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第1章 化学元素的原子量 1

1.1 原子量标度的变迁 1

1.2 原子量的测定方法 4

1.2.1 化学法测定原子量 4

1.2.2 质谱法测定原子量 6

1.2.3 校准质谱法测定原子量 8

1.3 原子量的不确定度 9

1.4 校准质谱法测定原子量 10

参考文献 15

1.5 张青莲院士与当代中国无机化学 15

第2章 无机化合物的结构和对称性 17

2.1 导论 17

2.1.1 固态的重要性 17

2.1.2 无机化合物的结构式 19

2.1.3 几何和拓扑限制 21

2.1.4 关于对称性 22

2.2 多面体 23

2.2.1 多面体 24

2.2.2 多面体分子和离子 28

2.2.3 环状分子和离子 30

2.2.4 无限线形分子和离子 31

2.3 分子和晶体中的键 32

2.3.1 共价键的长度 35

2.3.2 非过渡元素简单分子和离子的构型 36

2.3.3 离子键 41

2.3.4 van der Waals 键 47

2.3.5 金属-金属键 47

2.4 共价键 48

2.4.1 价键理论 49

2.4.2 分子轨道理论 51

2.4.3 价键和分子轨道理论的比较 53

2.4.4 杂化 54

2.4.5 多重键 58

2.4.6 离域 59

2.4.7 电负性 62

2.4.8 分子结构 65

2.4.9 键长 67

2.5 分子对称性和群论基础 69

2.5.1 对称操作和对称要素 70

2.5.2 群与点群 72

2.5.3 群的表示 77

2.5.4 可约表示及其约化 81

2.5.5 分子对称性和群论应用举要 84

参考文献 85

第3章 配位场理论和配位化学 86

3.1 晶体场理论 86

3.1.1 d 轨道能级的分裂 87

3.1.2 影响晶体场分裂能的因素 89

3.1.3 高自旋和低自旋 91

3.1.4 晶体场稳定化能和热力学性质 92

3.1.5 Jahn-Teller 效应 94

3.2.1 八面体配合物的分子轨道 96

3.2 分子轨道理论 96

3.2.2 四面体配合物的分子轨道 101

3.2.3 平面正方形配合物的分子轨道 101

3.3 配合物的电子光谱 102

3.3.1 d1和 d9体系 103

3.3.2 自由离子谱项在配体场中的分裂 103

3.3.3 能级图 104

3.3.4 d-d 光谱的解释 105

3.3.5 电荷迁移光谱 107

3.4 近代配位化学 108

3.4.1 我国无机化学和配位化学奠基人、功勋教授戴安邦院士和硅、铬、钼、铂等元素的配位化学 109

3.4.2 具有气体吸收、贮藏功能的多孔金属配合物 111

3.4.3 具有二阶非线性光学性质配合物的设计和合成 113

3.4.4 分子器件材料 114

3.4.5 分子基磁性材料 117

3.4.6 配位催化 119

3.4.7 用低热固相反应方法合成 Mo(W)-S-Cu(Ag)原子簇化合物 120

3.4.8 生物无机化学 122

参考文献 126

4.1 超分子化学的基本概念 128

第4章 超分子化学 128

4.2 超分子体系中的分子识别 129

4.2.1 冠醚的离子/分子识别 129

4.2.2 环糊精为受体的分子识别 136

4.2.3 杯芳烃为受体的离子/分子识别 147

4.3 分子组装 151

4.4 展望 158

参考文献 159

第5章 金属-金属键与金属原子簇化合物 163

5.1 金属-金属键 163

5.1.1 金属-金属四键 164

5.1.2 金属-金属三键 166

5.1.3 金属-金属双键 168

5.1.4 金属-金属单键 171

5.1.5 金属-金属键的判别 174

5.2 金属原子簇化合物 175

5.2.1 双核金属簇合物 175

5.2.2 三核金属簇合物 180

5.2.3 四核金属簇合物 185

5.2.4 五核以上金属簇合物 188

5.2.5 等瓣相似原理 191

参考文献 196

第6章 硼烷与杂硼烷化学 198

6.1 硼原子形成化合物时的成键特征 198

6.2 硼烷及相关化合物 199

6.2.1 乙硼烷 199

6.2.2 高元硼烷 204

6.2.3 多面体硼烷阴离子 209

6.3 金属硼烷 211

6.4 碳硼烷 213

6.4.1 多面体硼烷阴离子 BnH2-n和等电子结构碳硼烷 C2Bn-2Hn 骨架结构的 Wade 规则 215

6.4.2 1，2-和1，7-二碳代闭式-十二硼烷(12) 216

6.4.3 碳硼烷阴离子的过渡金属配合物 219

6.4.4 多金属多面体配合物 222

6.4.5 多面体扩张反应 224

6.4.6 多面体收缩反应 228

6.5 其他杂原子硼烷 229

6.5.1 氮杂硼烷和硼氮化合物 229

6.5.2 磷杂硼烷 231

6.5.3 硫杂硼烷 232

参考文献 232

7.1.1 C60的结构和欧拉定律 233

