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物理化学(第二版)

“十五”国家规划教材

作者:
范康年
定价:
82.00元
ISBN:
978-7-04-016767-2
版面字数:
1550.000千字
开本:
16开
全书页数:
981页
装帧形式:
平装
重点项目:
“十五”国家规划教材
出版时间:
2008-11-14
读者对象:
高等教育
一级分类:
化学类
二级分类:
化学/应用化学/化学工程与工艺/制药工程公共课
三级分类:
物理化学及实验

本书是教育部“高等教育面向21世纪内容和课程体系改革计划”的研究成果,是面向21世纪课程教材和普通高等教育“十五”国家级规划教材。本次修订在第一版基础上对教材框架进行了重新构造,从微观结构内容着手展开,在此基础上讨论平衡体系热力学和反应体系的动力学等性质,使微观理论成为学习和理解物理化学原理的基础,赋予教学内容以更深内涵。在具体内容上推陈出新,突出基础理论和实际应用相结合的原则。

全书分三大部分共二十五章,第一部分介绍微观结构共九章,主要内容为原子、分子和晶体结构以及微观结构的测定原理;第二部分介绍平衡体系的性质共八章,主要包括统计力学和热力学;第三部分共八章,主要是动力学和电化学。为了便于读者巩固所学知识和提高解题能力,各章还给出许多例题和练习题。全书采用了国际单位制(SI)单位为基础的法定计量单位。

本书可作为理科化学类各专业物理化学课程教材,也可供高等师范院校和工科院校有关专业参考使用。

  • 前辅文
  • 第一章 量子力学基础
    • §1.1 量子论的诞生
      • (一) 旧量子论
      • (二) 波粒二象性
      • (三) 不确定关系
    • §1.2 实物粒子运动状态——波函数
      • (一) 波函数及其性质
      • (二) 态叠加原理及其应用
    • §1.3 波函数的求解
      • (一) 算符理论初步
      • (二) 量子力学的基本假定
      • (三) 微观粒子的运动规律——薛定谔方程
    • §1.4 简单体系
      • (一) 势箱中的粒子
      • (二) 简谐振子
      • (三) 刚性转子
    • 习题
    • 附录Ⅰ 线性谐振子方程的解
    • 附录Ⅱ 刚性转子方程(即角动量本征方程)的解
  • 第二章 原子结构和原子光谱
    • §2.1 单电子原子的薛定谔方程及其解
      • (一) 方程的建立
      • (二) 方程的一般解
      • (三) 解的讨论
      • (四) 轨道的空间分布
    • §2.2 多电子原子的薛定谔方程及其解
      • (一) 多电子原子的薛定谔方程及原子单位
      • (二) 单电子独立模型与轨道近似
      • (三) 中心力场近似
      • (四) 屏蔽模型
      • (五) 自洽场方法
    • §2.3 电子自旋和核外电子排布规则
      • (一) 电子自旋
      • (二) 全同粒子和保里原理
      • (三) 核外电子排布规则
    • §2.4 原子状态和原子光谱项
      • (一) 多电子原子状态
      • (二) 原子光谱项
      • (三) 原子光谱
    • 习题
    • 附录 R(r)方程的解
  • 第三章 共价键理论和双原子分子结构
    • §3.1 价键理论
      • (一) 价键理论对H2分子的处理
      • (二) 解的讨论
      • (三) 价键理论的要点和应用
      • (四) 杂化轨道理论
    • §3.2 分子轨道理论
      • (一) 分子轨道理论对H+2的处理
      • (二) 解的讨论
      • (三) 分子轨道理论的要点
      • (四) 分子轨道理论和价键理论的比较
    • §3.3 双原子分子结构
      • (一) 分子轨道的符号和能级
      • (二) 同核双原子分子结构
      • (三) 异核双原子分子结构
      • (四) 双原子分子光谱项
    • 习题
  • 第四章 分子对称性和点群
    • §4.1 对称元素和对称操作
      • (一) 对称元素和对称操作的种类
      • (二) 对称操作的乘法表
      • (三) 对称操作组合的若干规则
    • §4.2 分子点群
      • (一) 群的基础知识
      • (二) 分子点群及分类
      • (三) 分子所属点群的判断方法
