物理化學（第三版）(高等教育出版社出版圖書)

《物理化學（第三版）》是高等教育出版社2021年3月出版圖書。

基本介紹

• 中文名：物理化學（第三版）
• 作者：范康年、周鳴飛
• 類別：化學類
• 出版社：高等教育出版社
• 出版時間：2021年3月18日
• 頁數：1064 頁
• 定價：118 元
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787040555622
• 讀者對象：高等教育

內容簡介

本書是教育部“高等教育面向21世紀內容和課程體系改革計畫”的研究成果、普通高等教育“十五”國家級規劃教材，是一本包含微觀和巨觀內容並使其相互聯繫、相互滲透而成為一個完整體系的物理化學教材。

本書是在第二版的基礎上修訂而成的，對經典熱力學內容進行了精選和壓縮，增加了膠體、超分子體系、分子反應動力學和光電化學等方面的內容。全書分三大部分共二十四章，第一部分介紹微觀結構和性質，包括量子力學基礎、原子結構和原子光譜、化學鍵理論和簡單分子結構、分子對稱性和群論、典型多原子分子結構、分子間相互作用、固態及微觀結構測定的基本原理；第二部分介紹平衡體系的性質，包括統計熱力學基礎、熱力學基本定律、熱力學基本方程及化學勢、多組分體系熱力學、化學平衡體系熱力學、界面現象和表面化學及膠體與超分子體系熱力學；第三部分介紹變化體系的性質，包括傳遞過程與非平衡態熱力學、化學動力學基本規律、各種反應體系的動力學、基元反應速率理論、分子反應動力學、電化學熱力學、電化學動力學及光化學和光電化學。全書採用國際單位制（SI）為基礎的法定計量單位。各章的習題參考答案和彩色插圖可通過掃描書中的二維碼查看。

