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第一篇 分子酸碱化学基础 3

第一章 酸碱化学的概念与发展历史 3

1.1简介 3

1.2 Arrhenius的酸碱电离理论与pH标度 5

1.3 Franklin的酸碱溶剂论 6

1.4 Br？nsted的质子理论及酸碱定义 7

1.5 Lewis的电子理论及酸碱定义 8

1.6小结 10

参考文献 10

第二章 分子轨道理论对分子酸碱化学的诠释 11

2.1简介 11

2.2分子轨道理论的基本要点 11

2.3原子轨道线性组合的类型 13

2.4分子轨道能级图 15

2.4.1同核双原子分子的轨道能级图 15

2.4.2异核双原子分子的分子轨道能级图 16

2.5分子轨道方法的应用及对酸碱化学的诠释 17

2.5.1 H分子离子和He2分子的分子轨道分析 17

2.5.2 N2分子结构的分子轨道理论解释 17

2.5.3 O2分子顺磁性的分子轨道理论解释 18

2.5.4分子轨道理论诠释分子酸碱化学 18

2.6小结 20

参考文献 20

第三章量子化学对分子酸碱化学的诠释 22

3.1简介 22

3.2量子化学的研究方法 23

3.3量子化学方法研究界面 25

3.3.1簇模型 25

3.3.2吸附模型 26

3.4量子化学方法研究酸碱化学 27

3.4.1水、离子和小分子气体的表面吸附 27

3.4.2共吸附 27

3.4.3双电层电容 28

3.4.4电催化氧化还原过程 28

3.5小结 28

参考文献 29

第二篇 现代分子酸碱化学的理论与标度 33

第四章Pearson的软硬酸碱理论与HSAB标度 33

4.1简介 33

4.2 Pearson的软硬酸碱理论 33

4.2.1热力学解释 34

4.2.2量子力学解释 34

4.3软硬酸碱的标度 37

4.4软硬酸碱理论的应用 38

4.4.1反应速度 38

4.4.2化合物的稳定性 38

4.4.3物质的溶解 39

4.4.4催化作用 39

4.4.5电极电势的变化 39

4.4.6异性双基配体与酸的加合 40

4.5小结 40

参考文献 41

第五章Gutmann的接受体给出体酸碱理论与AN～DN标度 42

5.1简介 42

5.2 Gutmann的酸碱理论 43

5.2.1 DN参数的定义 43

5.2.2 AN参数的定义 43

5.3 Gutmann酸碱参数对溶剂的描述 44

5.3.1水的酸碱反应 46

5.3.2 SbC15的酸碱反应 46

5.3.3 I2在不同溶剂中的酸碱反应 47

5.4 Gutmann酸碱理论的优缺点 47

5.5小结 47

参考文献 48

第六章Drago的给体受体酸碱理论和E～C标度 49

6.1简介 49

6.2 Drago的酸碱理论 49

6.3 Drago酸碱理论定义的溶剂E和C参数 51

6.4 Drago酸碱理论的新发展 53

6.5小结 53

参考文献 54

第七章Fowkes的酸碱理论与标度 55

7.1简介 55

7.2 Fowkes的一些发现和发明 56

7.2.1对Gutmann的AN的成分新发现 56

7.2.2应用光谱技术测试酸碱参数 56

7.2.3应用量热仪测试酸碱参数 58

7.2.4其他 61

7.3小结 61

参考文献 61

第八章Kamlet-Taft的线性溶剂化能酸碱理论和标度 62

8.1简介 62

8.2 Kamlet-Taft的线性溶剂化能理论 63

8.3线性溶剂化能酸碱理论定义的溶剂酸碱值 64

8.4线性溶剂化能酸碱理论的应用 64

8.5小结 65

参考文献 66

第九章Reichart的酸碱理论与Et（30）标度 68

9.1简介 68

9.2 Reichart的酸碱理论 69

9.3溶剂的Et（30）值 70

9.4固体的Et（30）值 72

9.5 Et （30）标度与其他标度之间的关系 72

9.6小结 73

参考文献 74

第十章 Legot-Millen的酸碱理论和N～E标度 76

10.1简介 76

10.2 Legon-Millen的亲核和亲电酸碱理论 76

10.3 N和E参数的应用 77

10.4小结 78

参考文献 78

第十一章Abraham的酸碱理论以及∑aH和∑βH标度 79

11.1简介 79

11.2∑αH和∑βH系数的意义及相应的参数 80

