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物理化学讲义


作者:
彭笑刚
定价:
99.00元
ISBN:
978-7-04-035545-1
版面字数:
1420.000千字
开本:
16开
全书页数:
678页
装帧形式:
精装
重点项目:
暂无
出版时间:
2012-10-29
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

本书是高等学校理工科物理化学基础课程教材,由浙江大学彭笑刚教授所著。全书从量子化学基础出发,通过统计热力学过渡到宏观物理化学理论框架,突出了溶液在化学中的地位,并在此基础上将化学动力学统一到热力学理论中,以新体系、新角度、新内容全面梳理物理化学的知识结构。本教材兼顾经典理论与学科的新发展,并试图展现物理化学各个分支的统一性。

全书分上、中、下三篇,共十五章。上篇为基本理论,包括单个分子的能级结构、从单分子到多分子、从分子性质到宏观可观测量、热力学概论与热力学第一定律、热力学第二定律、热力学基本方程,共六章。中篇为宏观物质的性质,包括纯物质的相态、溶液的形成与基本性质、溶液与多相混合物、表面与胶体(1)、表面与胶体(2),共五章。下篇为化学变化,包括化学平衡、非平衡态热力学与输运过程、局域平衡态与理论动力学、实验化学动力学,共四章。

本书可作为高等学校理工科本科(特别是化学、材料、高分子等专业)物理化学课程教材,也可供相关专业研究生、科研人员参考。

  • 前辅文
  • 绪论 物理化学导言
    • 1化学在现代科学中的中心地位
    • 2物理化学的研究领域
    • 3物理化学教程构成的基本思路
  • 上篇 基 本 理 论
    • 第一章 单个分子的能级结构
      • 1本章提要
      • 2原子、分子图像的一般描述
        • 2.1 原子、离子、分子
        • 2.2 化学键
      • 3一个分子拥有的能量
        • 3.1 与化学过程相关的能量
        • 3.2 平动能级(箱中粒子的平动)
        • 3.3 转动能级、振动能级与分子光谱简介
          • 3.3.1 转动自由度与振动自由度
          • 3.3.2 分子转动能级
          • 3.3.3 分子振动能级
          • 3.3.4 光谱学简介与红外光谱
        • 3.4 分子的电子能级和波函数
      • 4分子各种运动的独立性和耦合性
        • 4.1 分子运动的独立性和能量叠加
          • 4.1.1 分子运动的独立性
          • 4.1.2 分子各种能量的叠加
        • 4.2 分子运动的耦合性
          • 4.2.1 分子运动耦合性的重要意义
          • 4.2.2 单个分子激发态能量耗散过程与运动耦合
          • 4.2.3 分子的能量累积与运动耦合
      • 习题
    • 第二章 从单分子到多分子
      • 1本章提要
      • 2统计热力学基本思想
        • 2.1 统计热力学的起源
        • 2.2 统计热力学基本模型
          • 2.2.1 宏观平衡态的单一性与微观量子结构的多样性
          • 2.2.2 微观结构变换与分子相互作用的实验验证
        • 2.3 统计热力学基本假定
      • 3宏观系统给定状态权重的计算
        • 3.1 权重与概率
        • 3.2 权重的计算
          • 3.2.1 排列组合复习
          • 3.2.2 合金单晶中一个给定宏观状态的微观结构数
      • 4最可几宏观状态和熵
        • 4.1 最可几分布和最可几宏观状态
        • 4.2 熵
          • 4.2.1 熵的统计热力学定义
          • 4.2.2 熵增加原理
      • 5温度
        • 5.1 等容等物质的量条件下系统熵与能量的关系
        • 5.2 温度的定义
      • 6玻耳兹曼分布
        • 6.1 玻耳兹曼因子
        • 6.2 玻耳兹曼分布
        • 6.3 配分函数简述
      • 7浓度的统计热力学基础及浓度定律
        • 7.1 分子在容器中的分布与浓度概念的合理性
          • 7.1.1 气体中分子的分布
          • 7.1.2 液体中分子的分布
          • 7.1.3 溶液中溶质分子的分布和浓度
        • 7.2 非均匀外势场对浓度的影响
          • 7.2.1 重力势场对浓度的影响
          • 7.2.2 离心力场与离心机原理
        • 7.3 浓度定律
          • 7.3.1 浓度定律
          • *7.3.2 浓度定律与浮力定律
        • 习题
