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前言页 1

第一部分 物质的状态 1

第一章 状态方程 1

1-1 引言 1

1-2 理想气体定律 1

1-3 分子间力 5

1-4 气体的非理想性质 8

1-5 与理想性质的偏差 9

1-6 真实气体的一些状态方程 10

1-7 气体的液化 15

1-8 对应状态原理 18

1-9 气体混合物 22

1-10 液体的状态方程 24

习题 25

参考文献和推荐读物 27

第二章 状态方程的分子基础 29

2-1 引言和理想气体定律 29

2-2 气体分子运动论和范德华方程 33

2-3 大气定律 34

2-4 分子速度分布 35

2-5 麦克斯韦分布定律的实验验证 41

2-7 分子与固体表面的碰撞：隙流 42

2-6 分子的最可几速率和算术平均速率 42

2-8 分子间的碰撞和麦克斯韦平均自由程 44

习题 46

参考文献和推荐读物 47

第三章 气体的迁移性 48

3-1 粘滞性 48

3-2 导热性 53

3-3 扩散 54

习题 57

4-1 麦克斯韦能量分布定律 58

第四章 其它课题 58

4-2 均分原理 59

习题 63

第二部分 经典热力学 64

第五章 热力学第一定律 64

5-1 引言 64

5-2 基本定义 65

5-3 全微分 68

5-4 热力学第一定律的数学表述 70

5-5 可逆过程和不可逆过程 72

5-6 量热学 73

5-8 热容 75

5-7 焓 75

5-9 热力学第一定律应用于化学反应：热化学 77

5-10 标准生成焓 79

5-11 键能 81

5-12 反应焓变与温度的关系 83

5-13 热力学第一定律应用于理想气体 88

习题 93

参考文献和推荐读物 96

第六章 热力学第二定律 98

6-1 引言 98

6-2 卡诺循环 99

6-3 热力学温标 102

6-4 热力学第二定律的数学表述：熵 103

6-5 熵是过程自发性的量度 104

6-6 热力学第一定律和第二定律的联合公式 105

6-7 亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能 105

6-8 亥姆霍兹自由能随体积和温度的变化关系及吉布斯自由能随温度和压力的变化关系 107

6-9 熵变的求算 109

6-10 平衡状态的热力学判据 111

6-11 热力学第一定律和第二定律在气体中的某些应用 111

习题 117

参考文献和推荐读物 119

7-1 引言 120

第七章 热力学在单组分体系相平衡中的应用 120

7-2 单组分多相体系的平衡条件 121

7-3 单组分体系的相图 122

7-4 克劳修斯-克拉佩龙方程 125

7-5 蒸气压与外压的函数关系 129

7-6 表面的大小和形状对蒸汽压的影响 130

7-7 蒸气压的实验测定 132

7-8 二级相变 133

习题 134

参考文献和推荐读物 136

8-1 引言 137

第八章 热力学在多组分体系相平衡中的应用 137

8-2 偏摩尔性质 138

8-3 吉布斯-杜亥姆方程 140

8-4 偏摩尔性质的测定 140

8-5 溶液的偏摩尔焓 142

8-6 化学势 143

8-7 吉布斯相律的推导 145

8-8 辅助热力学函数 145

8-8.1 逸度 145

8-8.2 活度 149

8-9 理想混合物 154

8-10 理想溶液的汽-液平衡 155

8-11.1 气体在液体中的溶解度 159

8-11 稀溶液的性质 159

8-11.2 依数性 163

8-12 非理想溶液 168

8-13 非理想溶液的汽-液平衡 169

8-14 正规溶液 175

8-15 部分互溶液体的溶液 176

8-16 非互溶液体的蒸气压 178

8-17 分馏 179

8-18 凝聚体系的相图 181

8-18.1 固-液相图 181

8-18.2 起反应组分的体系的相图 183

8-18.3 三组分体系的相平衡 186

8-18.4 溶质在两种互不相溶的溶剂间的分配 188

8-18.5 三组分体系中的固、液相间平衡 189

8-19 表面热力学 190

习题 192

参考文献和推荐读物 194

第九章 热力学第一、第二定律应用于化学反应 196

9-1 引言 196

9-2 化学反应的平衡常数 196

9-2.1 平衡常数与压力的关系 197

9-2.2 平衡常数与温度的关系 198

9-3 标准生成吉布斯自由能 200

9-4 各种平衡常数之间的相互关系 201

9-5 压力、惰性气体和温度对气态反应产量的影响 202

9-6 多相反应中的化学平衡 203

9-7 热力学第三定律 204

9-8 热力学第三定律的某些推论 207

9-9 绝对零度不能达到原理 209

