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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