《普通化學》是根據(jù)教育部高等農(nóng)林院校理科基礎(chǔ)課程教學指導(dǎo)委員會提出的“強化基礎(chǔ)、改革創(chuàng)新、示范教材”的建設(shè)思路編寫的示范教材。全書共分為5個部分12章,主要以化學物質(zhì)為主線講述物質(zhì)的存在狀態(tài)、物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)、物質(zhì)化學變化的基本原理及其應(yīng)用。主要內(nèi)容包括化學熱力學與動力學基礎(chǔ),原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和配合物結(jié)構(gòu)以及四大平衡等,同時為了加強學生對化學學科的全面認識,了解化學對于人類社會的作用和貢獻,融入了與生命科學、環(huán)境科學、材料科學等有關(guān)的一些化學成就,并注意體現(xiàn)化學與農(nóng)業(yè)等各專業(yè)的聯(lián)系及應(yīng)用,以激發(fā)學生學習興趣,使學生對身邊發(fā)生的化學現(xiàn)象從知其然到知其所以然。
與《普通化學》配套的還有普通化學學習指導(dǎo)及多媒體課件。
《普通化學》可作為高等農(nóng)、林、牧、水產(chǎn)類各專業(yè)本科生普通化學教材。
普通化學(General chemistry)是高等農(nóng)業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)、水產(chǎn)類院校本科生的一門概論性的重要基礎(chǔ)課,也是一門承前啟后的重要化學理論基礎(chǔ)課。它的任務(wù)是在學生中學階段掌握的化學知識的基礎(chǔ)上,為后續(xù)化學課程和專業(yè)課程提供必備的化學基礎(chǔ)知識。
2008年11月,教育部高等農(nóng)林院校理科基礎(chǔ)課程教學指導(dǎo)委員會(以下簡稱“農(nóng)林基礎(chǔ)教學指導(dǎo)委員會”)在北京召開的會議上重新討論了綜合性大學與高等農(nóng)林院校普通化學的課程內(nèi)容與教學基本要求,提出了“強化基礎(chǔ)、改革創(chuàng)新、示范教材”的建設(shè)思路,據(jù)此,“農(nóng)林基礎(chǔ)教學指導(dǎo)委員會”組織了一批相關(guān)高等農(nóng)林院校長期工作在教學與科研一線的骨干教師編寫了這本示范教材。
根據(jù)普通化學在各高等農(nóng)林院校教學計劃中的地位和設(shè)課目的,本書總體分為5個部分,主要以化學物質(zhì)為主線講述物質(zhì)的存在狀態(tài)、物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)、物質(zhì)化學變化的基本原理及其應(yīng)用。第1部分以物質(zhì)的狀態(tài)為主題,對中學化學及物理的有關(guān)知識進行歸納和延伸。第2部分介紹物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)與性質(zhì),使學生了解微觀粒子的基本特征和原子結(jié)構(gòu),化學鍵理淪與分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的關(guān)系。第3部分在講述化學反應(yīng)基本原理的基礎(chǔ)上,使學生對宏觀化學反應(yīng)過程中的能量關(guān)系,化學反應(yīng)方向及限度,反應(yīng)速率等問題有所了解,之后在第4部分能利用這些宏觀規(guī)律來認識化學變化,學會用化學平衡的觀點來處理實際問題,并結(jié)合元素周期律對一些農(nóng)業(yè)領(lǐng)域常見的元素及其化合物的結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì)及相應(yīng)的變化作一些介紹,引導(dǎo)學生運用化學反應(yīng)原理,并聯(lián)系結(jié)構(gòu)化學的知識,從物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)上理解和掌握元素性質(zhì)及其變化規(guī)律。本書充分考慮農(nóng)林各專業(yè)的培養(yǎng)需求以及農(nóng)科生源的實際水平的個性及其延伸,為了加強學生對化學學科的全面認識,在第5部分注意融人化學對于人類社會的作用和貢獻,體現(xiàn)化學與農(nóng)業(yè)等各專業(yè)的聯(lián)系及應(yīng)用,以提高學生學習興趣,使學生對身邊發(fā)生的化學現(xiàn)象從知其然到知其所以然,并對化學的基本原理和知識有進一步的了解和認識。教師可根據(jù)授課需求在幾個模塊和順序上作靈活處理。每章末特配有“本章小結(jié)”和“習題”,以利于學生對課程內(nèi)容的理解,掌握重點。為激發(fā)學生學習興趣,書中穿插有化學新知識等,以利于素質(zhì)教育和啟迪學生的創(chuàng)新思維。
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第1部分 物質(zhì)的狀態(tài)
第1章 氣體和溶液
1.1 氣體
1.2 溶液
1.3 化學新知識
本章 小結(jié)
習題
第2部分 物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)
第2章 原子結(jié)構(gòu)與元素周期律
2.1 原子與原子結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展
2.2 微觀粒子特性及其運動規(guī)律
