1.1物理量与量纲 1
第1章 量纲和定义 1
1.2标准的进一步定义 2
1.3物质的量 2
1.4辅助单位 3
1.5 压力 4
1.6量纲分析 4
1.7公式 5
1.8化学反应 5
1.9体系 6
1.10平衡态 6
习题 7
1.11状态函数 7
第2章 物质的态 9
2.1状态方程 9
2.2理想气体状态方程 10
2.3低压下的气体 11
2.4气体混合物 12
2.5从分子观点看理想气体 13
2.6分子速度 14
2.7气体的冷凝——临界点 15
2.8真实气体——Virial方程 16
2.9对比状态 17
2.10Van der Waals方程 18
2.11液体 19
2.13固态 20
2.12压缩系数和膨胀系数 20
2.14相 21
2.15相平衡 21
2.16组分 22
2.17 自由度 22
2.18相律 23
习题 24
第3章 分子能量 26
3.1热力学的分子解释 26
3.2能量守恒 27
3.3分子能量：平动、转动和振动 28
3.5分子能量：转动 30
3.4分子能量：平动 30
3.6分子能量：振动 33
3.7正则振动模 35
3.8能量的经典均分 36
3.9恒容热容：平均分子能量的实验测量 36
3.10气体的实验Cv值 38
习题 39
第4章 分子的量子能级 41
4.1电磁辐射：粒子和波 41
4.2光谱学：分子能级的实验观 42
4.3一个例子：CO的光谱 42
4.4物质的波性质 43
4.5平动能 45
4.6用波数计量分子能级 47
4.7转动能 47
4.8振动能 48
4.9用红外光谱观察CO的振动和转动能级 49
4.10电子能量 51
习题 52
第5章 Boltzmann分布和温度 54
5.1 Boltzmann分布 54
5.2气压公式：Boltzmann分布的一个 55
简易推导 55
5.3沉降平衡 56
5.4 Boltzmann分布定律更普遍的推导 57
5.5分子能级的相对分子数 60
5.6温度的分子解释 62
5.7热容的分子观 64
5.8分子速度分布 64
5.9 Maxwell方程和Gauss密度函数间的关系 65
5.10平均值计算 67
5.11三维速度 67
习题 69
第6章 热力学第一定律——能量 71
6.1功概念 71
6.2体积变化中的功 72
6.4理想气体的等温可逆压缩 73
6.3平衡途径和可逆过程 73
6.5功的一般概念 74
6.6热概念 75
6.7封闭体系的热力学第一定律 75
6.8严格微分和态函数 76
6.9焓 77
6.10 Cp和Cv的差 77
6.11相变焓 78
6.12化学反应的?U 79
6.13反应?U的测量 80
6.14从？U计算？H 81
6.17化合物的生成焓 82
6.16标准态 82
6.15 Hess定律 82
6.18溶液中反应的?H 83
6.19离子生成焓 84
6.20反应焓的温度依赖关系 84
6.21键焓 86
6.22热力学和平衡 88
习题 89
第7章 热力学第二定律和 92
第三定律——熵 92
7.1熵和可逆热 92
7.2热和功的分子图像 93
7.3理想气体的熵变化 94
7.4态变化的熵 95
7.5不可逆过程的△S：热传导 96
7.6过冷液体的凝固——液体的△S和宇宙的？S是什么？ 97
7.7热机 98
7.8 Carnot循环 99
7.9我们能应用海洋中的能量吗？ 101
7.10焓和时间箭号 101
7.11混合熵 102
7.12混合物的几率 103
7.13无序、几率和熵 104
7.14化合物的熵——从热容计算 106
7.15热力学第三定律 107
7.16第三定律熵 107
7.17化学反应的熵变化 108
习题 109
第8章 物理平衡和化学平衡 111
8.1熵和平衡 111
8.2动平衡 111
8.3自由能函数 112
8.4 Helmholtz函数A的解释 113
8.5由A导出的状态方程式 113
8.6 Gibbs函数G的解释 114
8.7 相平衡——Clapeyron-Clausius方程式 116
8.8蒸气压与温度的关系 117
8.9标准态和化学反应中iGbbs自由能的变化 119
8.11 Gibbs函数与反应程度的关系 120
8.10理想气体的Gibbs自由能 120
8.12平衡常数和Gibbs自由能 122
8.13 Kp的测定 123
8.14 G与T的关系 124
8.15 Kp与T的关系 125
8.16气－固反应 127
8.17压力对平衡常数的影响 127
8.18化学势 128
8.19化学势和化学平衡 129
