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第一章 绪论 1

1 什么是化学反应动力学 1

1.1 学科的内容与任务 1

1.2 化学反应动力学与热力学的关系 2

1.3 化学反应动力学的逻辑结构 3

2 反应速率 6

2.1 反应速率的定义 6

2.2 反应速率方程与反应级次 9

2.3 反应动力学方程 11

3 反应机理 13

3.1 反应机理的含义 13

3.2 反应分子数 14

3.3 化学反应动力学的唯象定理 15

4 质量作用定理 16

4.1 历史背景及原理的内容 16

4.2 原理的有效性 17

5 Arrhenius定理 19

5.1 历史背景及原理的内容 19

5.2 活化能 20

5.3 原理的进一步唯象改进 25

5.4 原理的有效性 26

5.5 总包反应速率对反应温度的依赖 29

6 反应独立共存原理 32

6.1 历史背景 32

6.2 原理的表述 33

第二章 典型反应 35

7 简单级次的反应 35

7.1 单组元反应物 35

7.2 多组元反应物 37

7.3 平均寿命 39

7.4 分数寿期 41

7.5 无因次变量的表示 43

8 平行反应 45

8.1 表观反应速率常数与活化能 45

8.2 活化能曲线 46

8.3 不同级次的平行反应 48

8.4 选择性 49

9 连续反应 50

9.1 反应速率方程与动力学方程 50

9.2 利用Laplace变换求解 52

9.3 化学反应动力学的正则坐标系 55

9.4 最简单的连续反应 57

9.5 W曲线 60

9.6 反应动力学曲线 63

9.7 决定速率步骤与表观活化能 67

9.8 似稳定浓度法 71

9.9 无因次变量图解法 73

10 对峙反应 75

10.1 反应速率方程与动力学方程 75

10.2 近平衡态的弛豫 80

10.3 复杂的对峙反应在近平衡态的弛豫 82

10.4 弛豫法测定对峙反应的速率常数 88

11 综合反应 94

11.1 反应速率方程与动力学方程 94

11.2 正则坐标 97

11.3 似稳定浓度法与似平衡浓度法 98

12 三角反应 101

12.1 精细平衡原理与微观可逆性 101

12.2 正则坐标 105

12.3 化学平衡与反应速率 108

13 反应机理的确定 112

13.1 确定反应机理的经典方法 112

13.2 经典方法确定反应机理的不充分性 115

13.3 化学反应动力学参数的线性回归拟合 117

13.4 化学反应动力学参数的非线性最佳化拟合 122

13.5 示踪原子法确定反应机理 124

第三章 催化反应 128

14 催化作用一般原理 128

14.1 基本概念 128

14.2 催化作用的共同特点 129

15 催化反应机理 134

15.1 Herzfeld-Laidler反应机理 134

15.2 似稳定浓度法与似平衡浓度法 135

16 酸碱催化 137

16.1 氢离子与氢氧离子催化 137

16.2 Brφnsted关系 145

16.3 Brφnsted酸碱催化 147

16.4 Lewis酸碱催化 150

17 酶催化 151

17.1 Micnaelis反应机理 151

17.2 阻化剂存在下的酶催化反应 154

17.3 活化剂存在下的酶催化反应 156

17.4 pH值等因素对酶催化反应的影响 158

17.5 多底物的酶催化反应 165

17.6 酶催化反应的图形理论 169

18 自动催化 174

18.1 反应动力学特征 174

18.2 化学反应定态的稳定性 176

18.3 线性分析 177

18.4 非线性分析 181

18.5 Belousov-Zhabotinsky反应 183

18.6 化学反应动力学的特征敏感度分析 192

第四章 链式反应 198

19 链式反应与链载体 198

19.1 链式反应的表观特征 198

19.2 链的引发 200

19.3 链的终止 210

19.4 链的传播 212

19.5 链的分支 221

20 链长 223

20.1 链长的定态处理 223

20.2 链长的几率处理 225

21 定态速率 229

21.1 长链反应 229

21.2 推广的Rice-Herzfeld机理 231

21.3 几种非长链的定态速率 236

22 非定态速率 237

22.1 线性体系 237

22.2 准定态速率 242

22.3 链的相互作用 244

22.4 链载体在空间的扩散 254

22.5 链载体寿命与反应几率不恒定的非定态速率 259

23 燃烧与爆炸 262

23.1 表观现象 262

23.2 低压下限 267

23.3 高压上限 270

23.4 退化分支与冷焰 273

第五章 表面反应 277

24 吸附作用 277

24.1 物理吸附与化学吸附 277