本書可作為高等學校化學類各專業物理化學和結構化學課程的教材，也可供有關專業參考使用。

目錄

第一章 量子力學基礎

§1-1 量子論的誕生

（一）舊量子論

（二）波粒二象性

（三）不確定關係

§1-2 實物粒子運動狀態——波函式

（一）波函式及其性質

（二）態疊加原理

§1-3 波函式的求解

（一）算符理論初步

（二）量子力學的基本假定

（三）微觀粒子的運動規律——薛丁格方程

§1-4 簡單體系

（一）勢箱中的粒子

（二）諧振子

（三）剛性轉子

習題

本章附錄

A1-1 簡諧振子方程的解

A1-2 剛性轉子方程（即角動量本徵方程）的解

第二章 原子結構和原子光譜

§2-1 單電子原子的薛丁格方程及其解

（一）方程的建立

（二）方程的一般解

（三）解的討論

（四）軌道的空間分布

§2-2 多電子原子的薛丁格方程及其解

（一）方程的建立及原子單位

（二）單電子獨立模型與軌道近似

（三）中心力場近似

（四）禁止模型

（五）自洽場方法

§2-3 電子自旋和核外電子排布規則

（一）電子自旋

（二）全同粒子和泡利原理

（三）核外電子排布規則

§2-4 原子狀態和原子光譜項

（一）多電子原子狀態

（二）原子光譜項

（三）原子光譜

習題

本章附錄

A2-1 R（r）方程的解

A2-2 矢量

第三章 化學鍵理論和簡單分子結構

§3-1 價鍵理論

（一）價鍵理論對H2分子的處理

（二）解的討論

（三）價鍵理論的要點和套用

§3-2 分子軌道理論

（一）分子軌道理論對H+2的處理

（二）解的討論

（三）分子軌道理論的要點

（四）分子軌道理論和價鍵理論的比較

§3-3 雙原子分子結構

（一）分子軌道的符號和能級

（二）同核雙原子分子結構

（三）異核雙原子分子結構

（四）雙原子分子光譜項

§3-4 飽和多原子分子結構

（一）雜化軌道理論

（二）離域分子軌道

（三）定域分子軌道

（四）離域軌道和定域軌道關係

習題

第四章 分子對稱性和群論

§4-1 分子對稱性

（一）對稱元素和對稱操作

（二）分子對稱性分類

（三）分子所屬類別的判斷方法

（四）分子對稱性和物理性質

§4-2 群論

（一）群論基礎

（二）矩陣表示

（三）特徵標表

§4-3 群論在化學中的套用

（一）能量本徵函式是不可約表示的基

（二）對稱性匹配群軌道

（三）投影算符及其套用

（四）非零矩陣元的檢驗和光譜選律

§4-4 分子對稱性和群表示理論若干規律（拓展）

（一）對稱操作乘法表及組合規則

（二）群表示理論若干規律

習題

本章附錄

A4-1 矩陣和矩陣運算

第五章 典型多原子分子結構

§5-1 共軛分子結構

（一）休克爾分子軌道法

（二）休克爾分子軌道法套用實例

（三）矩陣對角化解久期方程

（四）苯的結構及其芳香性

（五）共軛直鏈多烯和共軛環多烯

（六）雜原子和無機共軛分子

（七）共軛大π鍵的類型

§5-2 缺電子分子和原子簇結構

（一）缺電子分子和多中心鍵

（二）原子簇化合物及其分類

（三）硼烷（碳硼烷）的結構

（四）碳原子簇結構

（五）過渡金屬原子簇化合物結構

§5-3 配位化合物結構

（一）晶體場理論

（二）分子軌道理論

（三）σ-π配鍵與有關的配位化合物

§5-4 量子化學計算方法和分子性質的計算

（一）ab initio方法

（二）DFT方法

（三）分子性質的計算

習題

第六章 分子間相互作用

§6-1 分子間作用力

（一）靜電力

（二）誘導力

（三）色散力

（四）分子間作用能

（五）分子間勢能函式與范德華半徑

§6-2 氣體中的分子間相互作用

（一）實際氣體和范德華方程

（二）臨界點和超臨界現象

（三）對比態原理

§6-3 液體中的分子間相互作用

（一）液體結構特徵和徑向分布函式

（二）徑向分布函式的測定和計算

（三）氫鍵和疏水作用

§6-4 超分子結構化學和分子組裝

（一）形成穩定超分子的因素

（二）分子識別和超分子自組裝

習題

第七章 固態

§7-1 晶體結構的周期性

（一）周期性和點陣

（二）點陣單位和晶胞

（三）晶面表示方法

