复旦大学 物理化学 第三版第3版 范康年/周鸣飞 高等教育出版社 大学物理化学教材 高等学校化学类各专业物理化学结构化学

物理化学（第三版）

作者:范康年 周鸣飞

出版社:高等教育出版社

出版时间:2021年03月 

开 本：16开

纸 张：胶版纸

包 装：平装-胶订

ISBN：9787040555622

定价：118.00元

内容简介

本书是“高等教育面向21世纪内容和课程体系改革计划”的研究成果、普通高等教育“十五”国家级规划教材，是一本包含微观和宏观内容并使其相互联系、相互渗透而成为一个完整体系的物理化学教材。

本书是在第二版的基础上修订而成的，对经典热力学内容进行了精选和压缩，增加了胶体、超分子体系、分子反应动力学和光电化学等方面的内容。全书分三大部分共二十四章，第一部分介绍微观结构和性质，包括量子力学基础、原子结构和原子光谱、化学键理论和简单分子结构、分子对称性和群论、典型多原子分子结构、分子间相互作用、固态及微观结构测定的基本原理；第二部分介绍平衡体系的性质，包括统计热力学基础、热力学基本定律、热力学基本方程及化学势、多组分体系热力学、化学平衡体系热力学、界面现象和表面化学及胶体与超分子体系热力学；第三部分介绍变化体系的性质，包括传递过程与非平衡态热力学、化学动力学基本规律、各种反应体系的动力学、基元反应速率理论、分子反应动力学、电化学热力学、电化学动力学及光化学和光电化学。全书采用国际单位制(SI)为基础的法定计量单位。各章的习题参考答案和彩色插图可通过扫描书中的二维码查看。