    • 第三章 从分子性质到宏观可观测量
      • 1本章提要
      • 2不同能量形式的分子配分函数
        • 2.1 分子运动独立性与配分函数乘积性
        • 2.2 分子平动配分函数
        • 2.3 分子转动配分函数
        • 2.4 分子振动配分函数
        • 2.5 分子的电子配分函数
        • 2.6 分子总配分函数
      • 3分子配分函数与宏观可观测量
        • 3.1 系统总能量(内能)与热能
          • 3.1.1 配分函数与系统平衡态的能量
          • 3.1.2 热能
          • 3.1.3 不同类型微观能量形式对热能的贡献
        • 3.2 能量最低原理的统计热力学基础
          • 3.2.1 能量最低原理的局限性
          • 3.2.2 “kT”和“RT”作为分子能级准入标度
        • 3.3 熵
          • 3.3.1 配分函数与系统平衡态的熵
          • 3.3.2 不同运动形式对系统熵的贡献
        • 4统计热力学小结与进一步研习建议
          • 4.1 本课程内容的局限性
          • 4.2 量子统计与经典统计
          • 4.3 系综统计
      • 习题
    • 第四章 热力学概论与热力学第一定律
      • 1本章提要
      • 2热力学概论
        • 2.1 热力学的普适性与能量概念的建立
          • 2.1.1 热力学起源
          • 2.1.2 用能量标示相互作用的独特意义
        • 2.2 热力学方法的特殊性
      • 3热能、温度及热力学第零定律
        • 3.1 热能(Q)与热(q)
        • 3.2 温度
          • 3.2.1 温度的定义
          • 3.2.2 温度与热能的关系
          • 3.2.3 温度的标度
        • 3.3 热力学第零定律与温度测量
        • 3.4 “温度、热能、热”小结
      • 4热力学第一定律
        • 4.1 热力学第一定律
          • 4.1.1 热力学第一定律的数学形式
          • 4.1.2 热和功的区别:宏观与微观
          • *4.1.3 光吸收是做功还是传热
        • 4.2 热力学第一定律的先决条件
        • 4.3 功的计算
          • 4.3.1 功的一般计算公式,机械功与非机械功
          • 4.3.2 定容过程的功
          • 4.3.3 等(外)压过程的功
          • 4.3.4 可逆功
          • 4.3.5 P外-V图与功
          • 4.3.6 理想气体可逆功
      • 5热计算:热容和焓
        • 5.1 定容热和等容热容
          • 5.1.1 定容热
          • 5.1.2 系统基本变量
          • 5.1.3 等容热容
          • 5.1.4 理想气体的等容热容与定容热
        • 5.2 定压热,等压热容,焓
          • 5.2.1 定压热
          • 5.2.2 焓
          • 5.2.3 等压热容
          • 5.2.4 qV和qP、U和H的关系
          • 5.2.5 CV和CP
        • 5.3 理想气体绝热过程
        • 习题
    • 第五章 热力学第二定律
      • 1本章提要
      • 2自发过程与平衡态,可逆与不可逆过程
        • 2.1 自发过程与平衡态
          • 2.1.1 经典力学与自发过程——力学平衡态
          • 2.1.2 热现象与自发过程——热平衡态
          • 2.1.3 化学现象与自发过程——化学平衡态
        • 2.2 平衡态的定义与表征
          • 2.2.1 平衡态的定义
          • 2.2.2 平衡态的表征
        • 2.3 不可逆过程与可逆过程
          • 2.3.1 可逆和不可逆传热过程
          • 2.3.2 可逆和不可逆做功过程
          • 2.3.3 由宏观机械能生成热是热-功不可逆过程的关键
      • 3热力学第二定律与熵
        • 3.1 热力学第二定律
          • 3.1.1 热力学第二定律的必要性
          • 3.1.2 热力学第二定律的传统表述
          • 3.1.3 热力学第二定律的平衡态表述
          • 3.1.4 热力学第二定律平衡态表述的化学意义
        • 3.2 宏观熵定义与热力学第二定律的定量表述
