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