普通化学
绪 言
化学是研究物质的组成、结构、性质及其变化规律和变化过程中能量关系的学科。
在科学技术和生产中,化学起着重要作用,而当前科学技术发展的一个特点是各门学科之间在较高水平上的相互渗透。近几十年来,材料、能源、环境保护和安全等等均迅速发展并不断提出新的要求,这些无不与化学有关。例如,材料的研制和维护需要研究物质的组成、结构和化学变化,需要化学处理和安全防腐;而能量(如燃料燃烧所产生的热量或化学能量)的利用与转换就涉及化学热力学知识。人们面临的课题,往往需要综合运用多种学科的知识才能解决。对于工程技术人员来说,在设计、施工、生产中能否运用物质性质及其变化的化学观点,并在一定程度上考虑物质及其在特定环境中可能发生的化学变化及其影响,采取适当措施,较高水平地完成任务, 这能反映出工程技术人员的素质,也是当前重要的现实问题。
化学有许多分支学科,如无机化学、有机化学、分析化学、物理化学和高分子化学以及燃料化学、环境化学、工业化学等等。普通化学作为一门基础课程,则是对化学作一整体的阐述和研讨,但可根据需要而有其侧重面。由于多数高等工业学校的不少专业无后续化学课,因此,普通化学的教学应有一定程度的独立性和完整性。
本课程的教学目的,主要是使广大工科学生在一定程度上能具有一些必需的近代化学基本理论、基本知识和基本技能,并了解这些理论知识和技能在工程实际上的应用,培养学生具有化学观点,为今后学习和工作打下一定的化学基础。
本书的内容在化学基本理论和基本知识方面主要包括热化学,化学反应的方向、程度和速率,水化学,电化学,物质结构基础以及金属元素化学, 非金属元素化学,有机高分子化合物等;在联系工程实际方面主要包括能源、大气污染、水污染、金属腐蚀及防止、金属材料及表面处理、非金属材料、有机高分子材料及改性等。
在内容安排上,全书在基本理论和基本知识方面主要贯穿两条主线。前一条是从宏观的热化学开始,引入一些化学热力学和化学动力学基础,并在水化学和电化学中予以应用。后一条是从微观的物质结构基础开始,联系周期系,重点阐述一些与工科有关的典型物质的性质及应用。这两条主线,既各有其侧重面,又互有关联。同时各章均有侧重联系工程实际的专题,主要是有关能源、环境化学和材料化学方面的内容。
现代科学技术的蓬勃发展和科学知识的迅速增长,促使人们需要不断地学习和更新知识。大学阶段是学生的一个重要的学习阶段,但他们在以后的学习和工作中必然会遇到许多新的情况和课题,需要在原有的基础上,通过自学、研究、继续提高,才能有所前进、发展和创新。因此,在教学中要重视基础,并注意能力的培养;也就是通过教学,除使学生掌握知识和技能外, 要十分重视培养和提高他们的自学、分析、研究、写作、创新等方面的能力。掌握知识和提高能力是相互联系、相互促进的。如何发挥教师的主导作用, 同时调动学生的积极性和主动性,使学生自己成为学习的主体,这是需要深入研讨的课题。本书各章均有内容提要和学习主要要求,在主要要求中凡下面画有波纹线的要求内容均依据《普通化学课程教学基本要求(不低于 70
学时)》(见书末附录 11)写出,然后是正文,再后有各章小结。这三者是相互配合的。学生应在认真学习、有所熟悉的基础上,做好教师指定的习题。本书各章除正文外,均有一些小号字及选读材料,在保证满足基本要求的前提下,可根据不同专业及学习条件的实际情况,因材施教,进行选择、取舍或补充。或者精讲、或者自学,方式亦可灵活运用。另外,正文中的例题也用小号字。
普通化学实验是本课程不可缺少的一个重要环节(另编写有配合本书的
《普通化学实验》)。通过实验课的开设,不仅可以加深、巩固并扩大学生对所学的基本理论和基本知识的理解,还可以训练基本操作技能;并培养独立操作、观察记录、分析、归纳、撰写报告等多方面的能力以及科学工作方法。