          • 3.2.1 孤立系统的热力学第二定律与熵
          • 3.2.2 熵的定量标度
          • 3.2.3 证明式(5-7)定义的熵是状态函数
      • 4状态熵与过程熵变计算
        • 4.1 典型过程的熵变与自发性判断——热力学第二定律的熵判据
          • 4.1.1 等容过程(非机械功为零,组分不变的封闭系统)
          • 4.1.2 等压过程(非机械功为零,组分不变的封闭系统)
          • 4.1.3 绝热过程(封闭系统)
          • 4.1.4 组分不变封闭系统中,非机械功等于零过程的系统熵变的通用公式
          • 4.1.5 力学平衡与热平衡的定量考察
        • 4.2 热力学第三定律与规定熵
          • 4.2.1 热力学第三定律
          • 4.2.2 规定熵
      • 5组分可变系统自发过程的热力学判据
        • 5.1 描述组分可变系统的一般性讨论
        • 5.2 定温定容过程的自发性判断与亥姆霍兹自由能(A)
          • 5.2.1 非机械功为零封闭系统定温定容过程的自发性
          • 5.2.2 亥姆霍兹自由能的物理化学意义及非机械功不为零情况
          • 5.2.3 能量最低原理的热力学基础
        • 5.3 定温定压过程的自发性判断与吉布斯自由能(G)
          • 5.3.1 封闭系统中定温定压过程的自发性判断
          • 5.3.2 吉布斯自由能的物理化学意义
      • 6热力学第二定律小结
        • 6.1 热力学第二定律各种表述之间的关系
        • 6.2 热力学普遍意义的来由
      • 习题
    • 第六章 热力学基本方程
      • 1本章提要
      • 2基本状态函数
        • 2.1 热力学基本理论框架与平衡分类
        • 2.2 基本状态函数(基本变量)
          • 2.2.1 描述封闭系统某一状态所需的基本变量
          • 2.2.2 描述组分不变封闭系统中过程所需要的独立变量数
      • 3热力学基本方程
        • 3.1 能量类状态函数与基本状态函数
        • 3.2 热力学基本方程
          • 3.2.1 内能变化的基本状态函数表达
          • 3.2.2 其他能量类函数变量方程
          • 3.2.3 麦克斯韦方程
          • 3.2.4 热力学基本方程及相关公式的应用
      • 4组分物质的量可变系统——化学热力学入门
        • 4.1 化学势
          • 4.1.1 化学势的引入
          • 4.1.2 与化学势相关的麦克斯韦方程
        • 4.2 开放系统:组分可变系统的简单模型
          • 4.2.1 开放系统模型选择
          • 4.2.2 模型的热力学讨论
        • 4.3 封闭系统热力学基本方程与热力学第二定律
          • 4.3.1 非机械功等于零的情况
          • 4.3.2 非机械功不等于零的情况
      • 5宏观图像与微观图像合流
        • 5.1 经典热力学与统计热力学的对应关系
          • 5.1.1 能量、温度、熵的定义
          • 5.1.2 最可几状态和平衡态
        • 5.2 配分函数与热力学状态函数
      • 6热力学在科学大框架中的根本意义
        • 6.1 热力学的意义以及热力学与化学的关系
        • 6.2 传热的多分子本质
      • 习题
  • 中篇 宏观系统的性质
    • 第七章 纯物质体相性质
      • 1本章提要
      • 2纯物质的气态
        • 2.1 从日常经验到理论模型
          • 2.1.1 日常经验中的气体
          • 2.1.2 理想气体模型
        • 2.2 理想气体状态方程的理论推导
          • 2.2.1 从配分函数到理想气体状态方程
          • 2.2.2 气体分子运动论
        • 2.3 能量均分原理
        • 2.4 实际气体简述
          • 2.4.1 范德华(van der Waals)气体状态方程
          • 2.4.2 位力(virial)气体状态方程
          • 2.4.3 超高压强下的气体与临界现象
        • 2.5 气体的化学势
      • 3分子间相互作用(范德华相互作用)
        • 3.1 分子间相互作用的意义
          • 3.1.1 分子间相互作用的历史与挑战
          • 3.1.2 分子间相互作用与物质的状态
