本书入选十三五国家重点出版物出版规划项目，属于化学：中心科学套书（共三册）中的第一册，主要介绍物质结构方面的内容。其他两册为《化学：中心科学化学平衡篇》和《化学：中心科学化学应用篇》。本书英文版原书于1977年首次出版，在国外畅销多年，目前的第14版为原书近期新版。
本书内容包括第1章导论：物质、能量和测量，第2章原子、分子和离子，第3章化学反应和反应计量学，第4章水溶液反应，第5章热化学，第6章原子的电子结构，第7章元素的周期性，第8章化学键的基本概念，第9章分子构型与成键理论，共9章。本书架构新颖，结构完整，按照原子、分子、离子、化学反应和化学计量学、水溶液反应、热化学、原子的电子结构、元素周期表、化学键和分子构型与成键理论等顺序安排章节，向读者介绍了化学在整个自然科学与人类社会生活中的中心地位。
本书可作为高校化学通识教育的教材，也可作为相关研究人员的参考书。

前　言
致教师
本书的理念
我们是《化学：中心科学》的作者。对于您选择本书作为您的普通化学课的教学伙伴，我们感到非常高兴和荣幸。我们已经为多届学生教授过普通化学课程，因此我们了解为如此多的学生上课所面临的挑战和机遇。同时，我们也是活跃的科学研究人员，对于化学科学的学习和发现都富有兴趣。作为共同作者，我们各自所独有的、广泛的经验构成了密切协作的基础。在编写本书时，由于我们主要面向学生，所以我们努力确保全书内容不仅是准确的、最新的，而且是清晰的、可读的，并且努力传播化学的广泛应用以及科学家在做出有助于我们理解真实世界的新发现时所经历的兴奋的过程。我们希望学生明白，化学不是一个独立于现代生活诸多方面的专业知识体系，而是可再生能源、环境可持续性和人类健康提升等一系列社会问题解决方案的核心。
本书第14版的出版可以看作是一个教科书保持长期更新的成功案例。我们感谢广大读者多年以来对本书的信任与支持，并努力使每一个新版本更加具有新颖性。在每一个新版本的编写过程中，我们都会再次进行深入的思考，问自己一些深刻的问题，而这些问题是我们在进行写作前必须回答的。进行新版本写作的必要性是什么？不仅在化学教育方面，而且在整个科学教育领域和我们所教授的学生的素质方面有了哪些新的变化？我们如何帮助学生不仅学习化学原理，而且乐意成为更像化学家的批判性思考者？上述问题的答案只有部分源自不断变化的化学本身。许多新技术的引入已经改变了各个层次科学教育的面貌。互联网在获取信息和展示学习内容方面的应用，深刻地改变了作为学生学习工具之一的教科书的作用。作为作者，我们面临的挑战是如何保持教材作为化学知识和实践的主要来源，同时将其与新技术带来的新的学习方式相结合。这个版本中融入了许多新的计算机技术，包括使用一个基于云的主动学习分析和评估系统Learning
CatalyticsTM，以及基于网络的工具如MasteringChemistryTM。经过不断完善与发展，MasteringChemistryTM目前可以更有效地测试和评估学生的表现，同时给予学生即时和有益的反馈。
MasteringChemistryTM不仅提供基于问题的反馈，而且使用Knewton增强的自适应后续作业和动态学习模块，现在可以不断地适应每个学生，提供个性化的学习体验。
作为作者，我们希望本书能够成为学生重要的、不可缺少的学习工具。无论是以纸质书形式还是以电子书形式，它都可以随身携带并随时使用。本书是学生在课堂之外获取知识、提升技能、学习参考和准备考试等信息的最佳载体，比其他任何工具书都能更有效地为具有化学兴趣的学生提供现代化学的知识脉络和应用领域，并为更高级的化学课程做准备。
如果一本书可以有效地支持身为教师的您，那么它必须是针对学生而写作的。在本书中，我们已经尽最大努力确保写作风格清晰并有趣，确保本书具有足够的吸引力而且更加图文并茂。本书为学生提供了大量的学习辅助内容，包括精心安排的解题思路与过程。我们希望广大读者可以从内容安排、例题的选择以及所采用的学习辅助和激励内容中看出我们作为教师所积累的经验。我们相信，当学生看到化学对他们自己的学习目标和兴趣的重要性时，他们会更加热爱学习化学，因此我们在本书中强化了化学在日常生活中的许多重要应用的介绍。我们希望您能充分利用这些材料。