7.1 富勒烯 233

第7章 富勒烯及相关结构物质 233

7.1.2 C70和高级富勒烯的结构 236

7.1.3 C60的制备和分离提纯 238

7.1.4 C60的物理性质 240

7.1.5 C60的化学性质 243

7.2 碳纳米管 244

7.2.1 碳纳米管的几何结构 244

7.2.2 碳纳米管的性质 246

7.2.3 碳纳米管的形貌 247

7.3 富勒烯金属包合物 EMF 250

7.2.5 碳纳米管的应用前景 250

7.2.4 碳纳米管的制备方法 250

7.3.1 EMF 的合成 251

7.3.2 EMF 的提取和分离 252

7.3.3 EMF 的结构 254

7.3.4 EMF 的化学性质 257

7.3.5 EMF 的应用展望 258

参考文献 258

8.1 气体分子配位化合物 260

8.1.1 羰基配合物 260

第8章 过渡元素化学 260

8.1.2 一氧化氮配合物(金属亚硝酰化合物) 267

8.1.3 双氮(N2)配合物 268

8.2 夹心化合物 270

8.2.1 金属茂基配合物 270

8.2.2 苯环型金属化合物 278

8.3 等瓣相似原理 281

8.3.1 分子片的导出及其对称性 282

8.3.2 分子片的前线轨道 283

8.3.3 等瓣相似性 285

8.3.4 等瓣相似原理的应用举例 287

8.4 过渡元素配位催化反应 288

8.4.1 催化剂的配位活化机制 289

8.4.2 配位催化过程中的基元反应 291

8.4.3 涉及金属有机化合物的催化过程 296

8.5 前过渡元素及多酸化学 306

8.5.1 顾翼东院士的化学成就 306

8.5.2 前过渡元素化学的研究进展 308

8.5.3 多酸化学 311

8.5.4 功能性多酸复合物 319

8.5.5 多酸的光化学和光催化 321

8.5.6 多酸催化反应的研究 329

参考文献 336

第9章 稀土元素化学 337

9.1 稀土元素的发现 337

9.1.1 钇的发现 337

9.1.2 铈的发现 338

9.1.3 镧、镨、钕、铽、铒的发现 338

9.1.4 1878～1907年间的发现 339

9.1.5 失踪的61号元素钷的发现 340

9.2 稀土元素的基本物理和化学性质 341

9.2.1 稀土元素的原子和离子的电子组态 343

9.2.2 镧系元素的标准还原电位及电负性 344

9.2.3 稀土元素的原子半径和离子半径 346

9.2.4 稀土元素的光谱特性 347

9.2.5 稀土元素的磁性 350

9.3 稀土元素化合物 355

9.3.1 稀土元素的氧化物 355

9.3.2 稀土复合氧化物 356

9.3.3 稀土元素的卤化物 359

9.3.4 稀土元素的硫化物 361

9.3.5 稀土元素的氢氧化物 363

9.3.6 稀土元素的氢化物 364

9.3.7 稀土含氧酸盐 365

9.4 稀土元素配合物 366

9.4.1 稀土含氧配体的配合物 366

9.4.2 稀土含氮配体的配合物 366

9.4.3 稀土的有色配合物 367

9.5 稀土金属有机化合物 368

9.6 稀土原子簇化合物 368

9.7 稀土元素矿物资源 369

9.8 稀土精矿的分解 371

9.8.1 独居石精矿的分解 371

9.8.2 氟碳铈矿精矿的分解 372

9.8.3 氟碳铈矿-独居石混合精矿的分解 373

9.8.4 其他含稀土精矿的处理 374

9.9 稀土元素的萃取分离 377

9.9.1 稀土元素的溶剂萃取分离 377

9.9.2 溶剂萃取法的基本概念和参数 379

9.9.3 萃取剂和稀释剂 380

9.9.4 溶剂萃取用于稀土元素分组 382

9.9.5 溶剂萃取用于单一稀土元素分离 383

9.9.6 稀土元素的连续全萃取分离 384

9.10.1 离子交换色层法和萃淋树脂色层法 385

9.10 其他分离稀土元素的方法 385

9.10.2 氧化法分离提取铈 387

9.10.3 还原法分离提取铕 388

9.10.4 钪的资源和提取 390

9.11 稀土金属的制取 391

9.11.1 熔盐电解法制取稀土金属与合金 391

9.11.2 金属热还原法制取稀土金属 392

9.11.3 还原-蒸馏法制取稀土金属 393

9.12 稀土的应用 394

9.12.1 稀土在玻璃工业中的应用 395

9.12.2 稀土在功能陶瓷中的应用 395

9.12.3 稀土在激光和发光材料中的应用 397

9.12.4 稀土在磁性材料中的应用 399

参考文献 402

第10章 生物无机化学 403

10.1 绪论 403

10.1.1 生命元素 403

10.1.2 生物配体 405

10.1.3 金属生物分子的功能 405

10.2 生物分子的性质 406

10.2.1 氨基酸 406

10.1.4 本章的内容安排 406

10.2.2 蛋白质 407

10.2.3 酶 409

10.2.4 核酸 411

