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）中的第三册，主要介绍化学应用方面的内容。其他两册为《化学：中心科学—物质结构篇》和《化学：中心科学—化学平衡篇》。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 版为原书新版。 本书内容包括第18章环境化学、第19章化学热力学、第20章电化学、第21章核化学、第22章非金属化学、第23章过渡金属配位化学、第24章生命化学：有机化学和生物化学，共7章。本书架构新颖，结构完整，按照环境化学、化学热力学、电化学、核化学、非金属化学、过渡金属配位化学和生命化学：有机化学和生物化学等顺序安排章节，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。 本书可作为我国化学通识教育的教材，也可作为相关研究人员的参考书。

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目　录
前言　
第18章　环境化学　767
18.1　地球的大气圈　768
大气的组成　769
大气中的光化学反应　770
平流层的臭氧　773
18.2　人类活动与地球大气圈　774
臭氧层及其损耗　774
含硫化合物和酸雨　776
氮氧化物和光化学烟雾　779
温室气体：水蒸气、二氧化碳和气候　780
18.3　水圈　784
全球水循环　784
盐水：地球上的海洋　785
淡水和地下水　786
18.4　人类活动与水质　787
溶解氧和水质　788
水的净化：海水淡化　788
水的净化：市政处理措施　789
18.5　绿色化学　792
超临界溶剂　794
更环保的试剂和工艺　794
本章小结和关键术语　797
学习成果　797　本章练习　798
附加练习　803　综合练习　804
设计实验　805
深入探究　其他温室气体　783
深入探究　奥加拉拉地下蓄水层—一种正在萎缩的
资源　787
深入探究　压裂与水质　790
化学与生活　海洋酸化　792
第19章　化学热力学　806
19.1　自发过程　808
寻找自发性的标准　809
可逆过程和不可逆过程　810
19.2　熵与热力学第二定律　812
熵与热的关系　812
相变过程的ΔS　813
热力学第二定律　814
19.3　熵的分子解释与热力学第三定律　815
在分子水平上的气体膨胀　815
玻尔兹曼方程与微观状态　816
分子运动与能量　818
对ΔS进行定性预测　819
热力学第三定律　821
19.4　化学反应的熵变　822
熵的温度变化　822
标准摩尔熵　823
计算反应的标准熵变　824
环境熵变　824
19.5　吉布斯自由能　825
标准生成自由能　828
19.6　自由能与温度　830
19.7　自由能与平衡常数　832
非标准状态下的自由能　832
ΔG°和K之间的关系　834
本章小结和关键术语　836
学习成果　837　重要公式　837
本章练习　838　附加练习　844
综合练习　846　设计实验　847
深入探究　当气体等温膨胀时，熵的变化　814
化学与生活　熵与人类社会　822
深入探究　自由能的“自由”是什么意思？　829
化学与生活　驱动非自发反应：耦合反应　835
第20章　电化学　848
20.1　氧化态与氧化还原反应　850
20.2　配平氧化还原反应方程式　852
半反应　852
利用半反应法配平化学反应方程式　852
配平在碱性溶液中发生的化学反应方程式　855
20.3　伏打电池　857
20.4　标准条件下的电池电动势　860
标准还原电动势　861
氧化剂和还原剂的强度　866
20.5　自由能和氧化还原反应　868
电动势、自由能和平衡常数　869
20.6　非标准条件下的电池电动势　871
能斯特方程　872　浓差电池　874
20.7　蓄电池和燃料电池　877
铅酸蓄电池　878　碱性电池　878
镍-镉和镍-金属氢化物电池　878
锂离子电池　879　氢燃料电池　879
20.8　腐蚀　882
铁的腐蚀(生锈)　882
防止铁的腐蚀　883
20.9　电解　884
电解定量研究　886
本章小结和关键词　889
学习成果　890　重要公式　890
本章练习　890　附加练习　897
综合练习　898　设计实验　899
深入探究　电功　871
化学与生活　心跳和心电图　876
化学应用　混合动力及电动汽车电池　880
化学应用　铝电冶金　887
第21章　核化学　900
21.1　放射性和核方程式　902
核方程式　902　放射性衰变的类型　903
21.2　核稳定模式　905
中子与质子比　905　放射性衰变链　907
进一步观察结果　908
21.3　核嬗变　909
带电粒子加速　910　涉及中子的反应　911
超铀元素　911
21.4　放射性衰变速率　912