作为作者，我们的理念是书中的文字内容和支持其使用的补充资料必须与身为教师的您一道协同工作。一本教材只有在得到教师认可的情况下才会对学生有用。本书具有帮助学生学习的功能，可以指导他们理解概念和提高解题技巧。本书内容极为丰富，学生很难在一年的课程时间内学习掌握全部内容。您的指导将是本书的最佳使用指南。只有在您的积极帮助下，学生们才能最有效地利用本书及其补充材料。诚然，学生们关心成绩，但是如果在学习中得到鼓励，他们也会对化学这门科学感兴趣并关注所学到的知识。建议您在教学中强调本书的特色内容，以提高学生对化学的兴趣，如章节中的化学应用和化学与生活这两部分内容，展示了化学如何影响现代生活及其与健康和生命过程的关系。此外，建议您在教学中强化概念理解并降低简单操作和计算解题等内容的教学重要性，鼓励学生使用丰富的在线资源。
本书的架构与内容
本书前五章主要对化学进行了宏观的、现象层面的概述，所介绍的基本概念如命名法、化学计量法和热化学等，都是在进行普通化学实验前所必须掌握的背景知识。我们认为在普通化学课程的早期介绍热化学是可行的，因为我们对化学过程的理解很多是基于能量变化的。本书在热化学一章中加入键焓，旨在强调物质的宏观特性与原子和化学键层面的亚微观世界之间的联系。我们相信本书已经为普通化学课程中的热力学教学提供了一个有效的、平衡的方法，同时也向学生介绍了一些涉及能源生产和消费等全球性问题的内容。在非常高的水平上向学生教授非常多的内容，同时还要求这个过程越简单越好，行走在这两者之间的狭窄道路上并非一件易事。本书从头至尾都贯彻如下的理念：重点在于传授对概念的理解，而不是让学生只学会如何把数字代进方程里。
接下来的四章（第6章～第9章）是关于电子结构和化学键的。第6章和第9章的深入探究栏目为一些学有余力的学生提供了径向概率函数和轨道相位内容。我们将后一个讨论放在第9章深入探究栏目中，主要针对那些对此内容感兴趣的学生。在第7章和第9章中处理这部分内容及其他内容时，我们对插图进行了重大改进，使其能够更有效地传递其核心信息。
在第10章～第13章中，本书的重点转向物质组成的下一个层次物质的状态。第10章和第11章讲述气体、液体和分子间作用力，而第12章则专门讨论固体，讲述关于固体状态的现代观点以及学生们可以接触到的一些现代材料。本章提供了一个例子，展示了抽象的化学键概念如何影响现实世界中的事物。这一部分的模块化结构风格使您具有良好的内容选择自主权，您可以将时间与精力集中于您和您的学生最感兴趣的内容，如半导体、聚合物、纳米材料等。本书的这一部分以第13章为结尾，这一章的内容包括溶液的形成和性质。
后续几章主要研究了决定化学反应速度和程度的因素，包括动力学（第14章）、化学平衡（第15章～第17章）、热力学（第19章）和电化学（第20章）。这一部分还有一章是关于环境化学（第18章）的。第18章将前面章节中所介绍的概念应用于对大气和水圈的讨论，并强调了绿色化学以及人类活动对地球上水和大气的影响。
第21章核化学之后的3章为介绍性内容。第22章讨论了非金属，第23章讨论了过渡金属化学包括配位化合物等，第24章涉及有机化学和初步的生物化学内容。最后这四章都是以独立的、模块化的方式展开的，在讲授时可以按任何顺序进行。
本书的各个章节是按照一个被广为接受的顺序安排的，但是我们也意识到，不是每位教师都会按照本书的章节顺序来讲授所有的内容。因此，我们认为教师们可以在不影响学生理解力的情况下对教学顺序进行调整。特别是许多教师喜欢在化学计量法（第3章）之后讲授气体（第10章），而不是将其与物质状态一起讲授。为此，我们编写了气体这一章，方便教师进行教学顺序调整而不影响教材的使用。教师们也可以在第4.4节氧化还原反应之后，提前讲授氧化还原方程及配平问题（第20.1节和第20.2节）。最后，有些教师喜欢在讲授第8章和第9章之后立即讲授有机化学内容（第24章），这几章内容在很大程度上是可以实现无缝衔接的。
