写在前面的话

 

亲爱的化学学院09级新同学:

 

首先对你们来到北大,来到化学学院,来到普化课堂表示热烈的欢迎!从现在开始,我们将一起度过这一个学期。对你们来说,这个学期同随之而来的其他七个学期可能有相当多的不同,因为它是你们大学生活的开始。常言道:一个好的开端等于成功的一半,衷心希望通过我们的共同努力,每一位同学都能成功地迈出大学生活的第一步。

《普通化学》课程是你们进入大学后学习的第一门化学课,它主要介绍现代化学的一些最基本的原理、概念和知识,为后续各门化学课程的学习打下基础。从某种意义上可以这样说:《普通化学》是大学化学课程的绪论。这门课程的内容涉猎范围较广,大致可以分为:物态、化学热力学(含四大平衡)和动力学、原子结构和分子及晶体结构、元素性质等四个部分。虽然内容丰富,但都很基础,更深入的探讨和学习将在相应的后续化学课程中进行。

很多同学在课程开始后都或多或少地遇到一些问题和困扰,最常见的就是感觉进度太快,内容太多,无法像高中的时候那样透彻地掌握所有的内容。这是很正常的,因为大学和中学的教学模式和特点都有很大的不同。一方面你需要调整自己的学习方法以适应大学的学习,另一方面你也要调整自己对自我学习状况评价的标准。只要你有信心,并以积极地态度面对所遇到的困难,相信很快就可以完全适应大学的教学节奏的。

在你遇到问题和困难的时候,一定要记住:老师是你的朋友。请主动老师寻求帮助,并请相信:老师始终是与你站在一起的!

我坚信,通过我们的共同努力,每一位同学都会从这里走向成功!

最后,祝愿各位同学在北大的每个日子都是充实和快乐的!

 

20099

 

 

 

 

 

09级《普通化学》教学要览

 

 

 

 

 

教材

•普通化学原理(第三版),华彤文等著,北京大学出版社,2005

 

主要参考书目

1)      普通化学原理习题解析(第二版),北京大学出版社,2006

2)      T. L. Brown, H. E. LeMay, Jr., and B.E. Burstein, Chemistry: The Central Science, 8th Ed.  Prentice Hall, 2000; 机械工业出版社,2003,影印版。

3)      R. H. PetrucciW. H. Harwood and F. G. Herring, General Chemistry: Principles and Modern Applications8th Ed. Prentice Hall, 2002; 高等教育出版社,2004,影印版。

4)      金若水等,现代化学原理(上、下册),高等教育出版社,2003

5)      大学化学,傅献彩主编,高等教育出版社,1999

6)      化学原理,()马斯特顿(W.L.Masterton), 斯洛文斯基(E.J.Slowinski),华彤文等译,1980

7)      化学:中心科学,布朗著,阎长泰译,科学出版社,1987

 

成绩评定

        第一次小测验:10%

        第二次小测验:20%

        讨论课及作业:10%

        期末考试:60%

 

考试时间安排

        第一次测验:113

        第二次测验:127

        期末考试:20091

 

教学内容 “*”者为选讲内容)

 

绪论

1. 什么是化学,化学的研究对象,化学的发展与现状,化学学科的分支。

2. 化学的特点和研究方法

3. 如何学好普通化学

4. 有效数字

 

第一章 气体、液体和溶液

1.1   气体

1.1.1        理想气体状态方程

1.1.2        混合气体分压定律

1.1.3        实际气体 Van der waals 方程

1.1.4        气体扩散定律和气体分子运动论

1.2      液体

1.2.1        气体的液化-临界现象

1.2.2        液体的蒸发、蒸气压

1.2.3        水的相图

*1.2.4 液晶

1.3      溶液

1.3.1        溶液的浓度

1.3.2        溶解度

*1.3.3 胶体

作业2.3  2.7  2.11  2.14  2.15  3.3  3.6  3.12  3.16  4.3  4.5  4.6

 

第二章 化学热力学

2.1 化学热力学常用术语:  

体系和环境、状态和状态函数、过程和途径、热和功

2.2      热化学

2.2.1        热力学第一定律 内能

2.2.2        焓和焓变

2.2.3        热化学方程式及热力学标准态

2.2.4        Hess 定律

2.2.5        反应焓变的求算     标准生成焓 键焓

2.3      化学反应方向的判据

2.3.1       

2.3.2        Gibbs 自由能

1.    Gibbs 自由能和Gibbs-Helmholtz方程

2.    标准Gibbs生成自由能和D G的求算

2.3.3        Gibbs-Helmholtz方程的应用

作业5.2   5.4   5.7   5.8   5.9   5.16   5.19

 

