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第1章 化学元素的原子量1

1.1 原子量标度的变迁1

1.2 原子量的测定方法4

1.2.1 化学法测定原子量4

1.2.2 质谱法测定原子量6

1.2.3 校准质谱法测定原子量8

1.3 原子量的不确定度9

1.4 校准质谱法测定原子量10

参考文献15

1.5 张青莲院士与当代中国无机化学15

第2章 无机化合物的结构和对称性17

2.1 导论17

2.1.1 固态的重要性17

2.1.2 无机化合物的结构式19

2.1.3 几何和拓扑限制21

2.1.4 关于对称性22

2.2 多面体23

2.2.1 多面体24

2.2.2 多面体分子和离子28

2.2.3 环状分子和离子30

2.2.4 无限线形分子和离子31

2.3 分子和晶体中的键32

2.3.1 共价键的长度35

2.3.2 非过渡元素简单分子和离子的构型36

2.3.3 离子键41

2.3.4 van der Waals 键47

2.3.5 金属-金属键47

2.4 共价键48

2.4.1 价键理论49

2.4.2 分子轨道理论51

2.4.3 价键和分子轨道理论的比较53

2.4.4 杂化54

2.4.5 多重键58

2.4.6 离域59

2.4.7 电负性62

2.4.8 分子结构65

2.4.9 键长67

2.5 分子对称性和群论基础69

2.5.1 对称操作和对称要素70

2.5.2 群与点群72

2.5.3 群的表示77

2.5.4 可约表示及其约化81

2.5.5 分子对称性和群论应用举要84

参考文献85

第3章 配位场理论和配位化学86

3.1 晶体场理论86

3.1.1 d 轨道能级的分裂87

3.1.2 影响晶体场分裂能的因素89

3.1.3 高自旋和低自旋91

3.1.4 晶体场稳定化能和热力学性质92

3.1.5 Jahn-Teller 效应94

3.2.1 八面体配合物的分子轨道96

3.2 分子轨道理论96

3.2.2 四面体配合物的分子轨道101

3.2.3 平面正方形配合物的分子轨道101

3.3 配合物的电子光谱102

3.3.1 d1和 d9体系103

3.3.2 自由离子谱项在配体场中的分裂103

3.3.3 能级图104

3.3.4 d-d 光谱的解释105

3.3.5 电荷迁移光谱107

3.4 近代配位化学108

3.4.1 我国无机化学和配位化学奠基人、功勋教授戴安邦院士和硅、铬、钼、铂等元素的配位化学109

3.4.2 具有气体吸收、贮藏功能的多孔金属配合物111

3.4.3 具有二阶非线性光学性质配合物的设计和合成113

3.4.4 分子器件材料114

3.4.5 分子基磁性材料117

3.4.6 配位催化119

3.4.7 用低热固相反应方法合成 Mo(W)-S-Cu(Ag)原子簇化合物120

3.4.8 生物无机化学122

参考文献126

4.1 超分子化学的基本概念128

第4章 超分子化学128

4.2 超分子体系中的分子识别129

4.2.1 冠醚的离子/分子识别129

4.2.2 环糊精为受体的分子识别136

4.2.3 杯芳烃为受体的离子/分子识别147

4.3 分子组装151

4.4 展望158

参考文献159

第5章 金属-金属键与金属原子簇化合物163

5.1 金属-金属键163

5.1.1 金属-金属四键164

5.1.2 金属-金属三键166

5.1.3 金属-金属双键168

5.1.4 金属-金属单键171

5.1.5 金属-金属键的判别174

5.2 金属原子簇化合物175

5.2.1 双核金属簇合物175

5.2.2 三核金属簇合物180

5.2.3 四核金属簇合物185

5.2.4 五核以上金属簇合物188

5.2.5 等瓣相似原理191

参考文献196

第6章 硼烷与杂硼烷化学198

6.1 硼原子形成化合物时的成键特征198

6.2 硼烷及相关化合物199

6.2.1 乙硼烷199

6.2.2 高元硼烷204

6.2.3 多面体硼烷阴离子209

6.3 金属硼烷211

6.4 碳硼烷213

6.4.1 多面体硼烷阴离子 BnH2-n和等电子结构碳硼烷 C2Bn-2Hn 骨架结构的 Wade 规则215

6.4.2 1，2-和1，7-二碳代闭式-十二硼烷(12)216

6.4.3 碳硼烷阴离子的过渡金属配合物219

6.4.4 多金属多面体配合物222

6.4.5 多面体扩张反应224

6.4.6 多面体收缩反应228

6.5 其他杂原子硼烷229

6.5.1 氮杂硼烷和硼氮化合物229

6.5.2 磷杂硼烷231

6.5.3 硫杂硼烷232

参考文献232

7.1.1 C60的结构和欧拉定律233