我们通过在全书中设置实例，让学生可以更多地接触到有机化学和无机化学的细节。您会发现在所有章节中都有相关的真实化学实例来说明化学的原理和应用。当然，有些章节更直接地涉及元素及其化合物的细节性质，特别是第4、7、11、18章和第22章～第24章。我们还在章末练习中加入了有机化学和无机化学练习题。
本版的新内容
与每一个新版本的《化学：中心科学》一样，本版经历了许多变化。身为作者，我们努力保持本书内容的时效性，并使文字、插图和练习题更加清晰和有针对性。在书中诸多变化中，有一些是我们重点用来组织和指导修订的。我们主要围绕以下几点开展第14版的修订
工作：
对涉及能量和热化学的内容进行了重大修订。能量的概念在当前版本的第1章就出现了，而此前的版本中直到第5章才会出现。这个变化会使得教师在讲授课程内容的次序上面拥有更大的自由度。例如，能量概念的引入有利于在第2章之后立即讲授第6章和第7章，这样的教学次序符合原子理论优先的普通化学教学方法。我们认为更重要的是第5章中加入了键焓的概念，用来强调宏观物理量（如反应焓）与原子和化学键为代表的亚微观世界之间的联系。我们相信这个变化会使热化学概念与其他章节更好地结合起来。学生在对化学键有了更深刻的认识后，可以在学习第8章时重新讨论键焓。
在本版中，我们做出了非常大的努力，只为给学生们提供更清晰的讨论、更好的练习题，以及更好的实时反馈，使我们能够知道他们对书中内容的理解程度。作者团队使用一个具有互动功能的电子书平台，查看学生们阅读本书时遇到不理解的地方时所做标记的段落以及注释和问题。为此，我们将书中许多段落的内容修改得更加清晰。
第14版《化学：中心科学》还提供了具有许多新功能的内容增强的在线eText版本。这个版本不仅是纸质书籍的电子拷贝，它的新的智能图例从书中提取关键插图，并通过动画和语音使它们变得生动。同样新的智能实例解析将书中关键实例通过解析制成动画，为学生提供比印刷文字更深入和详细的讨论。互动功能还包括可在MasteringChemistryTM中分配的后续问题。
我们利用MasteringChemistryTM提供的元数据为本版修订工作提供有用的信息。本版在第13版基础上，每个实例解析部分后面都增加了实践练习单元。几乎所有的实践练习都是选择题，并明确给出错误答案的干扰因素，帮助学生明确错误的概念和一些常见错误。在MasteringChemistryTM中，每个错误答案都可以提供反馈，用来帮助学生认识到他们的错误观念。在本版中，我们仔细检查了MasteringChemistryTM的元数据，以确定那些对学生来说是没有挑战性或很少被使用的练习题。这些练习题要么被修改，要么被替换。对于书中想一想和图例解析栏目，我们也做了类似的修改工作以使它们更有效并更适合在MasteringChemistryTM中使用。最后，我们大幅增加了MasteringChemistryTM中带有错误答案反馈的章末练习题的数量，一些过时的或很少使用的章末练习（每章约10题）也被替换了。
最后，我们做了一些细微但却非常重要的改动，可以帮助学生快速参考重要的概念并评估他们学习的知识。这些关键点使用斜体字标示，并在上面和下面留有空格，以便突出显示。新增加的技能提升模块 如何……为解决特定类型的问题提供了循序渐进的指导，如绘制路易斯结构、氧化还原方程式配平以及给酸命名等。这些模块包括一系列带有数字标号的操作步骤，在书中很容易找到。最后，每个学习目标都与具体的章末练习题相关联，可以帮助学生准备小测验和正式的考试，测试他们对每个学习目标的掌握情况。
本版的变化之处
前面的本版的新内容部分详细介绍了本版中的一些变化之处，然而，除了上述内容之外，我们在编纂这一新版本时提出的总体目标也需要额外向读者阐述。《化学：中心科学》历来以其清晰的文字、内容的科学准确性和时效性、数量庞大的章末练习题以及可满足不同层面读者需求而受到好评。在进行第14版修改时，我们在坚持这些特点的基础上，将全书布局继续采用开放、简洁的设计。