本书可作为高等学校化学类各专业物理化学和结构化学课程的教材，也可供有关专业参考使用。

目录

前辅文

第一章 量子力学基础

1.1 量子论的诞生

（一） 旧量子论

（二） 波粒二象性

（三） 不确定关系

1.2 实物粒子运动状态——波函数

（一） 波函数及其性质

（二） 态叠加原理

1.3 波函数的求解

（一） 算符理论初步

（二） 量子力学的基本假定

（三） 微观粒子的运动规律——薛定谔方程

1.4 简单体系

（一） 势箱中的粒子

（二） 谐振子

（三） 刚性转子

习题

本章附录

A1.1 简谐振子方程的解

A1.2 刚性转子方程（即角动量本征方程） 的解

第二章 原子结构和原子光谱

2.1 单电子原子的薛定谔方程及其解

（一） 方程的建立

（二） 方程的一般解

（三） 解的讨论

（四） 轨道的空间分布

2.2 多电子原子的薛定谔方程及其解

（一） 方程的建立及原子单位

（二） 单电子独立模型与轨道近似

（三） 中心力场近似

（四） 屏蔽模型

（五） 自洽场方法

2.3 电子自旋和核外电子排布规则

（一） 电子自旋

（二） 全同粒子和泡利原理

（三） 核外电子排布规则

2.4 原子状态和原子光谱项

（一） 多电子原子状态

（二） 原子光谱项

（三） 原子光谱

习题

本章附录

A2.1 R(r)方程的解

A2.2 矢量

第三章 化学键理论和简单分子结构

3.1 价键理论

（一） 价键理论对H2分子的处理

（二） 解的讨论

（三） 价键理论的要点和应用

3.2 分子轨道理论

（一） 分子轨道理论对H+2的处理

（二） 解的讨论

（三） 分子轨道理论的要点

（四） 分子轨道理论和价键理论的比较

3.3 双原子分子结构

（一） 分子轨道的符号和能级

（二） 同核双原子分子结构

（三） 异核双原子分子结构

（四） 双原子分子光谱项

3.4 饱和多原子分子结构

（一） 杂化轨道理论

（二） 离域分子轨道

（三） 定域分子轨道

（四） 离域轨道和定域轨道关系

习题

第四章 分子对称性和群论

4.1 分子对称性

（一） 对称元素和对称操作

（二） 分子对称性分类

（三） 分子所属类别的判断方法

（四） 分子对称性和物理性质

4.2 群论

（一） 群论基础

（二） 矩阵表示

（三） 特征标表

4.3 群论在化学中的应用

（一） 能量本征函数是不可约表示的基

（二） 对称性匹配群轨道

（三） 投影算符及其应用

（四） 非零矩阵元的检验和光谱选律

4.4 分子对称性和群表示理论若干规律（拓展）

（一） 对称操作乘法表及组合规则

（二） 群表示理论若干规律

习题

本章附录

A4.1 矩阵和矩阵运算

第五章 典型多原子分子结构

5.1 共轭分子结构

（一） 休克尔分子轨道法

（二） 休克尔分子轨道法应用实例

（三） 矩阵对角化解久期方程

（四） 苯的结构及其芳香性

（五） 共轭直链多烯和共轭环多烯

（六） 杂原子和无机共轭分子

（七） 共轭大π键的类型

5.2 缺电子分子和原子簇结构

（一） 缺电子分子和多中心键

（二） 原子簇化合物及其分类

（三） 硼烷（碳硼烷）的结构

（四） 碳原子簇结构

（五） 过渡金属原子簇化合物结构

5.3 配位化合物结构

（一） 晶体场理论

（二） 分子轨道理论

（三） σ.π配键与有关的配位化合物

5.4 量子化学计算方法和分子性质的计算

（一） ab initio方法

（二） DFT方法

（三） 分子性质的计算

习题

第六章 分子间相互作用

6.1 分子间作用力

（一） 静电力

（二） 诱导力

（三） 色散力

（四） 分子间作用能

（五） 分子间势能函数与范德华半径

6.2 气体中的分子间相互作用

（一） 实际气体和范德华方程

（二） 临界点和超临界现象

（三） 对比态原理

6.3 液体中的分子间相互作用

（一） 液体结构特征和径向分布函数

（二） 径向分布函数的测定和计算

（三） 氢键和疏水作用

6.4 超分子结构化学和分子组装

（一） 形成稳定超分子的因素

（二） 分子识别和超分子自组装

习题

第七章 固态

7.1 晶体结构的周期性

（一） 周期性和点阵

（二） 点阵单位和晶胞

（三） 晶面表示方法

7.2 晶体结构的对称性

（一） 晶体中的对称元素

（二） 晶系和14种空间点阵

（三） 晶体的宏观对称性和32点群

（四） 晶体的微观对称性和230空间群

7.3 金属晶体

（一） 三种典型金属单质结构

（二） 金属原子半径

（三） 合金结构

（四） 能带理论

7.4 离子晶体

（一） 几种典型离子晶体结构

（二） 点阵能

（三） 离子半径和离子极化

（四） 鲍林规则和复杂离子化合物结构

7.5 共价晶体和其他键型晶体

（一） 共价晶体——金刚石

（二） 混合键型晶体——石墨

（三） 分子晶体

7.6 实际固体

（一） 晶体缺陷

（二） 非晶态

习题

第八章 微观结构测定的基本原理(1)——分子光谱

8.1 光与物质相互作用形式

（一） 吸收

（二） 发射（自发和受激）

（三） 拉曼散射

（四） 光谱范围

8.2 转动光谱

（一） 刚性转子模型

（二） 非刚性转子模型

（三） 多原子分子转动光谱

8.3 振动光谱

（一） 谐振子模型

（二） 非谐振子模型

（三） 振动光谱的精细结构(振转光谱)