2.3 原子結(jié)構(gòu)與元素周期律
本章 小結(jié)
習題
第3章 分子結(jié)構(gòu)
3.1 離子鍵理論
3.2 共價鍵理論
3.3 雜化軌道理論
3.4 價層電子對互斥理論
3.5 分子間力和氫鍵
3.6 晶體結(jié)構(gòu)簡介
本章 小結(jié)
習題
第3部分 化學反應(yīng)基本原理
第4章 化學熱力學基礎(chǔ)
4.1 熱力學基礎(chǔ)知識
4.2 熱化學
4.3 化學反應(yīng)的方向
本章 小結(jié)
習題
第5章 化學平衡
5.1 化學平衡狀態(tài)
5.2 多重平衡原理
5.3 化學平衡的移動
本章 小結(jié)
習題
第6章 化學動力學基礎(chǔ)
6.1 化學反應(yīng)速率的基本概念
6.2 反應(yīng)速率理論簡介
6.3 濃度對反應(yīng)速率的影響
6.4 溫度對反應(yīng)速率的影響
6.5 催化劑對反應(yīng)速率的影響
本章 小結(jié)
習題
第4部分 水溶液中的化學反應(yīng)及其一般規(guī)律
第7章 酸堿反應(yīng)
7.1 酸堿質(zhì)子理論
7.2 水溶液的酸堿平衡
7.3 酸堿平衡的移動
7.4 緩沖溶液
7.5 無機酸堿簡介
本章 小結(jié)
習題
第8章 沉淀反應(yīng)
8.1 難溶電解質(zhì)的溶度積
8.2 溶度積規(guī)則
8.3 沉淀的生成
8.4 沉淀的溶解
8.5 分步沉淀在幾種常見的金屬離子分離鑒定中的應(yīng)用
本章 小結(jié)
習題
第9章 氧化還原反應(yīng)
9.1 氧化還原反應(yīng)的基本概念
9.2 氧化還原反應(yīng)方程式的配平
9.3 氧化還原反應(yīng)與原電池
9.4 電極電勢
9.5 能斯特(Nernst)方程及其應(yīng)用
9.6 元素電勢圖及其應(yīng)用
9.7 幾種常見元素及其化合物的氧化還原反應(yīng)及應(yīng)用
本章 小結(jié)
習題
第10章 配位反應(yīng)
10.1 配位化合物的基本概念
10.2 配位化合物的化學鍵理論
10.3 配位化合物在水溶液中的穩(wěn)定性和平衡
10.4 與生物無機研究有關(guān)的配位化學原理
本章 小結(jié)
習題
第5部分 化學在我們身邊
第11章 化學與生活
11.1 化學元素與人體健康
11.2 豐富多彩的生活材料
11.3 功能材料
習題
第12章 化學與環(huán)境
12.1 大氣污染及防治
12.2 水污染及其防治
12.3 土壤污染及其防治
習題
附錄
參考文獻
專業(yè)化學網(wǎng)站
1.3.2超臨界流體
任何物質(zhì)均呈現(xiàn)出液體、氣體、固體等狀態(tài)變化。如果提高溫度和壓力,物質(zhì)的狀態(tài)將發(fā)生變化,當達到特定的溫度、壓力時,液體與氣體的界面消失,該點被稱為臨界點。在臨界點附近,會出現(xiàn)流體的密度、黏度、溶解度、熱容量、介電常數(shù)等所有流體的物性發(fā)生急劇變化的現(xiàn)象。
溫度及壓力均處于臨界點以上的液體叫超臨界流體(supercriticalfluid,簡稱SCF)。例如,當水的溫度和壓力升高到臨界點(T=647 K,p=22.05 MPa)以上時,就處于一種既不同于氣態(tài),也不同于液態(tài)和固態(tài)的新的流體態(tài)——超臨界態(tài),該狀態(tài)的水稱為超臨界水。由于液體與氣體分界消失,超臨界流體是即使提高壓力也不液化的非凝聚性氣體。超臨界流體的物性兼具液體性質(zhì)與氣體性質(zhì)。它基本上仍是一種氣態(tài),但又不同于一般氣體,是一種稠密的氣態(tài)。它的密度比一般氣體要大兩個數(shù)量級,與液體相近。它的黏度比液體小,擴散速度比液體快(約兩個數(shù)量級),所以有較好的流動性和傳遞性能。它的介電常數(shù)隨壓力而急劇變化(如介電常數(shù)增大有利于溶解一些極性大的物質(zhì))。另外,根據(jù)壓力和溫度的不同,這種物性會發(fā)生變化。由于超臨界流體的這些特性,使得物質(zhì)在其中的溶解度受壓力和溫度的影響很大?梢岳蒙郎亍⒔祲菏侄危ɑ騼烧呒嬗茫⿲⒊R界流體中所溶解的物質(zhì)分離析出,達到分離提純的目的(它兼有精餾和萃取兩種作用)。例如,在高壓條件下,使超臨界流體與物料接觸,物料中的高效成分(即溶質(zhì))溶于超臨界流體中(即萃。,分離后降低溶有溶質(zhì)的超臨界流體的壓力,使溶質(zhì)析出。如果有效成分(溶質(zhì))不止一種,則采取逐級降壓,可使多種溶質(zhì)分步析出。在分離過程中沒有相變,能耗低。
超臨界流體的應(yīng)用包括超臨界流體萃。╯upercritical fluid extraction,簡稱SFE)、超臨界水氧化技術(shù)、超臨界流體干燥、超臨界流體染色、超臨界流體制備超細微粒、超臨界流體色譜(supercritical fluid chromatography)和超臨界流體中的化學反應(yīng)等,但以超臨界流體萃取應(yīng)用得最為廣泛。很多物質(zhì)都有超臨界流體區(qū),但由于CO2的臨界溫度比較低(304.1 K),臨界壓力也不高(7.38 MPa),且無毒、無臭、無公害,所以在實際操作中常使用CO2超臨界流體。如用超臨界CO2從咖啡豆中除去咖啡因,從煙草中脫除尼古丁,從大豆或玉米胚芽中分離甘油酯,對花生油、棕櫚油、大豆油脫臭等。又如從紅花中提取紅花甙及紅花醌甙(它們是治療高血壓和肝病的有效成分),從月見草中提取月見草油(它們對心血管病有良好的療效)等。使用超臨界技術(shù)的唯一缺點是涉及高壓系統(tǒng),大規(guī)模使用時其工藝過程和技術(shù)的要求高,設(shè)備費用也大,但由于它優(yōu)點甚多,仍受到重視。