化學原理

讀書筆記《普通化學原理》

這篇讀書筆記主要參照北京大學出版社的《普通化學原理》。筆者在讀國中的時候曾多次勵志讀這本書，如今不得不開始這本書的閱讀——因為化學原理是大學化學所有專業課的基礎。

本筆記也可視作《化學原理》一課的自學筆記。元素化學部分我們會參考張祖德的書與宋天佑的書。

現在，就讓我們開始吧！希望這篇筆記能夠幫助更多自學大學化學的人。本筆記假設讀者有高中化學必修部分基礎，我們只會簡單梳理知識點，具體的練習需要多做教材習題。

\(\S1\) 氣體

這一章包括理想氣體狀態方程，及其所謂「推導」。最後我們會考慮一個修正方程，以及一些能量分佈。這部分內容可以被物理系的《熱學》課程完全覆蓋。所以本人有一個觀點便是將這兩門課同時開設。

能量分佈的部分僅是簡要介紹，詳細的討論會在《物理化學》或者《統計力學》中見到。

\(\S1.1\) 理想氣體狀態方程

溫度\(T\)、壓強\(p\)（在化學語境中常稱為壓力）、物質的量\(n\)與體積\(V\)都是中學時所知道的物理量。對於所謂的理想氣體：溫度不太低，壓強不太高的氣體（事實上，在後續小節推導分子動理論時會提及幾條更精準的假設），它們之間由如下理想氣體狀態方程聯繫：

\[pV=nRT \]

其中，\(R\)是一個常數，稱為摩爾氣體常數。這裡的溫度單位一般取開爾文\(K\)，而此單位的起源也和這個方程有密切的聯繫：

英國科學家波意爾曾發現，溫度與物質的量恆定時，\(pV\)是一常值；壓力與物質的量恆定時，體積是溫度的線性函數。於是通過外延這一線性函數，希望在體積為\(0\)時溫度亦為\(0\)，這樣我們就得到了絕對零度\(0K\)。