        • 3.2 分子间相互作用标度方法
          • 3.2.1 分子偶极矩
          • 3.2.2 分子极化率
          • 3.2.3 分子的电子云变形性
        • 3.3 分子间相互作用模型
          • 3.3.1 分子间相互作用的定性分类
          • 3.3.2 流体中分子间相互作用的偶极矩定量描述
          • 3.3.3 多极矩相互作用
      • 4纯物质的凝聚态:液态和固态
        • 4.1 液态的分子图像
          • 4.1.1 液态分子的光谱特征
          • 4.1.2 液态分子的运动特征
        • 4.2 液态的宏观特性
          • 4.2.1 液态的热容
          • 4.2.2 液态的单位体积比热容
          • 4.2.3 液态的熵
          • 4.2.4 液态“熵补偿”
          • 4.2.5 惰性介质对化学反应强烈影响的直接证据
          • 4.2.6 液态的体积
        • 4.3 固态的简单介绍
      • 5纯物质的相变
        • 5.1 相变的热力学描述
          • 5.1.1 相平衡与相平衡条件
          • 5.1.2 相变的方向
          • 5.1.3 相变的热力学参量
        • 5.2 纯物质相图
          • 5.2.1 相图实例及图析
          • 5.2.2 相图中各相区的相对位置
          • 5.2.3 相图中边界线的斜率
        • 5.3 相变点、临界点与液体的性质
          • 5.3.1 标准沸点与液体的分子间相互作用能
          • 5.3.2 标准熔点与液体的摩尔熵
          • 5.3.3 临界温度与超临界流体
      • 6纯物质液态和固态的化学势
        • 6.1 纯物质液态的化学势
        • 6.2 纯物质固态的化学势
      • 习题
    • 第八章 溶液形成与基本性质
      • 1本章提要
      • 2理想气体混合物
        • 2.1 道尔顿分压定律与微观解释
          • 2.1.1 道尔顿分压定律
          • 2.1.2 道尔顿分压定律的微观解释
          • 2.1.3 气体混合过程的热力学动因
        • 2.2 理想气体混合热力学函数
          • 2.2.1 混合理想气体给定组分的化学势
          • 2.2.2 定温定压过程理想气体混合吉布斯自由能
          • 2.2.3 理想气体混合原理
      • 3理想溶液
        • 3.1 理想溶液模型的建立
          • 3.1.1 溶液研究导论
          • 3.1.2 从理想气体混合物模型到理想溶液模型
        • 3.2 理想溶液中各组分的化学势
          • 3.2.1 化学势计算公式
          • 3.2.2 理想溶液的饱和蒸气压
          • 3.2.3 理想溶液饱和蒸气压的实验验证
          • *3.2.4 理想溶液的等价关系
      • 4混合物的广度性质
        • 4.1 偏摩尔量与广度性质
          • 4.1.1 混合物广度性质的特点
          • 4.1.2 广度性质的偏摩尔量
          • 4.1.3 广度性质的加和性
        • 4.2 偏摩尔量的特性
          • 4.2.1 混合物偏摩尔量与纯态摩尔量
          • 4.2.2 混合物偏摩尔量的相依性
      • 5实际溶液(1):非理想溶液模型
        • 5.1 非理想溶液的普遍性
        • 5.2 强相互作用溶液的纳米簇模型
          • 5.2.1 非理想溶液的纳米簇效应
          • 5.2.2 溶液纳米簇结构的实验证据
          • 5.2.3 “疏水键力”的实质
        • 5.3 弱相互作用非理想溶液:纳米簇不适用的情形
        • 5.4 溶液的再定义
      • 6实际溶液(2):溶液活度
        • 6.1 浓度的实质与局限性
          • 6.1.1 浓度对理想溶液的决定性意义
          • 6.1.2 浓度的局限性
        • 6.2 活度与活度系数
          • 6.2.1 活度和活度系数的定义
          • 6.2.2 活度与化学势
          • *6.2.3 活度和活度系数合理性的实验验证
      • 7实际溶液(3):从活度到溶液性质
        • 7.1 活度与混合吉布斯自由能、混合焓、混合熵
          • 7.1.1 活度与混合吉布斯自由能