习题 129
第9章 理想溶液和稀溶液 133
9.1组成的量度 133
9.2偏摩尔量——偏摩尔体积 134
9.3其他偏摩尔量 136
9.4偏摩尔量的测量 137
9.5理想溶液——Raoult定律 137
9.6理想溶液的热力学 138
9.7气体在液体中的溶解度——Henry定律 139
9.8麻醉的机理 140
9.9压力－组成图 141
9.10温度－组成相图 142
9.11分馏 142
9.12固体在液体中的溶液 143
9.13渗透压 145
9.14渗透压和蒸气压 146
9.15聚合物溶液的渗透压 147
习题 148
第10章 真实气体和真实溶液 151
10.1逸度和活度 151
10.2真实气体——化学势和逸度 151
10.3怎样计算气体的逸度 152
10.4逸度和对比状态 153
10.5平衡计算中逸度的应用 154
10.6活度 156
10.7溶液中组分的标准状态 156
10.8从溶液的蒸气压求溶剂和非挥发溶质的活度 158
10.9溶液中的平衡常数 160
10.10在水溶液中生物化学物质的△Gf° 161
10.11非理想溶液与理想溶液的偏差 163
10.12沸点图 164
10.13液体在液体中的溶解度 165
10.14不互溶液体的蒸馏 166
10.15油和水的混合物 167
习题 168
第11章 相转变和相平衡 171
11.1相之间的平衡条件 171
11.2纯物质——单组分体系 171
11.3相变时热力学函数的行为 172
11.4溶化与蒸发 174
11.5液晶 174
11.8高压下的测量 175
11.7高压系统 177
11.8趋近绝对零度的方法：去磁冷却法 178
11.9超导性和超流动性 179
11.10两组分体系 181
11.11固－液平衡——简单低共熔图 181
11.12化合物的生成 183
11.13固态溶液 184
11.14固态中的部分互溶性 184
11.15铁－碳的相图 186
习题 187
第12章 统计热力学 189
12.1系综 189
12.2系综平均 190
12.3热力学能量的统计计算 191
12.4熵的统计公式 192
12.5 Helmholtz自由能和状态方程 192
12.6无相互作用粒子z的计算 192
12.7平动配分函数 194
12.8单原子气体的热力学函数 194
12.9内部运动——分子配分函数 196
12.10转动配分函数——刚性线型分子 196
12.11转动能量和熵——线型分子 197
12.12怎样计算转动惯量 198
12.13非线型分子的转动配分函数 198
12.14振动配分函数 200
12.15振动能量和熵 201
17.16溶度积的计算 203
12.16热容 203
12.17振动能量和分子解离 204
17.17电解质浓差电池 204
15.11单分子反应理论 205
12.19电子配分函数 205
12.18晶体的统计热力学 205
12.20统计热力学中的第三定律 206
12.21平衡常数 207
12.22 Kp的统计解释 209
12.23 Kp的计算例子 210
习题 212
第13章 化学动力学 214
13.1化学变化的速率 214
13.2动力学的实验方法 215
13.3反应级数概念 215
13.4对比速率常数 217
13.5反应分子数和反应级数 217
13.7一级速率方程 218
13.8 二级速率方程 218
13.6反应机理 218
13.9反应级数的测定 221
13.10对峙反应 222
13.11连串反应 223
13.12平行反应 224
13.13化学弛豫 224
13.14流动体系中的反应 226
13.15稳态和耗散过程 228
13.16链反应：溴化氢的形成 229
13.17自由基链反应 231
13.18支链反应——爆炸反应 231
13.19反应速率与温度的关系 232
19.4 Tafel方程 232
13.20反应速率与温度关系的实例 234
习题 235
第14章 催化剂 239
14.1催化剂影响速率而不影响平衡 239
14.2气体反应中的均相催化 240
14.3酸碱催化 240
14.4广义酸碱催化 242
14.5酶催化 243
14.6酶的结构——羧肽酶A 245
14.7表面催化 246
14.8 Langmuir吸附等温式 246
14.9非均匀表面上的吸附 248
14.10表面反应的机理 249
习题 251
15.1气体反应的碰撞理论——碰撞频率 253
第15章 反应速率理论 253
15.2气体反应的碰撞理论——速率常数 255
