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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 单电子体系Schr？dinger方程的解 1

1.1.2　多电子原子Schr？dinger方程的解 4

1.2　原子参数与元素周期性 11

1.2.1　原子半径 11

1.2.2 电离能 17

1.2.3　电子亲和能 19

1.2.4　电负性 20

1.3　共价键理论概述 23

1.3.1 H2分子的分子轨道法处理 24

1.3.2 H2的价键法处理 26

1.3.3　价键理论和分子轨道理论要点 28

1.4　键参数与分子构型 32

1.4.1　键参数 32

1.4.2　分子立体构型的确定 38

1.5　分子对称性与点群 43

1.5.1　对称操作和对称元素 43

1.5.2　对称群 45

1.6　单质的性质及其周期性递变规律 54

1.6.1　单质的结构及其聚集态 54

1.6.2　单质的物理性质 55

1.6.3　单质的化学性质 56

1.7　主族元素化合物的周期性性质 59

1.7.1　分子型氢化物 59

1.7.2　氯化物 59

1.7.3　氧化物及其水合物 63

1.7.4　无机含氧酸盐的溶解性和热稳定性 67

1.8　元素性质的周期反常现象 72

1.8.1　氢和第二周期元素的反常性质 72

1.8.2　过渡后p区元素的不规则性 75

1.8.3　第六周期重过渡元素的不规则性 78

1.8.4　第二周期性和原子模型的松紧规律 79

习题 83

第2章　酸碱和溶剂化学 87

2.1　酸碱理论 87

2.1.1　早期的酸碱概念 87

2.1.2　水-离子理论 88

2.1.3　质子理论 88

2.1.4　溶剂体系理论 89

2.1.5　电子理论 90

2.1.6 正负离子理论 90

2.1.7 Lux酸碱理论 91

2.2　质子酸的酸性与周期性 92

2.2.1　质子酸的酸性 92

2.2.2　质子酸的强度 93

2.2.3　质子酸酸度变化的周期性趋势 102

2.3 Lewis酸与Lewis碱 104

2.3.1 Lewis酸、碱的实例 104

2.3.2 Lewis酸碱反应 107

2.3.3 Lewis酸碱的热力学标度 108

2.4　软硬酸碱 109

2.4.1　软硬酸碱的分类 109

2.4.2　软硬酸碱原理的应用 111

2.4.3　软硬酸碱基本理论 112

2.5　非水溶液体系 113

2.5.1　非水质子溶剂 113

2.5.2　非质子溶剂 116

2.5.3　超酸和魔酸 118

习题 121

第3章　无机化合物的制备和表征 123

3.1　无机化合物的制备方法 123

3.1.1　高温无机合成 123

3.1.2　低温合成 128

3.1.3　高压合成 129

3.1.4　水热合成 130

3.1.5　无水无氧合成 133

3.1.6　电化学无机合成 135

3.1.7　等离子体合成 136

3.2　无机分离技术 137

3.2.1　溶剂萃取法 137

3.2.2　离子交换分离 141

3.2.3　膜法分离技术 144

3.3　表征技术 147

3.3.1 X射线衍射法 147

3.3.2　紫外-可见分光光度法 149

3.3.3　红外光谱 150

3.3.4　核磁共振谱 152

3.3.5　电子顺磁共振 155

3.3.6 X射线光电子能谱 156

3.3.7　热分析技术 157

习题 158

第4章　无机材料化学 160

4.1　离子晶体结构的Pauling规则 160

4.2　晶体中的缺陷 164

4.2.1　热缺陷 164

4.2.2　杂质点缺陷 165

4.2.3　非化学整比离子化合物中的杂质缺陷 167

4.2.4　固溶体 168

4.2.5　伴随电子、空穴的点缺陷 169

4.2.6　离子晶体中的线缺陷、面缺陷和体缺陷 171

4.2.7　缺陷对物质性质的影响 171

4.3　无机新材料 172

4.3.1　快离子导体 172

4.3.2　陶瓷材料 176

4.3.3　超导陶瓷材料 177

4.3.4　压电晶体材料 179

4.3.5　发光材料 181

4.3.6　磁性材料 185

4.4　纳米材料 189

4.4.1　纳米材料特征 190

4.4.2　纳米粒子的制备 192

4.4.3　纳米材料的应用 193

4.5　薄膜和非晶态固体 193

4.5.1　薄膜 193

4.5.2　非晶态固体 196

习题 201

第5章　氢　s区元素 202

5.1　氢及其化合物 202

5.1.1　正氢和仲氢 203

5.1.2　氢的成键特性 203

5.1.3　氢的化学性质 204

5.1.4　氢的化合物 205

5.1.5　氢键 207

5.2　锂及铍的化学 209

5.2.1　锂的特性及锂镁相似性 210

5.2.2　铍的特征及铍铝相似性 210

5.3　氨合电子及电子化合物 212

5.4　碱金属阴离子 214

