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出版者:Wiley-Interscience

作者:Thomas Laue

出品人:

页数:320

译者:

出版时间:2005-05-06

价格:USD 65.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780470010419

丛书系列:

图书标签:

• 有机化学
• 命名反应
• 有机反应
• 化学反应
• 合成化学
• 化学
• 高等教育
• 教材
• 有机合成
• 反应机理

现代无机化学：结构、键合与性质的深度解析 第一部分：原子结构与电子排布 本书聚焦于无机化学的基石——原子结构，深入探讨了原子核与电子的相互作用。我们将从量子力学的基本原理出发，详细阐述波函数的概念、薛定谔方程在原子体系中的应用，并详细解析轨道理论，包括s、p、d、f等各类型轨道的空间分布特性及其能量差异。重点内容包括泡利不相容原理、洪特规则以及洪特规律的应用，这些规则是理解元素周期性与电子排布规则的理论基础。 随后，我们将系统梳理主量子数、角量子数、磁量子数和自旋量子数如何精确描述电子的量子态。通过对不同元素电子组态的详尽分析，读者将掌握如何预测元素在周期表中的位置及其基本化学性质的起源。此外，本书还将讨论相对论效应对重元素电子结构的影响，解释为何一些预期中的化学规律在周期表的末端会发生偏离，例如金的颜色和汞的低熔点。 第二部分：化学键合的本质与多样性 化学键是构成物质的桥梁。本卷将全面审视现代化学键理论，从最基础的离子键、共价键出发，逐步深入到更复杂的金属键和氢键。 对于共价键，我们将超越路易斯结构图的局限性，重点介绍价键理论（VB）和分子轨道理论（MO）。在VB理论部分，详细讨论杂化轨道的概念（sp, sp², sp³等），并应用VSEPR模型预测分子几何形状和键角，同时分析共振和离域π键在稳定分子结构中的作用。 分子轨道理论部分将是本书的重头戏。我们将采用基于对称性的群论方法来构建和分析分子轨道图，从简单的双原子分子（如H₂, O₂, N₂）开始，扩展到多原子分子和复杂晶体。详细讨论HOMO-LUMO能隙的概念，以及它在理解分子反应活性和光谱性质中的关键作用。对于涉及d轨道的过渡金属配合物，本书将引入晶体场理论（CFT）和配位场理论（LFT），解释配位场分裂能、高低自旋态的形成以及颜色、磁性的来源。 此外，对特殊键合类型的探讨包括：三中心二电子键在硼烷化学中的应用；超价分子中长键的性质；以及有机金属化学中，σ-配合物、π-配合物和夹心化合物的结构特征。 第三部分：无机化合物的结构与晶体化学 无机物质的世界充满了秩序与结构美。本部分致力于系统阐述固态无机化合物的结构学原理。 首先，我们将深入讲解晶体结构基础，包括晶格、晶胞、布拉维点阵和密堆积结构（如FCC和HCP）。着重分析离子晶体的常见类型，如氯化钠、氯化铯、闪锌矿和萤石结构，并利用拉德-哈伯循环（Born-Haber Cycle）计算晶格能，这是定量描述离子键强度的核心工具。 随后，本书会探讨复杂氧化物和硅酸盐的结构特征。对结构规则的深入理解，如保利不相容原理（Pauling's Rules），将帮助读者预测和解释不同离子半径和电荷比下的稳定结构类型。 在非离子固态材料方面，我们将详细考察共价网络固体（如金刚石、石墨、硅）的结构、层间作用力及其独特的物理化学性质。此外，对缺陷化学的讨论将涵盖点缺陷（如空位、间隙原子、施特克缺陷）的形成与迁移，这些缺陷对材料导电性、机械性能的影响至关重要。 第四部分：酸碱理论与溶液化学 无机酸碱反应是化学变化的基础。本书将超越经典的阿伦尼乌斯理论，全面审视布朗斯特-洛瑞酸碱理论和刘易斯酸碱理论。重点解析硬软酸碱（HSAB）原理，通过电荷密度和极化性来预测反应的倾向性，这对于理解金属离子在水溶液中的行为至关重要。 在溶液化学方面，我们将分析水合作用的本质，解释水分子如何稳定和分散离子，并讨论溶剂效应（如非质子溶性对反应速率和选择性的影响）。对溶解度的分析将结合晶格能和水合能的平衡。 此外，我们将探讨非水溶剂体系中的酸碱平衡，例如液氨、液态二氧化硫等环境下的化学反应，这些体系为研究极端条件下的酸碱性质提供了窗口。 第五部分：无机物相的形成与转化 本部分关注宏观物相的形成过程及其热力学与动力学控制。 热力学方面，系统回顾吉布斯自由能、焓变和熵变在无机反应平衡中的地位。重点分析相图的构建与解读，特别是单组分和双组分相图（如二元系熔点图），以确定稳定存在的化合物及其分解温度。 动力学方面，将讨论反应速率的决定因素，特别是活化能和催化剂的作用。在无机合成中，固态反应动力学是一个核心议题，我们将分析扩散、相界反应等机制，以理解高温烧结和固相合成的速率限制步骤。 最后，本书将介绍几种重要的无机合成方法：从传统的高温固态反应到低温溶液法（如水热合成、溶胶-凝胶法），并阐述如何通过精确控制温度、压力和反应物配比来调控产物的晶型、粒径和纯度。 结语 本书旨在提供一个全面、深入且高度定量的无机化学框架，将结构、键合、热力学和动力学有机结合，为读者理解元素世界的复杂性和规律性奠定坚实的理论基础。

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