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第1章 原子、分子及元素周期性 1

1.1 原子结构理论概述 1

1.1.1 类氢原子Schr？dinger方程的解 1

1.1.2 多电子原子Schr？dinger方程的解 2

1.2 原子参数与元素周期性 8

1.2.1 电离能 8

1.2.2 电子亲和能 10

1.2.3 原子半径 11

1.2.4 电负性 15

1.3 共价键理论概述 18

1.3.1 H2分子的分子轨道法处理 19

1.3.2 H2的价键法处理 21

1.3.3 价键理论和分子轨道理论要点 22

1.4 键参数与分子构型 26

1.4.1 键参数 26

1.4.2 分子立体构型的确定 31

1.5 分子对称性与点群 36

1.5.1 对称操作和对称元素 36

1.5.2 对称群 38

1.6.1 单质的结构和聚集态 46

1.6 单质的性质及其周期性递变规律 46

1.6.2 单质的物理性质 47

1.6.3 单质的化学性质 48

1.7 主族元素化合物的周期性性质 50

1.7.1 分子型氢化物 50

1.7.2 氯化物 51

1.7.3 氧化物及其水合物 55

1.7.4 无机含氧酸盐的溶解性和热稳定性 59

1.8.1 氢和第二周期元素的反常性质 64

1.8 周期反常现象 64

1.8.2 过渡后p区元素的不规则性 66

1.8.3 第六周期重过渡元素的不规则性 70

1.8.4 第二周期性和原子模型的松紧规律 70

习题 75

第2章 酸碱和溶剂化学 76

2.1 酸碱理论 76

2.1.1 早期的酸碱概念 76

2.1.2 水-离子理论 77

2.1.3 质子理论 77

2.1.4 溶剂体系理论 78

2.1.5 Lewis酸碱电子理论 79

2.1.6 正负离子理论 79

2.1.7 Lux酸碱理论 80

2.2 质子酸的酸性与周期性 81

2.2.1 质子酸的酸性 81

2.2.2 质子酸的强度 81

2.2.3 质子酸酸度变化的周期性趋势 91

2.3 Lewis酸与Lewis碱 93

2.3.1 Lewis酸、碱的实例 93

2.3.2 Lewis酸碱反应 95

2.3.3 Lewis酸碱的热力学标度 96

2.4 软硬酸碱 98

2.4.1 软硬酸碱的分类 98

2.4.2 软硬酸碱原理的应用 99

2.4.3 软硬酸碱基本理论 100

2.5 非水溶液体系 101

2.5.1 非水质子溶剂 101

2.5.2 非质子溶剂 104

2.5.3 超酸和魔酸 106

习题 107

3.1 无机化合物的制备方法 109

3.1.1 高温无机合成 109

第3章 无机化合物的制备和表征 109

3.1.2 低温合成 114

3.1.3 高压合成 115

3.1.4 水热合成 116

3.1.5 无水无氧合成 118

3.1.6 电化学无机合成 121

3.1.7 等离子体合成 122

3.2.1 溶剂萃取法 123

3.2 无机分离技术 123

3.2.2 离子交换分离 127

3.2.3 膜法分离技术 130

3.3 表征技术 133

3.3.1 X射线衍射法 133

3.3.2 紫外-可见分光光度法 134

3.3.3 红外光谱 135

3.3.4 核磁共振谱 137

3.3.5 电子顺磁共振 140

3.3.6 X射线光电子能谱 142

3.3.7 热分析技术 143

习题 144

第4章 无机材料化学 146

4.1 离子晶体结构的Pauling规则 146

4.2 晶体中的缺陷 150

4.2.1 热缺陷 150

4.2.2 杂质点缺陷 151

4.2.3 非化学整比离子化合物中的杂质缺陷 153

4.2.4 伴随电子、空穴的点缺陷 154

4.3.1 陶瓷材料与制陶新工艺 156

4.3 陶瓷新材料 156

4.3.2 超导陶瓷材料 157

4.3.3 快离子导体陶瓷材料 160

4.3.4 压电晶体材料 162

4.4 发光材料和磁性材料 164

4.4.1 荧光和磷光 164

4.4.2 激光材料 166

4.4.3 磁性材料 168

4.5.1 纳米材料特征 170

4.5 纳米材料 170

4.5.2 纳米粒子的制备 172

4.5.3 纳米材料的应用 173

4.6 薄膜和非晶态固体 173

4.6.1 薄膜 173

4.6.2 非晶态固体 176

习题 180

第5章 氢s区元素 182

5.1 氢及其化合物 182

5.1.2 氢的成键特性 183

5.1.1 正氢和仲氢 183

5.1.3 氢的化学性质 184