第14版的美术设计方案延续了前两版的设计，更多、更有效地利用图像作为学习工具，将读者更直接地吸引到图像中来。我们修订了全书的美术设计风格，提高了图像的清晰度并采用更简洁的现代式外观。这包括采用新的白色背景注解框，清晰、简洁的指向符，更丰富、更饱和的颜色，增加了3D渲染图像的比例。为了提高图像的简洁性，本版对书中每张图都进行了编辑审查，对图像及图内文字标记都进行了许多小的修改。本版对图例解析进行了仔细的审查，并使用MasteringChemistryTM中的统计数据，修改或替换了许多内容，吸引并激发学生对每个图中蕴含的概念进行批判性思考。本版对想一想栏目进行了类似的修订，激发学生对书中内容进行更深层次的阅读，培养其批判性思维。
每一章第1页的导读栏目提供了对该章内容的概述。概念链接（）继续提供易于察觉的交叉引用，便于查阅书中已经介绍了的相关内容。为学生提供了解决实际问题建议的化学策略和像化学家一样思考栏目现已更名为成功策略，更好地体现了对学生学习的帮助。
本版继续强化章末练习题中的概念性练习。在每一章的章末练习题都是以广受好评的图例解析开始的。这些练习题在每一章常规的章末练习题之前，并都标有相关章节的编号。这些练习题旨在通过使用模型、图表、插图和其他可视化的素材来帮助学生对概念的理解。每一章的末尾都附有数量较多的综合练习，让学生有机会解决本章的概念与前几章的概念相结合的一些问题。从第4章开始的每一章末尾都有综合实例解析，这突出了解决综合问题的重要性。总体来看，本版在章末练习题中加入了更多的概念性习题，并确保其中一部分具有一定难度，同时实现了习题内容和难度的平衡。在MasteringChemistryTM中，许多习题被重新调整以方便使用。我们广泛利用学生们使用MasteringChemistryTM的元数据来分析章末练习题，并对部分练习题进行适当的修改，本版也为每章总结了学习成果。
本版继续在书中加入广受好评的化学应用和化学与生活系列栏目，栏目中的新文章强化了与每一章主题相关的世界事件、科学发现和医学突破等内容。本书在保持对化学的积极方面关注的同时，也没有忽视在日益科技化的世界中可能出现的各种各样的问题。本书的目标是帮助学生熟悉化学世界，并了解化学如何影响我们的生活方式。
化学教材页码随着版本的增加而增加，这也许是一种理所当然的趋势，但是作为作者的我们并不认可这种趋势。本版中新增的大部分内容都是替换以前版本中关联度不强的内容。下面列出了本版内容上的几个重大变化：
第1章，及其后的每一章都以一个新的章节起始照片和对应的背景故事开始，为后续内容提供一个现实世界的背景。第1章增加了关于能源本质的新节（第1.4节）。本版将能源纳入第1章，为后面各章的学习顺序提供了更大的灵活性。第1章新闻中的化学的化学应用栏目已经完全重写，其中的内容描述了化学与现代社会事务交织的各种方式。
在第2章中，我们改进了用于描述发现原子结构的关键实验密立根油滴实验和卢瑟福金箔实验的插图。在第2章中第一次出现的元素周期表已更新，增加了113号元素（，Nihonium）、115号元素（镆，Moscovium）、117号元素（，Tennessine）和118号元素（，Oganesson）等元素。
第5章是全书中修订最多的章节。我们修订了第5章的开始部分，用于与第1章中介绍的能源基本概念相呼应。本章新增了两个插图，图5.3给出了静电势能与离子固体的成键变化之间的联系，图5.16提供了一个现实世界的类比，帮助学生理解自发反应和反应焓之间的关系。用于说明放热反应和吸热反应的图5.8修改为显示反应前后变化的情况。新增加了第5.8节键焓，给出如何从原子层面理解反应焓。
第6章增加了一个新的实例解析，分析了玻尔模型中主量子数是如何决定氢原子的轨道半径的，以及当发射或吸收光子时，电子会发生哪些变化。
第8章中关于键焓的内容已移至第5章，并在第5章得到了充分讨论。在第11章中，我们对各种分子间作用力的内容进行了集中修改，用来明确化学家通常以能量单位而不是力的单位来考虑这些作用力。与前版不同，第14版中图11.14采用表格形式，清楚地表明分子间相互作用的能量是可以叠加的。
第12章加入了一个新的标题为汽车中的现代材料的化学应用栏目，讨论了混合动力汽车中使用的各种材料，包括半导体、离子固体、合金、聚合物等，以及新增加一个标题为微孔和介孔材料的化学应用栏目，探讨了不同孔径材料及其在离子交换和催化转化中的应用。