5.5　离子化合物形成的热力学讨论 215

5.5.1　气相离子键形成的热力学讨论 215

5.5.2　晶体中离子键形成的热力学讨论 217

5.6　二元化合物 223

5.6.1　碱金属氧化物、倍半氧化物 223

5.6.2　碱土金属氧化物 225

5.6.3　碱金属及碱土金属的氢氧化物 226

5.6.4　卤化物 226

5.6.5　碳化物 228

5.7　碱金属、碱土金属的配合物 229

5.7.1　碱金属、碱土金属的普通配合物 229

5.7.2　碱金属、碱土金属的大环多元醚配合物 232

5.7.3　超分子化学 236

5.8　碱金属、碱土金属的有机金属化合物 242

5.8.1　有机金属化合物的概念及分类 242

5.8.2　主族元素有机金属化合物的合成方法 244

5.8.3　碱金属的有机金属化合物 244

5.8.4　碱土金属的有机金属化合物 246

习题 246

第6章　p区元素 248

6.1　硼烷及其衍生物 248

6.1.1　硼烷的合成、性质及命名 248

6.1.2　硼烷的结构模型及成键理论 251

6.1.3　硼烷的反应 262

6.1.4　硼烷衍生物 264

6.2　单质碳及其衍生物 269

6.2.1 金刚石的人工合成 270

6.2.2　石墨及其石墨层间化合物 270

6.2.3　碳纤维 272

6.2.4　富勒烯 272

6.2.5　线型碳 274

6.2.6　纳米碳管 275

6.3 p区元素的二元化合物 276

6.3.1　低价氧化物和非整比氧化物 276

6.3.2　聚阳离子 278

6.3.3　碳化物和氮化物 279

6.3.4　磷化物、硅化物和硼化物 283

6.3.5　硫化物 286

6.4　卤素元素化合物 290

6.4.1　互卤化物、卤氧化物 290

6.4.2　含卤配合物、多卤化物与多卤阳离子 293

6.4.3　氟化物 296

6.4.4　类卤素和类卤化物 300

6.5　稀有气体元素化学 304

6.5.1　稀有气体化合物的制备与反应 304

6.5.2　稀有气体化合物的结构及成键 309

6.6　无机高分子 311

6.6.1　无机高分子物质概述 311

6.6.2　链状无机高分子物质 314

6.6.3　无机环状化合物——环硼氮烷及其衍生物 319

6.6.4　无机笼状化合物——分子筛 320

6.7　有机金属化合物 324

6.7.1 B和Al的有机金属化合物 324

6.7.2　其他ⅢA和ⅣA元素的有机金属化合物 325

习题 327

第7章　d区元素（Ⅰ）——配位化合物 331

7.1　配合物的几何构型 332

7.1.1　低配位化合物 332

7.1.2　高配位化合物 339

7.1.3　立体化学非刚性和流变分子 340

7.2　配合物的异构现象 343

7.2.1　几何异构现象 343

7.2.2　旋光异构现象 346

7.2.3　其他异构现象 348

7.3　过渡元素配合物的成键理论 350

7.3.1　晶体场理论和配体场理论 351

7.3.2　分子轨道理论 366

7.3.3　晶体场理论、配体场理论及分子轨道理论的比较 375

7.3.4　配合物几何构型的理论预测——角重叠模型简介 375

7.4　过渡金属化合物的电子光谱 382

7.4.1　电子吸收光谱 382

7.4.2　配体光谱 384

7.4.3　配体场光谱 384

7.4.4　电荷迁移光谱 396

7.5　过渡元素的磁性 397

7.5.1　磁矩的计算 398

7.5.2　磁矩的实验确定 402

7.6　配位化合物的反应 404

7.6.1　配体取代反应 404

7.6.2　电子转移反应 423

习题 429

第8章　d区元素（Ⅱ）——元素化学 433

8.1 d区元素通论 433

8.1.1 d轨道的特性与电子构型 433

8.1.2 d区金属单质提取的热力学依据 436

8.1.3 d区元素的氧化态及其稳定性 440

8.1.4 d区元素氧化还原反应的热力学 446

8.2　轻过渡系元素 452

8.2.1 锰 452

8.2.2　锰前d区元素 454

8.2.3　锰后d区元素 456

8.3 d区重元素 464

8.3.1 d区重元素的特点 465

8.3.2 ⅣB～ⅦB族d区重元素 468

8.3.3　铂系金属 477

8.3.4 ⅠB和ⅡB重金属元素 479

习题 485

第9章　d区元素（Ⅲ）——有机金属化合物　簇合物 488

9.1　有效原子序数规则 488

9.1.1　有效原子序数规则 488

9.1.2　有效原子序数规则的应用 490

9.2　过渡金属羰基化合物 491

9.2.1　概述 491

9.2.2 CO的性质 492

9.2.3　羰基化合物的结构 494

9.2.4　羰基化合物的合成 497

9.2.5　羰基化合物的性质与反应 499

9.3　过渡金属类羰基配合物 502

9.3.1　亚硝酰基配合物 502

9.3.2　分子氮配合物 504

9.4　烷基配合物 508

9.5　不饱和链烃配合物 509