21.1原子光谱 256
第21章 原子结构与光谱 256
15.3分子直径 256
15.4碰撞理论与实验比较 257
15.5势能面——例子D+H2 258
15.6反应速率的活化络合物理论 260
15.7活化络合物理论的热力学表示式 261
15.8活化熵 262
15.10分子束反应 263
15.9化学动态学 263
15.12溶液中的反应 267
15.13扩散控制反应 268
习题 271
第16章 电化学——溶液中的离子 271
16.1电化学当量——Faraday定律 271
16.2溶液的电导率 272
16.3摩尔电导 272
16.5溶剂的高介电常数促进离子的分离 274
16.4Arrhenius电离理论 274
16.6迁移数和淌度 275
16.7迁移数的测量——Hittorf方法 275
16.8迁移数的测量——界面移动法 276
16.9迁移数实验的结果 277
16.10水的电解 278
16.11氢离子和氢氧根离子的淌度 279
16.12扩散和离子淌度 280
16.13活度和标准态 281
16.14离子活度 282
16.15离子溶液的实验活度系数 283
16.17 Debye-Hückel理论 284
16.16离子强度 284
16.18离子氛 285
16.19 Debye-Hückel极限公式 287
习题 288
第17章 电化学电池 291
17.1金属电极 291
17.4电极的类型 292
17.2 电化学势 292
17.3两金属间的接触 293
17.6 电化学电池 294
17.5 电池的分类 294
17.7 电池示意图和电池反应 295
17.8 电化学电池的平衡条件 295
17.9 电池的电动势（EMF） 296
17.11 可逆电池 297
17.10标准电池 297
17.12电池反应的热力学 298
17.13电池的标准电动势 299
17.14标准电极电位 300
17.15电池电动势的计算 303
17.18 pH的测量 305
17.19生物膜电位 306
17.20神经传导 308
习题 309
18.1表面张力 312
第18章 表面和胶体 312
18.2 Young和Laplace方程 313
18.3毛细现象 314
18.4小液滴的蒸气压提高——Kelvin 316
方程 316
18.5液溶的表面张力 317
18.6不溶性表面膜 318
18.7表面膜的结构 319
18.8表面活性剂与胶束 320
18.9细胞膜 321
18.10胶体溶胶：颗粒大小分布 322
18.11胶体的稳定性——双电层 323
第19章 电化学速率过程 328
习题 328
19.1电极动力学 328
19.2极化 329
19.3电场如何控制电极反应速率 329
19.5氢离子放电的动力学 333
19.6扩散过电位 333
19.7燃料电池 335
习题 336
第20章 粒子与波 338
20.1波的运动 338
20.2经典波动方程 339
20.3与时间无关的经典波动方程 340
20.4 Schr？dinger波动方程 341
20.5平动能 342
20.6波函数的统计解释 343
20.7波函数的进一步特征 344
20.12 自由粒子 345
20.8波函数的正交性 345
20.9平动波函数 345
20.10能量量子化 347
20.11零点能和测不准原理 348
20.13如何从波函数引出进一步信息 348
20.14算符 350
20.15 Hamilton算符 350
20.16共轭染料的自由电子模型 351
20.17三维势箱 352
20.18隧道效应 353
习题 354
21.2 Bohr轨道和电离能 357
21.3氢原子schr？dinger方程 359
21.4径向方程给出能级 360
21.5角向方程给出角动量 361
21.6量子数 362
21.7径向波函数 363
21.8氢轨道与角度的关系 365
21.9自旋电子 367
21.10 Pauli不相容原理 367
21.11氦光谱 368
21.12原子的矢量模型 371
21.13原子轨道和能量——变分法 372
21.14氦原子 373
21.16原子能级——周期表 374
21.15重原子——自洽场 374
习题 376
第22章 化学键 377
22.1价键理论 377
22.2氢分子离子H2+ 378
22.3 Born-Oppenheimei近似 378
22.4 H2+中的化学键 379
22.5 H2+的角动量 380
22.6 H2+的简单变分理论 380
22.7 H2中的共价键 382
