第一篇 物质结构
Part One Structure of Matter
第一章 原子结构
Chapter 1 Atomic Structure
第一节 道尔顿原子论
Dalton’s Atomic Theory
第二节 卢瑟福金箔实验
Rutherford’s Gold Foil Experiment
第三节 亚原子粒子
Subatomic Particles
第四节 同位素、原子序数、质量数和原子量
Isotopes, Atomic Number, Mass Number, and Atomic Mass
第五节 波尔模型和原子光谱
Bohr Model and Atomic Spectra
第六节 主能级、亚层和轨道
Principal Energy Levels, Subshells and Orbitals
第七节 量子数
Quantum Numbers
第八节 泡利不相容原理
Pauli’s Law of Exclusion
第九节 洪特规则
Hund’s Rule
第十节 价电子和路易斯式
Valence Electrons and Lewis Structures
第十一节 八隅律
Octet Rule
第二章 元素周期表
Chapter 2 The Periodic Table
第一节 元素周期表的排列
Arrangement of the Periodic Table
第二节 金属和非金属
Metals and Nonmetals
第三节 代表性的族
Representative Families
第四节 原子半径和离子半径
Atomic Radii and Ionic Radii
第五节 电负性和电离能
Electronegativity and Ionization Energy
第六节 s区、 p区、 d区、 d s区、 f区
s, p, d, ds and f blocks
第三章 成键
Chapter 3 Bonding
第一节 分子内作用力和分子间作用力
Intramolecular and Intermolecular Forces
第二节 离子键
Ionic Bonds
第三节 共价键
Covalent Bonds
第四节 配位共价键
Coordinate Covalent Bonds
第五节 金属键
Metallic Bonds
第六节 价层电子对互斥理论
Valence Shell Electron Pair Repulsion
第七节 分子的极性
Polarity of Molecules
第八节 偶极力
Dipole-Dipole Attraction
第九节 色散力
London Dispersion Forces
第十节 氢键
Hydrogen Bonds
第十一节 σ键和 π键
Sigma and Pi Bonds
第十二节 杂化轨道理论
Hybrid Orbital Theory
第四章 核化学
Chapter 4 Nuclear Chemistry
第一节 核衰变
Nuclear Decay
第二节 半衰期
Half-life
第三节 核裂变
Nuclear Fission
第四节 核聚变
Nuclear Fusion
Exercise
答案与解析
第二篇 简单计算
Part Two Basic Calculations
第五章 化学方程式和定量计算
Chapter 5 Chemical Formulas and Stoichiometry
第一节 化学式
Chemical Formulas
第二节 物质命名
Naming Chemicals
第三节 书写和配平简单方程式
Writing and Balancing Simple Equations
第四节 在化学方程式中标注状态
Showing Phases in Chemical Equations
第五节 离子方程式
Ionic Equations
第六节 物质的量的概念
The Mole Concept
第七节 物质的量、质量和体积
Mole, Mass, and Volumes
第八节 过量反应物与限量反应物
Excess and Limiting Reactants
Exercise
答案与解析
第三篇 物质状态
Part Three States of Matter
第六章 气体和气体定律
Chapter 6 Gases and Gas Laws
第一节 分子动理论
Kinetic Molecular Theory
第二节 压强、温度与气体的平均动能
Pressure, Temperature and Average Kinetic Energy of Gases
第三节 查理定律和波义耳定律
Charles’s Law and Boyle’s Law
第四节 合并气体定律和理想气体定律
Combined Gas Law and Ideal Gas Law
第五节 阿伏伽德罗定律
Avogadro’s Law
第六节 道尔顿分压定律
Dalton’s Law of Partial Pressures
第七节 格拉罕姆气体扩散定律
Graham’s Law of Diffusion/Effusion
第七章 液体、固体和相变
Chapter 7 Liquids, Solids, and Phase Changes
第一节 液体、沸点和蒸气压
Liquids, Boiling Point and Vapor Pressure
第二节 固体
Solids
第三节 相变和相图
Phase Changes and Phase Diagrams
第八章 溶液化学
Chapter 8 Solution Chemistry