          • 7.1.2 活度系数与混合焓
          • 7.1.3 活度与混合熵
        • 7.2 实际溶液的混合体积以及其他混合广度性质
          • 7.2.1 活度系数与混合体积
          • 7.2.2 活度系数与混合内能、热容
        • 7.3 实际溶液活度与活度系数的进一步讨论
          • 7.3.1 以热力学浓度为基础的活度系数的普适性
          • 7.3.2 溶液中给定组分的活度系数与偏摩尔量
          • 7.3.3 活度与活度系数小结
        • 习题
    • 第九章 溶液与多相混合物
      • 1本章提要
      • 2吉布斯相律
        • 2.1 混合物单相系统相平衡基本变量
        • 2.2 混合物多相系统相律
          • 2.2.1 混合物相平衡基本条件
          • 2.2.2 混合物多相系统相律
      • 3混合物相图
        • 3.1 从相自由度预测混合物相图
        • 3.2 二元混合物的气-液相图与蒸馏
          • 3.2.1 二元理想溶液气-液平衡的压强-浓度相图
          • 3.2.2 两相平衡区物质的量的分配——杠杆规则
          • 3.2.3 二元混合物气-液平衡的温度-浓度相图
          • 3.2.4 溶液的蒸馏
        • 3.3 二元混合物的液-液和液-固相图
          • 3.3.1 二元混合物的液-液相图
          • 3.3.2 二元混合物的液-固平衡相图
          • 3.3.3 固溶体(合金)与溶液、气态混合物的比较
      • 4溶解度
        • 4.1 一种液体在另一种液体中的溶解度
          • 4.1.1 液-液系统的溶解度
          • 4.1.2 难溶液体的活度系数
        • 4.2 固体在液体中的溶解度
          • 4.2.1 固-液二元混合物系统中溶质的化学势
          • 4.2.2 固体在液体中的溶解度
          • 4.2.3 溶解度定理与“相似者相溶”原理
          • 4.2.4 固-液溶液的活度系数计算
          • 4.2.5 固-液溶液系统溶解度随温度、压强的变化
        • 4.3 气体在液体中的溶解度
      • 5萃取与重结晶
        • 5.1 萃取
        • 5.2 重结晶
          • 5.2.1 重结晶提纯
          • *5.2.2 重结晶控制晶体形貌
        • 5.3 再谈热力学浓度与活度系数
      • 习题
    • 第十章 表面与胶体(1):表面
      • 1本章提要
      • 2表面分类和一般性讨论
        • 2.1 凝聚态-气态界面
          • 2.1.1 固-气界面
          • 2.1.2 液-气界面
        • 2.2 凝聚态之间形成的界面
          • 2.2.1 固-固界面
          • 2.2.2 固-液界面
          • 2.2.3 液-液界面
        • 2.3 表面选择性吸附与单分子膜
          • 2.3.1 液-液界面选择性吸附
          • 2.3.2 液-气界面选择性吸附与LB膜
          • 2.3.3 固体表面吸附与自组装单分子膜
      • 3表面定量标度的吉布斯方案
        • 3.1 吉布斯之前的表面定量研究:表面张力方案
          • 3.1.1 表面张力的基本思想
          • 3.1.2 拉普拉斯公式
        • 3.2 已存吉布斯变量方程的缺失
        • 3.3 表面定量描述的吉布斯方案
          • 3.3.1 吉布斯方案的基本思想
          • 3.3.2 吉布斯方案的定量表达
          • 3.3.3 含表面项的能量类变量方程中的化学势和表面势
      • 4吉布斯方案的应用
        • 4.1 表面势与表面张力
          • 4.1.1 从吉布斯方案到拉普拉斯方程
          • 4.1.2 表面张力与表面势的进一步讨论
        • 4.2 毛细管现象的定量研究
          • 4.2.1 毛细管现象的定性分析
          • 4.2.2 毛细管现象定量分析:传统表面张力模型
          • 4.2.3 毛细管现象的热力学模型
          • *4.2.4 非柱形毛细管
      • 5表面吸附的定量研究
        • 5.1 固体表面吸附与表面催化简介
          • 5.1.1 固体表面结构
          • 5.1.2 表面催化简介
        • 5.2 表面吸附等温线
          • 5.2.1 朗缪尔单层吸附模型