7.1 富勒烯233

第7章 富勒烯及相关结构物质233

7.1.2 C70和高级富勒烯的结构236

7.1.3 C60的制备和分离提纯238

7.1.4 C60的物理性质240

7.1.5 C60的化学性质243

7.2 碳纳米管244

7.2.1 碳纳米管的几何结构244

7.2.2 碳纳米管的性质246

7.2.3 碳纳米管的形貌247

7.3 富勒烯金属包合物 EMF250

7.2.5 碳纳米管的应用前景250

7.2.4 碳纳米管的制备方法250

7.3.1 EMF 的合成251

7.3.2 EMF 的提取和分离252

7.3.3 EMF 的结构254

7.3.4 EMF 的化学性质257

7.3.5 EMF 的应用展望258

参考文献258

8.1 气体分子配位化合物260

8.1.1 羰基配合物260

第8章 过渡元素化学260

8.1.2 一氧化氮配合物(金属亚硝酰化合物)267

8.1.3 双氮(N2)配合物268

8.2 夹心化合物270

8.2.1 金属茂基配合物270

8.2.2 苯环型金属化合物278

8.3 等瓣相似原理281

8.3.1 分子片的导出及其对称性282

8.3.2 分子片的前线轨道283

8.3.3 等瓣相似性285

8.3.4 等瓣相似原理的应用举例287

8.4 过渡元素配位催化反应288

8.4.1 催化剂的配位活化机制289

8.4.2 配位催化过程中的基元反应291

8.4.3 涉及金属有机化合物的催化过程296

8.5 前过渡元素及多酸化学306

8.5.1 顾翼东院士的化学成就306

8.5.2 前过渡元素化学的研究进展308

8.5.3 多酸化学311

8.5.4 功能性多酸复合物319

8.5.5 多酸的光化学和光催化321

8.5.6 多酸催化反应的研究329

参考文献336

第9章 稀土元素化学337

9.1 稀土元素的发现337

9.1.1 钇的发现337

9.1.2 铈的发现338

9.1.3 镧、镨、钕、铽、铒的发现338

9.1.4 1878～1907年间的发现339

9.1.5 失踪的61号元素钷的发现340

9.2 稀土元素的基本物理和化学性质341

9.2.1 稀土元素的原子和离子的电子组态343

9.2.2 镧系元素的标准还原电位及电负性344

9.2.3 稀土元素的原子半径和离子半径346

9.2.4 稀土元素的光谱特性347

9.2.5 稀土元素的磁性350

9.3 稀土元素化合物355

9.3.1 稀土元素的氧化物355

9.3.2 稀土复合氧化物356

9.3.3 稀土元素的卤化物359

9.3.4 稀土元素的硫化物361

9.3.5 稀土元素的氢氧化物363

9.3.6 稀土元素的氢化物364

9.3.7 稀土含氧酸盐365

9.4 稀土元素配合物366

9.4.1 稀土含氧配体的配合物366

9.4.2 稀土含氮配体的配合物366

9.4.3 稀土的有色配合物367

9.5 稀土金属有机化合物368

9.6 稀土原子簇化合物368

9.7 稀土元素矿物资源369

9.8 稀土精矿的分解371

9.8.1 独居石精矿的分解371

9.8.2 氟碳铈矿精矿的分解372

9.8.3 氟碳铈矿-独居石混合精矿的分解373

9.8.4 其他含稀土精矿的处理374

9.9 稀土元素的萃取分离377

9.9.1 稀土元素的溶剂萃取分离377

9.9.2 溶剂萃取法的基本概念和参数379

9.9.3 萃取剂和稀释剂380

9.9.4 溶剂萃取用于稀土元素分组382

9.9.5 溶剂萃取用于单一稀土元素分离383

9.9.6 稀土元素的连续全萃取分离384

9.10.1 离子交换色层法和萃淋树脂色层法385

9.10 其他分离稀土元素的方法385

9.10.2 氧化法分离提取铈387

9.10.3 还原法分离提取铕388

9.10.4 钪的资源和提取390

9.11 稀土金属的制取391

9.11.1 熔盐电解法制取稀土金属与合金391

9.11.2 金属热还原法制取稀土金属392

9.11.3 还原-蒸馏法制取稀土金属393

9.12 稀土的应用394

9.12.1 稀土在玻璃工业中的应用395

9.12.2 稀土在功能陶瓷中的应用395

9.12.3 稀土在激光和发光材料中的应用397

9.12.4 稀土在磁性材料中的应用399

参考文献402

第10章 生物无机化学403

10.1 绪论403

10.1.1 生命元素403

10.1.2 生物配体405

10.1.3 金属生物分子的功能405

10.2 生物分子的性质406

10.2.1 氨基酸406

10.1.4 本章的内容安排406

10.2.2 蛋白质407

10.2.3 酶409

10.2.4 核酸411

