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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 单电子体系Schr？dinger方程的解1

1.1.2　多电子原子Schr？dinger方程的解4

1.2　原子参数与元素周期性11

1.2.1　原子半径11

1.2.2 电离能17

1.2.3　电子亲和能19

1.2.4　电负性20

1.3　共价键理论概述23

1.3.1 H2分子的分子轨道法处理24

1.3.2 H2的价键法处理26

1.3.3　价键理论和分子轨道理论要点28

1.4　键参数与分子构型32

1.4.1　键参数32

1.4.2　分子立体构型的确定38

1.5　分子对称性与点群43

1.5.1　对称操作和对称元素43

1.5.2　对称群45

1.6　单质的性质及其周期性递变规律54

1.6.1　单质的结构及其聚集态54

1.6.2　单质的物理性质55

1.6.3　单质的化学性质56

1.7　主族元素化合物的周期性性质59

1.7.1　分子型氢化物59

1.7.2　氯化物59

1.7.3　氧化物及其水合物63

1.7.4　无机含氧酸盐的溶解性和热稳定性67

1.8　元素性质的周期反常现象72

1.8.1　氢和第二周期元素的反常性质72

1.8.2　过渡后p区元素的不规则性75

1.8.3　第六周期重过渡元素的不规则性78

1.8.4　第二周期性和原子模型的松紧规律79

习题83

第2章　酸碱和溶剂化学87

2.1　酸碱理论87

2.1.1　早期的酸碱概念87

2.1.2　水-离子理论88

2.1.3　质子理论88

2.1.4　溶剂体系理论89

2.1.5　电子理论90

2.1.6 正负离子理论90

2.1.7 Lux酸碱理论91

2.2　质子酸的酸性与周期性92

2.2.1　质子酸的酸性92

2.2.2　质子酸的强度93

2.2.3　质子酸酸度变化的周期性趋势102

2.3 Lewis酸与Lewis碱104

2.3.1 Lewis酸、碱的实例104

2.3.2 Lewis酸碱反应107

2.3.3 Lewis酸碱的热力学标度108

2.4　软硬酸碱109

2.4.1　软硬酸碱的分类109

2.4.2　软硬酸碱原理的应用111

2.4.3　软硬酸碱基本理论112

2.5　非水溶液体系113

2.5.1　非水质子溶剂113

2.5.2　非质子溶剂116

2.5.3　超酸和魔酸118

习题121

第3章　无机化合物的制备和表征123

3.1　无机化合物的制备方法123

3.1.1　高温无机合成123

3.1.2　低温合成128

3.1.3　高压合成129

3.1.4　水热合成130

3.1.5　无水无氧合成133

3.1.6　电化学无机合成135

3.1.7　等离子体合成136

3.2　无机分离技术137

3.2.1　溶剂萃取法137

3.2.2　离子交换分离141

3.2.3　膜法分离技术144

3.3　表征技术147

3.3.1 X射线衍射法147

3.3.2　紫外-可见分光光度法149

3.3.3　红外光谱150

3.3.4　核磁共振谱152

3.3.5　电子顺磁共振155

3.3.6 X射线光电子能谱156

3.3.7　热分析技术157

习题158

第4章　无机材料化学160

4.1　离子晶体结构的Pauling规则160

4.2　晶体中的缺陷164

4.2.1　热缺陷164

4.2.2　杂质点缺陷165

4.2.3　非化学整比离子化合物中的杂质缺陷167

4.2.4　固溶体168

4.2.5　伴随电子、空穴的点缺陷169

4.2.6　离子晶体中的线缺陷、面缺陷和体缺陷171

4.2.7　缺陷对物质性质的影响171

4.3　无机新材料172

4.3.1　快离子导体172

4.3.2　陶瓷材料176

4.3.3　超导陶瓷材料177

4.3.4　压电晶体材料179

4.3.5　发光材料181

4.3.6　磁性材料185

4.4　纳米材料189

4.4.1　纳米材料特征190

4.4.2　纳米粒子的制备192

4.4.3　纳米材料的应用193

4.5　薄膜和非晶态固体193

4.5.1　薄膜193

4.5.2　非晶态固体196

习题201

第5章　氢　s区元素202

5.1　氢及其化合物202

5.1.1　正氢和仲氢203

5.1.2　氢的成键特性203

5.1.3　氢的化学性质204

5.1.4　氢的化合物205

5.1.5　氢键207

5.2　锂及铍的化学209

5.2.1　锂的特性及锂镁相似性210

5.2.2　铍的特征及铍铝相似性210

5.3　氨合电子及电子化合物212

5.4　碱金属阴离子214