          • 5.2.2 非朗缪尔型实验吸附等温线
      • 习题
    • 第十一章 表面与胶体(2):胶体溶液
      • 1本章提要
      • 2胶体化学简论
        • 2.1 胶体简介
          • 2.1.1 胶体的一般性讨论
          • 2.1.2 胶体的分类
        • 2.2 经典胶体化学
          • 2.2.1 经典胶体化学的产生与特点
          • 2.2.2 溶胶的形成
        • 2.3 胶体化学的新发展
          • 2.3.1 晶体的集体性质与现代胶体化学的特点
          • 2.3.2 纳米晶性质的尺寸相关性
          • 2.3.3 高质量胶体纳米晶对化学的意义
          • 2.3.4 高质量胶体纳米晶的合成化学
      • 3单个纳米尺寸胶体粒子的热力学性质
        • 3.1 相变附近的亚稳态现象
        • 3.2 单个纳米粒子热力学性质的定量研究
          • 3.2.1 不同尺寸液滴的饱和蒸气压
          • 3.2.2 小气泡内压强与半径的关系
          • 3.2.3 固体纳米粒子的成核
          • 3.2.4 固体纳米粒子尺寸相关的溶解度
          • 3.2.5 奥斯特瓦尔德熟化
      • 4胶体分散系的系统稳定性
        • 4.1 胶体纳米粒子的聚集倾向
          • 4.1.1 胶体分散系系统稳定性的一般性讨论
          • 4.1.2 胶体粒子的聚集倾向
        • 4.2 经典胶团结构与胶体粒子在电解质溶液中的稳定性
          • 4.2.1 电解质溶液中胶体粒子的胶团结构模型
          • 4.2.2 经典胶体溶液的电学性质
          • 4.2.3 经典胶体粒子分散系的双电层稳定模型
        • 4.3 高质量纳米晶-配体复合物的胶体稳定性
          • 4.3.1 胶团模型在现代胶体化学中的局限性及表面包覆
          • 4.3.2 纳米晶多极矩相互作用模型
          • 4.3.3 纳米晶-配体复合物稳定性
          • 4.3.4 选择性聚集
      • 习题
  • 下篇 化 学 变 化
    • 第十二章 化学平衡
      • 1本章提要
      • 2化学平衡的定量模型
        • 2.1 化学平衡的实验和理论证据
          • 2.1.1 化学平衡的经验基础
          • 2.1.2 化学平衡普遍存在的理论依据
        • 2.2 均相反应吉布斯自由能与化学平衡
          • 2.2.1 均相混合物中化学平衡常数的精确推导
          • 2.2.2 标准反应吉布斯自由能
          • 2.2.3 反应吉布斯自由能
        • 2.3 标准反应吉布斯自由能的计算
        • 2.4 对已有平衡常数与活度积知识的评阅
          • 2.4.1 常见平衡常数表达式
          • 2.4.2 非平衡态时的活度积和浓度积
      • 3化学平衡与混合吉布斯自由能
        • 3.1 理想混合物中的化学平衡
          • 3.1.1 理想气体反应平衡与混合吉布斯自由能
          • 3.1.2 理想溶液中化学平衡与混合吉布斯自由能
        • 3.2 实际溶液中化学平衡与混合吉布斯自由能
      • 4平衡常数与统计热力学
        • 4.1 平衡常数作为分布因子
          • 4.1.1 简单化学反应的玻耳兹曼分布
          • 4.1.2 平衡常数作为分布因子的可能性与必要性
        • 4.2 理想混合物中化学反应分布因子
          • 4.2.1 只涉及一个反应物和一个产物的一步反应的情形
          • 4.2.2 多个反应物和产物的单步反应
          • 4.2.3 复杂化学反应的反应分布因子
          • 4.2.4 反应因子与玻耳兹曼因子
        • 4.3 化学反应分布函数的应用及非理想溶液情形
          • *4.3.1 从反应因子计算两个电子态的浓度比
          • *4.3.2 复杂反应中某一个产物的平衡产率
          • 4.3.3 非理想溶液的反应因子
      • 5温度和压强对化学平衡的影响
        • 5.1 温度对化学平衡的影响
        • 5.2 压强对化学平衡的影响
      • 6可逆电化学
        • 6.1 电化学与化学平衡
          • 6.1.1 电化学功与反应吉布斯自由能
          • 6.1.2 标准电势与化学平衡常数
        • 6.2 能斯特方程
          • 6.2.1 能斯特方程的推导
