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物理化学(第三版)

“十五”国家规划教材

作者:
范康年 周鸣飞
定价:
118.00元
ISBN:
978-7-04-055562-2
版面字数:
1610.000千字
开本:
16开
全书页数:
暂无
装帧形式:
平装
重点项目:
“十五”国家规划教材
出版时间:
2021-03-18
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、普通高等教育“十五”国家级规划教材,是一本包含微观和宏观内容并使其相互联系、相互渗透而成为一个完整体系的物理化学教材。

本书是在第二版的基础上修订而成的,对经典热力学内容进行了精选和压缩,增加了胶体、超分子体系、分子反应动力学和光电化学等方面的内容。全书分三大部分共二十四章,第一部分介绍微观结构和性质,包括量子力学基础、原子结构和原子光谱、化学键理论和简单分子结构、分子对称性和群论、典型多原子分子结构、分子间相互作用、固态及微观结构测定的基本原理;第二部分介绍平衡体系的性质,包括统计热力学基础、热力学基本定律、热力学基本方程及化学势、多组分体系热力学、化学平衡体系热力学、界面现象和表面化学及胶体与超分子体系热力学;第三部分介绍变化体系的性质,包括传递过程与非平衡态热力学、化学动力学基本规律、各种反应体系的动力学、基元反应速率理论、分子反应动力学、电化学热力学、电化学动力学及光化学和光电化学。全书采用国际单位制(SI)为基础的法定计量单位。各章的习题参考答案和彩色插图可通过扫描书中的二维码查看。