24.2 附着系数与碰撞效率 282

24.3 吸附速率 284

24.4 吸附平衡 290

24.5 程序升温脱附（TPD） 297

25 理想表面反应 299

25.1 Langmuir-Hinshelwood机理 299

25.2 Rideal机理 305

25.3 理想表面的快速反应 310

26 真实表面反应 314

26.1 Темкин机理 314

26.2 真实表面总包反应的速率方程 316

26.3 反应网络 319

27 扩散与Stephan流动 322

27.1 外扩散 322

27.2 Stephan流动 330

27.3 内扩散 334

27.4 区域过渡 339

第六章 流动体系中的化学反应 342

28 理想流动体系 342

28.1 停留时间分布与返混 342

28.2 冷模试验 344

28.3 无返混反应器 347

28.4 全返混反应器 353

29 较复杂的一些流动体系 361

29.1 多段全混型流动的串联组合 361

29.2 外循环式反应体系 366

29.3 真实流动反应体系的模型化 368

30 色谱与催化 373

30.1 微型催化色谱技术 373

30.2 色谱催化动力学 376

30.3 色谱催化理论分析 381

30.4 断流色谱催化理论分析 385

31 扰动应答 388

31.1 过渡应答 388

31.2 传递系数和吸附系数的测定 396

32 传热与化学反应 405

32.1 化学反应体系的热爆炸与不同传热方式 405

32.2 反应过程的变温情况分析 410

32.3 反应的最佳化操作 415

32.4 反应体系的稳定性 419

参考资料 429

目录 441

第七章 活化能与势能面 441

33 活化能 441

33.1 Arrhenius定理与基元反应的活化能 441

33.2 有关活化能含义的两种解释 445

33.3 阈能与势能垒 449

34 粒子之间相互作用的势能 458

34.1 经典碰撞理论中的活化能 458

34.2 双粒子之间的相互作用势能 463

34.3 三粒子体系的相互作用势能 478

34.4 多粒子体系的相互作用势能 499

35 势能面的量子理论 506

35.1 Born-Oppenheimer近似 506

35.2 London方程 509

35.3 LEP法及其改进 515

35.4 构筑势能面的其它方法 523

36 有关势能面的若干补充议题 529

36.1 反应坐标与关键点 529

36.2 BEBO法 536

36.3 选定三原子体系构型平面坐标系的方法 540

36.4 量子力学非绝热过程 544

第八章 反应活性与对称性 549

37 反应活性指标 549

37.1 反应活性的静态指标 549

37.2 反应活性的动态指标 554

37.3 反应活性的两类指标之间的关系 559

37.4 广义微扰理论 560

38 轨道的对称性及其守恒 563

38.1 轨道的对称性与反应的选择规则 563

38.2 芳香过渡状态理论 566

38.3 前沿轨道理论 570

38.4 轨道对称性守恒原理 574

38.5 能量变化的相关曲线 577

39 Noether原理与点称守恒 581

39.1 Noether原理 581

39.2 点称与点称守恒原理 582

39.3 热化学反应中的点称守恒 586

39.4 光谱跃迁与光化学反应过程中的点称守恒 590

39.5 点称守恒的算符表示 595

40 反应反演变换及有关对称性 597

40.1 反应反演变换及其联合点称变换群 597

40.2 共轭多烯碎片的σ迁移反应 599

40.3 ［1,j］σ迁移反应 605

40.4 烯烃的催化歧化 609

第九章 反应速率常数中的指教前因子 614

41 经典碰撞理论 614

41.1 指数前因子的解释 614

41.2 双分子碰撞频率 618

41.3 有效碰撞与几率因子 621

41.4 三分子碰撞 624

42 过渡状态理论基础 629

42.1 反应速率理论的分类与发展 629

42.2 若干基本概念 631

42.3 过渡状态理论的基本假设 635

42.4 基元反应速率常数 641

42.5 活化热力学函数 645

42.6 指数前因子的估值 651

43 过渡状态理论的进一步分析与发展 661

43.1 过渡状态活化络合物的结构 661

43.2 过渡状态活化络合物的寿命 668

43.3 微正则与正则反应速率常数 672

43.4 变分过渡状态理论 674

43.5 统一统计理论 685

44 穿透系数 689

44.1 过渡状态理论的量子效应修正 689

44.2 一维势垒的隧道效应 695

44.3 隧道效应及其对反应速率常数的修正 708

44.4 量子力学非绝热过程的指数前因子 715

第十章 单分子反应 720

45 简单的理论分析 720

45.1 Lindemann理论 720

