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前言页1

第一部分 物质的状态1

第一章 状态方程1

1-1 引言1

1-2 理想气体定律1

1-3 分子间力5

1-4 气体的非理想性质8

1-5 与理想性质的偏差9

1-6 真实气体的一些状态方程10

1-7 气体的液化15

1-8 对应状态原理18

1-9 气体混合物22

1-10 液体的状态方程24

习题25

参考文献和推荐读物27

第二章 状态方程的分子基础29

2-1 引言和理想气体定律29

2-2 气体分子运动论和范德华方程33

2-3 大气定律34

2-4 分子速度分布35

2-5 麦克斯韦分布定律的实验验证41

2-7 分子与固体表面的碰撞：隙流42

2-6 分子的最可几速率和算术平均速率42

2-8 分子间的碰撞和麦克斯韦平均自由程44

习题46

参考文献和推荐读物47

第三章 气体的迁移性48

3-1 粘滞性48

3-2 导热性53

3-3 扩散54

习题57

4-1 麦克斯韦能量分布定律58

第四章 其它课题58

4-2 均分原理59

习题63

第二部分 经典热力学64

第五章 热力学第一定律64

5-1 引言64

5-2 基本定义65

5-3 全微分68

5-4 热力学第一定律的数学表述70

5-5 可逆过程和不可逆过程72

5-6 量热学73

5-8 热容75

5-7 焓75

5-9 热力学第一定律应用于化学反应：热化学77

5-10 标准生成焓79

5-11 键能81

5-12 反应焓变与温度的关系83

5-13 热力学第一定律应用于理想气体88

习题93

参考文献和推荐读物96

第六章 热力学第二定律98

6-1 引言98

6-2 卡诺循环99

6-3 热力学温标102

6-4 热力学第二定律的数学表述：熵103

6-5 熵是过程自发性的量度104

6-6 热力学第一定律和第二定律的联合公式105

6-7 亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能105

6-8 亥姆霍兹自由能随体积和温度的变化关系及吉布斯自由能随温度和压力的变化关系107

6-9 熵变的求算109

6-10 平衡状态的热力学判据111

6-11 热力学第一定律和第二定律在气体中的某些应用111

习题117

参考文献和推荐读物119

7-1 引言120

第七章 热力学在单组分体系相平衡中的应用120

7-2 单组分多相体系的平衡条件121

7-3 单组分体系的相图122

7-4 克劳修斯-克拉佩龙方程125

7-5 蒸气压与外压的函数关系129

7-6 表面的大小和形状对蒸汽压的影响130

7-7 蒸气压的实验测定132

7-8 二级相变133

习题134

参考文献和推荐读物136

8-1 引言137

第八章 热力学在多组分体系相平衡中的应用137

8-2 偏摩尔性质138

8-3 吉布斯-杜亥姆方程140

8-4 偏摩尔性质的测定140

8-5 溶液的偏摩尔焓142

8-6 化学势143

8-7 吉布斯相律的推导145

8-8 辅助热力学函数145

8-8.1 逸度145

8-8.2 活度149

8-9 理想混合物154

8-10 理想溶液的汽-液平衡155

8-11.1 气体在液体中的溶解度159

8-11 稀溶液的性质159

8-11.2 依数性163

8-12 非理想溶液168

8-13 非理想溶液的汽-液平衡169

8-14 正规溶液175

8-15 部分互溶液体的溶液176

8-16 非互溶液体的蒸气压178

8-17 分馏179

8-18 凝聚体系的相图181

8-18.1 固-液相图181

8-18.2 起反应组分的体系的相图183

8-18.3 三组分体系的相平衡186

8-18.4 溶质在两种互不相溶的溶剂间的分配188

8-18.5 三组分体系中的固、液相间平衡189

8-19 表面热力学190

习题192

参考文献和推荐读物194

第九章 热力学第一、第二定律应用于化学反应196

9-1 引言196

9-2 化学反应的平衡常数196

9-2.1 平衡常数与压力的关系197

9-2.2 平衡常数与温度的关系198

9-3 标准生成吉布斯自由能200

9-4 各种平衡常数之间的相互关系201

9-5 压力、惰性气体和温度对气态反应产量的影响202

9-6 多相反应中的化学平衡203

9-7 热力学第三定律204

9-8 热力学第三定律的某些推论207

9-9 绝对零度不能达到原理209