5.5　离子化合物形成的热力学讨论215

5.5.1　气相离子键形成的热力学讨论215

5.5.2　晶体中离子键形成的热力学讨论217

5.6　二元化合物223

5.6.1　碱金属氧化物、倍半氧化物223

5.6.2　碱土金属氧化物225

5.6.3　碱金属及碱土金属的氢氧化物226

5.6.4　卤化物226

5.6.5　碳化物228

5.7　碱金属、碱土金属的配合物229

5.7.1　碱金属、碱土金属的普通配合物229

5.7.2　碱金属、碱土金属的大环多元醚配合物232

5.7.3　超分子化学236

5.8　碱金属、碱土金属的有机金属化合物242

5.8.1　有机金属化合物的概念及分类242

5.8.2　主族元素有机金属化合物的合成方法244

5.8.3　碱金属的有机金属化合物244

5.8.4　碱土金属的有机金属化合物246

习题246

第6章　p区元素248

6.1　硼烷及其衍生物248

6.1.1　硼烷的合成、性质及命名248

6.1.2　硼烷的结构模型及成键理论251

6.1.3　硼烷的反应262

6.1.4　硼烷衍生物264

6.2　单质碳及其衍生物269

6.2.1 金刚石的人工合成270

6.2.2　石墨及其石墨层间化合物270

6.2.3　碳纤维272

6.2.4　富勒烯272

6.2.5　线型碳274

6.2.6　纳米碳管275

6.3 p区元素的二元化合物276

6.3.1　低价氧化物和非整比氧化物276

6.3.2　聚阳离子278

6.3.3　碳化物和氮化物279

6.3.4　磷化物、硅化物和硼化物283

6.3.5　硫化物286

6.4　卤素元素化合物290

6.4.1　互卤化物、卤氧化物290

6.4.2　含卤配合物、多卤化物与多卤阳离子293

6.4.3　氟化物296

6.4.4　类卤素和类卤化物300

6.5　稀有气体元素化学304

6.5.1　稀有气体化合物的制备与反应304

6.5.2　稀有气体化合物的结构及成键309

6.6　无机高分子311

6.6.1　无机高分子物质概述311

6.6.2　链状无机高分子物质314

6.6.3　无机环状化合物——环硼氮烷及其衍生物319

6.6.4　无机笼状化合物——分子筛320

6.7　有机金属化合物324

6.7.1 B和Al的有机金属化合物324

6.7.2　其他ⅢA和ⅣA元素的有机金属化合物325

习题327

第7章　d区元素（Ⅰ）——配位化合物331

7.1　配合物的几何构型332

7.1.1　低配位化合物332

7.1.2　高配位化合物339

7.1.3　立体化学非刚性和流变分子340

7.2　配合物的异构现象343

7.2.1　几何异构现象343

7.2.2　旋光异构现象346

7.2.3　其他异构现象348

7.3　过渡元素配合物的成键理论350

7.3.1　晶体场理论和配体场理论351

7.3.2　分子轨道理论366

7.3.3　晶体场理论、配体场理论及分子轨道理论的比较375

7.3.4　配合物几何构型的理论预测——角重叠模型简介375

7.4　过渡金属化合物的电子光谱382

7.4.1　电子吸收光谱382

7.4.2　配体光谱384

7.4.3　配体场光谱384

7.4.4　电荷迁移光谱396

7.5　过渡元素的磁性397

7.5.1　磁矩的计算398

7.5.2　磁矩的实验确定402

7.6　配位化合物的反应404

7.6.1　配体取代反应404

7.6.2　电子转移反应423

习题429

第8章　d区元素（Ⅱ）——元素化学433

8.1 d区元素通论433

8.1.1 d轨道的特性与电子构型433

8.1.2 d区金属单质提取的热力学依据436

8.1.3 d区元素的氧化态及其稳定性440

8.1.4 d区元素氧化还原反应的热力学446

8.2　轻过渡系元素452

8.2.1 锰452

8.2.2　锰前d区元素454

8.2.3　锰后d区元素456

8.3 d区重元素464

8.3.1 d区重元素的特点465

8.3.2 ⅣB～ⅦB族d区重元素468

8.3.3　铂系金属477

8.3.4 ⅠB和ⅡB重金属元素479

习题485

第9章　d区元素（Ⅲ）——有机金属化合物　簇合物488

9.1　有效原子序数规则488

9.1.1　有效原子序数规则488

9.1.2　有效原子序数规则的应用490

9.2　过渡金属羰基化合物491

9.2.1　概述491

9.2.2 CO的性质492

9.2.3　羰基化合物的结构494

9.2.4　羰基化合物的合成497

9.2.5　羰基化合物的性质与反应499

9.3　过渡金属类羰基配合物502

9.3.1　亚硝酰基配合物502

9.3.2　分子氮配合物504

9.4　烷基配合物508

9.5　不饱和链烃配合物509