      • (四) 分子的对称性和物理性质
    • §4.3 群表示理论
      • (一) 对称操作的矩阵表示
      • (二) 表示和特征标
      • (三) 不可约表示的性质
    • §4.4 群论在化学中的应用
      • (一) 能量本征函数是不可约表示的基
      • (二) 对称性匹配群轨道
      • (三) 投影算符及其应用
      • (四) 直积和非零矩阵元的检验
    • 习题
  • 第五章 多原子分子结构
    • §5.1 饱和多原子分子结构
      • (一) 离域分子轨道
      • (二) 定域轨道理论
      • (三) 离域轨道和定域轨道关系
    • §5.2 共轭分子结构
      • (一) 休克尔分子轨道法
      • (二) HMO应用实例
      • (三) 共轭直链多烯和共轭环多烯
      • (四) 杂化原子和无机共轭分子
      • (五) 共轭大π键的类型
    • §5.3 缺电子分子和原子簇结构
      • (一) 缺电子分子和多中心键
      • (二) 原子簇化合物及其分类
      • (三) 硼烷(碳硼烷) 的结构规则
      • (四) 多面体碳原子簇结构规则
      • (五) 过渡金属原子簇化合物结构规则
    • §5.4 配位化合物结构
      • (一) 晶体场理论
      • (二) 分子轨道理论
      • (三) σ.π配键与有关的配位化合物
    • §5.5 量子化学计算方法和分子性质的计算
      • (一) Ab initio方法
      • (二) DFT方法
      • (三) 分子性质的计算
    • 习题
  • 第六章 分子间相互作用
    • §6.1 分子间作用力
      • (一) 静电力
      • (二) 诱导力
      • (三) 色散力
      • (四) 分子间作用能
      • (五) 分子间势能函数与范德华半径
    • §6.2 气体中的分子间相互作用
      • (一) 实际气体和范德华方程
      • (二) 临界点和超临界现象
      • (三) 对比态原理
    • §6.3 液体中的分子间相互作用
      • (一) 液体结构特征和径向分布函数J(R)
      • (二) J(R)的测定和计算
      • (三) 氢键和疏水作用
    • §6.4 超分子结构化学及分子组装
      • (一) 形成稳定超分子的因素
      • (二) 分子识别和超分子自组装
    • 习题
  • 第七章 固态
    • §7.1 晶体结构周期性
      • (一) 周期性和点阵
      • (二) 点阵单位和晶胞
      • (三) 晶面表示方法
    • §7.2 晶体结构对称性
      • (一) 晶体中的对称元素
      • (二) 晶系和14种空间点阵
      • (三) 晶体的宏观对称性和32点群
      • (四) 晶体的微观对称性和230空间群
    • §7.3 金属晶体
      • (一) 三种典型金属单质结构
      • (二) 金属原子半径
      • (三) 合金结构
      • (四) 能带理论
    • §7.4 离子晶体
      • (一) 几种典型的离子晶体结构
      • (二) 点阵能
      • (三) 离子半径和离子极化
      • (四) 泡林规则和复杂离子化合物结构
    • §7.5 共价晶体和其他键型晶体
      • (一) 共价晶体——金刚石
      • (二) 混合键型晶体——石墨
      • (三) 氢键型晶体——冰
      • (四) 分子晶体——干冰
    • §7.6 实际固体
      • (一) 晶体缺陷
      • (二) 非晶态
    • 习题
  • 第八章 微观结构测定的基本原理(1)——分子光谱
    • §8.1 概论
    • §8.2 转动光谱
      • (一) 刚性转子模型
      • (二) 非刚性转子模型
      • (三) 多原子分子转动光谱
    • §8.3 振动光谱
      • (一) 谐振子模型
      • (二) 非谐振子模型
      • (三) 振动光谱的精细结构(振转光谱)
      • (四) 多原子分子振动模式
    • §8.4 电子光谱
      • (一) 电子能级和电子光谱选律
      • (二) 电子光谱的精细结构(电子振动光谱)
