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第一篇热力学3

第一章 热力学第一定律3

1.1 系统、外界、系统的状态与状态变量3

1.2 热力学第零定律4

1.3 理想气体常数R的单位6

1.4 功7

1.5 焦耳实验8

1.6 热9

1.7 热力学第一定律9

1.8 正合与非正合微分11

1.9 可逆过程12

1.10 气体的等温可逆膨胀13

1.11 液体的可逆汽化14

1.12 焓15

1.13 热容量16

1.14 固体的热容量20

1.15 热化学22

1.16 量热法22

1.17 热力学第一定律在热化学上的应用24

1.18 生成焓24

1.19 溶解热26

1.21 温度对反应热的影响31

1.20 离子的生成焓31

1.22 温度对反应焓的影响通则32

1.23 键能33

参考书目35

习题35

2.1 强度性质与广度性质44

第二章 热力学第二与第三定律45

2.2 自然与非自然变化45

2.3 热力学第二定律45

2.4 熵46

2.5 藉熵叙述第二定律46

2.7 不可逆过程的熵变化量47

2.6 熵变化量的计算47

2.8 理想气体混合时的熵51

2.9 依统计观点解说混合熵52

2.10 化学平衡的准则55

2.11 以吉伯士自由能作为定温定压下判断平衡的准则59

2.12 密闭系统的基本方程式60

2.13 马克士威尔关系式63

2.14 热力学状态方程式64

2.15 温度对吉伯士自由能的影响65

2.16 开放系统的基本方程式66

2.17 化学位能68

2.18 部分莫耳量68

2.20 第三定律熵的求法71

2.19 热力学第三定律71

参考书目75

习题75

第三章 一成分系统85

3.1 状态方程式85

3.2 水的温度-压力-体积图86

3.3 临界现象88

3.4 凡得瓦尔理论91

3.5 以强度性质作平衡准则95

3.6 相律96

3.8 一成分系的相98

3.7 一成分系统的相律98

3.9 克雷沛伦方程式100

3.10 克劳修斯-克雷沛伦方程式102

3.11 气化熵104

参考书目105

习题106

第四章 相平衡113

4.1 两成分系113

4.2 理想溶液的蒸气压115

4.3 理想溶液的热力学116

4.4 两成分溶液的沸点图118

4.5 分馏119

4.7 渗透压121

4.6 非挥发性溶质对蒸气压的降低121

4.8 非理想溶液的蒸气压123

4.9 亨利定律125

4.10 活性与活性系数127

4.11 计算两成分液态系统的活性系数128

4.12 兼含固液两相的二成分系131

4.13 吉伯士自由能图与相图133

4.14 凝固点下降134

4.15 并熔化合物137

4.16 非并熔化合物138

4.17 固溶体138

4.19 三液体所成系141

4.18 三成分系141

4.20 溶质在两液相间的分配143

4.21 两固体与液体所成的系144

参考书目145

习题145

第五章 化学平衡157

5.1 理想气体的热力学157

5.2 理想气体混合物的热力学159

5.3 简单气体反应的热力学161

5.4 平衡通式的推导163

5.5 理想气体的化学平衡164

5.6 非理想气体的化学平衡166

5.7 Kp、K0与Kx167

5.8 平衡常数的测定168

5.9 溶液中的反应平衡172

5.10 含有固相平衡174

5.11 △G0的计算174

5.12 标准生成自由能175

5.13 化学反应的自发性177

5.14 温度对化学平衡的影响178

5.15 温度对吉伯士自由能变化的影响181

5.16 压力对平衡的影响183

5.17 平衡常数的理论计算法183

5.18 自由能函数185

参考书目188

习题189

第六章 电动势202

6.1 库伦定律、电位与单位202

6.2 电化电池203

6.3 电池电动势的测定204

6.4 电化电池的符号205

6.5 界面电位206

6.6 电化电池的热力学206

6.7 电化电池的基本方程式208

6.8 电解质的活性209

6.9 离子强度211

6.10 狄拜-惠克理论211

6.11 无液界电池212

6.12 电极的电位215

6.13 电化电池与电极反应的授法217

6.14 pH的测定220

6.15 电池221

6.16 燃料电池222

参考书目224

习题224

第七章 离子平衡与生化反应233

7.1 酸硷平衡233