第15章新加入一个关于温度变化和勒夏特列原理的深入探究栏目，解释了放热反应和吸热反应中温度变化影响平衡常数规律的基础理论。
第16章新加入一个深入探究栏目，表明多元酸各型体与pH值的关系。
第17章新加入一个标题为饮用水中的铅污染的深入探究栏目，探讨了美国密歇根州弗林特市的水质危机背后的化学问题。
本版对第18章部分内容进行修订，给出了大气中二氧化碳含量和臭氧层空洞的最新数据。图18.4显示了臭氧的紫外吸收光谱图，使学生能够了解这种物质在过滤来自太阳的有害紫外辐射方面的作用。新加入的一个实例解析（18.3）可以帮助学生掌握计算碳氢化合物燃烧产生二氧化碳量时所需的步骤。
我们对第19章的前一部分内容进行了大幅改写，以帮助学生更好地理解自发、非自发、可逆和不可逆过程的概念及其关系。这些改进使得熵的定义更加清晰。
致学生
《化学：中心科学》第14版是为了向你介绍现代化学而编写的。实际上，身为作者的我们是受你的化学老师委托来帮助你学习化学的。根据学生和教师在使用本书前几版后所给出的反馈意见，我们认为自己已经很好地完成了这项工作。当然，我们希望本书在未来的版本中能够继续得到发展，因此我们邀请你写信告诉我们你喜欢本书的哪些方面，这样我们就会知道这个版本在哪些方面对你的帮助最大。同时，我们也希望了解本书的任何不足之处，以便于在后续版本中进一步改进这些方面。我们的地址与联系方式在本前言的最后处。
对学习和研究化学的建议
学习化学既需要掌握许多概念，又需要具备分析能力。本书为你提供了许多工具来帮助你在这两点上取得成功。如果你想要在化学课程中取得成功，那么你就必须养成良好的学习习惯。科学课程特别是化学课程是不同于其他类型课程的，对你的学习方法也有不同的要求。为此，本书提供以下提示，帮助你在化学学习中取得成功：
不要掉队！随着课程的进展，新的内容将建立在已经学过的内容基础上。如果你的学习进度和解题能力落后于其他同学，你会发现很难跟上正在学习的内容以及对当前内容的课堂讨论。有经验的教师知道，如果学生在上课前预习课本中相关章节，就能从课堂上学到更多东西，同时记忆也更加深刻。你知道吗，考试前填鸭式的学习方式已被证明是学习包括化学在内所有学科的无效方法。在这个竞争激烈的世界里，好的化学成绩对任何人来说都是十分重要的。
集中精力学习。尽管你需要学习的内容看起来令人难以承受，但是掌握那些特别重要的概念和技能才是至关重要的，因此请注意你的老师所强调的那些内容。当你完成实例解析和家庭作业时，请回顾一下解答这些内容涉及哪些原理和解题技巧。请充分利用每一章开头的导读栏目，它能够帮助你了解每一章的重要内容。通常情况下，仅依靠阅读一章是不足以成功地理解本章的概念和掌握解决问题的能力的，你往往需要多次阅读书中一些特定内容。请不要忽略想一想图例解析实例解析实践练习栏目，这些都是你了解自己是否掌握知识的指南，掌握这些内容也是对考试的良好准备。章末的学习成果和主要公式也会帮助你集中精力学习。
课上做好笔记。你的课堂笔记可以为你提供一个清晰而简明的记录，指明你的老师认为什么是最重要的学习内容。将你的课堂笔记与教材结合起来，是确定需要学习哪些内容的最好方法。
课前做好预习。在上课前预习会使你更容易做好笔记。首先阅读前面的导读和章末的总结，然后快速阅读本次课的内容，并跳过实例解析和补充内容。你需要注意节标题和分节标题，这可以让你快速了解本次课的授课内容。千万不要认为在课前预习中你需要立刻学习和掌握所有内容。
做好准备来上课。现在，教师们比以往任何时候都会更充分地利用课堂时间，而不是将其简单地作为师生之间的单向交流渠道。相反，他们希望学生们上课时就已经做好了在课堂上解决问题和进行批判性思维的准备。在任何授课环境中，如果你想在课程中取得好成绩但是没有准备好就来上课，这一定不是一个好主意，这样的课堂当然也不是主动学习课堂。
课后做好复习。课后当你复习时，你需要注意概念以及这些概念如何在实例解析中应用。一旦你觉得自己理解了实例解析中的内容，就可以通过相应的实践练习模块来检验你的学习效果。