9.5.1　链烯烃配合物 509

9.5.2　炔烃配合物 513

9.6　金属-卡宾和卡拜化合物 517

9.6.1　金属-卡宾化合物 518

9.6.2　金属-卡拜化合物 519

9.7　金属环多烯化合物 520

9.7.1　茂夹心型化合物 520

9.7.2　苯夹心型化合物 528

9.7.3　环辛四烯夹心型化合物 530

9.8　过渡金属簇合物 530

9.8.1　金属-金属键 531

9.8.2　金属原子簇的结构规则 534

9.8.3　过渡金属羰基簇合物 536

9.8.4　过渡金属的卤素簇 541

9.8.5　过渡金属簇合物的合成和反应 544

9.9　应用有机金属化合物和簇化合物的一些催化反应 546

9.9.1　有机过渡金属化合物的催化反应 546

9.9.2　金属羰基化合物的催化反应 548

9.9.3　金属原子簇的催化反应 550

习题 552

第10章　f区元素 554

10.1　概论 555

10.1.1　稀土元素的物理和化学性质 555

10.1.2　稀土元素的分组 556

10.1.3　稀土元素在自然界中的存在和分布 556

10.1.4　稀土元素的用途 557

10.2　电子结构及镧系收缩 558

10.2.1　镧系元素的价电子层结构 558

10.2.2　镧系收缩 560

10.3　镧系元素重要化合物 563

10.3.1　氧化态 563

10.3.2　氢氧化物和氧化物 565

10.3.3　氢化物 567

10.3.4　镧系盐 567

10.3.5　其他稀土化合物 574

10.4　镧系元素的光谱和磁性 575

10.4.1　镧系元素的光谱 575

10.4.2　镧系元素的磁性 580

10.5　镧系元素的配位化合物 582

10.5.1 f轨道在对称配体场中的分裂 582

10.5.2　镧系元素配合物的特点 584

10.5.3　镧系元素配合物的热力学性质 586

10.5.4　镧系元素的主要配合物 589

10.6　稀土金属的提炼 593

10.6.1　精矿的分解 593

10.6.2　稀土元素的分离和净化 593

10.6.3　稀土金属的制备 597

10.7　锕系理论 598

10.7.1　锕系的电子组态和氧化态 598

10.7.2　原子半径和离子半径 599

10.7.3　离子颜色和电子光谱 599

10.7.4　磁性 600

10.7.5　锕系元素的标准电极电位 600

10.7.6　形成配合物的能力 601

10.7.7　锕系元素的放射性 602

10.8　锕系元素的存在和制备 602

10.9　锕系元素的重要化合物 603

10.9.1　钍及钍的化合物 603

10.9.2　铀及铀的化合物 604

10.9.3　镎、钚、镅的化合物 608

10.9.4　超镅元素 608

10.9.5　有机锕系金属化合物 609

习题 610

第11章　无机元素的生物学效应 612

11.1　引言 612

11.2　生物分子 612

11.2.1　氨基酸、肽和蛋白质 613

11.2.2　酶、金属酶和金属激活酶 615

11.2.3　核酸及其相关化合物 616

11.3　细胞 618

11.4　生物元素 618

11.5　无机元素的生物学效应 622

11.5.1　金属元素的生物学作用特点 622

11.5.2　主族元素的生物学效应 625

11.5.3 d区过渡元素的生物学效应 630

11.5.4　稀土元素的生物学效应 638

11.6　重金属元素的生物毒性 640

习题 645

第12章　放射性和核反应 646

12.1　基本粒子 646

12.2　放射性衰变-自发核反应 648

12.2.1　放射性射线 648

12.2.2　放射性移位定律 650

12.2.3　放射性衰变系 650

12.2.4　放射性的检测 652

12.2.5　辐射伤害和防护 652

12.3　放射性衰变动力学 653

12.3.1　衰变速率和半衰期 653

12.3.2　反应级数 656

12.4　放射性衰变类型的预测 656

12.4.1 中子和质子的稳定比例 656

12.4.2　核的奇偶性 658

12.4.3　神奇数字 659

12.5　核的稳定性与核结合能 660

12.5.1 核的性质 660

12.5.2　质量亏损和核结合能 661

12.6　诱导核反应 662

12.6.1　诱导核反应 662

12.6.2　合成核素 662

12.7　核裂变与核聚变 663

12.7.1　核裂变 663

12.7.2　核聚变 665

12.8　放射性核素的应用 666

12.8.1　医疗上的应用 666

12.8.2　反应机理和化学结构的研究 667

12.8.3　分析测试 667

12.8.4　工业用途 667

12.8.5　考古学鉴定 668

12.9　超重元素的合成 668

12.9.1　超重元素稳定存在的可能性 669

12.9.2　超重元素合成的艰巨性 671

习题 672

参考书目及重要文献 674

主题索引 678