45.2 Hinshelwood理论 726

45.3 传统过渡状态理论 730

46 RRK理论与Slater理论 734

46.1 RRK理论与单分子反应速率常数表示式 734

46.2 RRK理论的应用与评价 737

46.3 Slater理论与单分子反应速率常数表示式 740

46.4 Slater理论的应用与评价 746

47 RRKM理论 751

47.1 状态数和态密度的定义和基本表达式 751

47.2 计算状态数和态密度的方法 753

47.3 RRKM理论与单分子反应速率常数的表示式 763

47.4 离心效应与活化络合物构型 767

47.5 RRKM理论有效性的检验 772

47.6 分子内传能 780

47.7 RRKM理论的评价 781

第十一章 液相反应 783

48 碰撞与扩散 783

48.1 液体与液相反应 783

48.2 液相反应的简单碰撞理论 789

48.3 扩散控制的液相反应 792

49 各类液相反应及其特殊效应 795

49.1 液相反应与传统过渡状态理论 795

49.2 离子间反应 800

49.3 离子与分子间反应 806

49.4 溶剂效应 809

49.5 盐效应 819

49.6 其它效应 825

50 液相反应中的若干线性规律 830

50.1 线性自由能原理 830

50.2 BEP原理 834

50.3 Hammett方程 837

50.4 Taft方程及其它类似规律 840

第十二章 分子碰撞动态学 850

51 分子束与分子碰撞 850

51.1 分子碰撞及其研究的实验手段——分子束 850

51.2 实验室坐标与质心坐标 857

51.3 二粒子的经典弹性碰撞 862

51.4 有效势及Lennard-Jone势场中的散射 865

52 弹性散射截面 873

52.1 微分散射截面与总散射截面 873

52.2 两种简单模型的散射截面 877

52.3 小角散射及其它近似 881

52.4 经典散射理论的评价 891

53 量子散射理论及其半经典近似 892

53.1 粒子流密度与散射截面 892

53.2 分波法 895

53.3 Born近似法 908

53.4 半经典的近似理论 910

54 低能散射的半经典处理 917

54.1 “简单半经典”散射 917

54.2 小角散射与辉效应 920

54.3 虹角散射与大角散射 929

54.4 环行运动 934

54.5 总散射截面与散射势 938

第十三章 分子反应性散射 944

55 分子反应性散射的动态特征 944

55.1 分子反应动态学与反应性散射 944

55.2 反应几率、反应截面与总资用能 946

55.3 产物的角度分布 955

55.4 产物的能量分配 971

56 影响反应性散射动态特征的若干因素 988

56.1 碰撞方位的影响*988+++56.2 角动量的作用 995

56.3 质量效应 1004

56.4 竞争优势问题 1009

56.5 反应分子能量消耗的选择性 1013

57 信息论用于态－态反应动态学 1027

57.1 产物能态分布几率函数与惊奇度 1027

57.2 熵亏值及分子碰撞的分支比 1036

58 非绝热反应性碰撞与鱼叉机理 1040

58.1 非绝热的反应性散射 1040

58.2 大截面反应与鱼叉机理 1043

59 多中心反应与热反应速率常数 1046

59.1 活化络合物的寿命 1046

59.2 多中心反应 1052

59.3 反应截面与速率常数 1057

59.4 几类反应的热速率常数 1062

60 分子碰撞的轨线法 1066

60.1 基本概念与运动方程 1066

60.2 轨线与核间距 1073

60.3 反应的几率、截面和速率常数 1078

60.4 轨线法的终态分析与评价 1083

61 反应性散射的半经典和量子力学处理 1088

61.1 反应性散射的半经典处理 1088

61.2 反应性散射量子力学处理的有关坐标表象 1094

61.3 反应性量子散射的近似计算 1102

61.4 反应性量子散射计算的耦合通道法 1108

61.5 量子效应 1115

第十四章 分子碰撞传能 1120

62 有关概念和非弹性散射理论 1120

62.1 传能分类与传能几率 1120

62.2 弛豫过程 1124

62.3 非弹性碰撞的势能面特征 1126

62.4 非弹性散射的理论方法 1131

63 各类传能 1135

63.1 V-T传能及其经典处理 1135

63.2 SSH理论 1147

63.3 V-V传能 1152

63.4 转动传能 1154

63.5 电子传能 1156

64 分子碰撞传能与化学反应 1159

64.1 分子碰撞传能与化学激光 1159

64.2 分子碰撞传能与反应机理 1163

64.3 激光同位素分离 1166

64.4 分子内激光选择化学 1169

参考资料 1172