9-10 热力学第三定律的实验验证210

9-11 焓函数(？-？)/T和吉布斯自由能函数(？-？)/T210

习题213

参考文献和推荐读物217

10-1 引言219

第三部分 量子力学219

第十章 量子力学原理219

10-2 波函数222

10-3 波尔原子225

10-4 定态和箱中的粒子227

10-5 共轭有机分子的颜色234

习题235

参考文献和推荐读物237

第十一章 薛定谔方程的解238

11-1 引言238

11-2 谐振子238

11-3 刚性转子244

11-4 角动量249

11-5 氢原子254

11-6 近似方法265

附录269

附录A 谐振子的本征函数269

附录B 两个积分的比值271

附录C 刚性转子的本征函数272

附录D 角动量274

附录E 氢原子的本征函数275

习题277

参考文献和推荐读物278

第十二章 原子结构280

12-1 引言280

12-2 电子自旋286

12-3 不相容原理与自旋291

12-4 原子轨道295

习题299

参考文献和推荐读物299

第十三章 光和光谱学300

13-1 光的本性300

13-2 跃迁几率305

13-3 跃迁几率和量子理论307

13-4 微波激射和激光310

参考文献和推荐读物313

习题313

第十四章 双原子分子光谱315

14-1 实验数据315

14-2 分子波函数317

14-3 分子的对称性325

14-4 选律和电子谱带中的光谱强度326

14-5 红外区和微波区内谱线的强度335

附录336

习题337

参考文献和推荐读物338

15-1 引言339

第十五章 化学键339

15-2 氢分子离子340

15-3 氢分子344

15-4 双原子分子348

15-5 电负性352

15-6 杂化355

15-7 不饱和分子361

15-8 共轭分子和芳香分子365

附录371

附录A 用椭圆坐标计算积分I、J和S371

附录B 许克尔方程的解析解373

习题375

参考文献和推荐读物376

第十六章 磁共振377

16-1 引言377

16-2 弛豫现象381

16-3 化学位移386

16-4 自旋-自旋耦合389

16-5 电子自旋共振393

附录 两个质子的自旋体系398

习题401

参考文献和推荐读物402

17-1 晶体的结构403

第十七章 固态403

17-2 离子晶体405

17-3 金属和半导体407

17-4 分子晶体415

习题418

第十八章 散射辐射和分子几何学420

18-1 引言420

18-2 辐射和物质的相互作用420

18-3 强度和振幅422

18-3.1 振幅的相加423

18-4 原子散射426

18-4.1 电子对x-射线的散射427

18-4.2 原子对x-射线的相干散射428

18-4.3 原子对x-射线的不相干散射429

18-4.4 电子散射和中子散射431

18-5 散射截面432

18-6 分子衍射433

18-6.1 气体的衍射433

18-6.2 固体衍射438

18-7 分子几何学439

18-7.1 实验的分子几何形状与分子振动439

18-7.2 理论的几何形状442

习题443

参考文献和推荐读物444

第四部分 统计热力学446

第十九章 统计热力学446

19-1 引言446

19-2 分布定律448

19-3 负绝对温度452

19-4 关于配分函数的补充讨论453

19-5 以配分函数表示的各种热力学函数456

19-6 热力学基本定律的分子解释458

19-7 配分函数的求算461

19-7.1 平均配分函数461

19-7.2 转动配分函数463

19-7.3 振动配分函数466

19-7.4 电子配分函数470

19-7.5 原子核配分函数472

19-8 气体混合物的统计热力学474

19-9 平衡常数的统计解释475

19-10 理想晶体的统计热力学479

19-11 理想点阵气体482

19-12 非理想流体的状态方程的统计推导483

19-13 电子气487

习题489

参考文献和推荐读物490

第五部分 化学动力学492

第二十章 反应速率和机理492

20-1 引言492

20-2 均相反应速率494

20-2.1 反应速率494

20-2.2 速率公式的确定496

20-2.3 速率常数与温度的关系501

20-3 反应机理和基元反应504

20-3.1 复杂反应505

20-3.2 赖斯-赫茨菲尔德链反应509