9.5.1　链烯烃配合物509

9.5.2　炔烃配合物513

9.6　金属-卡宾和卡拜化合物517

9.6.1　金属-卡宾化合物518

9.6.2　金属-卡拜化合物519

9.7　金属环多烯化合物520

9.7.1　茂夹心型化合物520

9.7.2　苯夹心型化合物528

9.7.3　环辛四烯夹心型化合物530

9.8　过渡金属簇合物530

9.8.1　金属-金属键531

9.8.2　金属原子簇的结构规则534

9.8.3　过渡金属羰基簇合物536

9.8.4　过渡金属的卤素簇541

9.8.5　过渡金属簇合物的合成和反应544

9.9　应用有机金属化合物和簇化合物的一些催化反应546

9.9.1　有机过渡金属化合物的催化反应546

9.9.2　金属羰基化合物的催化反应548

9.9.3　金属原子簇的催化反应550

习题552

第10章　f区元素554

10.1　概论555

10.1.1　稀土元素的物理和化学性质555

10.1.2　稀土元素的分组556

10.1.3　稀土元素在自然界中的存在和分布556

10.1.4　稀土元素的用途557

10.2　电子结构及镧系收缩558

10.2.1　镧系元素的价电子层结构558

10.2.2　镧系收缩560

10.3　镧系元素重要化合物563

10.3.1　氧化态563

10.3.2　氢氧化物和氧化物565

10.3.3　氢化物567

10.3.4　镧系盐567

10.3.5　其他稀土化合物574

10.4　镧系元素的光谱和磁性575

10.4.1　镧系元素的光谱575

10.4.2　镧系元素的磁性580

10.5　镧系元素的配位化合物582

10.5.1 f轨道在对称配体场中的分裂582

10.5.2　镧系元素配合物的特点584

10.5.3　镧系元素配合物的热力学性质586

10.5.4　镧系元素的主要配合物589

10.6　稀土金属的提炼593

10.6.1　精矿的分解593

10.6.2　稀土元素的分离和净化593

10.6.3　稀土金属的制备597

10.7　锕系理论598

10.7.1　锕系的电子组态和氧化态598

10.7.2　原子半径和离子半径599

10.7.3　离子颜色和电子光谱599

10.7.4　磁性600

10.7.5　锕系元素的标准电极电位600

10.7.6　形成配合物的能力601

10.7.7　锕系元素的放射性602

10.8　锕系元素的存在和制备602

10.9　锕系元素的重要化合物603

10.9.1　钍及钍的化合物603

10.9.2　铀及铀的化合物604

10.9.3　镎、钚、镅的化合物608

10.9.4　超镅元素608

10.9.5　有机锕系金属化合物609

习题610

第11章　无机元素的生物学效应612

11.1　引言612

11.2　生物分子612

11.2.1　氨基酸、肽和蛋白质613

11.2.2　酶、金属酶和金属激活酶615

11.2.3　核酸及其相关化合物616

11.3　细胞618

11.4　生物元素618

11.5　无机元素的生物学效应622

11.5.1　金属元素的生物学作用特点622

11.5.2　主族元素的生物学效应625

11.5.3 d区过渡元素的生物学效应630

11.5.4　稀土元素的生物学效应638

11.6　重金属元素的生物毒性640

习题645

第12章　放射性和核反应646

12.1　基本粒子646

12.2　放射性衰变-自发核反应648

12.2.1　放射性射线648

12.2.2　放射性移位定律650

12.2.3　放射性衰变系650

12.2.4　放射性的检测652

12.2.5　辐射伤害和防护652

12.3　放射性衰变动力学653

12.3.1　衰变速率和半衰期653

12.3.2　反应级数656

12.4　放射性衰变类型的预测656

12.4.1 中子和质子的稳定比例656

12.4.2　核的奇偶性658

12.4.3　神奇数字659

12.5　核的稳定性与核结合能660

12.5.1 核的性质660

12.5.2　质量亏损和核结合能661

12.6　诱导核反应662

12.6.1　诱导核反应662

12.6.2　合成核素662

12.7　核裂变与核聚变663

12.7.1　核裂变663

12.7.2　核聚变665

12.8　放射性核素的应用666

12.8.1　医疗上的应用666

12.8.2　反应机理和化学结构的研究667

12.8.3　分析测试667

12.8.4　工业用途667

12.8.5　考古学鉴定668

12.9　超重元素的合成668

12.9.1　超重元素稳定存在的可能性669

12.9.2　超重元素合成的艰巨性671

习题672

参考书目及重要文献674

主题索引678