11.3∑αH和∑βH系数的应用 83

11.4小结 84

参考文献 84

第十二章van Oss-Chaudhury-Good的酸碱理论及γ+～γ-标度 85

12.1简介 85

12.2 vCG组合理论的推导 92

12.2.1单极性和双极性分子 92

12.2.2二元体系 92

12.2.3酸碱系数γ+和γ- 94

12.3水的分子酸碱系数 96

12.3.1 vCG组合理论中水的酸碱系数的由来 96

12.3.2其他液体酸碱系数的计算 96

12.3.3关于水的分子酸碱系数比值的讨论 97

12.3.4酸碱系数γ+和γ-与pH之间的关系 98

12.4小结 99

参考文献 99

第十三章 ？键 100

13.1简介 100

13.2氢键的形成 100

13.3氢键的种类 101

13.3.1普通氢键 101

13.3.2π型氢键 101

13.3.3双氢键 102

13.3.4单电子氢键 102

13.3.5离子氢键 103

13.4氢键的起源 105

13.5氢键的几何形态 106

13.6氢键的成键理论 106

13.6.1价键理论 106

13.6.2静电理论 107

13.6.3分子轨道理论 107

13.6.4热力学原理 108

13.7氢键形成和分解的动力学 108

13.7.1团簇氢键的形成 108

13.7.2氢键驱动的反应：缔和质子转移反应 108

13.7.3由氢键形成或分解驱动的反应：内氢键和焓驱动的反应 109

13.8氢键的估算 110

13.9氢键的应用 112

13.10氢键与酸碱化学之间的关系 114

13.11小结 114

参考文献 114

第十四章 亲电指数 116

14.1简介 116

14.2亲电指数 117

14.2.1起源 117

14.2.2规定 118

14.2.3局部延伸和位置选择 119

14.3亲电程度 123

14.3.1球型方法 123

14.3.2局部方法 125

14.4亲电指数的应用 127

14.4.1周期性 127

14.4.2激发态 128

14.4.3原子半径 128

14.4.4化学过程 129

14.4.5溶剂效应 131

14.4.6外电场的作用 132

14.4.7生物活性和毒性 134

14.5小结 134

参考文献 135

第十五章Hamaker常数 145

15.1简介 145

15.2 Hamaker常数的理论依据 145

15.3烷烃类液体的Hamaker常数AL与碳原子数目之间的关系 146

15.4固体材料的临界Hamaker常数特征 147

15.5小结 149

参考文献 149

第十六章 不同酸碱理论体系之间的关联及应用 150

16.1简介 150

16.2不同酸碱体系的关联性探索 151

16.2.1已有的探索 151

16.2.2关于不同酸碱体系关联性的新发现 152

16.3不同酸碱体系关联性的检验与应用 164

16.4小结 165

参考文献 166

第三篇 分子酸碱化学的常用方法 169

第十七章 接触角方法 169

17.1简介 169

17.2影响接触角的因素 170

17.2.1表面粗糙 170

17.2.2表面不均匀 171

17.2.3表面污染引起的接触角滞后 171

17.2.4接触角滞后与液体分子的关系 172

17.2.5表面成分对接触角的影响 174

17.3粗糙表面 174

17.4粗糙度理论 176

17.4.1经典粗糙度理论 176

17.4.2现代粗糙度理论 177

17.5改变粗糙度的方法 177

17.6表面粗糙的影响 179

17.6.1对使用性能的影响 180

17.6.2对摩擦、磨损的影响 180

17.6.3对化学腐蚀的影响 180

17.6.4对使用寿命的影响 180

17.6.5对接触过程的影响 180

17.6.6对材料界面的影响 181

17.6.7对固体表面润湿性的影响 181

17.7粘附 181

17.7.1润湿 182

17.7.2粘附润湿 182

17.7.3粘附润湿功 182

17.7.4基于不同理论和方法的粘附功 184

17.8接触角滴定方法 188

17.8.1简介 188

17.8.2原理 189

17.8.3接触角滴定方法的应用 195

17.9小结 197

参考文献 198

第十八章 毛细管上升方法 201

18.1简介 201

18.2毛细管上升原理 201