7.2 单质子酸的离子平衡234

7.3 弱酸的滴定曲线237

7.4 硷的解离238

7.5 胺基酸239

7.6 错离子241

7.7 酸解离的热力学函数243

7.8 二氧化碳、碳酸与碳酸氢根离子的热力学244

7.9 统计效应245

7.10 离子强度对解离常数的影响246

7.11 生成反应的热力学246

7.12 ATP水解的热力学249

7.13 肌蛋白及血红素与氧的结合254

参考书目257

习题258

8.1 表面张力266

第八章 表面热力学266

8.2 一成分系的表面热力学269

8.3 液核凝结270

8.4 接触角与附着力272

8.5 溶液的表面张力273

8.6 吉伯士方程式274

8.7 表面压力274

8.8 固体的吸附276

8.9 兰格默吸附说277

8.10 色层分析279

8.11 胶体280

习题281

参考书目281

第二篇动力学289

第九章 气体动力学289

9.1 完美气体的模型289

9.2 分子速度的分布292

9.3 分子速率的或然率296

9.4 平均速率的类型297

9.5 热容量与能量均分300

9.6 气体分子与壁或孔的碰撞301

9.7 气体分子间的碰撞303

9.8 平均自由径304

9.9 分子间的作用305

9.10 碰撞截面308

9.11 气体的传移现象309

9.12 黏滞系数311

参考书目312

习题312

第十章 化学动力学316

10.1 反应速率316

10.2 反应速率测定法317

10.3 速率定律319

10.4 一级反应320

10.5 二级反应322

10.8 热力学对速率定律的限制324

10.7 零级反应324

10.6 三级反应324

10.9 化学反应的机构325

10.10 可逆基本反应326

10.11 连续一级反应327

10.12 较复杂的反应机构329

10.13 细部平衡原理330

10.14 温度的影响332

10.15 活化复体334

10.16 活化焓与活化熵的计算336

10.17 变分子气相反应338

10.18 单分子气相反应342

10.19 三分子反应343

10.20 自由基反应344

10.21 分枝链反应347

10.22 液相中的扩散控制反应349

10.23 简单反应的松驰时间352

10.24 催化作用354

10.25 酸与硷的催化作用354

10.26 酵素催化356

10.27 非均匀反应360

参考书目361

习题362

第十一章 溶液中的不可逆过程380

11.1 黏滞380

11.2 导电性383

11.3 莫耳电导系数385

11.4 非水溶液的电导系数387

11.5 电迁移率388

11.6 氢离子及氢氧根的电迁移率391

11.7 电导系数与电迁移率的关系392

11.8 水的离子积的测定393

11.9 离子迁移率及其摩擦系数间的关系394

11.10 扩散395

11.11 扩散系数与摩擦系数间的关系398

参考书目399

习题399

12.1 物理常数405

第三篇量子化学405

第十二章 量子论405

12.2 波动406

12.3 穴体辐射407

12.4 普朗克理论408

12.5 光电效应409

12.6 线光谱410

12.7 波尔的氢原子理论411

12.8 德勃劳意方程式413

12.9 海森堡测不准原理414

12.10 许瑞丁格方程式414

12.11 算子416

12.12 一度空间箱中质点的量子力学处理法418

12.13 平均值及对等律421

12.14 三度空间箱中的质点422

12.15 简谐振动子423

12.16 刚体转动子426

12.17 氢原子427

12.18 角动量435

12.19 电子自旋436

12.20 氦原子437

12.21 渐变化438

12.22 包立不相容原理439

12.23 氦的第一基态440

12.24 原子的电子结构441

12.25 周期表与建立原理443

12.26 游离电位与电子亲和力446

参考书目447

习题448

第十三章 对称454

13.1 对称元素与对称操作454

13.2 对称中心与反转操作454

13.3 对称轴与旋转操作457

13.4 对称面与反映操作459

13.5 非原旋转轴及非原旋转操作461

13.6 对称操作的组合-点群463

13.8 熊佛莱点群的推定464

13.7 熊佛莱点群的分类464

13.9 波动函数的对称性467

13.10 对称性与偶极性467

13.11 对称性与光学活性467

