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绪论1

物理量符号表6

平衡篇11

第1章 物质的pVT关系和热性质11

本章框架和基本要求11

1.1 引言12

1.2 系统的状态和状态函数13

Ⅰ．物质的pVT关系和相变现象15

1.3 流体的pVT状态图，气液相变和临界现象15

1.4　包括气液固三相的pVT状态图和相图20

1.5　范德华方程24

1.6　普遍化计算和对应状态原理27

1.7　维里方程32

Ⅱ．物质的热性质32

1.8　热力学第一定律32

1.9　标准热容35

1.10　标准相变焓38

1.11　标准生成焓和标准燃烧焓40

1.12　标准熵43

1.13　热性质数据的来源44

简史45

结束语46

思考题47

习题49

第2章　热力学定律和热力学基本方程51

本章框架和基本要求51

2.1 引言52

Ⅰ．热力学基本原理54

2.2　热力学第二定律54

2.3　卡诺循环与卡诺定理56

2.4　克劳修斯不等式和可逆性判据58

2.5　熵与熵增原理60

2.6　亥姆霍兹函数和吉布斯函数63

2.7　热力学基本方程65

Ⅱ．各类过程中热力学函数的变化69

2.8 pVT变化中热力学函数的变化69

2.9　焦耳-汤姆逊效应77

2.10　相变化中热力学函数的变化79

2.11　热力学第三定律82

2.12　化学反应中热力学函数的变化85

Ⅲ．两类应用88

2.13　平衡判据88

2.14　单元系统的相平衡，克拉佩龙-克劳修斯方程90

2.15　能量的有效利用93

简史96

结束语97

思考题99

习题101

第3章 多组分系统的热力学，逸度和活度104

本章框架和基本要求104

3.1 引言105

Ⅰ．多组分系统的热力学107

3.2 偏摩尔量107

3.3　化学势与热力学基本方程111

3.4　平衡判据与平衡条件114

3.5　相律117

Ⅱ．逸度、活度和混合性质119

3.6　化学势与逸度120

3.7　逸度和逸度因子的求取123

3.8　拉乌尔定律和亨利定律124

3.9　理想混合物和理想稀溶液126

3.10　化学势与活度（1）128

3.11　活度和活度因子的求取130

3.12　化学势与活度（2）132

3.13　混合性质与超额函数136

简史136

结束语136

思考题138

习题139

第4章　相平衡142

本章框架和基本要求142

4.1　引言143

Ⅰ．多组分系统的相图143

4.2　两组分系统的气液平衡相图143

4.3　两组分系统的高压气液平衡相图150

4.4　两组分系统的气液液平衡相图151

4.5　两组分系统的液固平衡相图157

4.6　三组分系统的液液平衡相图164

4.7　三组分系统的液固平衡相图169

Ⅱ．相平衡热力学170

4.8　相平衡计算170

4.9　稀溶液的依数性172

4.10　高级相变174

简史176

结束语177

思考题177

习题179

第5章　化学平衡181

本章框架和基本要求181

5.1　引言182

Ⅰ．各类平衡常数及其应用182

5.2　标准平衡常数182

5.3　气相化学反应的平衡常数184

5.4　凝聚相化学反应的平衡常数189

5.5　多相反应的平衡常数191

5.6　化学反应的方向和限度，等温方程193

5.7　同时平衡196

Ⅱ．平衡常数的计算199

5.8　温度对平衡常数的影响199

5.9　由热性质数据计算平衡常数201

简史202

结束语203

思考题204

习题205

速率篇209

第6章　传递现象209

本章框架和基本要求209

6.1 引言210

Ⅰ．传递现象的基本原理211

6.2　费克定律、傅里叶定律和牛顿定律211

6.3　恒稳态与非恒稳态传递过程215

6.4　布朗运动216

6.5　热扩散和达福尔效应218

Ⅱ．不可逆过程热力学219

6.6　不可逆过程的熵产生率219

6.7　线性唯象关系和昂色格倒易关系221

Ⅲ．传递性质223

6.8　传递性质的实验测定223

6.9　传递性质的理论和半经验方法224

简史224

结束语225

思考题227

习题227

第7章　化学动力学229

本章框架和基本要求229

7.1　引言230

Ⅰ．化学动力学基本原理232