（四） 多原子分子振动模式

（五） 拉曼光谱

8.4 电子光谱

（一） 电子能级和电子光谱选律

（二） 电子光谱的精细结构（电子振动光谱）

（三） 富兰克.康顿原理

（四） 多原子分子电子光谱

习题

第九章 微观结构测定的基本原理(2)——磁共振及其他

9.1 核磁共振

（一） 核磁矩及与外磁场的相互作用

（二） 核磁共振现象

（三） 脉冲傅里叶变换核磁共振

（四） 化学位移

（五） 核的自旋.自旋耦合

（六） 其他核磁共振方法

9.2 电子顺磁共振

（一） 分子的磁性及与外磁场的相互作用

（二） 顺磁共振现象

（三） g因子和超精细结构

9.3 电子能谱

（一） 电子能谱概述

（二） 紫外光电子能谱

（三） Ｘ射线光电子能谱

（四） 俄歇电子能谱

9.4 X射线衍射

（一） 晶体对Ｘ射线的衍射

（二） 衍射方向

（三） 衍射强度

（四） Ｘ射线的衍射谱

习题

第十章 统计热力学基础

10.1 玻耳兹曼统计

（一） 微观状态和热力学概率

（二） 玻耳兹曼公式和撷取最大项近似

（三） 玻耳兹曼统计法

（四） 麦克斯韦.玻耳兹曼分布定律

10.2 分子配分函数

（一） 配分函数的物理意义

（二） 分子配分函数与内能

10.3 配分函数的计算

（一） 平动配分函数

（二） 转动配分函数

（三） 振动配分函数

（四） 电子配分函数

（五） 核配分函数

（六） 粒子的全配分函数

10.4 量子统计

（一） 玻色.爱因斯坦统计法

（二） 费米.狄拉克统计法

（三） 金属中自由电子的热容

10.5 系综理论简介

（一） 系综的概念

（二） 微正则系综

（三） 正则系综

（四） 正则分布与分子配分函数

（五） 巨正则系综

习题

第十一章 热力学基本定律

11.1 热力学概论

（一） 温度、热平衡及热力学第零定律

（二） 热力学的一些常用基本概念

（三） 内能、热、功和焓

（四） 化学反应的热效应

11.2 热力学第一定律

（一） 热力学第一定律的表述

（二） 热力学第一定律的统计解释

（三） 功的计算和可逆过程

11.3 理想气体的热力学过程

（一） 热容及相关计算

（二） 焦耳实验

（三） 绝热过程

（四） 理想气体的卡诺循环

11.4 热力学第二定律与熵

（一） 热力学第二定律的引出

（二） 熵函数——过程方向性的判据

（三） 克劳修斯不等式和熵增加原理

（四） 熵和热力学第二定律的统计解释

11.5 热力学第三定律

（一） 热力学第三定律的引出和表述

（二） 热力学第三定律的实验验证和统计解释

习题

第十二章 热力学基本方程及化学势

12.1 熵变的计算

（一） 恒温过程的熵变

（二） 变温过程的熵变

（三） 相变过程的熵变

（四） 标准熵的计算

（五） 化学反应的熵变

12.2 亥姆霍兹自由能与吉布斯自由能

（一） 恒温恒容体系及亥姆霍兹自由能的引出

（二） 恒温恒压体系及吉布斯自由能的引出

（三） 吉布斯自由能及亥姆霍兹自由能的统计热力学计算

（四） 吉布斯自由能的计算

12.3 热力学函数间的关系及其应用

（一） 热力学的四个基本关系式

（二） 麦克斯韦关系式及其推论

（三） 焦耳.汤姆孙效应与节流制冷

（四） 在纯物质两相平衡中的应用

12.4 偏摩尔量

（一） 偏摩尔量的定义

（二） 偏摩尔量的基本公式

（三） 偏摩尔量的测定

12.5 化学势

（一） 化学势概念的引出

（二） 化学势与温度和压力的关系

（三） 化学势在相变和化学反应中的应用

（四） 气体化学势

习题

第十三章 多组分体系热力学

13.1 理想溶液和稀溶液依数性

（一） 理想溶液

（二） 稀溶液

13.2 实际溶液和活度

（一） 实际溶液及其化学势表达式

（二） 活度的测定

（三） 超额函数

13.3 相律

（一） 相、组分数和自由度

（二） 相律的推导

