本书是材料科学与工程系列教材之一。全书共6章，可以划分为两大部分：部分包括材料化学概论和材料化学基础理论；第二部分包括金属材料化学、无机非金属材料化学、高分子化学、有机-无机杂化材料化学。部分重点介绍材料化学的特性、化学在材料科学中的作用、材料化学发展趋势以及后续章节涉及的基础理论知识。第二部分主要介绍各类材料制备中的基础科学问题、共性基础化学知识以及相关学科发展的新成就。每章末附有习题和参考文献，后附有各章节的英汉词汇对照，方便读者拓展、巩固所学内容。
本书可以作为高等院校材料科学与工程以及材料化学等专业的本科生教材，也可以供其他有关专业和对材料化学感兴趣的读者阅读和参考。
材料化学作为化学研究和新材料技术的一个关键领域正在世界范围内获得越来越广泛的认识，发挥越来越重要的作用。随着Advanced Functional Materials、 Advanced Materials、 Chemistry of Materials、 Journal of Materials Chemistry等国际著名材料科学期刊的传播，材料化学开始受到人们的高度关注，其重要性也得到了充分体现。2009年之后，材料化学已成为理论和应用化学的一个主要增长部分，根据对期刊论文引用量、提交的论文数量以及完全或部分致力于该学科的期刊的统计可见，材料化学在化学领域的所有出版物中占有非常重要的地位。
为了跟上世界科技的发展形势，上海交通大学材料科学与工程学院于2005年经学院教学委员会研究决定，开始开设本科生材料化学课程，由郭兴伍老师负责制订材料化学课程教学大纲、编写材料化学讲义。2013年1月，在郭兴伍老师的组织领导下，经过教学团队的艰苦努力，翻译出版了在国际上具有重要影响力的材料化学专著Chemistry of Advanced Materials，并将其作为上海交通大学材料科学与工程学院本科生材料化学课程的重要参考书籍，该书为材料化学课程教学质量的提高起到了积极的促进作用，得到了徐祖耀院士的称赞与好评。本教材则是在上海交通大学材料科学与工程学院本科生多年使用的材料化学讲义的基础上编写而成。
本教材所讲内容基于多年教学实践和经验的积累，力图尝试解决材料化学课程中以下重点和难点：①材料化学涉及的内容和问题非常广泛，具有非常突出的多学科或者交叉学科性质，如何对材料化学的共性和基本科学问题进行凝炼；②材料化学课程在培养本科生中的定位和任务；③如何合理设置材料化学课程的教学内容；④基于材料化学的课程内容与大学化学、高分子化学、材料热力学、量子力学与固体物理以及材料科学基础等课程内容的分工、衔接和异同点，如何避免出现材料化学教材内容与这些课程内容的重复问题。此外，本教材还希望达到培养学生如何从原子、分子水平来思考、了解和控制材料组织结构对材料性能影响的目的，让学生深刻理解其与仅仅从晶粒大小、相组成、相分布的层面来研究材料科学问题在思想方法上的不同。
其中，材料化学概论和材料化学基础理论重点介绍材料化学的特性、化学在材料科学中的作用、材料化学发展趋势以及后续章节涉及的基础理论知识。金属材料化学和无机非金属材料化学主要介绍制备金属及无机非金属材料的基本原理和基本方法、基本化学反应、共性化学问题与化学规律。高分子材料化学部分重点介绍了活性中心的重要性、不同聚合反应的机理和聚合方法。有机-无机杂化材料化学主要介绍有机-无机杂化材料的定义、合成方法、特点和发展现状，有机-无机杂化材料与纳米复合材料的区别以及其在相关领域的重要应用。
本教材的编写由郭兴伍、张鹏和陈汉共同完成。其中，第1章、第2章、第4章和第6章由郭兴伍编写；第3章由张鹏和郭兴伍共同编写；第5章由陈汉和郭兴伍共同编写。全书的策划、整理和定稿由郭兴伍负责完成。
本教材在编写和出版过程中得到了上海交通大学材料科学与工程学院单爱党书记、王敏副院长、朱申敏副院长等学院领导的亲切关怀和大力支持，获得了上海交通大学材料科学与工程学院本科教材建设项目的资助；在内容的选取、架构的组织以及如何提高材料化学课程教学质量等方面得到了陈世朴教授、钱苗根教授和李戈扬教授等的悉心指导和帮助；在编写过程中，还征求了有关教师和学生的意见和建议，并参阅和引用了大量的国内外文献资料。作者在此对所有关心本教材的老师及同学表示衷心的感谢！
希望此书能给学习材料化学的读者带来一些方便和益处。由于编者水平有限，书中难免存在疏漏、不妥和错误之处，敬请读者批评指正，帮助我们改进提高，以便有机会再版时更正。
编者
2022年1月于上海
第1章 材料化学概论
1.1 材料化学的特性
1.2 化学在材料科学中的作用
1.3 材料科学中的问题和可能的化学解决方法