18.1.1基于液体上升高度的测试方法 202

18.1.2基于吸附液体重量的测试方法 203

18.3毛细管上升测试方法 205

18.4影响毛细管上升过程的因素 206

18.4.1装填密度的影响 206

18.4.2测试管直径变化的影响 207

18.4.3 Lewis酸碱反应的影响 207

18.4.4毛细管不规则的影响 208

18.4.5表面粗糙度的影响 209

18.4.6液体性能的影响 209

18.4.7流体静压力的影响 209

18.4.8温度的影响 210

18.4.9溶胀的影响 210

18.5液体上升高度与速度和接触角之间的关系 211

18.6改进的Washburn方程 213

18.7单个毛细管和理想状态下的毛细管吸附 213

18.8毛细管上升过程与其他原理、方法之间的关系 213

18.8.1毛细管上升过程与扩散之间的关系 213

18.8.2毛细管上升过程与动态表面张力之间的关系 213

18.8.3毛细管上升过程与流变学参数之间的关系 213

18.9基于微流孔芯片的毛细管上升方法 214

18.10小结 214

参考文献 217

第十九章微量秤重方法 218

19.1简介 218

19.2原理 218

19.3应用 220

19.3.1测试液体粘性系数 220

19.3.2检测气体 222

19.3.3测定溶液中的离子 222

19.3.4药物分析 223

19.3.5生物医学方面的应用 223

19.3.6膜研究 224

19.3.7与光谱电化学技术联用 224

19.4小结 225

参考文献 225

第二十章 灯芯方法 226

20.1简介 226

20.2柱状灯芯方法 226

20.3薄层灯芯方法 227

20.4小结 228

参考文献 229

第二十一章 浸渍热方法 230

21.1简介 230

21.2原理 230

21.3应用 231

21.4小结 232

参考文献 233

第二十二章 光谱方法 234

22.1简介 234

22.2红外光谱方法 234

22.2.1红外光谱的含义 234

22.2.2红外光谱方法的基本原理 234

22.2.3红外光谱的特征量 235

22.2.4红外光谱的应用领域 235

22.3拉曼光谱方法 238

22.3.1简介 238

22.3.2原理 238

22.4拉曼光谱与红外光谱的比较 243

22.5 X射线光电子能谱方法 244

22.5.1 X射线光电子能谱的工作原理 244

22.5.2 XPS测试表面性能的应用 246

22.6小结 258

参考文献 258

第二十三章 指示剂方法 261

23.1简介 261

23.2原理 261

23.3应用 262

23.3.1钙离子荧光指示剂的应用 262

23.3.2利用探针检测特定序列DNA 263

23.3.3用发光指示剂测量甲醛和乙醛对DNA的影响 264

23.4荧光蛋白的指示原理与应用 265

23.5小结 267

参考文献 267

第二十四章 反向气相色谱方法 268

24.1简介 268

24.2原理 268

24.3应用 270

24.3.1研究物质储存的稳定性参数 270

24.3.2研究固体物质的溶解性 271

24.3.3研究高聚物的玻璃化温度、熔融温度和相容性 271

24.3.4研究聚合物的结晶度与结晶动力学 273

24.4小结 273

参考文献 274

第二十五章 电位分析方法 275

25.1简介 275

25.2原理 275

25.2.1直接电位法 276

25.2.2电位滴定法 276

25.3应用 277

25.4小结 281

参考文献 281

第二十六章 接触面积方法 282

26.1简介 282

26.2接触理论 282

26.2.1经典接触理论 282

26.2.2现代接触理论 285

26.3纳米接触方法 296

26.4小结 297

参考文献 297

第二十七章 量热方法 299

27.1简介 299

27.1.1分类 299

27.1.2原理 300

27.2方法 300

27.2.1物理吸附和化学吸附的区分 300

27.2.2测定吸附热 301

27.2.3确定Drago的E和C参数 302

27.2.4预测界面分子的构象 302

27.3小结 303

参考文献 303

第二十八章 结晶溶解方法 304

28.1简介 304

