结构和物性 化学原理的应用 第2版PDF电子书下载

第一章　原子结构和元素周期性质 2

1.1　原子和分子 2

1.1.1　原子和元素 2

1.1.2　分子和化合物 5

1.2　微观粒子运动的描述方法和量子效应 6

1.3　氢原子的结构 8

1.3.1　单电子原子的Schr？dinger方程及其解 8

1.3.2　量子数的物理意义 10

1.3.3　波函数和电子云的图形 11

1.4　多电子原子结构 13

1.4.1　屏蔽效应和穿透效应 13

1.4.2　基态原子的电子排布 14

1.5　元素周期表 15

1.6　元素性质的周期性 19

1.6.1　原子的电离能 19

1.6.3　原子的电负性 21

1.6.2　原子的电子亲合能 21

1.6.4　相对论效应对元素周期性质的影响 24

1.7　化合物的周期性质 27

1.7.1　化合物中元素的氧化态 28

1.7.2　从周期表看化合物的性质 28

1.7.3　过渡金属元素化学性质的变化规律 30

1.8　原子光谱和电子能谱的应用 31

1.8.1　原子光谱 31

1.8.2　电子能谱 32

习题 34

参考文献 35

第二章 化学键和分子结构 37

2.1　物质的性质和化学键类型 37

2.2　H？的结构和共价键的本质 40

2.2.1　H？的Schr？dinger方程及其解 40

2.2.2　共价键的本质 42

2.3.1　共价键的点电子表示 43

2.3　分子轨道理论和共价键类型 43

2.3.2　分子轨道理论 44

2.3.3　分子轨道的分布特点和分类 45

2.4　双原子分子的结构和性质 48

2.4.1　同核双原子分子 48

2.4.2　异核双原子分子 51

2.5　多原子分子的结构和表示法 52

2.5.1　分子的构型和构象 52

2.5.2　分子的点电子结构式 53

2.5.3　价电子对互斥理论 54

2.5.4　杂化轨道理论 56

2.5.5　原子的共价半径 57

2.6　共轭分子中的离域π键 59

2.6.1　共轭分子及其形成条件 59

2.6.2　共轭效应及其对物质性质的影响 60

2.7　金属键 60

2.8.1　配位键的成键形式 63

2.8　配位键 63

2.8.2　配位化合物的特征 65

2.9　离子键 67

2.9.1　离子键和点阵能 67

2.9.2　离子半径 70

2.10　氢键 73

2.10.1　氢键的成键类型 73

2.10.2　非常规氢键 74

2.10.3　氢键的形成和物质的性能 75

2.11　分子间作用力 77

2.11.1　概述 77

2.11.2　范德华力 78

2.11.3　分子识别、超分子和有序高级结构 80

2.12　分子的大小和形状 82

2.12.1　范德华半径 82

2.12.2　分子大小的估算 83

习题 85

参考文献 87

第三章 氢和氧的化学 89

3.1　氢 89

3.1.1　氢的分布和同位素 89

3.1.2　氢的成键类型 90

3.1.3　氢气的性质和制备 92

3.2　氧 93

3.2.1　氧的分布和性质 93

3.2.2　氧的成键特征和氧化物 94

3.3　水的结构和性质 97

3.3.1　水分子和冰的结构 98

3.3.2　水的性质 99

3.3.3　液态水的结构模型 102

3.4　溶液 104

3.4.1　溶液浓度表示法 104

3.4.2　溶解度 105

3.4.3　溶度积常数 106

3.5　酸和碱 107

3.5.1　酸和碱的定义与常用的酸和碱 107

3.5.2　水溶液中酸碱强弱的表示 109

3.5.3　酸碱强度的估计 110

3.5.4　缓冲溶液 111

3.6　氧化还原反应 113

3.6.1　氧化反应和还原反应 113

3.6.2　电极电势及其应用 114

3.6.3　氧化还原平衡 115

习题 116

参考文献 117

第四章　碳和氮的化学 119

4.1　碳 119

4.1.1　碳的三种同素异形体 119

4.1.2　三族有机物的结构特征 122

4.1.3　碳的同位素 123

4.2.1　氮的分布和性质 124

4.2　氮 124

4.2.2　氨和铵盐 125

4.2.3　氮的氧化物和含氧酸 126

4.2.4　1992年明星分子：NO 130

4.3　官能团和有机物分类 132

4.4　分子的对称性 136

4.4.1　对称操作和对称元素 136

4.4.2　分子的点群 140

4.5　手性分子 141

4.5.1　手性和旋光性 141

4.5.2　药物分子的构型 144

4.6　生物有机化学简介 146

4.6.1　碳水化合物 147

4.6.2　油脂 148

4.6.3　氨基酸和蛋白质 149

4.6.4　核酸 152

4.6.5　酶 155

习题 157

参考文献 158

第五章　能源化学 160

5.1　能源和能源的利用 160

5.1.1　能源和能源化学 160

5.1.2　能源的利用和热力学函数 161

5.2　键能、反应热和反应性质 164

5.2.1　共价键键能 164

5.2.2　反应热和反应性质 166

5.3　氢能源 167

5.3.1　储氢材料 168

5.3.2　激光分离同位素H和D 170

5.4　石油和天然气 171

5.4.1　石油的炼制 171

5.4.2　石油化工 174

5.4.3　催化反应和催化剂 174

5.5.1　煤的组成和结构 177

