本书是根据教育部高等学校化学与化工学科教学指导委员会制定的近化学类专业化学基础课教学基本要求编写的。它突出了物理化学教学的基本特点与发展方向,在教学内容更新方面有较大的力度，引人一些已成熟的现代方法（如量子化学、统计热力学、非平衡热力学等方法），并以简明扼要的方式涵盖物质结构研究方法的前沿与进展，形成了本书鲜明的特色。本书理论体系完整，脉络清晰，层次分明，推理与叙述严谨’注重科学素养、创新思想方法和理论联系实际等基本素质的培养。
全书共11章，包括绪论、热力学第一定律和热化学（包括热化学的量子化学计算）、热力学第二定律（包括统计热力学简介）、多组分系统热力学、相平衡、化学平衡（包括非平衡热力学简介）、电解质溶液、电化学、界面现象、化学动力学和物质结构研究方法（包括量子化学方法、分子力学与分子动力学方法、物质结构的现代光谱分析）。
样章试读
目录
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前言
第1章 绪论 1
1.1 物理化学的研究对象 1
1.1.1 过程的能量、方向和限度 1
1.1.2 过程进行的速率和机理 1
1.1.3 物质结构和性质 1
1.2 物理化学的研究方法 2
1.2.1 热力学方法 2
1.2.2 动力学方法 2
1.2.3 量子力学方法 2
1.3 物理化学的作用和学习方法 3
1.3.1 注重思想方法 3
1.3.2 注重数理逻辑 3
1.3.3 注重公式、结论和定律的适用条件 3
1.3.4 注重习题的分析与解答 3
1.3.5 注重思考和总结 4
第2章 热力学第一定律和热化学 5
2.1 热力学基本概念 5
2.1.1 系统和环境 5
2.1.2 状态和状态函数 6
2.1.3 容量性质和强度性质 7
2.1.4 过程和途径 7
2.1.5 热力学平衡态 9
2.2 热力学第一定律 9
2.2.1 热力学第一定律的数学表达式 9
2.2.2 热力学 10
2.2.3 热和功 11
2.3体积功 12
2.3.1 体积功 12
2.3.2 体积功的计算 12
2.3.3 最大体积功 13
2.4 热力学过程 15
2.4.1 热力学可逆过程 15
2.4.2 过逆过程与最大功 16
2.4.3 可逆相变体积功 16
2.5 热力学第一定律的两个重要推论 17
2.5.1 两个重要的推论 18
2.5.2 焓 18
2.6 标准热容 19
2.6.1 热力学标准状态 19
2.6.2 标准热容 19
2.6.3 热容与温度的关系 21
2.6.4 理想气体的热容 22
2.7 气体状态变化过程的热力学 23
2.7.1 理的热力学与23
2.7.2 热过24
2.7.3 实际气体的节流膨胀 27
2.8 变热与变30
2.8.1 标准变30
2.8.2 相变化过程的AU 30
2.8.3 相变焓随温度的变化 31
2.9 化学反应热效应 32
2.9.1 化学反应热效应 32
2.9.2 热力学标准态33
2.9.3 应度34
2.9.4 摩尔反应焓 34
2.9.5 标准应34
2.9.6 定35
2.9.7 化学反应焓变的计算 35
2.10 焓变与温度的关系——基尔霍夫方程 37
2.11*热性质数据的来源 40
2.11.1 定40
2.11.2 经验半经验方法 40
2.11.3 理论方法 41
2.12*热力学函数的量子化学理论计算 42
思考题 43
习题 45
第3章 热力学第二定律 50
3.1 自发过程的共同特征 50
3.2 热力学第二定律的经典表述 51
3.3 卡诺定理与热力学第二定律的建立 52
3.3.1 卡诺循环 52
3.3.2 卡诺定理54
3.4 熵函数与可逆性判据 55
3.4.1 可逆过程的热温商与熵函数 56
3.4.2 不可逆过程的热温商与熵函数 57
3.4.3 克劳修斯不等式与熵增大原理 58
3.5 熵变的计算 59
3.5.1 恒温过程的熵变 60
3.5.2 恒压或恒容变温过程的熵变 61