22.8价键方法 386
22.9同核双原子分子的分子轨道 386
22.10相关图 388
22.12电负性 391
22.11异核双原子分子 391
22.13离子键 393
22.14多原子分子——例如H2O 395
22.15分子几何构型的计算 397
22.16非定域分子轨道——苯 398
22.17光电子谱 400
习题 401
第23章 分子的电性与磁性 402
23.1相对介电常数 402
23.2电介质的极化——偶极矩 403
23.3极化率 404
23.4局域场 405
23.5偶极子在电场中的取向 406
236相对介电常数与频率的依赖关系 408
23.7偶极矩与分子结构 409
23.8分子的磁性 412
23.9逆磁性和与温度无关的顺磁性 413
23.10与温度有关的顺磁性 413
习题 414
第24章 磁共振 416
24.1核的电性和磁性 416
24.2核磁共振 417
24.3核磁共振的实验装置 419
24.4自旋－晶格弛豫 419
24.5自旋－自旋弛豫 420
24.6化学位移 421
24.7 自旋－自旋分裂 423
24.8动态核磁共振——测定反应速率 425
24.9 Fourier变换核磁共振 426
24.10电子自旋共振 427
25.5点群和分子性质 427
24.11核超精细结构相互作用 429
24.12自由基的波谱 430
习题 431
第25章 对称性 433
25.1对称操作 433
25.2群的定义 434
25.3其他对称操作 435
25.4点群表示法 436
25.6对称操作的同量变换 438
25.7 C3v群的矩阵表示 441
25.8不可约表示 442
25.9不可约表示的特征标 443
25.10群论的化学应用 444
习题 447
26.1分子光谱介绍 448
第26章 转动和振动光谱——微波，红外和Raman谱 448
26.2光的发射和吸收 450
26.3纯转动光谱——刚性转子 451
26.4微波光谱 452
26.5多原子分子的转动光谱 453
26.6反演和内旋能 453
26.7简谐振子 455
26.8非简谐振子 456
26.9双原子分子的振－转光谱 457
26.10二氧化碳的红外光谱 458
26.11激光 460
26.12 Raman光谱 461
26.13从光谱得到的分子数据 462
26.14简正振动模型 464
26.15对称和简正振动 464
习题 466
27.1光的吸收 469
第27章 电子光谱和光化学 469
27.2电子跃迁和带光谱 471
27.3 Franck-Condon原理 472
27.4氧的激发态 473
27.5多原子分子的激发态 474
27.6光化学原理 475
27.7分子激发的途径 477
27.8荧光 478
27.9解离和预解离 479
27.10第二光化学过程 480
27.11闪光光解作用 481
27.12凝聚体系中的能量转移 482
第28章 结晶学 483
28.1晶体面族和表面 483
习题 483
28.2晶系 486
28.3点阵和单位晶胞 487
28.4对称性质——晶体的类 489
28.5晶体结构 490
28.6空间群 491
28.7 X射线结晶学 491
28.8 X射线衍射的Bragg分析 492
28.9氯化钠和氯化钾的结构 493
28.10粉末法 496
28.11旋转晶体法 498
28.12结构因子 499
28.13晶体结构的Fourier合成 501
28.14中子衍射 502
习题 503
29.1固体的键模型 505
第29章 固态 505
29.2球的密堆积 508
29.3金属的电子气理论 510
29.4量子统计 510
29.5金属的结合能 511
29.6本征半导体 513
29.7杂质半导体 514
29.8离子晶体 514
29.9离子晶体的结合能 515
29.10晶体能 517
29.11点缺陷 518
29.12线缺陷——位错 519
29.13位错的作用 520
习题 521
30.1液态中的无序 523
第30章 液态和分子间力 523
30.2液体结构的X光衍射 525
30.3液体水 526
30.4液体的凝聚——内压力 527
30.5分子间力 528
30.6分子间力的起源 530
30.7状态方程和分子间力 532
30.8液体理论 533
30.9液体的粘度 535
30.10 Poiseuille方程 535
30.11 高聚物溶液的粘度 538
习题 538
数据表 541
元素在基态的电子组态 548
元素周期表 549