13.4 二组分体系相图

（一） 二组分气.液体系

（二） 二组分液.液体系

（三） 二组分液.固体系

13.5 三组分体系相图

（一） 部分互溶的三液体系

（二） 固.固.液三组分水盐体系

习题

第十四章 化学平衡体系热力学

14.1 化学反应等温式和平衡常数

（一） 均相化学反应

（二） 非均相化学反应

14.2 反应平衡常数的计算和测定方法

（一） 平衡常数的表达方式

（二） 平衡常数的测定和计算

（三） 平衡转化率和平衡组成计算

14.3 平衡常数与温度和压力的关系

（一） 平衡常数与温度的关系

（二） 平衡常数与压力的关系

14.4 理想气体反应平衡常数的统计热力学计算

（一） 能量零点的选择

（二） 自由能函数的计算和应用

（三） 从配分函数直接计算平衡常数

14.5 化学反应条件分析

（一） 常压气相反应

（二） 高压气相反应

（三） 液相反应

（四） 同时平衡和耦合反应

习题

第十五章 界面现象和表面化学

15.1 界面相热力学基础

（一） 比表面与表面分散度

（二） 表面能与表面张力

（三） 含表面能的基本热力学方程

（四） 表面吸附与吉布斯吸附等温式

15.2 液体表面现象

（一） 弯曲液面的附加压力

（二） 表面曲率与表面张力的关系

（三） 表面曲率与液体蒸气压的关系

（四） 黏附功与润湿现象

（五） 接触角与润湿的关系

15.3 固体表面现象

（一） 物理吸附和化学吸附

（二） 朗缪尔吸附等温式

（三） 弗罗因德利希和特姆金吸附等温式

（四） BET吸附等温式及比表面测定原理

15.4 固体表面组成与结构

（一） 固体表面组成和价态

（二） 固体表面结构及其作用

15.5 表面吸附态测定及反应机理（拓展）

（一） 表面化学测定技术基本要求

（二） 表面能谱研究表面吸附

（三） 热脱附方法研究表面吸附

（四） 隧道扫描探针研究表面吸附

习题

本章附录

A15.1 基于吸附动力学动态平衡推导朗缪尔吸附等温式

第十六章 胶体与超分子体系热力学

16.1 胶体分散体系基本性质

（一） 胶体分类

（二） 胶团结构

（三） 胶体的动电性质

16.2 胶体界面扩散双电层模型及稳定性

（一） 界面扩散双电层模型

（二） 胶粒稳定性和聚沉控制

16.3 表面活性剂及其应用

（一） 表面活性剂分类

（二） 临界胶束浓度

（三） 表面活性剂应用

（四） 表面活性剂的构效关系

16.4 高分子分散体系基本性质

（一） 高分子化合物基本概念

（二） 高分子溶液基本特性

（三） 高分子溶液热力学

16.5 高分子的超分子自组装

（一） 超分子体系组装热力学

（二） 聚电解质及其自组装

（三） 高分子层层自组装

（四） 嵌段共聚物自组装

习题

第十七章 传递过程和非平衡态热力学

17.1 传递过程基本规律

（一） 热传导

（二） 黏度

（三） 扩散

（四） 布朗运动

17.2 非平衡态热力学

（一） 熵产生原理

（二） 昂萨格倒易关系

（三） 最小熵产生原理

习题

第十八章 化学动力学基本规律

18.1 化学动力学概论

（一） 化学反应的不同层次

（二） 化学反应分类

（三） 化学动力学的主要任务

18.2 化学反应的速率方程

（一） 化学反应速率

（二） 质量作用定律

（三） 反应级数和反应分子数

18.3 具有简单级数的反应

（一） 零级反应

（二） 一级反应

（三） 二级反应

（四） 速率方程的确定

18.4 温度对反应速率的影响

（一） 温度和反应速率之间的经验关系式

（二） 阿伦尼乌斯定律

（三） 活化能对反应速率的影响

（四） 活化能的物理意义

18.5 典型的复杂反应和反应机理

（一） 对峙反应

（二） 平行反应

（三） 连续反应

（四） 反应机理及近似处理方法

18.6 化学反应中的动态与平衡

（一） 微观可逆性原理和精细平衡原理