3.5.3 过的变62
3.5.4 绝热过程的熵变 64
3.5.5 变过的变65
3.6 熵的物理意义 70
3.6.1 自发过程的微观本质 70
3.6.2 熵与微观状态数的关系 71
3.7 热力学第三定律及化学反应的熵变 72
3.7.1 热力学第三定律 72
3.7.2 标准摩尔熵 73
3.7.3 化学反应熵变的计算 74
3.8 吉布斯函数和亥姆霍兹函数 75
3.8.1 恒温恒容系统——亥姆霍兹函数 75
3.8.2 恒温恒压系统——吉布斯函数 76
3.9 ΔG的计算 77
3.9.1 恒温可逆过程的ΔG 77
3.9.2 相变过程的ΔG 78
3.9.3 化学应的ΔG 81
3.9.4 ΔG随温度了的变化——吉布斯-亥姆霍兹公式 82
3.10 封闭系统的热力学基本方程 83
3.10.1 热力学基本方程 83
3.10.2 U、H、A、G的一阶偏导数和吉布斯-亥姆霍兹方程 84
3.10.3 麦克斯韦关系式 85
3.10.4 U、H、S对了的偏导数 85
3.10.5 其他重要的偏微分方程 85
3.11* 统计热力学简介 87
3.11.1 统计热力学的基本思想 87
3.11.2 统计热力学的主要结论 90
思考题 95
习题 96
第4章 多组分系统热力学 101
4.1 偏摩尔量 101
4.1.1 偏摩尔量的定义 102
4.1.2 偏摩尔量的重要公式 103
4.1.3 偏摩尔量的求算 106
4.2 化学势与热力学平衡 106
4.2.1 化学势的定义 106
4.2.2 化学势判据 107
4.2.3 气体、纯液体、纯固体的化学势 108
4.3 稀溶液中的两个经验定律 110
4.3.1 溶液浓度的表示法 110
4.3.2 拉乌尔定律 112
4.3.3 亨利定律 112
4.3.4 两定律的联系与区别 113
4.4 理想溶液 114
4.4.1 理想溶液的定义 114
4.4.2 理想溶液蒸气压与组成的关系 114
4.4.3 理的化学势116
4.4.4 理想溶液形成过程的热力学函数变化 117
4.5 理想稀溶液 119
4.5.1理想稀溶液的化学势119
4.5.2 理想稀溶液的依数性 120
4.6 实际溶液和活度 126
4.6.1 实际溶液的蒸气压 126
4.6.2 活度与实际溶液的化学势 127
思考题128
习题 129
第5章 相平衡 132
5.1 几个基本概念 132
5.1.1 相和相数 132
5.1.2 物种数和独立组分数 133
5.1.3 自由度 135
5.2 相律及其计算 135
5.2.1 相律的推导 135
5.2.2 相律的应用 137
5.3 单组分系统的相平衡 138
5.3.1 克拉贝龙方程 138
5.3.2 克拉贝龙-克劳修斯方程 140
5.3.3 单组分系统相图举例 141
5.4 二组分系统液-气平衡相图 143
5.4.1 完全不互溶双液系统 143
5.4.2 完全互溶系统 144
5.5 简单低共熔混合物二组分系统液-固平衡相图 146
5.5.1 形成简单低共熔混合物的二元合金系统相图 147
5.5.2 形成简单低共熔混合物的二元水盐系统相图 151
5.6 形成化合物的二组分系统液-固平衡相图 153
5.6.1 形成稳定化合物系统的相图 153
5.6.2 形成不稳定化合物系统的相图 154
5.7 完全互溶固溶体的二组分系统液-固平衡相图 155
5.8 部分互溶固溶体的二组分系统液-固平衡相图 157
5.8.1 低共溶型部分互溶固溶体的相图 157
5.8.2 转熔型部分互溶固溶体的相图 158
5.9 部分互溶的二组分系统液-液溶解平衡相图 159
5.10 三组分系统相图简介 161
5.10.1 等边三角形坐标图示法 161
5.10.2 二盐—水系统相图 162
5.10.3 部分互溶的三组分系统液-液溶解平衡相图 164
思考题 165
习题 167
第6章 化学平衡 170
6.1 化学平衡的热力学条件 170