参考书目468

习题468

第十四章 分子的电子结构475

14.1 分子的波动函数475

14.2 氢分子离子H？476

14.3 氢分子477

14.4 氢分子的位能曲线484

14.5 同核双原子分子的电子组态486

14.6 阴电性492

14.7 键结半径494

14.8 氢键495

14.9 离子键496

14.10 偶极矩498

14.11 介电常数498

14.12 极化作用500

14.13 气体分子的偶极矩501

14.14 莫耳折射503

14.15 凡得瓦尔力504

参考书目504

习题505

第十五章 分子光谱学507

15.1 电磁光谱507

15.2 基本方程式509

15.3 双原子分子的转动光谱510

15.4 双原子分子的振动光谱513

15.5 振动-转动光谱517

15.6 双原子分子的电子光谱520

15.7 多原子分子的转动光谱523

15.8 微波光谱525

15.9 多原子分子的振动光谱526

15.10 雷曼光谱528

15.11 光谱光度计531

15.12 兰伯特-毕尔定律532

15.13 多原子分子的电子光谱534

15.14 自由电子模型535

15.15 色散与吸收536

15.16 圆变折性与圆变色性537

参考书目541

习题542

第十六章 磁共振光谱学551

16.1 磁化率551

16.2 磁共振的原理553

16.3 高分析力NMR光谱线557

16.4 热平衡与自旋松驰559

16.5 化学位移560

16.6 自旋-自旋分裂562

16.7 液体NMR光谱的分析565

16.8 电旋共振567

16.9 超微细耦合569

16.10 ESR的应用571

参考书目573

习题573

第十七章 统计力学576

17.1 微视状态与乱度576

17.2 整体582

17.3 波兹曼分布律之导证585

17.4 内能、熵与压力587

17.5 在分配函数Q中的热力量589

17.6 分配函数的计算590

17.7 非定位系统的标准整体分配函数591

17.8 理想气体的热力学性质592

17.9 移动分配函数593

17.10 单原子理想气体的热力学性质594

17.11 双原子分子的转动分配函数595

17.12 振动分配函数595

17.13 电子分配函数597

17.14 热力学诸量的统计力学求法摘要598

17.15 气体的热容量598

17.16 平衡常数的理论求法600

参考书目601

习题602

第十八章 光化学608

18.1 光化学的定律608

18.2 分子的激发609

18.3 萤光与磷光611

18.4 激动态的抑止613

18.5 量子产率615

18.6 闪光光解617

18.7 化学发光与热发光617

18.8 照相术618

18.9 光合作用618

18.10 爱因斯坦系数619

18.11 雷射620

参考书目621

习题621

第四篇结构629

第十九章 晶体结构与固态629

19.1 晶格629

19.2 单位格子631

19.3 晶体中的旋转对称631

19.4 三十二种结晶点群632

19.5 六种晶系633

19.7 晶面的表示法635

19.6 二三○种体群635

19.8 绕射法636

19.9 立方晶格638

19.10 立方晶体的粉末绕射花样641

19.11 单位格子的大小644

19.12 晶体中的离子半径645

19.13 球体的最密堆积645

19.14 球体的体心立方堆积647

19.15 X-光绕射研究的成果648

19.16 中子绕射648

19.17 液体的结构649

19.18 液晶650

19.19 晶体中的结合力651

19.20 固体的电子结构653

19.21 点瑕疵656

19.22 线瑕疵与面瑕疵657

19.23 内质半导体与外质半导体658

19.24 聚合物的机械性质660

参考书目662

习题663

第二十章 巨大分子669

20.1 蛋白质的结构与功能669

20.2 蛋白质的酸硷性670

20.3 电泳671

20.4 聚缩胺酸及蛋白质的螺旋结构672

20.5 聚缩胺酸的螺旋不规则线圈互变674

20.6 缩合聚合物的分子量分布676

20.7 聚合链的组态680

20.8 特性粘度681

20.9 沉降速率683

20.10 超离心平衡686

20.11 扩散687

20.12 渗透压688

20.13 光散射689

20.14 胶透层析692

参考书目692

习题693