          • 6.2.2 半电池反应与电极电位
      • 习题
    • 第十三章 非平衡态热力学与输运过程
      • 1本章提要
      • 2现存平衡态热力学的局限性
        • 2.1 经验与实验事实对平衡态热力学的挑战
          • 2.1.1 热寂说
          • 2.1.2 化学实验事实对平衡态热力学的挑战
        • 2.2 现存热力学基本框架的理论检讨
          • 2.2.1 统计热力学基本概念:需要特征长度的情形
          • 2.2.2 微观结构改变的时间问题:宏观时间真的不可分辨吗
          • 2.2.3 统计热力学基本假定面对的根本挑战:各运动形式可有各自的特征时间
        • 2.3 小结与展望
      • 3热力学“环境”:标准熵源
        • 3.1 基本思路
        • 3.2 热力学环境
          • 3.2.1 热力学环境的特殊性
          • 3.2.2 “理想环境”的定义
          • 3.2.3 理想环境与等效熵源
          • 3.2.4 “环境熵变”与“熵流”
      • 4非平衡态热力学简论
        • 4.1 非平衡态与化学
          • 4.1.1 一般性探讨
          • 4.1.2 非平衡态在化学中的决定性意义
          • 4.1.3 非平衡态热力学需要为化学回答的主要问题
        • 4.2 线性非平衡态热力学
          • 4.2.1 特征长度与运动耦合
          • 4.2.2 特征长度的表现形式
          • 4.2.3 特征时间与特征长度的关系
          • 4.2.4 强度性质的梯度与广度性质的通量
          • 4.2.5 线性非平衡态热力学基本方程
      • 5溶液中的输运过程
        • 5.1 输运过程简述
        • 5.2 传热过程
          • 5.2.1 传热过程的定量模型
          • 5.2.2 导热材料与绝热材料
        • 5.3 溶液中分子迁移的微观模型与黏度
          • 5.3.1 溶液中的分子迁移
          • 5.3.2 分子迁移的宏观图像:液体的黏度作为内摩擦系数
          • 5.3.3 分子黏度与宏观黏度的统一性
          • 5.3.4 液体热膨胀与温度相关黏度
        • 5.4 溶液中的分子扩散
          • 5.4.1 分子扩散的线性非平衡态热力学模型
          • 5.4.2 扩散系数与溶液黏度的关系
          • 5.4.3 扩散与浓度随时间的变化
          • 5.4.4 搅拌对溶液均匀性的影响
          • 5.4.5 扩散和对流同时存在对浓度的影响
      • 6溶液中分子的自扩散和离子迁移
        • 6.1 自扩散的经典力学模型与热力学模型
          • 6.1.1 自扩散的一般性讨论
          • 6.1.2 经典力学模型
        • 6.2 自扩散的热力学分析
          • 6.2.1 布朗运动有关单粒子的实验结果
          • 6.2.2 分子自由迁移距离的热力学模型
        • 6.3 离子在电场中的迁移
          • 6.3.1 离子在溶剂中的迁移率
          • 6.3.2 电解质溶液电导率与离子迁移率
          • 6.3.3 弱电解质溶液解离常数与摩尔电导率
      • 习题
    • 第十四章 局域平衡态与理论动力学
      • 1本章提要
      • 2局域平衡态理论概论
        • 2.1 局域平衡态与特征时间
          • 2.1.1 局域平衡态热力学与线性非平衡态热力学的区别
          • 2.1.2 多种特征时间的并存
          • 2.1.3 从特征时间定义局域平衡态
        • 2.2 局域平衡态的分类与判定
          • 2.2.1 空间局域平衡态概念
          • 2.2.2 空间局域平衡态的选择定则
          • 2.2.3 自由能局域平衡态
        • 2.3 局域平衡态小结
      • 3吉布斯自由能局域平衡态定量模型
        • 3.1 自由能局域平衡态理论基础
          • 3.1.1 电子态、微观结构、局域平衡态
          • 3.1.2 基元化学反应实例分析
          • 3.1.3 吉布斯自由能垒存在原理
          • 3.1.4 吉布斯自由能局域平衡态模型合理性的定量论证
        • 3.2 均相化学平衡的局域平衡态实质
          • 3.2.1 现存化学平衡框架与平衡态热力学的矛盾