      • (三) 富兰克.康登原理
      • (四) 多原子分子电子光谱
    • §8.5 拉曼光谱
      • (一) 拉曼散射和拉曼光谱选律
      • (二) 转动和振动拉曼光谱
    • 习题
  • 第九章 微观结构测定的基本原理(2)——磁共振及其他
    • §9.1 核磁共振
      • (一) 核磁矩及与外磁场的相互作用
      • (二) 核磁共振现象
      • (三) 化学位移
      • (四) 核的自旋.自旋耦合
    • §9.2 顺磁共振
      • (一) 分子的磁性及与外磁场的相互作用
      • (二) 顺磁共振现象
      • (三) g因子和超精细结构
    • §9.3 电子能谱
      • (一) 电子能谱概述
      • (二) 紫外光电子能谱
      • (三) X射线光电子能谱
      • (四) 俄歇电子能谱
    • §9.4 X射线衍射
      • (一) 晶体对X射线的衍射
      • (二) 衍射方向
      • (三) 衍射强度
      • (四) X射线的衍射谱
    • §9.5 电子和中子衍射
      • (一) 电子衍射
      • (二) 电子衍射测定气体分子的几何结构
      • (三) 低能电子衍射在表面分析中的应用
      • (四) 中子衍射
    • 习题
  • 第十章 统计热力学基础
    • §10.1 基本概念
      • (一) 概率
      • (二) 宏观态和微观态
      • (三) 热力学概率和熵
      • (四) 量子态能级和简并度
    • §10.2 麦克斯韦.玻耳兹曼统计
      • (一) 麦克斯韦.玻耳兹曼统计法
      • (二) 麦克斯韦.玻耳兹曼分布定律
    • §10.3 分子配分函数
      • (一) 配分函数的物理意义
      • (二) 分子配分函数与内能
    • §10.4 正则系综及配分函数
      • (一) 系综的概念
      • (二) 正则分布与分子配分函数
      • (三) 独立等同可辨和不可辨粒子体系
    • §10.5 配分函数的计算
      • (一) 平动配分函数
      • (二) 转动配分函数
      • (三) 振动配分函数
      • (四) 电子配分函数
      • (五) 核配分函数
      • (六) 粒子的全配分函数
    • §10.6 量子统计
      • (一) 玻色.爱因斯坦统计法
      • (二) 费米.狄拉克统计法
      • (三) 金属中自由电子的热容
    • 习题
  • 第十一章 热力学第一定律和热化学
    • §11.1 热力学第一定律
      • (一) 热力学常用的一些基本概念
      • (二) 热力学第一定律的表述
      • (三) 内能U的概念
      • (四) 功W和热量Q
      • (五) 热力学第一定律的统计解释
      • (六) 功的计算和可逆过程
    • §11.2 焓和热容
      • (一) 焓的概念
      • (二) 热容的概念
      • (三) 理想气体的热容
      • (四) 气体热容与温度的关系
      • (五) 等压热容和等容热容的关系
    • §11.3 理想气体的热力学过程
      • (一) 焦耳实验
      • (二) 绝热过程
      • (三) 理想气体的卡诺循环
    • §11.4 焦耳.汤姆逊效应
      • (一) 焦耳.汤姆逊实验
      • (二) 焦耳.汤姆逊系数
    • §11.5 化学反应的热效应
      • (一) 热化学方程式和标准态
      • (二) 反应进度
      • (三) 恒压反应热和恒容反应热及其相互关系
      • (四) 盖斯定律
      • (五) 反应焓变与温度的关系
    • §11.6 几种重要的焓变计算
      • (一) 燃烧焓
      • (二) 生成焓
      • (三) 溶解焓和稀释焓
      • (四) 从键焓估算反应焓变和生成焓
    • 习题
  • 第十二章 热力学第二定律和热力学第三定律
    • §12.1 热力学第二定律的引出
      • (一) 热力学第二定律解决什么问题
      • (二) 自然过程的共同特点
    • §12.2 过程方向性的判据——熵函数
      • (一) 熵的引出