第三章    化学平衡

序言: 什么是化学平衡  化学平衡的特点

3.1 化学平衡常数     实验平衡常数 标准平衡常数

3.2 化学平衡常数与Gibbs自由能变 van Hoff 等温式

3.3 化学平衡的移动

3.3.1 浓度(分压)对化学平衡的影响

3.3.2 压力对化学平衡的影响

3.3.3 温度对化学平衡的影响

*3.4 多重平衡和偶合()反应

作业6.5   6.8   6.10   6.11   6.14   6.19   6.21

 

第四章  化学反应速率

4.1 化学反应速率及其表示法

4.2 浓度与化学反应速率

4.2.1 微分速率方程

4.2.2 基元反应

4.2.3 反应级数、反应分子数和速率常数

4.3 一级和零级反应浓度与时间的关系

4.4      温度与化学反应速率、活化能

4.4.1 Arrhennius经验公式、实验活化能

4.4.2 反应速率理论      碰撞理论  过渡状态理论

4.5      催化作用

*4.6 催化剂的应用举例

作业7.1   7.2   7.3   7.4   7.5   7.7   7.8   7.12

 

第五章 酸碱平衡

5.1 酸碱质子理论

5.1.1 Arrhenius 电离理论

5.1.2 Bronsted-Lowry 质子理论

5.1.3 Lewis 电子理论

5.2 水的自偶电离和溶液的pH

5.3 弱酸弱碱的电离平衡

5.3.1 一元弱酸弱碱的电离平衡

5.3.2 多元弱酸弱碱的电离平衡

5.3.3 两性物的电离平衡

5.3.4 混合弱酸碱的电离平衡

5.3.5 混合酸和混合碱的电离平衡

5.4 酸碱电离平衡的移动

5.4.1 同离子效应

5.4.2 酸碱指示剂

5.5 缓冲溶液    缓冲溶液的组成和缓冲能力、缓冲溶液的选择和配制

5.6 酸碱中和反应

作业8.3   8.6   8.7   8.10   8.12   8.15   8.17   8.20   8.21   8.22

 

第六章 沉淀溶解平衡

6.1 溶度积

6.1.1 溶度积的定义

6.1.2 溶度积的求算

6.2 沉淀的生成和溶解(沉淀溶解平衡的移动)

6.2.1 沉淀的生成     同离子效应 盐效应

6.2.2 沉淀的溶解

6.2.3 沉淀的转化

6.3 分步沉淀

6.3.1 某些金属硫化物的分步沉淀

6.3.2 某些金属氢氧化物的分步沉淀

作业9.3   9.4   9.6   9.9   9.11   9.12   9.13   9.15   9.17

 

第七章   氧化还原反应及电化学基础

7.1 氧化还原的一些基本概念

7.2 原电池和电极电势

7.2.1 原电池

7.2.2 电极电势

7.2.3 标准电极电势

7.3 标准电动势与Gibbs自由能及标准平衡常数

7.3.1 电动势与Gibbs自由能变

7.3.2 标准电动势与标准平衡常数

7.3.3 标准电极电势的间接计算

7.4 浓度对标准电极电势的影响?Nernst 方程式

7.4.1 Nernst 方程式

7.4.2 Nernst 方程式的应用     

1.    浓差电池     

2.    浓度对电极电势的影响的计算

3.    氧化还原平衡与酸碱及沉淀溶解平衡

4.    利用电极电势测定Ka Kb Ksp

7.4.3 电极电势的应用

7.4.4 元素标准电极电势图

7.4.5 水的E-pH

7.5 电解 

7.6 化学电源-电池

*7.7 化学腐蚀及防护

作业10.1   2   4   6   9   13   15   16   17   19

 

第八章 原子结构

8.1 经典原子核模型的建立

8.1.1 电子的发现

8.1.2 核型原子和核电核数

8.2 氢原子光谱和Bohr氢原子理论

8.2.1 氢原子光谱

8.2.2 Bohr氢原子理论

8.2.3 Bohr氢原子理论的局限性

8.3 近代量子力学与氢原子结构

8.3.1 微观粒子的波粒二象性

8.3.2 微观粒子的运动特点---测不准关系及几率分布

8.3.3 近代量子力学对氢原子结构的描述    

 1. 波函数

     2. 四个量子数

3. 波函数和电子云的空间图象         

1) 径向分布图  2 角度分布图  3 电子云的空间分布图象

8.4 多电子原子结构与周期率

8.4.1 多电子原子轨道能级

8.4.2 屏蔽效应和钻穿效应

8.4.3 核外电子排布及周期律

8.4 元素基本性质的周期变化规律

8.4.1 原子半径

8.4.2 电离能

8.4.3 电子亲和能

8.4.4 电负性

作业11.2,  3,  8,  9,  11,  13,  15,  17,  19,  22,  24

 

