简介
化学是在原子、分子和离子层次上研究物质的组成、结构和性质以及物质的化学变化规律和变化中的能量关系的学科。《化学原理及应用》由海军工程大学组织编写，突出化学原理与海军舰船实际相联系及化学在军事上的应用等内容。《化学原理及应用》分上下两篇。上篇是化学原理，主要包括化学反应基本规律、电化学基本原理、物质结构与性质，主要从化学热力学和化学动力学两个方面阐述了化学反应的基本规律，介绍电化学的基本原理及其应用，介绍物质的原子结构、分子结构、晶体结构以及金属单质、新型碳单质和有机高分子化合物的结构与性质。下篇是化学与应用，主要包括化学与舰船、化学与军事、化学与电子信息，突出了化学在舰船、军事、电子信息方面的应用。《化学原理及应用》作为高等学校近化学化工专业的教材，可供机械、电子、材料、地质、能源、环境、冶金、海洋等非化学化工类专业学生作为基础化学教材使用。也可供高等学校相关专业教师以及企事业单位科技工作者学习参考。
目录
上篇化学原理
第1章化学反应基本规律
1.1化学反应中的质量守恒与能量守恒2
1.1.1化学反应的质量守恒定律2
1.1.2化学反应的能量守恒定律——热力学第一定律3
1.1.3反应热5
1.1.4反应热的计算7
1.2化学反应进行的方向9
1.2.1自发过程及其特征9
1.2.2化学反应焓变与自发性9
1.2.3化学反应的熵变10
1.2.4吉布斯函数变与化学反应自发性11
1.3化学反应进行的限度——化学平衡15
1.3.1化学平衡原理15
1.3.2溶液中的化学平衡——弱酸弱碱的质子转移平衡21
1.3.3溶液中的化学平衡——难溶电解质的沉淀溶解平衡27
1.3.4溶液中的化学平衡——配位化合物的配位平衡31
1.4化学反应速率35
1.4.1化学反应速率的表示方法36
1.4.2反应速率理论和活化能36
1.4.3影响化学反应速率的因素38
习题41
第2章电化学基本原理
2.1氧化还原反应中的能量变化47
2.1.1化学能与电动势关系式的推导47
2.1.2化学能与电动势的关系式48
2.2原电池和电极电势48
2.2.1原电池48
2.2.2电极电势50
2.2.3影响电极电势的因素和能斯特方程式52
2.2.4电极电势的应用54
2.3电解57
2.3.1电解原理和电解池57
2.3.2分解电压和超电势58
2.3.3电解的产物60
2.3.4电解的应用60
2.4金属的腐蚀与防护61
2.4.1金属腐蚀的类型62
2.4.2金属的电化学腐蚀62
2.4.3影响金属电化学腐蚀速率的因素65
2.4.4金属腐蚀的防护66
习题68
第3章物质结构与性质
3.1原子结构和元素周期系72
3.1.1核外电子运动的特殊性72
3.1.2核外电子运动状态的描述74
3.1.3核外电子分布与元素周期系77
3.1.4元素性质的周期性80
3.2化学键和分子结构83
3.2.1离子键83
3.2.2共价键84
3.2.3杂化轨道和分子的几何构型87
3.2.4分子间力和氢键90
3.3晶体结构94
3.3.1晶体及其结构94
3.3.2晶体的基本类型95
3.3.3实际晶体99
3.4金属单质及其性质101
3.4.1过渡金属元素通论101
3.4.2金属单质的主要制备方法103
3.4.3金属合金的类型103
3.5新型碳单质及其性质104
3.5.1石墨烯104
3.5.2富勒烯105
3.5.3碳纳米管106
3.6有机高分子化合物的结构与性质107
3.6.1高分子化合物基本概念107
3.6.2高分子化合物的合成108
3.6.3高分子化合物的结构110
3.6.4高分子化合物的分子运动与性质113
3.6.5几种重要的合成树脂115
3.6.6离子交换树脂118
习题120
下篇化学与应用
第4章化学与舰船
4.1舰船环境化学126
4.1.1舰船的水环境126
4.1.2潜艇舱室的空气环境131
4.2舰用化学电池135
4.2.1铅蓄电池(铅酸蓄电池)135
4.2.2鱼雷动力电池137
4.2.3AIP潜艇动力燃料电池140
4.3舰艇用油143
4.3.1燃烧的基础知识143
4.3.2柴油145
4.3.3润滑剂152
4.4舰船平台的防护156
4.4.1舰船平台腐蚀的防护156
4.4.2舰船船体海生物附着的防护158
4.5复合材料和舰船隐身材料161
4.5.1复合材料161
4.5.2舰船隐身材料163
习题169
第5章化学与军事
5.1化学武器及其防护170
5.1.1化学武器及其毒害作用170
5.1.2化学武器的防护173
5.2新概念非致命化学武器174
5.2.1人员失能型化学武器175
5.2.2武备失效型化学武器176
5.3生物武器及其防护177
5.3.1生物武器的发展历史178
5.3.2生物武器的类型178
5.3.3生物武器的特点180
5.3.4几种生物武器介绍180
5.3.5生物武器的防护与禁止生物武器公约181
5.4含能物质(材料)182
5.4.1火炸药的发展历史182
5.4.2火炸药的基本类型183
5.4.3炸药184
5.4.4火箭推进剂186
5.4.5烟火剂189
5.4.6新型含能材料189
习题190
第6章化学与电子信息
6.1半导体材料191
6.2磁性材料192
6.3光导纤维192
6.4光刻胶193
6.4.1肉桂型负性光刻胶194
6.4.2重氮型正性光刻胶195
6.5光致变色信息存储材料195
6.5.1光致变色俘精酰亚胺高分子化合物196
6.5.2光致变色二芳基乙烯高分子196
6.6压电材料197