学习化学语言。学习化学的过程中你会遇到许多新的术语。注意这些术语并了解其含义或其所代表的事物是非常重要的。掌握如何根据化合物的名称来鉴别它们是一项重要的技能，可以帮助你在考试中避免错误，例如，氯元素和氯化物的含义差别极大。
需要做作业。你的老师会为你布置一些作业题，做这些作业题为你回忆和掌握书中的基本观点提供必要的练习。你不能仅通过用眼睛看来学习，还需要动笔做题来参与。当你真心地努力解题之前，请尽量不要查看答案手册（如果你有的话）。如果在练习中你卡在某道题上，请向你的老师、助教或其他学生求助。在一道练习题上花费超过20min的时间是很少有效果的，除非你知道这道题具有特别的挑
战性。
学习像科学家一样思考。本书是由热爱化学的科学家撰写的。我们鼓励你利用本书中的一些特点来提升你的批判性思维能力，如偏重概念学习的练习题和设计实验练习题。
利用在线资源。有些事物很容易通过观察来学习，而另外一些事物以三维方式展现才能获得最佳的学习效果。如果你的老师将MasteringChemistryTM与你的教科书相关联，请利用这个在线平台所提供的独特工具，它可让你在化学学习中取得更多的收获。
说一千道一万，最根本的还是要努力学习、有效学习，并充分利用包括本书在内的所有工具。我们希望帮助你更多地了解化学世界，以及为什么化学是中心科学。如果你真的学好了化学，你就能成为聚会的主角，给你的朋友和父母留下深刻印象，并且也能以优异的成绩通过课程考试。
致谢
一本教材的出版发行是一个团队的成功。除了作者之外，许多人也参与其中并贡献了他们辛勤的劳动和才能，以保证这个版本呈现在读者面前。虽然他们的名字没有出现在本书的封面上，但他们的创造力、时间和支持在本书的编写和制作的各个阶段都发挥了作用。
每位作者都从与同事的讨论以及同国内外教师和学生的通信中获益良多。作者的同事们也提供了巨大的帮助，他们审阅了我们的书稿，分享他们的见解并提供改进建议。在第14版中，还有一些审阅人帮助我们，他们通读书稿，寻找书稿中存在的技术上的不准确之处和印刷错误。我们为拥有这些出色的审阅人而由衷地感到幸运。

西奥多·L·布朗获得博士学位。1956年从密歇根州立大学毕业。从那时起，他一直是伊利诺伊大学的一员，厄本那香槟分校，他现在是化学教授，荣誉退休。1980年至1986年，他担任研究副校长和研究生院院长，1987年至1993年，他担任阿诺德和梅布尔·贝克曼高级科学技术研究所的创始主任。布朗教授曾任艾尔弗雷德·P·斯隆基金会研究员，并被授予古根海姆奖学金。1972年，他因无机化学研究获得美国化学学会奖，并于1993年因在无机化学进步方面的杰出贡献获得美国化学学会奖。他被选为美国科学进步协会、美国艺术与科学院和美国化学学会的会员。

目　录
前言　
第1章　导论：物质、能量和测量　1
1.1　学习化学　4
化学的原子和分子观点　4
为什么要学习化学　5
1.2　物质的分类　7
物质的状态　7　纯物质　7　元素　8
化合物　9　混合物　10
1.3　物质的性质　12
物理变化和化学变化　12
混合物的分离　13
1.4　能量的本质　15
动能与势能　15
1.5　计量单位　17
国际单位制单位　17　长度和质量　19
温度　19　国际单位制的导出单位　20
体积　20　密度　21　能量单位21
1.6　测量误差　24
精密度和准确度　24　有效数字　25
有效数字的运算规则　26
1.7　量纲分析　28
换算因数　28　利用多个换算因数　30
体积的转换31
本章小结和关键术语　33　学习成果　34
重要公式　34　本章练习　35　附加练习　39
化学应用　化学与化学工业　6
深入探究　科学方法　17
化学的作用　新闻中的化学　23
成功的策略　估计答案　30
成功的策略　练习的重要性　32
成功的策略　本书的特点　32
第2章　原子、分子和离子　42
2.1　物质的原子理论　44
2.2　原子结构的发现　45
阴极射线和电子　45　放射性　47
原子的原子核模型　48
2.3　原子结构的现代观点　49
原子序数、质量数和同位素　51
2.4　原子量　53
原子质量大小　53　原子量　53
2.5　元素周期表　55
2.6　分子和分子化合物　58