28.2结晶溶解方法的原理 305

28.2.1 Ostwald-Freundlich公式的发展 305

28.2.2 Ostwald-Freundlich公式的应用 308

28.3晶体化和溶解过程与表面能之间的关系 309

28.4小结 311

参考文献 312

第四篇 分子酸碱化学的应用 317

第二十九章 分子酸碱化学在有机化学中的应用 317

29.1简介 317

29.2有机溶剂的酸碱性能 317

29.3结构对有机物酸碱性的影响 317

29.3.1诱导效应的影响 317

29.3.2氢键的影响 318

29.4杂化对有机物酸碱性能的影响 320

29.5溶剂对有机物酸碱性能的影响 320

29.5.1溶剂对有机物酸性的影响 321

29.5.2溶剂对有机物碱性的影响 321

29.6小结 321

参考文献 322

第三十章 分子酸碱化学在无机化学中的应用 323

30.1简介 323

30.2粘土的酸碱性能 323

30.3催化剂的酸碱性能 324

30.4羟基磷灰石等无机物的酸碱性能 325

30.5小结 326

参考文献 326

第三十一章 分子酸碱化学在环境科学中的应用 327

31.1简介 327

31.2土壤的酸碱性能 327

31.2.1土壤的酸性 327

31.2.2土壤的碱性 328

31.2.3土壤的酸碱缓冲 329

31.2.4土壤的酸碱性调节 329

31.3天然水的酸碱性能 329

31.3.1天然水的酸度 329

31.3.2天然水的酸碱性 330

31.3.3天然水的缓冲性 330

31.4大气的酸碱性能 332

31.4.1大气降水的酸碱性 332

31.4.2大气降水的酸碱性原因 333

31.5小结 333

参考文献 333

第三十二章 分子酸碱化学在生物医学领域中的应用 335

32.1简介 335

32.2细菌的酸碱性能 335

32.2.1接触角方法测试细菌的表面张力和酸碱性能 336

32.2.2电泳迁移方法测试细菌的酸碱性能 336

32.3蛋白质的酸碱性能 337

32.3.1蛋白质的结构 338

32.3.2蛋白质的性能 339

32.4中草药的酸碱性能 347

32.5右旋糖酐的酸碱性能 348

32.5.1右旋糖苷的来源、结构和特性 349

32.5.2右旋糖苷的性质 354

32.5.3右旋糖苷的制备与应用 356

32.5.4右旋糖苷的酯化 359

32.5.5右旋糖苷的醚化 361

32.5.6右旋糖苷的其他衍生物 364

32.5.7右旋糖苷的吸附性能及酸碱性能的影响 366

32.5.8右旋糖酐的酸碱性能 370

32.6小结 370

参考文献 370

第三十三章 分子酸碱化学在工业过程中的应用 377

33.1简介 377

33.2分子酸碱化学在溶解过程中的应用 377

33.2.1物质的溶解性 378

33.2.2溶剂的酸碱性 378

33.3高分子材料溶胀过程的酸碱化学 379

33.3.1高分子溶解和溶胀的溶剂选择 379

33.3.2溶解过程热力学 380

33.3.3溶解过程的酸碱反应和影响 382

33.4粘结过程中的酸碱化学 389

33.4.1简介 389

33.4.2粘接过程的界相理论 390

33.5小结 393

参考文献 394

第三十四章 分子酸碱化学在日常生活中的应用 396

34.1简介 396

34.2化妆品的酸碱性能 396

34.2.1化妆品增稠剂中的酸碱化学 397

34.2.2一些特殊的软硬酸碱在化妆品中的应用 398

34.3床上用品的酸碱性能 401

34.3.1棉纤维的酸碱性能 401

34.3.2竹纤维的酸碱性能 403

34.4木材家具的酸碱性能 404

34.4.1酸碱性能对木材的毛细管和非毛细管吸附的影响 404

34.4.2酸碱性能对木材表面木纹的影响 407

34.4.3木材不同界面的酸碱性能 409

34.5香烟过滤嘴的酸碱性能 416

34.6小结 417

参考文献 417

第三十五章 分子酸碱化学在食品科学中的应用 419

35.1简介 419

35.2传统酸碱理论与食品的酸碱性能 420

35.2.1酸性食品 420

35.2.2碱性食品 420

35.2.3常见食品的酸碱性能 420

35.3食物酸碱性与人体疾病的关系 421

35.4现代酸碱理论与食品的酸碱性能 425