§7-2 晶體結構的對稱性

（一）晶體中的對稱元素

（二）晶系和14種空間點陣

（三）晶體的巨觀對稱性和32點群

（四）晶體的微觀對稱性和230空間群

§7-3 金屬晶體

（一）三種典型金屬單質結構

（二）金屬原子半徑

（三）合金結構

（四）能帶理論

§7-4 離子晶體

（一）幾種典型離子晶體結構

（二）點陣能

（三）離子半徑和離子極化

（四）鮑林規則和複雜離子化合物結構

§7-5 共價晶體和其他鍵型晶體

（一）共價晶體——金剛石

（二）混合鍵型晶體——石墨

（三）分子晶體

§7-6 實際固體

（一）晶體缺陷

（二）非晶態

習題

第八章 微觀結構測定的基本原理（1）——分子光譜

§8-1 光與物質相互作用形式

（一）吸收

（二）發射（自發和受激）

（三）拉曼散射

（四）光譜範圍

§8-2 轉動光譜

（一）剛性轉子模型

（二）非剛性轉子模型

（三）多原子分子轉動光譜

§8-3 振動光譜

（一）諧振子模型

（二）非諧振子模型

（三）振動光譜的精細結構（振轉光譜）

（四）多原子分子振動模式

（五）拉曼光譜

§8-4 電子光譜

（一）電子能級和電子光譜選律

（二）電子光譜的精細結構（電子振動光譜）

（三）富蘭克-康頓原理

（四）多原子分子電子光譜

習題

第九章 微觀結構測定的基本原理（2）——磁共振及其他

§9-1 核磁共振

（一）核磁矩及與外磁場的相互作用

（二）核磁共振現象

（三）脈衝傅立葉變換核磁共振

（四）化學位移

（五）核的自旋-自旋耦合

（六）其他核磁共振方法

§9-2 電子順磁共振

（一）分子的磁性及與外磁場的相互作用

（二）順磁共振現象

（三）g因子和超精細結構

§9-3 電子能譜

（一）電子能譜概述

（二）紫外光電子能譜

（三）Ｘ射線光電子能譜

（四）俄歇電子能譜

§9-4 X射線衍射

（一）晶體對Ｘ射線的衍射

（二）衍射方向

（三）衍射強度

（四）Ｘ射線的衍射譜

習題

第十章 統計熱力學基礎

§10-1 玻耳茲曼統計

（一）微觀狀態和熱力學機率

（二）玻耳茲曼公式和擷取最大項近似

（三）玻耳茲曼統計法

（四）麥克斯韋-玻耳茲曼分布定律

§10-2 分子配分函式

（一）配分函式的物理意義

（二）分子配分函式與內能

§10-3 配分函式的計算

（一）平動配分函式

（二）轉動配分函式

（三）振動配分函式

（四）電子配分函式

（五）核配分函式

（六）粒子的全配分函式

§10-4 量子統計

（一）玻色-愛因斯坦統計法

（二）費米-狄拉克統計法

（三）金屬中自由電子的熱容

§10-5 系綜理論簡介

（一）系綜的概念

（二）微正則系綜

（三）正則系綜

（四）正則分布與分子配分函式

（五）巨正則系綜

習題

第十一章 熱力學基本定律

§11-1 熱力學概論

（一）溫度、熱平衡及熱力學第零定律

（二）熱力學的一些常用基本概念

（三）內能、熱、功和焓

（四）化學反應的熱效應

§11-2 熱力學第一定律

（一）熱力學第一定律的表述

（二）熱力學第一定律的統計解釋

（三）功的計算和可逆過程

§11-3 理想氣體的熱力學過程

（一）熱容及相關計算

（二）焦耳實驗

（三）絕熱過程

（四）理想氣體的卡諾循環

§11-4 熱力學第二定律與熵

（一）熱力學第二定律的引出

（二）熵函式——過程方向性的判據

（三）克勞修斯不等式和熵增加原理

（四）熵和熱力學第二定律的統計解釋

§11-5 熱力學第三定律

（一）熱力學第三定律的引出和表述

（二）熱力學第三定律的實驗驗證和統計解釋

習題

第十二章 熱力學基本方程及化學勢

§12-1 熵變的計算

（一）恆溫過程的熵變

（二）變溫過程的熵變

（三）相變過程的熵變

（四）標準熵的計算

（五）化學反應的熵變

§12-2 亥姆霍茲自由能與吉布斯自由能

（一）恆溫恆容體系及亥姆霍茲自由能的引出

（二）恆溫恆壓體系及吉布斯自由能的引出

（三）吉布斯自由能及亥姆霍茲自由能的統計熱力學計算

（四）吉布斯自由能的計算

§12-3 熱力學函式間的關係及其套用

（一）熱力學的四個基本關係式

（二）麥克斯韋關係式及其推論