分子及其化学式　58　分子及其实验式　58
分子的生动描述　59
2.7　离子和离子化合物　60
预测离子的电荷数　61　离子化合物　62
2.8无机化合物的命名　65
离子化合物的名称和化学式　65
酸的名称和化学式　69
二元分子化合物的名称和化学式　70
2.9　一些简单的有机化合物　71
烷烃　71　烷烃衍生物　72
本章小结和关键术语　74　学习成果　74
重要公式　75　本章练习　75　附加练习　80
深入探究　基本力　51
深入探究　质谱仪　54
深入探究　硬币由什么构成　57
化学与生活　生物体内所需的元素　64
成功的策略　如何通过考试　73
第3章　化学反应和反应计量学　82
3.1　化学方程式　84
方程式的配平　84
举例说明逐步配平化学方程式的过程　85
反应物和产物状态的表示　87
3.2　化学反应的基本类型　88
化合反应和分解反应　88
燃烧反应　90
3.3　分子量　90
式量和分子量　91
由化学式计算组成百分比　92
3.4　阿伏伽德罗常数和物质的量　93
摩尔质量　94
质量和摩尔间的转换　96
粒子质量与粒子数目间的相互转化　97
3.5　经验式的分析　98
实验式转化为分子式　100
燃烧分析法　101
3.6　平衡方程中的定量信息　102
3.7　限制反应物　106
理论产量和产率　108
本章小结和关键术语　110
学习成果　110　重要公式　110
本章练习　111　附加练习　117
综合练习　118　设计实验　119
成功的策略　解决问题的方法　92
化学与生活　葡萄糖的检测　96
成功的策略　设计实验　109
第4章　水溶液反应　120
4.1　水溶液的通性　122
电解质与非电解质　122
化合物是如何溶于水的　123
强电解质与弱电解质　124
4.2　沉淀反应　126
离子化合物的溶解性规律　126
交换(复分解)反应　127
离子方程式与旁观离子　129
4.3　酸、碱及中和反应　130
酸　130　碱　131　强弱酸碱　132
识别强电解质和弱电解质　132
中和反应与盐　134
有气体生成的中和反应　136
4.4　氧化还原反应　137
氧化与还原　137　氧化数　138
酸与盐导致的金属氧化　140
活动性顺序　141
4.5　溶液浓度　144
摩尔浓度　144　电解质浓度的表示方法　145
摩尔浓度、物质的量与体积的相互转化　146
稀释　147
4.6　溶液化学计量和化学分析　148
滴定　150
本章小结和关键术语　153
学习成果　154　重要公式　154
本章练习　154　附加练习　159
综合练习　160　设计实验　161
化学应用　抗酸计　136
成功的策略　分析化学反应　144
第5章　热化学　162
5.1　化学能的本质　164
5.2　热力学第一定律　166
系统与环境　166　内能　167
与E相关的热和功　168
吸热和放热过程　170　状态函数　170
5.3　焓　172
体积功　172　焓变　174
5.4　反应焓　176
5.5　量热学　178
热容和比热容　179
恒压量热法　180
弹式量热法(恒容量热法)　182
5.6　盖斯定律　183
5.7　生成焓　186
用生成焓计算反应焓　188
5.8　键焓　190
键焓与反应焓　192
5.9　食物与燃料　194
食物　194　燃料　196　其他类型能源　197
本章小结和关键术语　200
学习成果　201　重要公式　201
本章练习　202　附加练习　208
综合练习　210　设计实验　211
深入探究　能量、焓与体积功　175
深入探究　以焓为向导　178
化学与生活　体温的调节　183
化学应用　生物燃料的科学和政治挑战　198
第6章　原子的电子结构　212
6.1　光的波动性　214
6.2　量子化的能量和光子　216
热物体和能量量子化　216
光电效应与光子　217
6.3　线状光谱和玻尔模型　219
线状光谱　219　波尔模型　220
氢原子的能态　221
玻尔模型的局限性　224
6.4　物质的波动性　224
不确定性原理　226
6.5　量子力学与原子轨道　227