      • (二) 克劳修斯不等式和熵增加原理
      • (三) 熵和热力学第二定律的统计解释
    • §12.3 热力学第三定律
      • (一) 热力学第三定律的引出及表述
      • (二) 热力学第三定律的实验验证
      • (三) 热力学第三定律的统计解释
    • §12.4 熵变的计算
      • (一) 恒温过程的熵变
      • (二) 变温过程的熵变
      • (三) 相变过程的熵变
      • (四) 标准熵的计算
      • (五) 化学反应的熵变
    • §12.5 吉布斯自由能和亥姆霍兹自由能
      • (一) 亥姆霍兹自由能及等温等容过程方向的判断
      • (二) 吉布斯自由能及等温等压过程方向的判断
      • (三) 吉布斯和亥姆霍兹自由能的统计热力学计算
      • (四) 吉布斯自由能的计算
    • §12.6 热力学函数间的关系及其应用
      • (一) 热力学的四个基本关系式
      • (二) 麦克斯韦关系式
      • (三) 麦克斯韦关系式的应用
      • (四) 在纯物质两相平衡的应用
    • §12.7 化学势
      • (一) 化学势概念的引出
      • (二) 化学势与温度和压力的关系
      • (三) 化学势在相变和化学反应中的应用
      • (四) 气体化学势
    • 习题
  • 第十三章 溶液体系热力学
    • §13.1 偏摩尔量
      • (一) 偏摩尔量定义
      • (二) 偏摩尔量的基本公式
    • §13.2 理想溶液及其性质
      • (一) 理想溶液的经验定义和分子图像
      • (二) 理想溶液的热力学定义
      • (三) 理想溶液的性质
    • §13.3 稀溶液及其性质
      • (一) 稀溶液的经验定义和分子图像
      • (二) 稀溶液的热力学定义
      • (三) 稀溶液的依数性
    • §13.4 实际溶液和活度
      • (一) 实际溶液及其化学势表达式
      • (二) 活度的测定
      • (三) 超额函数
    • 习题
  • 第十四章 化学平衡体系热力学
    • §14.1 化学反应的自由能降低原理
    • §14.2 化学反应等温式和平衡常数
      • (一) 均相化学反应
      • (二) 非均相化学反应
    • §14.3 反应平衡常数的计算和测定方法
      • (一) 平衡常数的表达方式
      • (二) 平衡常数的测定和计算
      • (三) 平衡转化率和平衡组成计算
    • §14.4 理想气体反应平衡常数的统计热力学计算
      • (一) 能量零点的选择
      • (二) 自由能函数的计算和应用举例
      • (三) 从配分函数直接计算平衡常数
    • §14.5 平衡常数与温度和压力的关系
      • (一) 平衡常数与温度的关系
      • (二) 平衡常数与压力的关系
    • §14.6 气相反应条件分析
      • (一) 常压气相反应
      • (二) 高压气相反应
    • §14.7 液相反应和复杂反应条件分析
      • (一) 液相反应
      • (二) 复杂反应
    • 习题
  • 第十五章 相平衡体系热力学
    • §15.1 相律
      • (一) 相、组分数和自由度
      • (二) 相律的推导
    • §15.2 单组分体系的相图
      • (一) 单组分体系相图的理论基础
      • (二) 相图实例
      • (三) 升华操作原理和水杨酸的升华提纯
      • (四) 二级相变
    • §15.3 二组分液固体系
      • (一) 液固体系相图
      • (二) 杠杆规则及其应用
      • (三) 溶解度曲线的计算
      • (四) 生成稳定和不稳定化合物的液固体系
      • (五) 生成完全互溶的固溶体的液固体系
      • (六) 生成部分互溶的固溶体的液固体系
    • §15.4 二组分气液体系
      • (一) 理想溶液的气液体系
      • (二) 完全互溶的实际溶液的气液平衡
      • (三) 蒸馏(或精馏) 原理
    • §15.5 二组分液液体系
      • (一) 部分互溶体系
      • (二) 完全不互溶体系
    • §15.6 三组分体系
      • (一) 部分互溶的三液体系