本书可作为高等学校化学类各专业物理化学和结构化学课程的教材,也可供有关专业参考使用。

  • 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
    • 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) 谐振子
      • (三) 刚性转子
      • 习题
      • 本章附录
        • A1.1 简谐振子方程的解
        • A1.2 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) 方程的建立及原子单位
      • (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) 全同粒子和泡利原理
      • (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
      • 本章附录
        • A2.1 R(r)方程的解
        • A2.2 矢量
  • 第三章 化学键理论和简单分子结构
    • 3.1 价键理论
      • (一) 价键理论对H2分子的处理
      • (二) 解的讨论
      • (三) 价键理论的要点和应用
    • 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
    • 3.4 饱和多原子分子结构
      • (一) 杂化轨道理论
      • (二) 离域分子轨道
      • (三) 定域分子轨道
      • (四) 离域轨道和定域轨道关系
      • 习题
  • 第四章 分子对称性和群论
    • 4.1 分子对称性
      • (一) 对称元素和对称操作
      • (二) 分子对称性分类
      • (三) 分子所属类别的判断方法
      • (四) 分子对称性和物理性质
    • 4.2 群论
      • (一) 群论基础
      • (二) 矩阵表示
      • (三) 特征标表
    • 4.3 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) 非零矩阵元的检验和光谱选律
    • 4.4 分子对称性和群表示理论若干规律(拓展)
      • (一) 对称操作乘法表及组合规则
      • (二) 群表示理论若干规律
      • 习题
      • 本章附录
        • A4.1 矩阵和矩阵运算
  • 第五章 典型多原子分子结构
    • 5.1 共轭分子结构
      • (一) 休克尔分子轨道法
      • (二) 休克尔分子轨道法应用实例
      • (三) 矩阵对角化解久期方程
      • (四) 苯的结构及其芳香性
      • (五) 共轭直链多烯和共轭环多烯
      • (六) 杂原子和无机共轭分子
      • (七) 共轭大π键的类型
    • 5.2 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
      • (四) 碳原子簇结构
      • (五) 过渡金属原子簇化合物结构
    • 5.3 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
    • 5.4 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
      • (二) 径向分布函数的测定和计算
      • (三) 氢键和疏水作用
    • 6.4 超分子结构化学和分子组装
      • (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 晶体结构的周期性
      • (一) 周期性和点阵
      • (二) 点阵单位和晶胞
      • (三) 晶面表示方法
    • 7.2 晶体结构的对称性
      • (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) 几种典型离子晶体结构
      • (二) 点阵能
      • (三) 离子半径和离子极化
      • (四) 鲍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) 分子晶体
    • 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 光与物质相互作用形式
      • (一) 吸收
      • (二) 发射(自发和受激)
      • (三) 拉曼散射
      • (四) 光谱范围
    • 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
      • (五) 拉曼光谱
    • 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.康顿原理
      • (四) 多原子分子电子光谱
      • 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) 脉冲傅里叶变换核磁共振
      • (四) 化学位移
      • (五) 核的自旋.自旋耦合
      • (六) 其他核磁共振方法
    • 9.2 电子顺磁共振
      • (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
      • 习题
  • 第十章 统计热力学基础
    • 10.1 玻耳兹曼统计
      • (一) 微观状态和热力学概率
      • (二) 玻耳兹曼公式和撷取最大项近似
      • (三) 玻耳兹曼统计法
      • (四) 麦克斯韦.玻耳兹曼分布定律
    • 10.2 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
    • 10.3 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
    • 10.4 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
    • 10.5 系综理论简介
      • (一) 系综的概念
      • (二) 微正则系综
      • (三) 正则系综
      • (四) 正则分布与分子配分函数
      • (五) 巨正则系综
      • 习题
  • 第十一章 热力学基本定律
    • 11.1 热力学概论
      • (一) 温度、热平衡及热力学第零定律
      • (二) 热力学的一些常用基本概念
      • (三) 内能、热、功和焓
      • (四) 化学反应的热效应
    • 11.2 热力学第一定律
      • (一) 热力学第一定律的表述
      • (二) 热力学第一定律的统计解释
      • (三) 功的计算和可逆过程
    • 11.3 理想气体的热力学过程
      • (一) 热容及相关计算
      • (二) 焦耳实验
      • (三) 绝热过程
      • (四) 理想气体的卡诺循环
    • 11.4 热力学第二定律与熵
      • (一) 热力学第二定律的引出
      • (二) 熵函数——过程方向性的判据
      • (三) 克劳修斯不等式和熵增加原理
      • (四) 熵和热力学第二定律的统计解释
    • 11.5 热力学第三定律
      • (一) 热力学第三定律的引出和表述
      • (二) 热力学第三定律的实验验证和统计解释
      • 习题
  • 第十二章 热力学基本方程及化学势
    • 12.1 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
    • 12.2 亥姆霍兹自由能与吉布斯自由能
      • (一) 恒温恒容体系及亥姆霍兹自由能的引出
      • (二) 恒温恒压体系及吉布斯自由能的引出
      • (三) 吉布斯自由能及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
    • 12.3 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) 麦克斯韦关系式及其推论
      • (三) 焦耳.汤姆孙效应与节流制冷
      • (四) 在纯物质两相平衡中的应用
    • 12.4 偏摩尔量
      • (一) 偏摩尔量的定义
      • (二) 偏摩尔量的基本公式
      • (三) 偏摩尔量的测定
    • 12.5 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 多组分体系热力学
    • 13.1 理想溶液和稀溶液依数性
      • (一) 理想溶液
      • (二) 稀溶液
    • 13.2 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
    • 13.3 相律
      • (一) 相、组分数和自由度
      • (二) 相律的推导
    • 13.4 二组分体系相图
      • (一) 二组分气.液体系
      • (二) 二组分液.液体系
      • (三) 二组分液.固体系
    • 13.5 三组分体系相图
      • (一) 部分互溶的三液体系
      • (二) 固.固.液三组分水盐体系
      • 习题
  • 第十四章 化学平衡体系热力学
    • 14.1 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