7.2　化学反应的速率232

7.3　反应速率方程233

7.4　反应速率方程的积分形式235

7.5　对峙反应241

7.6　连串反应245

7.7　平行反应247

7.8　温度对反应速率的影响249

Ⅱ．动力学特性参数252

7.9　动力学实验方法252

7.10　动力学实验数据的处理253

7.11　快速反应的实验方法258

7.12　半经验方法259

Ⅲ．反应机理260

7.13　反应机理与速率方程260

7.14　单分子反应266

7.15　微观可逆性原理和精细平衡原理268

简史269

结束语270

思考题271

习题272

第8章　各类反应的动力学278

本章框架和基本要求278

8.1 引言279

8.2　溶液中的化学反应279

8.3　扩散与化学反应283

8.4　聚合反应284

8.5　燃烧与爆炸288

8.6　均相催化反应291

8.7　酶催化反应294

8.8　光化学反应297

8.9　连续式反应器300

8.10　化学振荡与混沌303

简史307

结束语307

思考题308

习题309

结构篇313

第9章　量子力学基础313

本章框架和基本要求313

9.1 引言314

Ⅰ．量子力学基本原理315

9.2　量子力学的实验基础315

9.3　微观粒子运动的基本特征317

9.4　量子力学的基本假定319

9.5　量子力学的基本方程322

Ⅱ．平动、转动和振动323

9.6　势箱中粒子的平动323

9.7　线型刚性转子的转动327

9.8　谐振子的振动329

Ⅲ．原子中的电子运动332

9.9　氢原子和类氢离子332

9.10 电子波函数与电子云334

9.11 电子自旋336

9.12　多电子原子的电子波函数337

9.13 多电子原子的核外电子排布和光谱项339

简史341

结束语343

思考题344

习题345

第10章　化学键和分子间力的理论346

本章框架和基本要求346

10.1 引言347

Ⅰ．分子轨道理论348

10.2　氢分子离子的量子力学研究348

10.3　分子轨道理论358

10.4　双原子分子的分子轨道359

10.5　价键理论362

Ⅱ．分子轨道理论对多原子分子的应用364

10.6　多原子分子的分子轨道364

10.7　共轭分子367

10.8　配位化合物370

10.9　原子簇化合物和团簇371

10.10　分子性质和反应性质373

Ⅲ．分子间力理论375

10.11　分子间力375

10.12　超分子383

Ⅳ．对称性原理386

10.13　分子的对称性和群论386

10.14　晶体的对称性389

简史395

结束语397

思考题398

习题399

第11章　波谱的基本原理401

本章框架和基本要求401

11.1　引言401

11.2　转动光谱403

11.3　振转光谱404

11.4　拉曼光谱409

11.5　电子光谱411

11.6　光电子能谱414

11.7　核磁共振417

11.8　顺磁共振423

11.9　X射线衍射425

11.10　能级跃迁的选择规律427

简史428

结束语428

思考题429

习题429

统计篇433

第12章　独立子系统的统计热力学433

本章框架和基本要求433

12.1 引言434

Ⅰ．统计力学原理435

12.2　微观状态的描述435

12.3　统计力学的基本假定439

12.4　最概然分布440

Ⅱ．独立子系统的统计分布445

12.5　麦克斯韦-玻耳兹曼分布445

12.6　子配分函数450

Ⅲ．独立子系统的热力学性质456

12.7　独立子系统的热力学函数456

12.8　气体的标准摩尔热容460

12.9　晶体的热容461

12.10　气体的标准摩尔熵463

12.11　气相反应的标准平衡常数465

简史467

结束语468

思考题469

习题470

第13章　相倚子系统的统计热力学472

本章框架和基本要求472

13.1　引言473

Ⅰ．系综原理474

13.2　统计系综理论474

13.3　正则系综475

13.4　正则配分函数478

Ⅱ．理论方法和分子模拟479

13.5　分子间相互作用的位能函数479

13.6　维里展开理论480

13.7　分布函数理论481

13.8　计算机分子模拟482