10.3 顺铂抗癌作用的化学基础 413

10.3.1 顺铂、反铂与 DNA 的作用 414

10.3.2 顺铂、反铂与金属硫蛋白的作用 416

10.3.3 高迁移率(HMG)蛋白对含顺铂链内 d(GpG)或 d(ApG)交联 DNA 的识别和结合作用 417

10.4 血红素蛋白 418

10.4.1 血红蛋白和肌红蛋白 418

10.4.2 细胞色素——呼吸链的电子传递 425

10.4.3 过氧化物酶和过氧化氢酶 431

10.5 锌酶和超氧化物歧化酶 433

10.5.1 锌酶 433

10.5.2 超氧化物歧化酶 439

10.6 硒酶及硒的抗氧化作用 442

10.6.1 谷胱甘肽过氧化物酶的结构与抗氧化作用 442

10.6.2 ebselen-硒酶的模型化合物 445

10.6.3 硒化合物与活性氧自由基的作用 447

10.7 生物矿化 450

10.7.1 硬组织结构 450

10.7.2 生物体内的矿化过程 451

10.7.3 展望 452

10.8 矿物药 453

10.8.1 矿物药的发展概况 453

10.8.2 矿物药的分类 454

10.8.3 矿物药作用的化学基础 455

10.8.4 纳米矿物药 456

参考文献 458

第11章 无机固体化学 459

11.1 固体——晶体和非晶体 460

11.1.1 固体性和流动性 460

11.1.2 晶体的宏观特征 462

11.1.3 非晶态与晶态间的转化 463

11.2 晶态物质的微观结构 463

11.2.1 空间点阵 463

11.2.2 晶向、晶面及其标志 465

11.2.3 晶体的对称性 466

11.2.4 几种常见的晶体结构 472

11.3 固体中的原子键合 474

11.3.1 共价晶体 474

11.3.2 离子晶体 475

11.3.3 金属性结合 478

11.3.4 分子晶体 479

11.3.5 氢键晶体 480

11.4 固体中缺陷 481

11.4.1 点缺陷 481

11.4.2 晶界及其化学 484

11.5 缺陷化学 487

11.5.1 点缺陷的统计平衡 487

11.5.2 点缺陷的表示法 488

11.5.3 缺陷反应方程式 489

11.5.4 非化学整比化合物 490

11.5.5 缺陷反应的化学平衡 491

11.6 固体中的相转变 493

11.6.1 相变的类型 493

11.6.2 重建型相变 494

11.6.3 连续相变 495

11.6.4 相变机理 495

11.6.5 相变增韧 498

11.7 固相反应 501

11.7.1 固相反应的分类 501

11.7.2 固相反应的属性 501

11.7.3 固相反应的机制 502

11.7.4 固-固相反应 504

11.7.5 固-气相反应 506

11.7.6 固-液相反应 508

11.8 固体无机化合物的合成与制备 509

11.8.1 极端条件合成 509

11.8.2 软化学合成 510

11.8.3 固态置换反应 512

11.8.4 化学气相输运法 512

参考文献 513

第12章 无机材料科学概要 515

12.1.1 纳米粒子 516

12.1 粉体工程 516

12.1.2 纳米粒子的制备 519

12.1.3 纳米材料的应用领域及前景 524

12.2 单晶材料 526

12.2.1 晶体生长的基本过程 527

12.2.2 人工晶体 527

12.2.3 晶体生长 535

12.3 多晶(陶瓷)材料 540

12.3.1 陶瓷的显微结构 540

12.3.2 陶瓷的烧结 542

12.3.3 功能陶瓷 543

12.3.4 结构陶瓷及复合材料 549

12.4 玻璃与非晶态材料 553

12.4.1 非晶态固体的制备 553

12.4.2 非晶态金属的特点和用途 555

12.4.3 非晶态半导体材料的特点及应用 557

12.4.4 光导纤维 558

12.4.5 微晶玻璃(玻璃陶瓷) 559

12.5 低维材料 559

12.5.1 纳米碳管 560

12.5.2 碳纤维和其他无机纤维 561

12.5.3 无机膜 565

12.5.4 无机涂层 566

参考文献 568

第13章 盐湖化学 569

13.1 盐湖与盐湖化学 569

13.1.1 盐湖概况 569

13.1.2 盐湖分类和中国盐湖特色 572

13.1.3 盐湖研究中的基础化学 577

13.2 柳大纲院士与中国盐湖化学 589

13.2.1 柴达木盐湖科学调查中的重要发现 589

13.2.2 参与制定盐湖规划与盐湖研究所的成立 590

13.2.3 促进我国盐湖钾肥生产 591

13.3 我国盐湖化学研究——中国科学院青海盐湖所的主要工作 591

13.3.1 察尔汗盐湖钾肥生产和镁盐的开发利用 591

13.3.2 新类型盐湖应用基础及开发研究 595

13.3.3 盐卤硼酸盐化学 600

13.3.4 浓盐溶液结构化学 604

参考文献 609

索引 611

中文部分 611

英文部分 616