第九章 分子结构与晶体结构

9.1 化学键

9.1.1 离子键   

离子键的特点、强度

              离子的特征

9.1.2 共价键     

1.           经典Lewis学说 八隅体规则     

2.           共振体     

3.           价键理论          

1)    共价键的本质和特点           

2)    杂化轨道     

4.           价层电子对互斥理论 ( VSEPR)          

1)    分子离子内的总价电子对数的计算          

2)    根据价电子对数确定价电子对的理想排布方式          

3)    由价电子的空间排布方式确定分子的几何构型     

5.           分子轨道理论          

分子轨道理论要点,第二周期同原子双原子分子的分子轨道

9.1.3 金属键     

金属的特点  电子海洋模型   能带理论

9.2   分子的极性和分子间作用力和氢键

9.2.1  分子的极性    偶极矩   键矩

9.2.2  分子间作用力范德华作用力    

1. 取向力     2. 诱导力     3. 色散力

9.2.3 氢键    

1. 氢键的特点

2. 氢键对物质性质的影响   

*3. 氢键与重要的生物分子

9.3 晶体结构

9.3.1 晶体的特征     

1.    什么是晶体     

2.    晶格、点阵、晶胞、晶系

9.3.2      晶体的基本类型及结构

1.    金属晶体

非密置层的堆积     密堆积

2 离子晶体  CsCl   NaCl    ZnS

3 分子晶体      

4 共价晶体

9.3.3 化学键键型和晶体构型的变异 ---离子极化    

1.  离子极化作用的产生     

2.  影响离子极化的因素          

1)离子的极化能力          2)离子的变形性 

3.  离子极化对键型和晶型的影响

作业12.1           8 12   14   15   16   21   22 

13.3       10  11  13

第十章 配位化合物

10.1 配位化合物的基本概念

10.1.1 配位化合物的定义和组成

10.1.2 配位化合物的命名

10.1.3 配合物的种类

10.2 配合物的异构

10.2.1 结构异构

*10.2.2 空间异构     

1. 几何异构      2. 旋光异构

10.3 配位化合物的化学键理论

10.3.1 价键理论     

1.    配位键的本质    

2.    内轨型和外轨型配合物、磁矩

3.    配位离子的空间构型

10.3.1 晶体场理论     

1.    配合物中化学键的本质:静电作用     

2.    d轨道能量的分裂

3.    晶体场理论对一些问题的解释    

1) 低自旋和高自旋      2) 配合物的颜色

10.4 配位平衡

10.4.1 配位平衡及其平衡常数

10.4.2 配位平衡的移动    

1.    配位平衡与酸碱平衡    

2.    配位平衡与沉淀平衡    

3.    配位平衡与氧化还原 平衡    

4.    配合物之间的转化和平衡

5.     

作业14.3   4   10   13  17   21   23   24

 

 

第十一章    元素化学导论

11.1.1  地壳的组成

11.1.2  元素的存在形式

11.2    s区元素

11.2.1 

11.2.2  碱金属和碱土金属在水中的活泼性

11.2.3  碱金属和碱土金属的化合物

11.3    p区元素

11.3.1  VIIIA族元素

11.2.2  VIIA族元素

11.3.3  VIA族元素

11.3.4  VA族元素

11.3.5  IVAIIIA族元素CSi B

11.3.6  p区金属

13.3.7  p区元素的共性

*11.3.8  实际问题

11.4    d区元素

11.4.1  d区元素通性

11.4.2  d区元素的氧化还原性质

11.4.3  过渡元素形成的配位化合物

11.4.4  d区元素氧化物水合物的酸碱性质

11.4.5  多酸

11.4.6  IBIIB元素与s区元素性质的比较

*11.4.7  d区元素的应用

11.5   镧系元素

11.6   元素单质的提取

*11.7   无机合成简介

 

推荐习题:15.1  6  7  9  10  13  15  16  18  21  23  27  29