6.2 化学反应的标准平衡常数 171
6.2.1 化学反应的标准平衡常数 171
6.2.2 分解反应的标准平衡常数与分解压 172
6.3 化学反应等温方程 174
6.3.1 化学反应等温方程 174
6.3.2 化学反应等温方程的应用 175
6.4 标准平衡常数的求算与测定 176
6.4.1 Ke的理论计算 176
6.4.2 的实验测定 179
6.5 温度对标准平衡常数的影响 180
6.5.1 范特霍夫等压方程 180
6.5.2 等方的应用181
6.6 其他因素对化学平衡的影响 184
6.6.1 分压（或浓度）的影响 185
6.6.2 总压的影响 185
6.6.3 惰性气体的影响 185
6.6.4 平衡移动原理 186
6.7 平衡混合物组成的计算示例 186
6.8 非平衡热力学简介 189
6.8.1 非平衡热力学的发展 189
6.8.2 煽流和精产生 190
6.8.3 近平衡区 193
6.8.4 远离平衡区与自组织现象 195
思考题 196
习题 197
第7章 电解质溶液 200
7.1 电解质溶液的平衡性质 200
7.1.1 电解质和离子的化学势 200
7.1.2 电解质溶液的活度和活度系数 201
7.1.3 离子平均活度和平均活度系数 201
7.1.4 离子强度 202
7.1.5 电解质溶液活度的理论离子互吸理论 205
7.2 电解质溶液的传递性质 206
7.2.1 电导及电导率 206
7.2.2 摩尔电导率 207
7.2.3 电导率及摩尔电导率与电解质浓度的关系 208
7.2.4 离子独立运动定律 209
7.2.5 电导测定的一些应用 210
7.3 离子电迁移率和迁移数 213
7.3.1 离子电迁移率 213
7.3.2 离子迁移数 214
7.3.3 迁移数与电迁移率的关系 215
思考题 215
习题 216
第8章 电化学 217
8.1 电化学系统概述 217
8.2 电化学系统中的界面电势差 218
8.2.1 电化学系统中的界面电势差 218
8.2.2 电动势的产生 220
8.3 可逆电池和可逆电极 220
8.3.1 可逆电池和不可逆电池 221
8.3.2 电极的类型 223
8.3.3 可逆电池的设计与表示方法 224
8.3.4 电动势的测定 225
8.3.5 可逆电池电动势的取号 226
8.4 可逆电池热力学 227
8.4.1 可逆电池电动势与浓度的关系 227
8.4.2 电动势E及其温度系数与电池反应热力学量的关系 229
8.4.3 离子的热力学量 230
8.5 电极电势和电池电动势 232
8.5.1 标准氢电极 232
8.5.2 标准电极电势 232
8.5.3 电池电动势的计算 237
8.6 电动势测定的应用 242
8.6.1 判断化学反应趋势 242
8.6.2 计算化学反应的平衡常数 243
8.6.3 计算微溶盐活度积 243
8.6.4 计算离子平均活度系数 244
8.6.5 pH的测定 245
8.6.6 电势滴定 246
8.7 电极的极化和过电势 246
8.7.1 不可逆条件下的电极电势 246
8.7.2 电极极化的原因 247
8.7.3 过势的量249
8.8 电解时的电极反应 250
8.8.1 阴极反应 251
8.8.2 阳极反应 252
8.9 金属的电化学腐蚀与防腐 253
8.9.1 金属的电化学腐蚀 253
8.9.2 金属的防腐 256
8.10* 化学传感器和化学电源 258
8.10.1 化学传感器简介 258
8.10.2 化学260
8.11* 生物电化学 262
8.11.1 细胞膜与膜电势 262
8.11.2 电化学在生物体中的应用 263
思考题 263
习题 264
第9章 界面现象 269
9.1 表面张力与表面能 269
9.1.1 表面张力 269
9.1.2 表面能 270
9.1.3 表面张力与温度的关系 271
*9.2 面热力学 271