35.4.1软硬酸碱理论的理论描述 425

35.4.2现代酸碱理论与食品的酸碱性 425

35.5食品工业与酸碱性能之间的关系 426

35.6常见蔬菜的酸碱性能 427

35.7茶叶的酸碱性能 428

35.8小结 431

参考文献 432

第三十六章 分子酸碱化学在高分子材料中的应用 434

36.1简介 434

36.2高分子材料改性过程的酸碱化学 434

36.2.1聚苯胺改性过程的酸碱化学 434

36.2.2聚酯改性过程的酸碱化学 454

36.2.3聚乙烯醇改性过程的酸碱化学 455

36.3高分子材料合成、共聚和共混过程中的酸碱化学 456

36.4小结 463

参考文献 463

第三十七章 分子酸碱化学在无机材料中的应用 467

37.1简介 467

37.2二氧化钛的酸碱性能 467

37.3陶瓷的酸碱性能 471

37.4小结 478

参考文献 478

第三十八章 分子酸碱化学在纳米材料中的应用 480

38.1简介 480

38.2碳纳米管的结构 480

38.3碳纳米管的基本性能 481

38.3.1力学性能 481

38.3.2热学性能 482

38.3.3电学性能 482

38.3.4场发射特性 483

38.4碳纳米管的表面功能化与酸碱反应 483

38.4.1有机共价化学功能化 483

38.4.2有机非共价化学功能化 484

38.5碳纳米管的表面应用 484

38.5.1减摩、耐磨复合镀层 484

38.5.2耐蚀复合镀层 485

38.5.3表面特殊性能 485

38.6碳纳米管的表面处理与酸碱反应 486

38.6.1气相氧化 486

38.6.2液相氧化 486

38.6.3电化学氧化 487

38.7碳纳米管的表面修饰与酸碱反应 488

38.7.1碳纳米管的表面修饰方法 489

38.7.2碳纳米管的表面修饰研究现状 489

38.8碳纳米管的酸碱性能 491

38.8.1多壁碳纳米管的酸碱性能 491

38.8.2单壁碳纳米管的酸碱性能 494

38.9小结 496

参考文献 496

第三十九章 分子酸碱化学在生物材料中的应用 500

39.1简介 500

39.2壳聚糖的酸碱性能 500

39.2.1甲壳素与壳聚糖的化学结构 501

39.2.2甲壳素与壳聚糖的晶体结构 503

39.2.3分子量和脱乙酰度对壳聚糖酸碱性能的影响 503

39.3木质素的酸碱性能 508

39.3.1木质素的结构 508

39.3.2磺化木质素的结构 509

39.3.3磺化木质素的物理化学性能 510

39.3.4木质素的应用 510

39.3.5木质素的吸附性能及酸碱反应 511

39.3.6酸碱性能 515

39.3.7磺化木质素水溶液的表面张力和溶解行为 516

39.4软木脂的酸碱性能 518

39.4.1软木脂的结构与功能 522

39.4.2软木脂的物理性质 522

39.4.3软木脂的化学性质 526

39.4.4软木脂的应用 528

39.4.5酸碱性能 530

39.5环糊精的酸碱性能 532

39.5.1环糊精的结构 532

39.5.2环糊精作为药物载体的性质 533

39.5.3环糊精的物理化学性质 533

39.5.4环糊精的生物性质 534

39.5.5环糊精与药物的复合及释药机理 534

39.5.6环糊精的助溶解作用 536

39.5.7环糊精的稳定药物作用 537

39.5.8环糊精的促进吸收与降低毒性作用 538

39.5.9新型环糊精药物传递与释放体系 538

39.5.10环糊精高分子 541

39.5.11环糊精的液体吸附性能 542

39.5.12酸碱性能 547

39.6半纤维素的酸碱性能 548

39.7纤维素衍生物的酸碱性能 550

39.8小结 552

参考文献 553

第四十章 分子酸碱化学在结构材料制备中的应用 567

40.1简介 567

40.2分子酸碱化学在凝胶过程中的应用 567

40.2.1凝胶的定义 567

40.2.2高分子凝胶的溶胀特性 568

40.2.3凝胶过程的酸碱特征 573

40.3分子酸碱化学在自组装过程中的应用 586

40.3.1聚电解质自组装体系 587

40.3.2聚电解质自组装的机理 587

40.3.3影响聚电解质自组装的因素 588

40.3.4聚电解质自组装的模型及溶剂酸碱性能对系数的影响 588

40.4小结 594

参考文献 594