9-10 热力学第三定律的实验验证 210

9-11 焓函数(？-？)/T和吉布斯自由能函数(？-？)/T 210

习题 213

参考文献和推荐读物 217

10-1 引言 219

第三部分 量子力学 219

第十章 量子力学原理 219

10-2 波函数 222

10-3 波尔原子 225

10-4 定态和箱中的粒子 227

10-5 共轭有机分子的颜色 234

习题 235

参考文献和推荐读物 237

第十一章 薛定谔方程的解 238

11-1 引言 238

11-2 谐振子 238

11-3 刚性转子 244

11-4 角动量 249

11-5 氢原子 254

11-6 近似方法 265

附录 269

附录A 谐振子的本征函数 269

附录B 两个积分的比值 271

附录C 刚性转子的本征函数 272

附录D 角动量 274

附录E 氢原子的本征函数 275

习题 277

参考文献和推荐读物 278

第十二章 原子结构 280

12-1 引言 280

12-2 电子自旋 286

12-3 不相容原理与自旋 291

12-4 原子轨道 295

习题 299

参考文献和推荐读物 299

第十三章 光和光谱学 300

13-1 光的本性 300

13-2 跃迁几率 305

13-3 跃迁几率和量子理论 307

13-4 微波激射和激光 310

参考文献和推荐读物 313

习题 313

第十四章 双原子分子光谱 315

14-1 实验数据 315

14-2 分子波函数 317

14-3 分子的对称性 325

14-4 选律和电子谱带中的光谱强度 326

14-5 红外区和微波区内谱线的强度 335

附录 336

习题 337

参考文献和推荐读物 338

15-1 引言 339

第十五章 化学键 339

15-2 氢分子离子 340

15-3 氢分子 344

15-4 双原子分子 348

15-5 电负性 352

15-6 杂化 355

15-7 不饱和分子 361

15-8 共轭分子和芳香分子 365

附录 371

附录A 用椭圆坐标计算积分I、J和S 371

附录B 许克尔方程的解析解 373

习题 375

参考文献和推荐读物 376

第十六章 磁共振 377

16-1 引言 377

16-2 弛豫现象 381

16-3 化学位移 386

16-4 自旋-自旋耦合 389

16-5 电子自旋共振 393

附录 两个质子的自旋体系 398

习题 401

参考文献和推荐读物 402

17-1 晶体的结构 403

第十七章 固态 403

17-2 离子晶体 405

17-3 金属和半导体 407

17-4 分子晶体 415

习题 418

第十八章 散射辐射和分子几何学 420

18-1 引言 420

18-2 辐射和物质的相互作用 420

18-3 强度和振幅 422

18-3.1 振幅的相加 423

18-4 原子散射 426

18-4.1 电子对x-射线的散射 427

18-4.2 原子对x-射线的相干散射 428

18-4.3 原子对x-射线的不相干散射 429

18-4.4 电子散射和中子散射 431

18-5 散射截面 432

18-6 分子衍射 433

18-6.1 气体的衍射 433

18-6.2 固体衍射 438

18-7 分子几何学 439

18-7.1 实验的分子几何形状与分子振动 439

18-7.2 理论的几何形状 442

习题 443

参考文献和推荐读物 444

第四部分 统计热力学 446

第十九章 统计热力学 446

19-1 引言 446

19-2 分布定律 448

19-3 负绝对温度 452

19-4 关于配分函数的补充讨论 453

19-5 以配分函数表示的各种热力学函数 456

19-6 热力学基本定律的分子解释 458

19-7 配分函数的求算 461

19-7.1 平均配分函数 461

19-7.2 转动配分函数 463

19-7.3 振动配分函数 466

19-7.4 电子配分函数 470

19-7.5 原子核配分函数 472

19-8 气体混合物的统计热力学 474

19-9 平衡常数的统计解释 475

19-10 理想晶体的统计热力学 479

19-11 理想点阵气体 482

19-12 非理想流体的状态方程的统计推导 483

19-13 电子气 487

习题 489

参考文献和推荐读物 490

第五部分 化学动力学 492

第二十章 反应速率和机理 492

20-1 引言 492

20-2 均相反应速率 494

20-2.1 反应速率 494

20-2.2 速率公式的确定 496

20-2.3 速率常数与温度的关系 501

20-3 反应机理和基元反应 504

20-3.1 复杂反应 505

20-3.2 赖斯-赫茨菲尔德链反应 509