轨道和量子数　228
6.6　轨道的表示　231
s轨道　231　p轨道　233　d和f轨道　234
6.7　多电子原子　234
轨道和它们的能量　235
电子自旋和泡利不相容原理　236
6.8　电子构型　236
洪特规则　238　凝聚电子构型　240
过渡金属　240　镧系和锕系　241
6.9　电子构型与元素周期表　241
异常电子构型　244
本章小结和关键术语　246
学习成果　247　重要公式　248
本章练习　248　附加练习　253
综合练习　255　设计实验　255
深入探究　测量和不确定性原理　226
深入探究　思维实验和薛定谔的猫　229
深入探究　概率密度与径向概率函数　233
化学与生活　核自旋和核磁共振成像　237
第7章　元素的周期性　256
7.1　元素周期表的发展　258
7.2　有效核电荷　259
7.3　原子和离子的大小　262
原子半径的周期趋势　264
离子半径的周期趋势　264
7.4　电离能　268
连续电离能的变化　268
第一电离能的周期趋势　269
离子的电子构型　270
7.5　电子亲和能　272
电子亲和能的周期性变化趋势　273
7.6　金属、非金属和类金属　273
金属　274
非金属　276
类金属　278
7.7　1A族和2A族金属元素的变化趋势　278
1A族：　碱金属　278
2A族：　碱土金属　282
7.8　部分非金属元素的变化趋势　283
氢　283
6A族：　氧族　284
7A族：　卤素　285
8A族：　稀有气体　287
本章小结和关键术语　288
学习成果　289　重要公式　290
本章练习　290　附加练习　294
综合练习　296　设计实验　297
深入探究　有效核电荷　262
化学应用　离子大小与锂离子电池　267
化学与生活　锂药物不可思议的发展　281
第8章　化学键的基本概念　298
8.1　路易斯符号与八隅体规则　300
八隅体规则　300
8.2　离子键　301
离子键形成的能量　302
s-和p-区元素离子的电子构型　304
过渡金属离子　305
8.3　共价键　306
路易斯结构　307
多重键　308
8.4　键极性与电负性　309
电负性　309
电负性与键极性　310
偶极距　311　
比较离子键和共价键　314
8.5　绘制路易斯结构　315
形式电荷和路易斯结构　317
8.6　共振结构　319
苯的共振结构　321
8.7　八隅体规则的例外　322
奇数电子323　
少于八个价电子　323　
多于八个价电子　324
8.8　共价键的强度和长度　325
本章小结和关键术语　328
学习成果　329　重要公式　329
本章练习　329　附加练习　334
综合练习　335　设计实验　337
深入探究　晶格能的计算：波恩-哈伯 循环　305
深入探究　氧化数、形式电荷和实际电荷　319
第9章　分子构型与成键理论　338
9.1　分子构型　340
9.2　价层电子对互斥理论（VSEPR）模型　342
应用VSEPR模型确定分子构型　343
非键电子和多重键对于键角的影响　347
有扩大价电子层的分子　347
较大分子的几何构型　350
9.3　分子构型与分子极性　352
9.4　共价键与轨道重叠　354
9.5　杂化轨道　355
sp杂化轨道　355
sp2和sp3杂化轨道　357
超价分子　359
杂化轨道总结　359
9.6　多重键　361
共振结构，离域作用和键　365
关于和键的一般规律　367
9.7　分子轨道　368
氢分子的分子轨道　368
键级　370
9.8　第2周期双原子分子成键　371
Li2和Be2的分子轨道　372
2p原子轨道组成的分子轨道　373
从B2到Ne2的电子构型　376
电子构型和分子性质　377
异核双原子分子　380
本章小结和关键术语　382
学习成果　383　重要公式　384
本章练习　384　附加练习　389
综合练习　392　设计实验　393
化学与生活　可视化学　367
深入探究　原子轨道和分子轨道的相　374
化学应用　轨道和能量381