第一节 溶解度
Solubility
第二节 物质的量浓度
Molarity
第三节 质量摩尔浓度
Molality
第四节 稀释
Dilution
第五节 溶液的依数性
Colligative Properties of Solutions
Exercise
答案与解析
第四篇 物理化学
Part Four Physical Chemistry
第九章 化学反应速率
Chapter 9 Rates of Chemical Reactions
第一节 化学反应速率的碰撞理论
Collision Theory of Reaction Rates
第二节 影响反应速率的因素
Factors Affecting Reaction Rates
第三节 势能图
Potential Energy Diagrams
第四节 质量作用定律
Law of Mass Action
第十章 化学平衡
Chapter 10 Chemical Equilibrium
第一节 可逆反应和化学平衡
Reversible Reactions and Chemical Equilibrium
第二节 勒夏特列原理
Le Chaterlier’s Principle
第三节 相平衡
Phase Equilibrium
第四节 平衡常数
Equilibrium Constant
第五节 水的离子积常数
Ionization Constant of Water
第六节 溶度积常数
Solubility Products Constant
第七节 同离子效应
Common Ion Effect
第十一章 化学反应和热化学
Chapter 11 Chemical Reactions and Thermochemistry
第一节 反应类型
Types of Reactions
第二节 焓和盖斯定律
Enthalpy and Hess’s Law
第三节 键解离能
Bond Dissociation Energy
第四节 熵
Entropy
第五节 吉布斯自由能和自发反应
Gibbons Free Energy and Spontaneous Reactions
Exercise
答案与解析
第五篇 化学反应
Part Five Chemical Reaction
第十二章 酸、碱、盐
Chapter 12 Acids, Bases, and Salts
第一节 阿仑尼乌斯酸碱
Arrhenius Acids and Bases
第二节 阿仑尼乌斯酸碱的性质
Properties of Arrhenius Acids and Bases
第三节 p H 值
p H Value
第四节 指示剂
Indicators
第五节 酸的解离常数
Ionization Constant of Acids
第六节 中和反应
Neutralization Reactions
第七节 盐和水解
Salts and Hydrolysis
第八节 布朗斯台特酸碱
Brønsted-Lowry Acids and Bases
第九节 缓冲溶液
Buffer Solutions
第十节 路易斯酸碱
Lewis Acids and Bases
第十三章 氧化还原反应和电化学
Chapter 13 Oxidation-Reduction and Electrochemistry
第一节 氧化反应和还原反应
Oxidation and Reduction Reactions
第二节 半反应
Half Reactions
第三节 配平氧化还原方程式
Balancing Redox Equations
第四节 原电池
Voltaic Cells
第五节 电极电势和自发反应
Electrode Potentials and Spontaneous Reactions
第六节 能斯特方程
Nernst Equation
第七节 电解池
Electrolytic Cells
第十四章 有机化学
Chapter 14 Organic Chemistry
第一节 烃
Hydrocarbons
第二节 烃的衍生物
Hydrocarbon Derivatives
第三节 同分异构体
Isomers
第四节 聚合物
Polymers
第五节 有机反应的类型
Types of Organic Reactions
Exercise
答案与解析
第六篇 实验化学
Part Six Experimental Chemistry
第十五章 实验室技术
Chapter 15 Laboratory Skills
第一节 实验室安全
Laboratory Safety
第二节 弯月面
Meniscus
第三节 气体收集
Collecting Gases
第四节 盐脱水
Dehydration of a Salt
第五节 分离方法
Methods for Separation
第六节 滴定
Titration
Exercise
答案与解析
官方指南样卷解析
化学术语中英文对照
精彩片段:
正文节选
SAT Ⅱ化学面面观
问题一: 什么是SAT Ⅱ考试?
在回答这个问题之前,我们需要先了解什么是SAT考试:SAT考试的全称为Scholastic Assessment Test (学术能力评估测试) ,俗称“美国高考”。
SAT考试又分为两个类型,SATⅠ和SATⅡ。前者是通用考试,又被称为推理测验(Reasoning Test) ,主要测验考生的写作、阅读和数学能力,每部分满分为8 0 0分,总分为2400 分;后者是单科考试,又被称为学科测验(Subject Test) ,每科满分为800分。
问题三: 为什么要参加S A T Ⅱ考试?