20-3.3 爆炸：H2+O2反应 511

20-4 详细平衡：动力学和热力学 514

20-5 活化剂引发的反应 519

20-5.1 产率 521

20-5.2 能量的吸收 522

20-5.3 光化反应机理 526

20-5.4 放射化学反应机理 528

20-6 快速反应速率的测定 532

20-6.1 经典方法 534

20-6.2 快速混合法 534

20-6.3 场跃变法 535

20-6.5 生存期法 539

20-6.4 脉冲法 539

20-7 中间物 548

20-7.1 鉴别 548

20-7.2 反应体系中的检测 550

20-7.3 浓度的测定 551

20-7.4 间接推断法 552

20-8 多相反应 557

20-8.1 反应类型 557

20-8.2 质量传递 558

20-8.3 吸附和解吸 561

20-8.4 表面组成和表面结构 570

20-8.5 催化表面反应机理 581

习题 583

参考文献和推荐读物 593

第二十一章 动力学的统计理论 596

21-1 引言 596

21-2 碰撞理论 597

21-2.1 两个分子的相对运动 597

21-2.2 反应截面 601

21-2.3 速率常数 602

21-2.4 没有活化能的反应 605

21-2.5 液体中的反应 606

21-3 分子力学：H+H2反应 608

21-4 能量传递 615

21-4.1 单分子反应 616

21-4.2 化合反应 619

21-5 活化络合物理论 620

21-5.1 速率常数的热力学表示式 622

21-5.2 从分子性质推算速率常数 622

21-5.3 改进：穿透系数和活度 626

21-6 单分子反应理论 628

21-6.1 RRKM模型 628

21-6.2 振动配分函数的求算 630

21.6.3 RRKM速率常数 631

21-6.4 活化能、下降区域和RRKM理论 636

习题 638

参考文献和推荐读物 641

第二十二章 反应物和产物的各种状态的分解法 645

22-1 引言 645

22-2 平动状态 646

22-2.1 反应物和产物的动量的方向 646

22-2.2 平动能和反应截面 648

22-3 反应物的内部状态 650

22-3.1 振动受激物质的反应 651

22-3.2 分子间的能量传递 653

22-4 产物的内部状态 655

习题 656

参考文献和推荐读物 657

第六部分 电化学 659

第二十三章 电解质溶液引论 659

23-1 电解质溶液的依数性 659

23-2 离子-溶剂的相互作用 660

23-3 离子-离子的相互作用 661

参考文献和推荐读物 665

第二十四章 电解质溶液中的迁移性质和热力学性质 666

24-1 电解和法拉第定律 666

24-2 迁移数 668

24-3 电解电导 672

24-4 阿累尼乌斯理论和当量电导 676

24-5 离子相互作用理论 678

24-6 离子氛和电导理论 683

24-7 维恩效应和德拜-福尔肯哈根效应 686

24-8 当量电导与温度的关系 687

24-9 电导测定的某些应用 687

24-10 电解质溶液中的扩散 688

24-11 电解质溶液的化学势和标准态 689

24-12 溶液中离子的偏摩尔焓 692

24-13 活度系数的实验测定 694

24-14 活度系数的理论计算：德拜-尤格尔公式 696

24-15 氢离子浓度：pH，paH和ptH标度 699

24-16 离子间力对于反应速率的影响 700

习题 703

参考文献和推荐读物 705

第二十五章 原电池 707

25-1 引言 707

25-2 半电池电位 707

25-3 电池的标准电动势的确定 713

25-4 根据电动势测量结果求算某些热力学性质 714

25-5 液体接界电位 717

25-6.1 金属-金属离子半电池 718

25-6.2 汞齐半电池 718

25-6 半电池的分类 718

25-6.3 气体-离子半电池 719

25-6.4 金属-难溶盐-负离子半电池 719

25-6.5 氧化-还原半电池 721

25-7 原电池的类型 722

25-8 燃料电池 725

25-9 PaH的测定 726

25-10 玻璃电极 729

25-11 膜渗平衡 729

25-12 关于电极过程的其它说明 731

习题 735

参考文献和推荐读物 737

附录 738

附录Ⅰ 偏微分和全微分 738

附录Ⅱ 常用导数和积分 740

附录Ⅲ 常用级数 742

附录Ⅳ 复数 743

附录Ⅴ 误差函数 744

附录Ⅵ 拉格朗日待定因子法 745

附录Ⅶ 斯特林近似公式 747

附录Ⅷ 最小二乘法 747

附录Ⅸ 国际单位制(SI)单位和基本常数 748

习题答案 754

索引 762