（三）焦耳-湯姆孫效應與節流製冷

（四）在純物質兩相平衡中的套用

§12-4 偏摩爾量

（一）偏摩爾量的定義

（二）偏摩爾量的基本公式

（三）偏摩爾量的測定

§12-5 化學勢

（一）化學勢概念的引出

（二）化學勢與溫度和壓力的關係

（三）化學勢在相變和化學反應中的套用

（四）氣體化學勢

習題

第十三章 多組分體系熱力學

§13-1 理想溶液和稀溶液依數性

（一）理想溶液

（二）稀溶液

§13-2 實際溶液和活度

（一）實際溶液及其化學勢表達式

（二）活度的測定

（三）超額函式

§13-3 相律

（一）相、組分數和自由度

（二）相律的推導

§13-4 二組分體系相圖

（一）二組分氣-液體系

（二）二組分液-液體系

（三）二組分液-固體系

§13-5 三組分體系相圖

（一）部分互溶的三液體系

（二）固-固-液三組分水鹽體系

習題

第十四章 化學平衡體系熱力學

§14-1 化學反應等溫式和平衡常數

（一）均相化學反應

（二）非均相化學反應

§14-2 反應平衡常數的計算和測定方法

（一）平衡常數的表達方式

（二）平衡常數的測定和計算

（三）平衡轉化率和平衡組成計算

§14-3 平衡常數與溫度和壓力的關係

（一）平衡常數與溫度的關係

（二）平衡常數與壓力的關係

§14-4 理想氣體反應平衡常數的統計熱力學計算

（一）能量零點的選擇

（二）自由能函式的計算和套用

（三）從配分函式直接計算平衡常數

§14-5 化學反應條件分析

（一）常壓氣相反應

（二）高壓氣相反應

（三）液相反應

（四）同時平衡和耦合反應

習題

第十五章 界面現象和表面化學

§15-1 界面相熱力學基礎

（一）比表面與表面分散度

（二）表面能與表面張力

（三）含表面能的基本熱力學方程

（四）表面吸附與吉布斯吸附等溫式

§15-2 液體表面現象

（一）彎曲液面的附加壓力

（二）表面曲率與表面張力的關係

（三）表面曲率與液體蒸氣壓的關係

（四）黏附功與潤濕現象

（五）接觸角與潤濕的關係

§15-3 固體表面現象

（一）物理吸附和化學吸附

（二）朗繆爾吸附等溫式

（三）弗羅因德利希和特姆金吸附等溫式

（四）BET吸附等溫式及比表面測定原理

§15-4 固體表面組成與結構

（一）固體表面組成和價態

（二）固體表面結構及其作用

§15-5 表面吸附態測定及反應機理（拓展）

（一）表面化學測定技術基本要求

（二）表面能譜研究表面吸附

（三）熱脫附方法研究表面吸附

（四）隧道掃描探針研究表面吸附

習題

本章附錄

A15-1 基於吸附動力學動態平衡推導朗繆爾吸附等溫式

第十六章 膠體與超分子體系熱力學

§16-1 膠體分散體系基本性質

（一）膠體分類

（二）膠團結構

（三）膠體的動電性質

§16-2 膠體界面擴散雙電層模型及穩定性

（一）界面擴散雙電層模型

（二）膠粒穩定性和聚沉控制

§16-3 表面活性劑及其套用

（一）表面活性劑分類

（二）臨界膠束濃度

（三）表面活性劑套用

（四）表面活性劑的構效關係

§16-4 高分子分散體系基本性質

（一）高分子化合物基本概念

（二）高分子溶液基本特性

（三）高分子溶液熱力學

§16-5 高分子的超分子自組裝

（一）超分子體系組裝熱力學

（二）聚電解質及其自組裝

（三）高分子層層自組裝

（四）嵌段共聚物自組裝

習題

第十七章 傳遞過程和非平衡態熱力學

§17-1 傳遞過程基本規律

（一）熱傳導

（二）黏度

（三）擴散

（四）布朗運動

§17-2 非平衡態熱力學

（一）熵產生原理

（二）昂薩格倒易關係

（三）最小熵產生原理

習題

第十八章 化學動力學基本規律

§18-1 化學動力學概論

（一）化學反應的不同層次

（二）化學反應分類

（三）化學動力學的主要任務

§18-2 化學反應的速率方程

（一）化學反應速率

（二）質量作用定律

（三）反應級數和反應分子數

§18-3 具有簡單級數的反應

（一）零級反應

（二）一級反應

（三）二級反應

（四）速率方程的確定

§18-4 溫度對反應速率的影響

