理性质187
14.1.3醇的化学性质188
14.2酚191
14.2.1酚的分类和命名191
14.2.2苯酚的结构191
14.2.3苯酚的物理性质191
14.2.4酚的化学性质192
14.3醚194
14.3.1醚的分类和命名194
14.3.2醚的物理性质195
14.3.3醚的化学性质196
14.4醛、酮196
14.4.1醛、酮的结构、分类和命名197
14.4.2醛、酮的物理性质198
14.4.3醛、酮的化学性质198
14.5羧酸204
14.5.1羧酸的结构和命名204
14.5.2羧酸的物理性质205
14.5.3羧酸的化学性质206
14.6羧酸衍生物209
14.6.1羧酸衍生物的命名209
14.6.2羧酸衍生物的物理性质210
14.6.3羧酸衍生物的化学性质210
习题212
第15章 含氮有机化合物215
15.1硝基化合物215
15.1.1硝基化合物的分类和命名215
15.1.2硝基化合物的物理性质216
15.1.3硝基化合物的化学性质216
15.2胺217
15.2.1胺的分类和命名217
15.2.2胺的物理性质218
15.2.3胺的化学性质218
15.3芳香族重氮和偶氮化合物221
15.3.1重氮化反应221
15.3.2重氮盐的性质及其在有机合成中的应用222
习题223
第16章 杂环化合物225
16.1杂环化合物的分类和命名225
16.1.1杂环化合物的分类225
16.1.2杂环化合物的命名225
16.2五元杂环化合物227
16.2.1结构与芳香性227
16.2.2五元杂环化合物的物理性质227
16.2.3五元杂环化合物的化学性质227
16.3六元杂环化合物229
16.3.1吡啶229
16.3.2喹啉230
16.3.3嘌呤231
习题232
第17章 糖类、脂类、蛋白质和核酸234
17.1糖类化合物234
17.1.1单糖234
17.1.2二糖239
17.1.3多糖240
17.1.4糖类化合物的生理功能242
17.2脂类242
17.2.1油脂242
17.2.2类脂244
17.2.3甾族化合物245
17.2.4脂类的主要生理功能247
17.3蛋白质248
17.3.1蛋白质的基本单位——氨基酸248
17.3.2肽251
17.3.3蛋白质252
17.3.4蛋白质的功能255
17.4核酸255
17.4.1核酸的组成255
17.4.2核酸的结构257
17.4.3核酸的性质259
17.4.4核酸的生物功能260
习题260
附录262
附表1常见的物质的ΔｆＨm、ΔｆGm和Sm（298.15K）262
附表2弱酸、弱碱的离解常数263
附表3溶度积常数（298.15K）264
附表4标准电极电势（298.15K）265
附表5常见配离子的稳定常数（298.15K）267
参考文献268

元素周期表269