对于申请美国本科的考生而言,在绝大多数情况下, SATⅠ的成绩是必备的,SATⅡ的成绩却并非必备,有相当一部分普通大学和少量名校都不需要。但是,大部分的美国名校对SATⅡ的成绩有要求,并且一般需要2门至3门。在这些需要 S A TⅡ成绩的学校中,对具体科目的要求又不尽相同,有的学校没有规定科目,有的则给出了规定科目,并要求达到一定的分数。
所以,对于申请非名校或者备考托福、 S A TⅠ时间比较紧张的考生,S A TⅡ考试就没必要参加了;对于志在申请名校的考生, S A TⅡ还是很重要的一块敲门砖。
第一节 道尔顿原子论
Dalton’s Atomic Theory
原子这个词在英文中的对应表述想必大家都知道。对, 就是atom。可是有没有人想过atom这个单词的出处? 事实上, atom这个词来源于希腊语atomos。a是个前缀, 表示not, tomos的意思是divisible, 所以连起来atomos 就是“not divisible”, 或者“indivisible”, 是“不可分割”的意思。这符合古希腊人的认识, 德谟克利特是原子唯物论(atomic materialism)的创始人之一, 他探讨了物质结构的问题, 提出了原子论的思想。德谟克利特认为万物的本原是原子和虚空: 原子是一种不可分割的( indivisible)的物质微粒,它的基本属性是“充实性” ,每个原子都是毫无空隙即实心的;虚空为原子提供了运动的场所和条件,使得原子得以在其间活动。这些观点在今天看来当然荒诞,但是考虑到当时的时代背景(公元前4世纪) ,德谟克利特的思想实属超前。
1803年,英国科学家约翰•道尔顿基于原子唯物论提出了道尔顿原子论( Dalton’s atomic theory)。说起道尔顿,在近代科学史上可谓赫赫有名:在化学方面,他由于提出和阐发原子论而被誉为“近代化学之父”;在物理学方面,他总结提炼出道尔顿气体分压定律;在生物学方面,他发现了色盲症,因此色盲症也被命名为“道尔顿病”( 有趣的是,道尔顿本人就是一位色盲症患者) 。
道尔顿原子论共计有四条:
( 1 )所有物质都由原子组成 (All matter consists of atoms ) 。这一条完完全全沿袭了德谟克利特的原子唯物论——万事万物都由原子组成的。
( 2 )同一元素的原子,其形状、质量及其他各种性质都相同 ( All atoms of a same element are identical )。也就是说,所有氧原子是一样的,所有碳原子也都是一样的。
( 3 )原子以固定比例结合形成化合物 ( Compounds are made up of atoms combined in fixed proportions) 。举个例子,二氧化碳是由一个碳原子和两个氧原子结合而成的,氧原子数目和碳原子数目之比1∶2是固定的。如果氧原子和碳原子以1∶1的数目比结合,那么形成的化合物就不再是二氧化碳,而是一氧化碳了。
( 4 )化学反应涉及原子的重排,在化学反应中, 原子既不能被创造,也不能被毁灭(A chemical reaction involves the rearrangement of atoms, in which the atoms are not created or destroyed) 。以化学反应2 H2+O2= 2 H2O 为例:反应前两个氢原子结合在一起以氢气的形式存在,两个氧原子结合在一起以氧气的形式存在,反应后氢原子和氧原子相互结合在一起以水的形式存在,这就是原子的重排;反应前即等式左边共计有4个氢原子和2个氧原子,反应后即等式右边同样有4个氢原子和2个氧原子,这就说明原子既没有被创造也没有被毁灭。
请注意一下道尔顿原子论产生的时间1803年,距今已经整整200多年了。由于所处时代的原因,道尔顿原子论具有一定的局限性,比如说第2条在现今已被证明是错误的,本章的第四节将会对此加以说明。但是,作为现代原子理论的起源,道尔顿原子论在科学史上具有里程碑的意义。所以, 在本节, 同学们的任务在于熟记道尔顿原子论的四条理论。
练习
Which of the following is not an expression of Dalton’s atomic theory ?
A. A chemical reaction involves the rearrangement of atoms
B. All matter is composed of molecules
C. Compounds are made up of atoms combined in fixed proportions
D. The atoms are not created or destroyed in a chemical reaction
E. All atoms of a given element are alike
答案: B
翻译: 以下哪个选项不是道尔顿原子论的表述?
A . 化学反应涉及原子的重排
B . 所有物质都由分子组成
C . 原子以固定比例结合形成化合物
D . 在化学反应中,原子既不能被创造,也不能被毁灭
E . 同一元素的原子都相同
解析: A 选项,化学反应涉及原子的重排,对应道尔顿原子论的第4条,正确。
B 选项,所有物质都由分子组成,不正确,对应道尔顿原子论的第1条,将 “molecules”改为“atoms”即正确。
C 选项,原子以固定比例结合形成化合物,对应道尔顿原子论的第3条,正确。
D 选项,在化学反应中,原子既不能被创造,也不能被毁灭,对应道尔顿原子论的第4条,正确。
E 选项,同一元素的原子都相同,对应道尔顿原子论的第2条,正确。