20-3.3 爆炸：H2+O2反应511

20-4 详细平衡：动力学和热力学514

20-5 活化剂引发的反应519

20-5.1 产率521

20-5.2 能量的吸收522

20-5.3 光化反应机理526

20-5.4 放射化学反应机理528

20-6 快速反应速率的测定532

20-6.1 经典方法534

20-6.2 快速混合法534

20-6.3 场跃变法535

20-6.5 生存期法539

20-6.4 脉冲法539

20-7 中间物548

20-7.1 鉴别548

20-7.2 反应体系中的检测550

20-7.3 浓度的测定551

20-7.4 间接推断法552

20-8 多相反应557

20-8.1 反应类型557

20-8.2 质量传递558

20-8.3 吸附和解吸561

20-8.4 表面组成和表面结构570

20-8.5 催化表面反应机理581

习题583

参考文献和推荐读物593

第二十一章 动力学的统计理论596

21-1 引言596

21-2 碰撞理论597

21-2.1 两个分子的相对运动597

21-2.2 反应截面601

21-2.3 速率常数602

21-2.4 没有活化能的反应605

21-2.5 液体中的反应606

21-3 分子力学：H+H2反应608

21-4 能量传递615

21-4.1 单分子反应616

21-4.2 化合反应619

21-5 活化络合物理论620

21-5.1 速率常数的热力学表示式622

21-5.2 从分子性质推算速率常数622

21-5.3 改进：穿透系数和活度626

21-6 单分子反应理论628

21-6.1 RRKM模型628

21-6.2 振动配分函数的求算630

21.6.3 RRKM速率常数631

21-6.4 活化能、下降区域和RRKM理论636

习题638

参考文献和推荐读物641

第二十二章 反应物和产物的各种状态的分解法645

22-1 引言645

22-2 平动状态646

22-2.1 反应物和产物的动量的方向646

22-2.2 平动能和反应截面648

22-3 反应物的内部状态650

22-3.1 振动受激物质的反应651

22-3.2 分子间的能量传递653

22-4 产物的内部状态655

习题656

参考文献和推荐读物657

第六部分 电化学659

第二十三章 电解质溶液引论659

23-1 电解质溶液的依数性659

23-2 离子-溶剂的相互作用660

23-3 离子-离子的相互作用661

参考文献和推荐读物665

第二十四章 电解质溶液中的迁移性质和热力学性质666

24-1 电解和法拉第定律666

24-2 迁移数668

24-3 电解电导672

24-4 阿累尼乌斯理论和当量电导676

24-5 离子相互作用理论678

24-6 离子氛和电导理论683

24-7 维恩效应和德拜-福尔肯哈根效应686

24-8 当量电导与温度的关系687

24-9 电导测定的某些应用687

24-10 电解质溶液中的扩散688

24-11 电解质溶液的化学势和标准态689

24-12 溶液中离子的偏摩尔焓692

24-13 活度系数的实验测定694

24-14 活度系数的理论计算：德拜-尤格尔公式696

24-15 氢离子浓度：pH，paH和ptH标度699

24-16 离子间力对于反应速率的影响700

习题703

参考文献和推荐读物705

第二十五章 原电池707

25-1 引言707

25-2 半电池电位707

25-3 电池的标准电动势的确定713

25-4 根据电动势测量结果求算某些热力学性质714

25-5 液体接界电位717

25-6.1 金属-金属离子半电池718

25-6.2 汞齐半电池718

25-6 半电池的分类718

25-6.3 气体-离子半电池719

25-6.4 金属-难溶盐-负离子半电池719

25-6.5 氧化-还原半电池721

25-7 原电池的类型722

25-8 燃料电池725

25-9 PaH的测定726

25-10 玻璃电极729

25-11 膜渗平衡729

25-12 关于电极过程的其它说明731

习题735

参考文献和推荐读物737

附录738

附录Ⅰ 偏微分和全微分738

附录Ⅱ 常用导数和积分740

附录Ⅲ 常用级数742

附录Ⅳ 复数743

附录Ⅴ 误差函数744

附录Ⅵ 拉格朗日待定因子法745

附录Ⅶ 斯特林近似公式747

附录Ⅷ 最小二乘法747

附录Ⅸ 国际单位制(SI)单位和基本常数748

习题答案754

索引762