5.5　煤炭 177

5.5.2　煤的综合利用 178

5.6　电池 180

5.6.1　常用的干电池和蓄电池 180

5.6.2　燃料电池 182

5.6.3　金属腐蚀的微电池机理 184

习题 185

参考文献 186

第六章　环境化学 188

6.1　环境问题 188

6.2　水的环境化学 190

6.2.1　水的数量和分布 191

6.2.2　硬水和海水的处理和利用 192

6.2.3　水体的污染 193

6.2.4　污水治理 196

6.3.1　大气圈概况 197

6.3　大气化学 197

6.3.2　大气污染物 199

6.3.3　大气环境问题 201

6.3.4　臭氧层的损耗 204

6.4　环境与资源保护 206

习题 208

参考文献 208

7.1.1　水溶液的表面张力 210

7.1　水溶液的表面化学 210

第七章　界面化学 210

7.1.2　表面活性剂 211

7.1.3　疏水效应 214

7.2　固-气界面化学 215

7.2.1　固体表面的结构 215

7.2.2　固体表面吸附 217

7.2.3　分子筛怎样筛分分子 218

7.3.1　固体表面的润湿性能 220

7.3　固-液和固-固界面化学 220

7.3.2　钎焊：铝材的焊接 221

7.3.3　氧化物和盐类在载体表面自发单层分散 222

7.4　纳米化学 224

7.4.1　纳米材料 224

7.4.2　扫描探针显微技术 225

7.5　膜的化学 227

习题 230

参考文献 230

第八章 晶体和非晶体材料 232

8.1　晶体结构的周期性和点阵 232

8.2　晶体对称性和晶体物理性质 234

8.2.1　晶体结构的对称元素 234

8.2.2 晶系 235

8.2.3　空间点阵型式 235

8.2.4　晶体学点群 237

8.2.5　晶体的点群和晶体的物理性质 238

8.3　金属元素的晶体结构 241

8.3.1　等径圆球的堆积 241

8.3.2　金属单质的结构概况 245

8.3.3　金属原子半径 246

8.4　离子晶体的结构 248

8.4.1　常见的离子晶体结构 248

8.4.2　影响离子晶体结构的因素 252

8.5　晶体缺陷和晶体材料 253

8.6　玻璃、陶瓷和准晶体 255

8.6.1　玻璃 255

8.6.2　陶瓷 257

8.6.3　准晶体 259

8.7　液晶 260

习题 262

参考文献 264

9.1.1　钢铁的冶炼 266

9.1.2　钢铁的相组成和性能 266

9.1　钢铁 266

第九章 金属材料和磁性材料 266

9.2　新型金属材料 269

9.2.1　非晶态合金 270

9.2.2　形状记忆合金 271

9.3　配位场中金属原子的能级和未成对电子数 272

9.4　物质磁性的起源和分类 277

9.4.1　原子的磁性 277

9.4.2　物质磁性的分类 278

9.5　磁性材料 285

9.5.1　永磁材料 285

9.5.2　软磁材料 287

9.5.3　磁信息材料和特种磁性材料 288

习题 289

参考文献 290

10.1.1　光和颜色的关系 291

10.1　光和颜色 291

第十章　光学材料 291

10.1.2　颜色的起因 292

10.2　发色的化学机理和色料 293

10.2.1　原子激发和分子振动 293

10.2.2　过渡金属原子的能级在配位场中的变化 294

10.2.3　共轭效应和有机染料 294

10.2.4　电荷转移效应和颜料 297

10.2.5　电子在固体能带间跃迁产生颜色 298

10.2.6　变色材料 299

10.3　发光材料 301

10.3.1　概述 301

10.3.2　发光材料基质的晶体结构 303

10.3.3　发光材料的应用 307

10.4　非线性光学晶体 310

习题 313

参考文献 313

11.1.1　金属键：能带结构和电导 315

11.1　物质的结构和导电性能 315

第十一章　电学材料 315

11.1.2　共价键：离域π键和非金属导体 316

11.1.3　离子键：离子晶体缺陷和电导 317

11.2　半导体材料 318

11.2.1　本征半导体和掺杂半导体 318

11.2.2　p-n结及其应用 321

11.3　超导材料 323

11.4　固体离子导体 327

11.4.1　α-AgI 328

11.4.2 β-氧化铝 330

11.4.3　固体氧离子导体 331

11.5　压电材料 332

11.6　铁电材料 334

习题 337

参考文献 338

12.1　高分子材料的发展、合成和结构特点 339

12.1.1　高分子工业的发展 339

第十二章 合成高分子材料 339

12.1.2　高分子的合成——聚合反应 340

12.1.3　高分子的结构特点 343

12.2　功能高分子材料 344

12.2.1　医用高分子材料 345

12.2.2　导电高分子材料 346

12.2.3　高吸水性高分子材料 346

12.3.1　塑料和纤维 348

12.3　热塑性材料 348

12.3.2　若干热塑性高分子的结构、性质和应用 350

12.4　热固性材料 352

12.5　弹性体材料 354

12.6　复合材料 357

习题 359

参考文献 360

附录Ⅰ 单位、物理常数和换算因子 361

附录Ⅱ 部分习题答案 364

索引 369