（二） 速率常数与平衡常数的关系

习题

第十九章 各种反应体系的动力学

19.1 链反应

（一） 直链反应

（二） 支链反应

19.2 液相反应

（一） 遭遇对

（二） 扩散控制的反应

（三） 液相中的快速反应

（四） 化学振荡反应

19.3 催化反应

（一） 催化剂的特性

（二） 均相催化反应

（三） 气固相催化反应

（四） 络合催化反应

（五） 酶催化反应

19.4 流动体系反应

（一） 连续管式反应

（二） 连续釜式反应

习题

第二十章 基元反应速率理论

20.1 双分子反应的简单碰撞理论

（一） 硬球碰撞模型

（二） 反应硬球碰撞模型

（三） 反应碰撞模型与实验结果比较

20.2 反应速率的过渡态理论

（一） 过渡态理论

（二） 过渡态理论的热力学处理

（三） 动力学同位素效应

20.3 单分子反应理论

（一） 林德曼理论

（二） RRKM理论

20.4 分子轨道对称守恒原理

（一） 实验事实

（二） 能量相关原理

（三） 前线轨道理论

习题

第二十一章 分子反应动力学

21.1 态.态反应

（一） 碰撞截面

（二） 从微观反应速率常数到宏观反应速率常数

21.2 势能面及反应途径

（一） 势能面

（二） 反应体系在势能面上的运动

（三） 势能面的特征对反应的影响

21.3 分子反应动力学实验

（一） 激光的基本原理和激光器

（二） 特定状态的反应物制备

（三） 反应的测量

习题

第二十二章 电化学热力学

22.1 电解质溶液的活度与相关性质

（一） 离子的活度与平均活度系数

（二） 德拜－休克尔理论

22.2 电解质溶液离子的迁移

（一） 电解质溶液的导电性

（二） 离子的迁移率

22.3 可逆电池及其电动势

（一） 电池的化学能与电能

（二） 可逆电池电动势的测定

（三） 可逆电池电动势与活度和温度的关系

22.4 电极电势和标准电极电势

（一） 电池电动势产生原因

（二） 电极电势表达式

（三） 标准电极电势

（四） 电极电势和电池电动势的计算

（五） 可逆电极的种类

22.5 浓差电池和液体接界电势

（一） 浓差电池

（二） 液体接界电势

（三） 液体接界电势的计算

22.6 电池电动势的应用

（一） 平衡常数与活度系数的测定

（二） 离子选择性电极和膜电势

（三） 电势.pH图及其应用

习题

本章附录

A22.1 德拜.休克尔公式推导

第二十三章 电化学动力学

23.1 电极过程和电极极化

（一） 电极过程和反应速率

（二） 极化和超电势

（三） 三类极化

23.2 活化极化

（一） 电极电势对反应吉布斯活化能的影响

（二） 巴特勒.福尔默方程

（三） 塔费尔公式

（四） 氢超电势理论

（五） 氢超电势应用

23.3 浓差极化

（一） 传质的三种模式

（二） 稳态扩散控制下的极化曲线

（三） 混合扩散控制下的极化曲线

23.4 电化学测量

（一） 三电极体系

（二） 计时电流法

（三） 循环伏安法

23.5 电化学应用

（一） 电解

（二） 金属的电沉积

（三） 金属的腐蚀和防腐

（四） 化学电源

习题

第二十四章 光化学与光电化学

24.1 光化学基础

（一） 光物理基本概念

（二） 光化学基本定律

（三） 量子产率

24.2 光化学反应

（一） 光化学反应势能面与反应类型

（二） 电子激发态能量转移与电子转移

（三） 荧光淬灭

24.3 光电化学

（一） 半导体电极

（二） 半导体电极的光电效应

（三） 光电化学应用

习题

附录

Ⅰ 一些单质及化合物的热力学数据（29815 K）

Ⅱ 一些有机化合物的标准燃烧焓（29815 K）

Ⅲ 国际单位制（SI）

Ⅳ 一些物理学和化学的基本常数（2018年国际推荐值）

Ⅴ 常用的换算因数

Ⅵ 化学上重要点群的特征标表

参考读物

主题索引

人名索引