          • 3.2.2 局域平衡态对化学平衡的解释
        • 3.3 不需要考虑自由能局域平衡态的系统:简单气体过程
      • 4基元化学反应与动力学时钟
        • 4.1 现存基元化学动力学理论概述
          • 4.1.1 质量作用定律
          • 4.1.2 范特霍夫公式(阿伦尼乌斯公式)
          • 4.1.3 分子碰撞理论
          • 4.1.4 活化能定义
          • 4.1.5 吉布斯方案
        • 4.2 化学反应的时间轴
          • 4.2.1 经典热力学与时间无关
          • 4.2.2 自由能局域平衡态与动力学的一般性讨论
          • 4.2.3 动力学过程分析实例
          • 4.2.4 动力学时钟
        • 4.3 局域平衡态动力学公式与经典过渡态理论比较
          • 4.3.1 经典过渡态理论的困局
          • 4.3.2 活化熵
      • 5复杂化学动力学系统的基本理论
        • 5.1 多步反应与竞争反应
          • 5.1.1 多步反应
          • 5.1.2 竞争反应
        • 5.2 催化反应的局域平衡态分析
          • 5.2.1 经典催化反应的理论模型
          • 5.2.2 局域平衡态理论为基础的催化反应基本模型
          • 5.2.3 局域平衡态选择性催化模型
          • 5.2.4 活化熵增加催化机理
          • 5.2.5 t°上减小催化机理
          • 5.2.6 过渡金属在催化中的独特地位
        • 5.3 溶液中的反应动力学特性分析
          • 5.3.1 溶液反应的复杂性
          • 5.3.2 扩散控制反应的动力学处理
      • 习题
    • 第十五章 实验化学动力学
      • 1本章提要
      • 2实验化学动力学基础
        • 2.1 动力学定量研究起源与化学反应速率定义
          • 2.1.1 拉瓦锡与实验化学动力学的定量特点
          • 2.1.2 化学反应速率的定义
        • 2.2 化学反应动力学方程
          • 2.2.1 微分动力学方程
          • 2.2.2 积分动力学方程
          • 2.2.3 一级反应的积分动力学方程
          • 2.2.4 其他具有确定反应级数的积分动力学方程
      • 3化学反应动力学定量观测
        • 3.1 实验观测手段
          • 3.1.1 实验观测手段的基本要求与历史演变
          • 3.1.2 光谱方法简述
          • 3.1.3 光谱学定量基础:朗伯-比尔定律
          • 3.1.4 从浓度数据计算反应速率
        • 3.2 初始反应速率与反应级数的实验确定
          • 3.2.1 初始反应速率
          • 3.2.2 隔离法与反应级数的确定
        • 3.3 活化能测定
        • 3.4 活度系数的影响
      • 4化学平衡时间常数
        • 4.1 “正逆反应对”与化学平衡
          • 4.1.1 一级正逆反应对的积分动力学方程
          • 4.1.2 浓度渐近线
        • 4.2 化学平衡时间常数
          • 4.2.1 化学平衡时间常数定义
          • 4.2.2 一级正逆反应对的化学平衡时间常数确定
          • 4.2.3 一般正逆反应对化学平衡标准时间常数的确定
          • 4.2.4 化学平衡时间常数、化学平衡常数、反应因子
      • 5复杂反应的实验研究和数据处理
        • 5.1 复杂反应机理研究简介
        • 5.2 复杂反应的积分动力学方程
          • 5.2.1 复杂反应积分动力学方程的意义
          • 5.2.2 决速步骤近似
          • 5.2.3 前平衡近似
          • 5.2.4 稳态近似
        • 5.3 复杂反应动力学分析实例——酶催化机理
          • 5.3.1 实验事实与机理推测
          • 5.3.2 底物-酶络合物以及产物-酶络合物稳定性
          • 5.3.3 决速步骤近似
          • 5.3.4 稳态近似适用于酶催化动力学吗
          • 5.3.5 极高底物浓度的情形
          • 5.3.6 前平衡近似
          • 5.3.7 酶催化动力学结语
      • 习题
    • 索引
    • 后记

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