（一）溫度和反應速率之間的經驗關係式

（二）阿倫尼烏斯定律

（三）活化能對反應速率的影響

（四）活化能的物理意義

§18-5 典型的複雜反應和反應機理

（一）對峙反應

（二）平行反應

（三）連續反應

（四）反應機理及近似處理方法

§18-6 化學反應中的動態與平衡

（一）微觀可逆性原理和精細平衡原理

（二）速率常數與平衡常數的關係

習題

第十九章 各種反應體系的動力學

§19-1 鏈反應

（一）直鏈反應

（二）支鏈反應

§19-2 液相反應

（一）遭遇對

（二）擴散控制的反應

（三）液相中的快速反應

（四）化學振盪反應

§19-3 催化反應

（一）催化劑的特性

（二）均相催化反應

（三）氣固相催化反應

（四）絡合催化反應

（五）酶催化反應

§19-4 流動體系反應

（一）連續管式反應

（二）連續釜式反應

習題

第二十章 基元反應速率理論

§20-1 雙分子反應的簡單碰撞理論

（一）硬球碰撞模型

（二）反應硬球碰撞模型

（三）反應碰撞模型與實驗結果比較

§20-2 反應速率的過渡態理論

（一）過渡態理論

（二）過渡態理論的熱力學處理

（三）動力學同位素效應

§20-3 單分子反應理論

（一）林德曼理論

（二）RRKM理論

§20-4 分子軌道對稱守恆原理

（一）實驗事實

（二）能量相關原理

（三）前線軌道理論

習題

第二十一章 分子反應動力學

§21-1 態-態反應

（一）碰撞截面

（二）從微觀反應速率常數到巨觀反應速率常數

§21-2 勢能面及反應途徑

（一）勢能面

（二）反應體系在勢能面上的運動

（三）勢能面的特徵對反應的影響

§21-3 分子反應動力學實驗

（一）雷射的基本原理和雷射器

（二）特定狀態的反應物製備

（三）反應的測量

習題

第二十二章 電化學熱力學

§22-1 電解質溶液的活度與相關性質

（一）離子的活度與平均活度係數

（二）德拜－休克爾理論

§22-2 電解質溶液離子的遷移

（一）電解質溶液的導電性

（二）離子的遷移率

§22-3 可逆電池及其電動勢

（一）電池的化學能與電能

（二）可逆電池電動勢的測定

（三）可逆電池電動勢與活度和溫度的關係

§22-4 電極電勢和標準電極電勢

（一）電池電動勢產生原因

（二）電極電勢表達式

（三）標準電極電勢

（四）電極電勢和電池電動勢的計算

（五）可逆電極的種類

§22-5 濃差電池和液體接界電勢

（一）濃差電池

（二）液體接界電勢

（三）液體接界電勢的計算

§22-6 電池電動勢的套用

（一）平衡常數與活度係數的測定

（二）離子選擇性電極和膜電勢

（三）電勢-pH圖及其套用

習題

本章附錄

A22-1 德拜-休克爾公式推導

第二十三章 電化學動力學

§23-1 電極過程和電極極化

（一）電極過程和反應速率

（二）極化和超電勢

（三）三類極化

§23-2 活化極化

（一）電極電勢對反應吉布斯活化能的影響

（二）巴特勒-福爾默方程

（三）塔費爾公式

（四）氫超電勢理論

（五）氫超電勢套用

§23-3 濃差極化

（一）傳質的三種模式

（二）穩態擴散控制下的極化曲線

（三）混合擴散控制下的極化曲線

§23-4 電化學測量

（一）三電極體系

（二）計時電流法

（三）循環伏安法

§23-5 電化學套用

（一）電解

（二）金屬的電沉積

（三）金屬的腐蝕和防腐

（四）化學電源

習題

第二十四章 光化學與光電化學

§24-1 光化學基礎

（一）光物理基本概念

（二）光化學基本定律

（三）量子產率

§24-2 光化學反應

（一）光化學反應勢能面與反應類型

（二）電子激發態能量轉移與電子轉移

（三）螢光淬滅

§24-3 光電化學

（一）半導體電極

（二）半導體電極的光電效應

（三）光電化學套用

習題

附錄

Ⅰ 一些單質及化合物的熱力學數據（298.15 K）

Ⅱ 一些有機化合物的標準燃燒焓（298.15 K）

Ⅲ 國際單位制（SI）

Ⅳ 一些物理學和化學的基本常數（2018年國際推薦值）

Ⅴ 常用的換算因數

Ⅵ 化學上重要點群的特徵標表

參考讀物

主題索引

人名索引