6.6.1压电现象和压电原理197
6.6.2聚偏氟乙烯压电膜的制备、性能和应用198
习题198
参考文献199
附录
附录1一些物质的热力学性质(100kPa和298.15K)200
附录2一些常见弱电解质在水溶液中的Ka或Kb值202
附录3一些常见难溶物质的溶度积常数203
附录4一些配离子的稳定常数203
附录5一些电对的标准电极电势(298.15K)204
第1章化学反应基本规律
1.1化学反应中的质量守恒与能量守恒2
1.1.1化学反应的质量守恒定律2
1.1.2化学反应的能量守恒定律——热力学第一定律3
1.1.3反应热5
1.1.4反应热的计算7
1.2化学反应进行的方向9
1.2.1自发过程及其特征9
1.2.2化学反应焓变与自发性9
1.2.3化学反应的熵变10
1.2.4吉布斯函数变与化学反应自发性11
1.3化学反应进行的限度——化学平衡15
1.3.1化学平衡原理15
1.3.2溶液中的化学平衡——弱酸弱碱的质子转移平衡21
1.3.3溶液中的化学平衡——难溶电解质的沉淀溶解平衡27
1.3.4溶液中的化学平衡——配位化合物的配位平衡31
1.4化学反应速率35
1.4.1化学反应速率的表示方法36
1.4.2反应速率理论和活化能36
1.4.3影响化学反应速率的因素38
习题41
第2章电化学基本原理
2.1氧化还原反应中的能量变化47
2.1.1化学能与电动势关系式的推导47
2.1.2化学能与电动势的关系式48
2.2原电池和电极电势48
2.2.1原电池48
2.2.2电极电势50
2.2.3影响电极电势的因素和能斯特方程式52
2.2.4电极电势的应用54
2.3电解57
2.3.1电解原理和电解池57
2.3.2分解电压和超电势58
2.3.3电解的产物60
2.3.4电解的应用60
2.4金属的腐蚀与防护61
2.4.1金属腐蚀的类型62
2.4.2金属的电化学腐蚀62
2.4.3影响金属电化学腐蚀速率的因素65
2.4.4金属腐蚀的防护66
习题68
第3章物质结构与性质
3.1原子结构和元素周期系72
3.1.1核外电子运动的特殊性72
3.1.2核外电子运动状态的描述74
3.1.3核外电子分布与元素周期系77
3.1.4元素性质的周期性80
3.2化学键和分子结构83
3.2.1离子键83
3.2.2共价键84
3.2.3杂化轨道和分子的几何构型87
3.2.4分子间力和氢键90
3.3晶体结构94
3.3.1晶体及其结构94
3.3.2晶体的基本类型95
3.3.3实际晶体99
3.4金属单质及其性质101
3.4.1过渡金属元素通论101
3.4.2金属单质的主要制备方法103
3.4.3金属合金的类型103
3.5新型碳单质及其性质104
3.5.1石墨烯104
3.5.2富勒烯105
3.5.3碳纳米管106
3.6有机高分子化合物的结构与性质107
3.6.1高分子化合物基本概念107
3.6.2高分子化合物的合成108
3.6.3高分子化合物的结构110
3.6.4高分子化合物的分子运动与性质113
3.6.5几种重要的合成树脂115
3.6.6离子交换树脂118
习题120
下篇化学与应用
第4章化学与舰船
4.1舰船环境化学126
4.1.1舰船的水环境126
4.1.2潜艇舱室的空气环境131
4.2舰用化学电池135
4.2.1铅蓄电池(铅酸蓄电池)135
4.2.2鱼雷动力电池137
4.2.3AIP潜艇动力燃料电池140
4.3舰艇用油143
4.3.1燃烧的基础知识143
4.3.2柴油145
4.3.3润滑剂152
4.4舰船平台的防护156
4.4.1舰船平台腐蚀的防护156
4.4.2舰船船体海生物附着的防护158
4.5复合材料和舰船隐身材料161
4.5.1复合材料161
4.5.2舰船隐身材料163
习题169
第5章化学与军事
5.1化学武器及其防护170
5.1.1化学武器及其毒害作用170
5.1.2化学武器的防护173
5.2新概念非致命化学武器174
5.2.1人员失能型化学武器175
5.2.2武备失效型化学武器176
5.3生物武器及其防护177
5.3.1生物武器的发展历史178
5.3.2生物武器的类型178
5.3.3生物武器的特点180
5.3.4几种生物武器介绍180
5.3.5生物武器的防护与禁止生物武器公约181
5.4含能物质(材料)182
5.4.1火炸药的发展历史182
5.4.2火炸药的基本类型183
5.4.3炸药184
5.4.4火箭推进剂186
5.4.5烟火剂189
5.4.6新型含能材料189
习题190
第6章化学与电子信息
6.1半导体材料191
6.2磁性材料192
6.3光导纤维192
6.4光刻胶193
6.4.1肉桂型负性光刻胶194
6.4.2重氮型正性光刻胶195
6.5光致变色信息存储材料195
6.5.1光致变色俘精酰亚胺高分子化合物196
6.5.2光致变色二芳基乙烯高分子196
6.6压电材料197
6.6.1压电现象和压电原理197
6.6.2聚偏氟乙烯压电膜的制备、性能和应用198
习题198
参考文献199
附录
附录1一些物质的热力学性质(100kPa和298.15K)200
附录2一些常见弱电解质在水溶液中的Ka或Kb值202
附录3一些常见难溶物质的溶度积常数203
附录4一些配离子的稳定常数203
附录5一些电对的标准电极电势(298.15K)204
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