    • 14.2 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
    • 14.3 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
    • 14.4 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
      • (三) 从配分函数直接计算平衡常数
    • 14.5 化学反应条件分析
      • (一) 常压气相反应
      • (二) 高压气相反应
      • (三) 液相反应
      • (四) 同时平衡和耦合反应
      • 习题
  • 第十五章 界面现象和表面化学
    • 15.1 界面相热力学基础
      • (一) 比表面与表面分散度
      • (二) 表面能与表面张力
      • (三) 含表面能的基本热力学方程
      • (四) 表面吸附与吉布斯吸附等温式
    • 15.2 液体表面现象
      • (一) 弯曲液面的附加压力
      • (二) 表面曲率与表面张力的关系
      • (三) 表面曲率与液体蒸气压的关系
      • (四) 黏附功与润湿现象
      • (五) 接触角与润湿的关系
    • 15.3 固体表面现象
      • (一) 物理吸附和化学吸附
      • (二) 朗缪尔吸附等温式
      • (三) 弗罗因德利希和特姆金吸附等温式
      • (四) BET吸附等温式及比表面测定原理
    • 15.4 固体表面组成与结构
      • (一) 固体表面组成和价态
      • (二) 固体表面结构及其作用
    • 15.5 表面吸附态测定及反应机理(拓展)
      • (一) 表面化学测定技术基本要求
      • (二) 表面能谱研究表面吸附
      • (三) 热脱附方法研究表面吸附
      • (四) 隧道扫描探针研究表面吸附
      • 习题
      • 本章附录
        • A15.1 基于吸附动力学动态平衡推导朗缪尔吸附等温式
  • 第十六章 胶体与超分子体系热力学
    • 16.1 胶体分散体系基本性质
      • (一) 胶体分类
      • (二) 胶团结构
      • (三) 胶体的动电性质
    • 16.2 胶体界面扩散双电层模型及稳定性
      • (一) 界面扩散双电层模型
      • (二) 胶粒稳定性和聚沉控制
    • 16.3 表面活性剂及其应用
      • (一) 表面活性剂分类
      • (二) 临界胶束浓度
      • (三) 表面活性剂应用
      • (四) 表面活性剂的构效关系
    • 16.4 高分子分散体系基本性质
      • (一) 高分子化合物基本概念
      • (二) 高分子溶液基本特性
      • (三) 高分子溶液热力学
    • 16.5 高分子的超分子自组装
      • (一) 超分子体系组装热力学
      • (二) 聚电解质及其自组装
      • (三) 高分子层层自组装
      • (四) 嵌段共聚物自组装
      • 习题
  • 第十七章 传递过程和非平衡态热力学
    • 17.1 传递过程基本规律
      • (一) 热传导
      • (二) 黏度
      • (三) 扩散
      • (四) 布朗运动
    • 17.2 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
  • 第十八章 化学动力学基本规律
    • 18.1 化学动力学概论
      • (一) 化学反应的不同层次
      • (二) 化学反应分类
      • (三) 化学动力学的主要任务
    • 18.2 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
    • 18.3 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) 速率方程的确定
    • 18.4 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) 阿伦尼乌斯定律
      • (三) 活化能对反应速率的影响
      • (四) 活化能的物理意义
    • 18.5 典型的复杂反应和反应机理
      • (一) 对峙反应
      • (二) 平行反应
      • (三) 连续反应
      • (四) 反应机理及近似处理方法
    • 18.6 化学反应中的动态与平衡
      • (一) 微观可逆性原理和精细平衡原理
      • (二) 速率常数与平衡常数的关系
      • 习题
  • 第十九章 各种反应体系的动力学
    • 19.1 链反应
      • (一) 直链反应
      • (二) 支链反应
    • 19.2 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
    • 19.3 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) 酶催化反应
    • 19.4 流动体系反应
      • (一) 连续管式反应
      • (二) 连续釜式反应
      • 习题
  • 第二十章 基元反应速率理论
    • 20.1 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
    • 20.2 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
      • (三) 动力学同位素效应
    • 20.3 单分子反应理论
      • (一) 林德曼理论
      • (二) RRKM理论
    • 20.4 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
  • 第二十一章 分子反应动力学
    • 21.1 态.态反应
      • (一) 碰撞截面
      • (二) 从微观反应速率常数到宏观反应速率常数
    • 21.2 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
    • 21.3 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
  • 第二十二章 电化学热力学
    • 22.1 电解质溶液的活度与相关性质
      • (一) 离子的活度与平均活度系数
      • (二) 德拜-休克尔理论
    • 22.2 电解质溶液离子的迁移
      • (一) 电解质溶液的导电性
      • (二) 离子的迁移率
    • 22.3 可逆电池及其电动势
      • (一) 电池的化学能与电能
      • (二) 可逆电池电动势的测定
      • (三) 可逆电池电动势与活度和温度的关系
    • 22.4 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) 电极电势和电池电动势的计算
      • (五) 可逆电极的种类
    • 22.5 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
    • 22.6 电池电动势的应用
      • (一) 平衡常数与活度系数的测定
      • (二) 离子选择性电极和膜电势
      • (三) 电势.pH图及其应用
      • 习题
      • 本章附录
        • A22.1 德拜.休克尔公式推导
  • 第二十三章 电化学动力学
    • 23.1 电极过程和电极极化
      • (一) 电极过程和反应速率
      • (二) 极化和超电势
      • (三) 三类极化
    • 23.2 活化极化
      • (一) 电极电势对反应吉布斯活化能的影响
      • (二) 巴特勒.福尔默方程
      • (三) 塔费尔公式
      • (四) 氢超电势理论
      • (五) 氢超电势应用
    • 23.3 浓差极化
      • (一) 传质的三种模式
      • (二) 稳态扩散控制下的极化曲线
      • (三) 混合扩散控制下的极化曲线
    • 23.4 电化学测量
      • (一) 三电极体系
      • (二) 计时电流法
      • (三) 循环伏安法
    • 23.5 电化学应用
      • (一) 电解
      • (二) 金属的电沉积
      • (三) 金属的腐蚀和防腐
      • (四) 化学电源
      • 习题
  • 第二十四章 光化学与光电化学
    • 24.1 光化学基础
      • (一) 光物理基本概念
      • (二) 光化学基本定律
      • (三) 量子产率
    • 24.2 光化学反应
      • (一) 光化学反应势能面与反应类型
      • (二) 电子激发态能量转移与电子转移
      • (三) 荧光淬灭
    • 24.3 光电化学
      • (一) 半导体电极
      • (二) 半导体电极的光电效应
      • (三) 光电化学应用
      • 习题
  • 附录
    • Ⅰ 一些单质及化合物的热力学数据(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 一些物理学和化学的基本常数(2018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
  • 人名索引

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