同位素年代测定　913
基于半衰期的计算　915
21.5　放射性检测　917
放射性示踪剂　917
21.6　核反应中的能量变化　919
核结合能　921
21.7　核电：裂变　922
核反应堆　925　核污染　927
21.8　核能：聚变　928
21.9　环境和生命系统中的辐射　930
辐射剂量　931
本章小结和关键术语　933
学习效果　934　重要方程　935
本章练习　935　附加练习　939
综合练习　940　设计实验　941
化学与生活　放射性示踪剂的医学应用　918
深入探究　核时代的曙光　925
深入探究　元素的核合成　929
化学与生活　放射治疗　932
第22章　非金属化学　942
22.1　周期性变化规律和化学反应　944
化学反应　945
22.2　氢　946
氢的同位素　946　氢的性质　947
氢气的制备　948　
氢的使用使用　949　二元氢化合物　949
22.3　8A族：惰性气体　950
稀有气体化合物　951
22.4　7A族：卤素　952
卤素的性质和制备　952
卤素的用途　954　卤化氢　954
卤代化合物　954
含氧酸和含氧阴离子　954
22.5　氧　955
氧的性质　955　氧的制备　956
氧气的用途　956　臭氧　956
氧化物　956　过氧化物和超氧化物　958
22.6　其他6A族元素：S、Se、Te和Po　958
S、Se和Te的存在与制备　959
硫，硒和碲的性质与用途　959　硫　959
氧化物、含氧酸和硫含氧阴离子　960
22.7　氮　962
氮的性质　962　氮的制备与用途　962
氮的氢化物　962
氮的氧化物和含氧酸　963
22.8　其他5A族元素：P、As、Sb和Bi　965
磷的存在，离析和性质　966
氯化磷　966　磷的含氧化合物　967
22.9　碳　969
碳的基本形式　969　碳氧化物　970
碳酸和碳酸盐　971　碳化物　972
22.10　其他4A族元素：Si、Ge、Sn和Pb　972
4A族元素的一般特征　972
硅的存在与制备　973　硅酸盐　973
玻璃　975　硅酮　976
22.11　硼　976
本章小结和关键术语　978
学习效果　979　本章练习　979
附加练习　983　综合练习　984
设计实验　985
深入探究　氢经济　948
化学与生活　硝化甘油、一氧化氮和
心脏病　965
化学与生活　饮用水中的砷　968
化学应用　碳纤维及复合材料　970
第23章　过渡金属配位化学　986
23.1　过渡金属　988
物理性质　989
电子构型和氧化态　990　磁性　991
23.2　过渡金属配合物　992
配位化学的发展：Werner理论　993
金属-配体键　995
电荷、配位数和几何构型　996
23.3　配位化学中常见的配体　997
生命系统中的金属和螯合物　999
23.4　配位化学中的命名和异构现象　1003
同分异构现象　1005
结构异构体　1005
立体异构现象　1006
23.5　配位化学中的颜色和磁性　1009
颜色　1009
配位化合物的磁性　1011
23.6　晶体场理论　1011
八面体配合物的电子构型　1015
四面体配合物和平面正方形配合物　1017
本章小结和关键术语　1021
学习成果　1021　本章练习　1022
附加练习　1026　综合练习　1028
设计实验　1029
深入探究　焓和螯合效应　1001
化学与生活　生命系统中铁的竞争　1002
深入探究　电荷跃迁-颜色改变　1019
第24章　生命的化学：有机化学和生物化学　1030
24.1　有机分子的一般特性　1032
有机分子的结构　1032
有机化合物的稳定性　1033
有机化合物的溶解度和酸碱性　1033
24.2　碳氢化合物简介　1034
烷烃的结构　1035　结构异构体　1035
烷烃命名法　1036　环烷烃　1039
烷烃的反应活性　1039
24.3　烯烃、炔烃和芳香烃　1041
烯烃　1041　炔烃　1043
烯烃和炔烃的加成反应　1044
芳香烃　1045
离域稳定的π电子　1046
芳香烃的取代反应　1046
24.4　有机官能团　1048
醇类　1048　醚类　1050　醛和酮　1050
羧酸和酯　1051　胺和酰胺　1054
24.5　有机化学中的手性　1055
24.6　生物化学简介　1057
24.7　蛋白质　1057
氨基酸　1057　多肽和蛋白质　1059
蛋白质的结构　1060
24.8　碳水化合物　1062
二糖　1063　多糖　1064
24.9　脂质　1065
脂肪　1065　磷脂　1066
24.10　核酸　1067
本章小结和关键术语　1071
学习成果　1072　本章练习　1072
附加练习　1077　综合练习　1078
设计实验　1079
化学应用　汽油　1040
深入探究　加成反应机理　1045
成功的策略　怎么办　1070