1.3.1 用化学方法解决材料科学问题的实例
1.3.2 基础化学研究与材料科学之间的相关性
1.3.3 一个对化学和材料科学产生积极作用的学科生物学
1.4 材料化学的发展趋势
1.4.1 磁性、电性、多铁性和超导材料
1.4.2 多孔材料
1.4.3 电池材料
1.4.4 发光材料
习题
参考文献
第2章 材料化学基础理论
2.1 分子轨道理论
2.1.1 引言
2.1.2 分子轨道理论要点
2.1.3 分子轨道示意图
2.1.4 前沿分子轨道理论
2.2 金属键与能带理论
2.2.1 引言
2.2.2 金属键电子海洋模型
2.2.3 金属键的性质
2.2.4 基于分子轨道的金属键能带理论
2.3 配位化学与晶体场理论
2.3.1 过渡金属
2.3.2 配位化合物和配位体
2.3.3 计算过渡金属络合物中d轨道的电子数
2.3.4 晶体场理论
2.3.5 光谱化学系列
2.3.6 金属和配位体之间的成键轨道
2.3.7 晶体场稳定能、电子配对和洪德规则
2.3.8 八面体与非八面体络合物
2.3.9 姜-泰勒效应
2.3.10 过渡金属络合物的稳定性
2.3.11 螯合物与大环的作用
2.4 缺陷化学
2.4.1 本征点缺陷和杂质点缺陷
2.4.2 电子缺陷
2.4.3 克罗格-文克缺陷化学符号
2.4.4 色心
2.4.5 晶体缺陷对陶瓷性能的影响
2.4.6 导电高分子及其掺杂
习题
参考文献
第3章 金属材料化学
3.1 冶金电化学理论基础
3.1.1 原电池与标准电极电位
3.1.2 能斯特方程
3.1.3 电极电位的影响因素
3.1.4 电解池与电极过程
3.2 水溶液电解与金属熔盐电解
3.2.1 水溶液的电解
3.2.2 金属熔盐电解
3.3 湿法冶金
3.3.1 湿法冶金概述
3.3.2 浸出化学过程
3.3.3 浸出液的净化
3.3.4 电沉积和电解精炼
3.4 火法冶金
3.4.1 火法冶金概述
3.4.2 火法冶金过程中气体与凝聚相间的反应
3.4.3 气体与金属熔体和熔渣反应
3.4.4 金属液与熔渣间的氧化-还原反应
3.5 金属的腐蚀
3.5.1 金属腐蚀定义
3.5.2 电化学极化
3.5.3 钝化
3.5.4 金属腐蚀的防护方法
习题
参考文献
第4章 无机非金属材料化学
4.1 液相无机材料化学
4.1.1 溶解、结晶与沉淀
4.1.2 水热法
4.1.3 溶胶-凝胶法
4.1.4 生物矿化
4.2 固相无机材料化学
4.2.1 固相反应简介
4.2.2 不同固相反应的反应机理
4.2.3 陶瓷材料化学
4.2.4 粉末冶金
4.3 气相材料化学
4.3.1 化学气相沉积概述
4.3.2 化学气相沉积前驱体的分类与反应性
4.3.3 冷、热壁化学气相沉积反应器的比较
4.3.4 选择性化学气相沉积
4.3.5 前驱体的输送方法
4.3.6 其他化学气相沉积方法
习题
参考文献
第5章 高分子材料化学
5.1 高分子材料概述
5.1.1 高分子的基本概念
5.1.2 高分子化合物的基本特征
5.1.3 聚合反应分类
5.1.4 聚合方法分类
5.2 自由基聚合反应
5.2.1 自由基
5.2.2 自由基聚合反应
5.2.3 自由基聚合反应动力学
5.2.4 聚合物的动力学链长和平均聚合度
5.2.5 影响自由基聚合反应的因素
5.2.6 阻聚和缓聚
5.3 离子聚合
5.3.1 阳离子聚合
5.3.2 阴离子聚合
5.3.3 离子聚合与自由基聚合的比较
5.3.4 配位聚合
5.4 缩合（逐步）聚合
5.4.1 逐步加成聚合
5.4.2 缩聚反应
5.4.3 逐步聚合实施方式
5.4.4 体形缩聚
5.5 原子转移自由基聚合与嵌段共聚物的应用
5.5.1 原子转移自由基聚合
5.5.2 采用ATRP合成新型高分子材料
5.5.3 嵌段共聚物的应用
习题
参考文献
第6章 有机-无机杂化材料化学
6.1 杂化材料概述
6.1.1 杂化材料的起源与发展
6.1.2 杂化材料与纳米复合材料
6.1.3 无机和有机成分结合的优点
6.1.4 由界面决定的材料
6.1.5 反应机理的作用
6.2 杂化材料的合成方法
6.2.1 无机材料的原位形成
6.2.2 某种无机材料存在时合成有机聚合物
6.2.3 同时形成无机和有机两种组分的杂化材料
6.2.4 组成单元法
6.3 杂化材料结构的工程设计
6.4 杂化材料的性能和应用
6.5 杂化材料的表征
习题
参考文献
英汉词汇对照
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