简史483

结束语483

思考题484

习题484

第14章　速率理论486

本章框架和基本要求486

14.1 引言487

Ⅰ．气体分子运动学说与碰撞理论490

14.2　麦克斯韦速率分布490

14.3　碰撞数491

14.4　传递速率理论492

14.5　反应速率的碰撞理论492

Ⅱ．位能面与过渡状态理论496

14.6　位能面496

14.7　过渡状态理论499

Ⅲ．分子动态学504

14.8　分子动态学的实验方法504

14.9　分子动态学的理论方法506

简史508

结束语509

思考题510

习题510

扩展篇515

第15章　界面现象515

本章框架和基本要求515

15.1　引言516

15.2　界面张力和界面过剩量517

Ⅰ．界面热力学523

15.3　热力学基本方程和平衡条件523

15.4　拉普拉斯方程525

15.5　开尔文方程527

15.6　吉布斯等温方程530

15.7　润湿作用533

Ⅱ．界面平衡特性535

15.8　气液界面和液液界面535

15.9　表面活性剂和表面膜538

15.10　固体表面上的吸附作用544

15.11　气固吸附的实验方法、半经验方法和理论方法549

Ⅲ．界面速率过程553

15.12　动态界面张力553

15.13　表面膜中的化学反应554

15.14　多相催化作用555

15.15　多相催化动力学557

简史561

结束语562

思考题563

习题565

第16章 电解质溶液567

本章框架和基本要求567

16.1　引言568

Ⅰ．电解质溶液的平衡性质569

16.2 电解质溶液的活度569

16.3 电解质溶液活度的理论和半经验方法575

16.4 电解质溶液活度的应用578

Ⅱ．电解质溶液的传递性质579

16.5 电解质溶液的导电机理579

16.6　离子的电迁移率和迁移数581

16.7 电解质溶液的电导率585

16.8　电导测定的其他应用590

16.9　电解质溶液的扩散592

16.10 电解质溶液传递性质的理论和半经验方法594

Ⅲ．电解质溶液的反应速率性质595

16.11　溶液中的离子反应595

简史597

结束语598

思考题599

习题599

第17章　电化学602

本章框架和基本要求602

17.1　引言603

Ⅰ．电化学平衡605

17.2　原电池的电动势和界面电势差605

17.3 电化学系统的热力学608

17.4 电池反应的电势和标准电势610

17.5 电极反应的电势和标准电势614

17.6　各种类型的电极和标准电池618

17.7　电化学平衡计算622

17.8　浓差电池和液接电势626

Ⅱ．电极-溶液界面层理论628

17.9　外电势、表面电势和内电势628

17.10　表面过剩电荷和双电层电容629

17.11　双电层模型和外电势630

17.12 电极反应的绝对电势631

Ⅲ．电化学动力学632

17.13　反应速率、电流和电势的相互关系632

17.14　极化现象与超电势634

17.15　应用举例639

17.16　电极反应的过渡状态理论641

简史645

结束语646

思考题647

习题649

第18章　胶体652

本章框架和基本要求652

18.1 引言653

Ⅰ．胶体系统的稳定机制、制备和破坏654

18.2　胶体系统的稳定机制654

18.3　胶体系统的制备661

18.4　胶体系统的破坏661

Ⅱ．胶体系统的特性664

18.5　胶体系统的相平衡性质664

18.6　胶体系统的动力性质668

18.7　胶体系统的动电性质669

18.8　胶体系统的流变性质672

18.9　胶体系统的光学性质675

Ⅲ．其他胶体系统676

18.10　缔合胶体676

18.11　乳状液和泡沫679

18.12　凝胶682

简史684

结束语684

思考题685

习题686

参考书688

Ⅰ．参考教材688

Ⅱ．《物理化学参考》的目录688

Ⅲ．各章的参考书689

附录697

附录1 部分元素的相对原子质量697

附录2 部分基本物理常数（物理常量）698

附录3 临界参数699

附录4 各种气体自25℃至某温度的平均摩尔定压热容701

附录5 热力学数据表702

习题答案715

索引与中英文对照721

后记744