5.1.4 氢的化合物 185

5.1.5 氢键 187

5.2 锂及铍的化学 189

5.2.1 锂的特性及锂镁相似性 190

5.2.2 铍的特征及铍铝相似性 190

5.3 氨合电子及电子化合物 192

5.4 碱金属阴离子 194

5.5.1 气相离子键形成的热力学 195

5.5 离子化合物的热力学 195

5.5.2 晶体中离子键形成的热力学 196

5.6 二元化合物 202

5.6.1 氧化物、倍半氧化物 202

5.6.2 富金属氧化物 204

5.6.3 碱土金属氧化物 205

5.6.4 碱金属及碱土金属的氢氧化物 205

5.6.5 卤化物 206

5.6.6 碳化物 208

5.7.1 碱金属、碱土金属的普通配合物 210

5.7 碱金属、碱土金属的配合物 210

5.7.2 碱金属、碱土金属的大环多元醚配合物 213

5.8 碱金属、碱土金属的有机金属化合物 217

5.8.1 有机金属化合物的概念及分类 217

5.8.2 主族元素有机金属化合物的合成方法 219

5.8.3 碱金属的有机金属化合物 219

5.8.4 碱土金属的有机金属化合物 220

习题 221

6.1.1 氧的化合物 222

6.1 p区元素的二元化合物 222

第6章 p区元素 222

6.1.2 碳化物和氮化物 226

6.1.3 磷化物、硅化物和硼化物 230

6.1.4 硫化物 233

6.2 卤素元素化合物 237

6.2.1 互卤化物、卤氧化物 237

6.2.2 含卤配合物与多卤化物 240

6.2.3 氟化物 243

6.2.4 类卤素和类卤化物 247

6.3.1 稀有气体化合物的制备与反应 251

6.3 稀有气体元素化学 251

6.3.2 稀有气体化合物的结构及成键 256

6.4 无机高分子 258

6.4.1 无机高分子物质概述 258

6.4.2 链状无机高分子物质 261

6.4.3 无机环状化合物——环硼氮烷及其衍生物 266

6.4.4 无机笼状化合物 267

6.5 有机金属化合物 293

6.5.1 B和Al的有机金属化合物 293

6.5.2 其他ⅢA和ⅣA族元素的有机金属化合物 293

习题 296

第7章 d区元素(Ⅰ)——配位化合物 299

7.1 配合物的几何构型 299

7.1.1 低配位化合物 300

7.1.2 高配位化合物 306

7.1.3 立体化学非刚性和流变分子 308

7.2 配合物的异构现象 311

7.2.1 几何异构现象 311

7.2.2 旋光异构现象 314

7.2.3 其他异构现象 316

7.3 过渡元素的配合物的成键理论 319

7.3.1 晶体场理论和配位场理论 319

7.3.2 分子轨道理论 333

7.3.3 晶体场理论、配位场理论及分子轨道理论的比较 338

7.3.4 配合物几何构型的理论预测——角重叠模型简介 338

7.4 过渡金属化合物的电子光谱 345

7.4.1 电子吸收光谱 345

7.4.2 配位体光谱 346

7.4.3 配位场光谱 347

7.4.4 电荷迁移光谱 358

7.5.1 磁性分类 359

7.5 过渡元素的磁性 359

7.5.2 磁矩的计算 360

7.5.3 磁矩的实验确定 365

7.6 配位化合物的反应 366

7.6.1 配体取代反应 366

7.6.2 电子转移反应 384

习题 390

8.1.1 d轨道的特性与电子构型 394

第8章 d区元素(Ⅱ)——元素化学 394

8.1 d区元素通论 394

8.1.2 d区金属单质提取的热力学依据 397

8.1.3 d区元素的氧化态及其稳定性 401

8.1.4 d区元素氧化还原反应的热力学 406

8.2 轻过渡系元素 410

8.2.1 锰 410

8.2.2 锰前d区元素 413

8.2.3 锰后d区元素 414

8.3.1 d区重元素的特点 423

8.3 d区重元素 423

8.3.2 ⅣB～ⅦB族d区重元素 427

8.3.3 铂系金属 435

8.3.4 Ⅰ B、ⅡB族重金属元素 437

习题 443

第9章 d区元素(Ⅲ)——有机金属化合物和簇合物 446

9.1 16电子和18电子规则 446

9.2 过渡元素羰基化合物 448

9.2.1 CO的性质 448

9.2.2 羰基化合物的合成 450

9.2.3 羰基化合物的性质与反应 452

9.2.4 羰基化合物的结构 454

9.3 过渡金属类羰基配合物 458

9.3.1 亚硝酰基配合物 458

9.3.2 分子氮配合物 460

9.4 烷基配合物 463