9.2.1 存在相界面的热力学基本方程 271
9.2.2 有界面相时的平衡判据与平衡条件 272
9.3 弯曲表面下的压力及附加压力 272
9.4 弯曲液面的蒸气压 275
9.4.1 凸面液体（或液滴）饱和蒸气压随曲率半径的变化 275
9.4.2 凹面液体的饱和蒸气压随曲率半径的变化 276
9.4.3 过饱和状态 276
9.5 液体界面的性质 278
9.5.1 液体的铺展 278
9.5.2 溶液表面的吸附现象 278
9.5.3 吉布斯吸附公式 280
9.5.4 分子在两相界面上的定向排列 280
9.6 液体与固体的界面现象 282
9.6.1 液体在固体表面上的润湿作用 282
9.6.2 接触角与润湿 284
9.7 表面活性剂及其作用 285
9.7.1 表面活性剂的分类 285
9.7.2 表面活性剂的结构及其效率 286
9.7.3 胶束和临界胶束浓度 287
9.7.4 表面活性剂的几种重要作用 290
9.8 气体在固体表面上的吸附 293
*9.8.1 固体的表面能 293
9.8.2 吸附的类型 294
9.8.3 吸附平衡与吸附量 294
9.8.4 吸附曲线 295
9.8.5 朗格缪尔单分子层吸附等温式 296
9.8.6 BET多分子层吸附等温式 298
9.8.7 其他吸附等温式 299
思考题 299
习题 300
第10章 化学动力学 303
10.1 化学动力学的目的与任务 303
10.2 化学反应机理简介 303
10.2.1 碰撞理论的基本思想 304
10.2.2 分子的电子态与势能面 304
10.2.3 过渡状态理论的基本思想 305
10.3 应的与定307
10.4 应的式308
10.4.1 质量用定308
10.4.2 速率常数——阿伦尼乌斯公式 309
10.5 简单级数反应的浓度-时间关系 309
10.5.1 一级反应 310
10.5.2 二级反应 310
10.5.3 三级及零级反应 312
10.5.4 反应级数的测定 314
10.6 复杂反应动力学 315
10.6.1 对峙反应 315
10.6.2 平行反应 316
10.6.3 连串反应 317
10.6.4 速率公式的近似处理方法 318
10.7 链反应 320
10.7.1 自由基与链反应 320
10.7.2 直链反应 321
10.7.3 支链反应 323
10.8 催化反应 325
10.8.1 催化反应的基本原理 325
10.8.2 催化剂的基本特性 326
10.8.3 催化剂的应用举例 327
10.9 反应速率理论简介 328
10.9.1 双分子碰撞理论 328
10.9.2 过渡状态理论简介 330
10.9.3 速率理论与经验公式的比较 332
思考题 333
习题 334
第11章 物质结构研究方法 337
11.1 量子化学方法 337
11.1.1 量子化学的发展 337
11.1.2 量子力学基本假定 339
11.1.3 分子的薛定谔方程与求解原则 340
11.1.4 波函数的构造与方程的求解 341
11.1.5 分子势能面、结构优化与振动分析 345
11.1.6 量子化学计算与应用 348
11.2 分子力学与分子动力学方法 350
11.2.1 分子力场 350
11.2.2 子力学方法352
11.2.3 子力学方法352
11.2.4 分子模拟的应用 353
11.3 物质结构的现代分析测试方法简介 354
11.3.1 成分分析 354
11.3.2 结构355
思考题 357
习题 357
参考文献 359
附录 360
附录1 国际单位制与基本物理常数 360
附录2 物质的重点标准摩尔热化学数据（C0DATA） 362
附录3 一些单质与化合物的标准摩尔热化学数据 366
附录4 一些物质在298.15K时的标准摩尔燃烧焓 372
附录5 元素的相对原子质量 373
名词索引 375
京公网安备 11010102004214号