      • (二) 固.固.液盐水体系
    • 习题
  • 第十六章 界面现象和胶体分散体系
    • §16.1 表面自由能和表面张力
      • (一) 表面自由能及其定义
      • (二) 表面张力
    • §16.2 弯曲液体的表面现象
      • (一) 弯曲液面的附加压力
      • (二) 附加压力与曲面的曲率半径和表面张力的关系
      • (三) 表面曲率与液体蒸气压的关系
    • §16.3 润湿和铺展
      • (一) 黏附功
      • (二) 接触角与润湿的关系
    • §16.4 表面相热力学
      • (一) 表面相和表面过剩量
      • (二) 吉布斯吸附方程式
    • §16.5 表面活性剂
      • (一) 表面活性剂的分类及其定向排列功能
      • (二) 表面活性剂的作用
      • (三) 表面活性剂的结构与其性能间的关系
    • §16.6 胶体分散体系
      • (一) 胶体体系的分类
      • (二) 胶体体系的不稳定性及其电化学性质
    • 习题
  • 第十七章 气体的吸附和表面化学
    • §17.1 气体在固体表面的吸附
      • (一) 物理吸附和化学吸附
      • (二) 吸附势能曲线
      • (三) 朗格缪尔吸附等温式
      • (四) 费罗因德利希和捷姆金吸附等温式
      • (五) BET吸附等温式及比表面测定原理
    • §17.2 现代表面化学的研究内容
      • (一) 表面组成的研究
      • (二) 表面结构的研究
      • (三) 表面反应的研究
    • §17.3 表面性质对表面反应性能的影响
      • (一) 表面组成和价态的影响
      • (二) 表面结构的影响
    • §17.4 表面吸附态和表面反应机理
      • (一) 热脱附方法研究表面吸附态
      • (二) 用表面能谱研究表面吸附态
      • (三) 用隧道扫描探针研究表面吸附态
    • 习题
  • 第十八章 传递过程和非平衡态热力学
    • §18.1 传递过程基本规律
      • (一) 热传导
      • (二) 黏度
      • (三) 扩散
    • §18.2 非平衡态热力学
      • (一) 熵产生原理
      • (二) 昂萨格倒易关系
      • (三) 最小熵产生原理
    • 习题
  • 第十九章 化学动力学基本规律
    • §19.1 化学反应的速率方程
      • (一) 化学反应速率
      • (二) 质量作用定律
      • (三) 反应级数和反应分子数
    • §19.2 具有简单级数的反应
      • (一) 零级反应
      • (二) 一级反应
      • (三) 二级反应
      • (四) 三级反应
      • (五) 速率方程的确定
    • §19.3 温度对反应速率的影响
      • (一) 温度和反应速率之间的经验关系式
      • (二) 活化能对反应速率的影响
      • (三) 活化能的物理意义
    • §19.4 典型的复杂反应
      • (一) 对峙反应
      • (二) 平行反应
      • (三) 连续反应
    • §19.5 反应机理和近似处理方法
      • (一) 反应机理
      • (二) 稳态近似
      • (三) 平衡态近似
    • §19.6 化学反应中的动态与平衡
      • (一) 微观可逆性原理和仔细平衡原理
      • (二) 速率常数与平衡常数的关系
    • 习题
  • 第二十章 各种反应体系的动力学
    • §20.1 链反应
      • (一) 直链反应
      • (二) 支链反应
    • §20.2 液相反应
      • (一) 遭遇对
      • (二) 扩散控制的反应
      • (三) 液相中的快速反应
      • (四) 化学振荡反应
    • §20.3 催化反应
      • (一) 催化剂的特性
      • (二) 均相催化反应
      • (三) 气固相催化反应
      • (四) 络合催化反应
      • (五) 不对称催化反应
      • (六) 酶催化反应
    • §20.4 流动体系反应
      • (一) 连续管式反应
      • (二) 连续釜式反应
    • §20.5 光化学反应