9.5 不饱和链烃配合物 465

9.5.1 链烯烃配合物 465

9.5.2 炔烃配合物 468

9.6.1 茂夹心型化合物 472

9.6 金属环多烯化合物 472

9.6.2 苯夹心型化合物 479

9.6.3 环辛四烯夹心型化合物 481

9.7 过渡金属簇合物 482

9.7.1 金属-金属键 482

9.7.2 金属原子簇的结构规则 485

9.7.3 过渡金属羰基簇合物 487

9.7.4 过渡金属的卤素簇 492

9.7.5 过渡金属簇合物的合成和反应 494

9.8.1 过渡金属有机化合物的催化反应 497

9.8 应用金属有机化合物和簇合物的一些催化反应 497

9.8.2 金属羰基化合物的催化反应 499

9.8.3 金属原子簇的催化反应 501

习题 502

第10章 f区元素 504

10.1 概论 504

10.1.1 稀土元素的物理和化学性质 504

10.1.2 稀土元素的分组 506

10.1.3 稀土元素在自然界中的存在和分布 506

10.1.4 稀土元素的用途 507

10.2.1 镧系元素的价电子层结构 508

10.2 电子结构及镧系收缩 508

10.2.2 镧系收缩 510

10.3 镧系元素的重要化合物 512

10.3.1 氧化态 512

10.3.2 氢氧化物和氧化物 514

10.3.3 氢化物 515

10.3.4 镧系盐 516

10.3.5 其他稀土化合物 522

10.4.1 镧系元素的光谱 523

10.4 镧系元素的光谱和磁性 523

10.4.2 镧系元素的磁性 528

10.5 镧系元素的配位化合物 530

10.5.1 f轨道在对称配位场中的分裂 530

10.5.2 镧系元素配合物的特点 532

10.5.3 镧系元素配合物的热力学性质 533

10.5.4 镧系元素的主要配合物 536

10.6 稀土金属的提炼 539

10.6.1 精矿的分解 539

10.6.2 稀土元素的分离和净化 540

10.6.3 稀土金属的制备 543

10.7 锕系理论 544

10.7.1 锕系的电子组态和氧化态 544

10.7.2 锕系元素的性质 545

10.7.3 锕系元素的存在和制备 547

10.8 锕系元素的重要化合物 547

10.8.1 钍及钍的化合物 547

10.8.2 铀及铀的化合物 549

10.8.3 镎、钚、镅的化合物 552

10.8.4 超镅元素 552

10.8.5 有机锕系金属化合物 553

习题 554

第11章 无机元素的生物学效应 556

11.1 引言 556

11.2 生物分子 556

11.2.1 氨基酸、肽和蛋白质 557

11.2.2 酶、金属酶和金属激活酶 559

11.2.3 核酸及其相关化合物 560

11.3 细胞 561

11.4 生物元素 561

11.5.1 金属元素的生物学作用特点 565

11.5 无机元素的生物学效应 565

11.5.2 主族元素的生物学效应 568

11.5.3 d区过渡元素的生物学效应 573

11.5.4 稀土元素的生物学效应 581

11.6 重金属元素的生物毒性 583

习题 587

第12章 放射性和核化学 589

12.1 放射性衰变过程——自发核反应 589

12.1.1 基本粒子 589

12.1.2 放射性射线 591

12.1.3 放射性衰变系 593

12.1.4 放射性的检测 594

12.1.5 辐射伤害和防护 595

12.2 诱导核反应 596

12.2.1 诱导核反应 596

12.2.2 合成核素 596

12.3 放射性衰变动力学 597

12.3.1 衰变速率和半衰期 597

12.3.2 反应级数 599

12.4.1 中子和质子的稳定比例 600

12.4 放射性衰变类型的预测 600

12.4.2 核的奇偶性 601

12.4.3 神奇数字 602

12.5 核的稳定性与结合能 603

12.5.1 核的性质 603

12.5.2 质量亏损和核结合能 604

12.6 核裂变与核聚变 605

12.6.1 核裂变 605

12.6.2 核聚变 607

12.7.2 反应机理和化学结构的研究 608

12.7.1 医疗上的应用 608

12.7 放射性核素的应用 608

12.7.3 分析测试 609

12.7.4 工业用途 609

12.7.5 考古学鉴定 609

12.8 超重元素的合成 610

12.8.1 超重元素稳定存在的可能性 610

12.8.2 超重元素合成的艰巨性 612

习题 613

参考书目及重要文献 616

主题索引 621