10.3 顺铂抗癌作用的化学基础413

10.3.1 顺铂、反铂与 DNA 的作用414

10.3.2 顺铂、反铂与金属硫蛋白的作用416

10.3.3 高迁移率(HMG)蛋白对含顺铂链内 d(GpG)或 d(ApG)交联 DNA 的识别和结合作用417

10.4 血红素蛋白418

10.4.1 血红蛋白和肌红蛋白418

10.4.2 细胞色素——呼吸链的电子传递425

10.4.3 过氧化物酶和过氧化氢酶431

10.5 锌酶和超氧化物歧化酶433

10.5.1 锌酶433

10.5.2 超氧化物歧化酶439

10.6 硒酶及硒的抗氧化作用442

10.6.1 谷胱甘肽过氧化物酶的结构与抗氧化作用442

10.6.2 ebselen-硒酶的模型化合物445

10.6.3 硒化合物与活性氧自由基的作用447

10.7 生物矿化450

10.7.1 硬组织结构450

10.7.2 生物体内的矿化过程451

10.7.3 展望452

10.8 矿物药453

10.8.1 矿物药的发展概况453

10.8.2 矿物药的分类454

10.8.3 矿物药作用的化学基础455

10.8.4 纳米矿物药456

参考文献458

第11章 无机固体化学459

11.1 固体——晶体和非晶体460

11.1.1 固体性和流动性460

11.1.2 晶体的宏观特征462

11.1.3 非晶态与晶态间的转化463

11.2 晶态物质的微观结构463

11.2.1 空间点阵463

11.2.2 晶向、晶面及其标志465

11.2.3 晶体的对称性466

11.2.4 几种常见的晶体结构472

11.3 固体中的原子键合474

11.3.1 共价晶体474

11.3.2 离子晶体475

11.3.3 金属性结合478

11.3.4 分子晶体479

11.3.5 氢键晶体480

11.4 固体中缺陷481

11.4.1 点缺陷481

11.4.2 晶界及其化学484

11.5 缺陷化学487

11.5.1 点缺陷的统计平衡487

11.5.2 点缺陷的表示法488

11.5.3 缺陷反应方程式489

11.5.4 非化学整比化合物490

11.5.5 缺陷反应的化学平衡491

11.6 固体中的相转变493

11.6.1 相变的类型493

11.6.2 重建型相变494

11.6.3 连续相变495

11.6.4 相变机理495

11.6.5 相变增韧498

11.7 固相反应501

11.7.1 固相反应的分类501

11.7.2 固相反应的属性501

11.7.3 固相反应的机制502

11.7.4 固-固相反应504

11.7.5 固-气相反应506

11.7.6 固-液相反应508

11.8 固体无机化合物的合成与制备509

11.8.1 极端条件合成509

11.8.2 软化学合成510

11.8.3 固态置换反应512

11.8.4 化学气相输运法512

参考文献513

第12章 无机材料科学概要515

12.1.1 纳米粒子516

12.1 粉体工程516

12.1.2 纳米粒子的制备519

12.1.3 纳米材料的应用领域及前景524

12.2 单晶材料526

12.2.1 晶体生长的基本过程527

12.2.2 人工晶体527

12.2.3 晶体生长535

12.3 多晶(陶瓷)材料540

12.3.1 陶瓷的显微结构540

12.3.2 陶瓷的烧结542

12.3.3 功能陶瓷543

12.3.4 结构陶瓷及复合材料549

12.4 玻璃与非晶态材料553

12.4.1 非晶态固体的制备553

12.4.2 非晶态金属的特点和用途555

12.4.3 非晶态半导体材料的特点及应用557

12.4.4 光导纤维558

12.4.5 微晶玻璃(玻璃陶瓷)559

12.5 低维材料559

12.5.1 纳米碳管560

12.5.2 碳纤维和其他无机纤维561

12.5.3 无机膜565

12.5.4 无机涂层566

参考文献568

第13章 盐湖化学569

13.1 盐湖与盐湖化学569

13.1.1 盐湖概况569

13.1.2 盐湖分类和中国盐湖特色572

13.1.3 盐湖研究中的基础化学577

13.2 柳大纲院士与中国盐湖化学589

13.2.1 柴达木盐湖科学调查中的重要发现589

13.2.2 参与制定盐湖规划与盐湖研究所的成立590

13.2.3 促进我国盐湖钾肥生产591

13.3 我国盐湖化学研究——中国科学院青海盐湖所的主要工作591

13.3.1 察尔汗盐湖钾肥生产和镁盐的开发利用591

13.3.2 新类型盐湖应用基础及开发研究595

13.3.3 盐卤硼酸盐化学600

13.3.4 浓盐溶液结构化学604

参考文献609

索引611

中文部分611

英文部分616