      • (一) 光化学基础
      • (二) 光化学反应的类型
    • 习题
  • 第二十一章 基元反应的速率理论
    • §21.1 双分子反应的简单碰撞理论
      • (一) 硬球碰撞模型
      • (二) 反应硬球碰撞模型
      • (三) 反应碰撞模型与实验结果比较
    • §21.2 反应速率的过渡态理论
      • (一) 过渡态理论
      • (二) 过渡态理论的热力学处理
    • §21.3 单分子反应理论
      • (一) 林德曼理论
      • (二) RRKM理论
    • §21.4 分子轨道对称守恒原理
      • (一) 实验事实
      • (二) 能量相关原理
      • (三) 前线轨道理论
    • 习题
  • 第二十二章 分子反应动力学
    • §22.1 化学反应的不同层次
      • (一) 总包反应
      • (二) 基元反应
      • (三) 态.态反应
    • §22.2 势能面及反应途径
      • (一) 势能面
      • (二) 反应体系在势能面上的运动
      • (三) 势能面的特征对反应的影响
    • §22.3 分子反应动力学实验
      • (一) 激光的基本原理和激光器
      • (二) 特定状态的反应物制备
      • (三) 反应的测量
    • 习题
  • 第二十三章 电解质溶液
    • §23.1 电解质溶液的导电现象
      • (一) 金属导体和离子导体
      • (二) 法拉第定律
      • (三) 电解质溶液的电导率
      • (四) 离子的电迁移和迁移数
    • §23.2 电解质溶液的活度和活度系数
      • (一) 离子强度和活度系数
      • (二) 强电解质的离子相互作用理论
    • 习题
  • 第二十四章 电化学热力学
    • §24.1 可逆电池的电动势
      • (一) 化学反应的吉氏自由能变化和可逆电池的电动势
      • (二) 可逆电池和不可逆电池
      • (三) 可逆电池的电动势测定
      • (四) 可逆电池电动势与物质活度的关系
      • (五) 可逆电池的电动势和温度关系
    • §24.2 电极电势和标准电极电势
      • (一) 电池电动势产生原因
      • (二) 电极电势表达式
      • (三) 标准电极电势
      • (四) 可逆电极的种类
      • (五) 电极电势和电池电动势的计算
    • §24.3 浓差电池和液体接界电势
      • (一) 浓差电池
      • (二) 液体接界电势
      • (三) 液体接界电势的计算
    • §24.4 离子选择性电极和膜电势
      • (一) 用氢离子选择性电极测溶液pH
      • (二) 离子选择性电极的一般工作原理
      • (三) 膜电势
    • §24.5 电势.pH图及其应用
      • (一) 电势.pH图的涵义
      • (二) 电势.pH图的构建及其应用
    • 习题
  • 第二十五章 电化学动力学及其应用
    • §25.1 电极极化
      • (一) 极化和超电势
      • (二) 氢超电势理论
      • (三) 超电势的测量方法及其应用
    • §25.2 电化学测量
      • (一) 循环伏安法
      • (二) 计时电流和计时电位法
      • (三) 交流阻抗法
    • §25.3 应用电化学
      • (一) 电解
      • (二) 金属的电沉积
      • (三) 金属的腐蚀和防腐
      • (四) 化学电源
    • §25.4 电化学中的若干现代研究课题
      • (一) 表面电化学
      • (二) 电极过程的时空分辨
      • (三) 光电化学
    • 习题
  • 附录
    • Ⅰ 一些单质及化合物的热容与温度的关系(101325 kPa,29815 K)
    • Ⅱ 一些有机化合物的标准燃烧焓(29815 K)
    • Ⅲ 国际单位制(SI)
    • Ⅳ 一些物理和化学的基本常数(1986年国际推荐值)
    • Ⅴ 常用的换算因数
    • Ⅵ 化学上重要点群的特征标表
  • 参考读物
  • 主题索引
  • 外国人名索引

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