無機(jī)化學(xué)熱力學(xué)

前言

自從北京大學(xué)化學(xué)系傅鷹先生將熱力學(xué)引進(jìn)無機(jī)化學(xué)的教學(xué)以來，已近半個(gè)世紀(jì)了。國外也早在20世紀(jì)70年代，就在普通化學(xué)教材中引入了熱力學(xué)初步知識(shí)的介紹。在逐漸更新的無機(jī)化學(xué)教材中，越來越多地用到人們?cè)陂L期實(shí)踐中得到的熱力學(xué)規(guī)律，并用化學(xué)熱力學(xué)的知識(shí)來加強(qiáng)對(duì)無機(jī)化學(xué)知識(shí)的介紹，從能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)定量地或半定量地闡明無機(jī)物的宏觀性質(zhì)和反應(yīng)歷程。作者在教學(xué)實(shí)踐中也發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用熱力學(xué)的知識(shí)，除了能更好地闡明無機(jī)化學(xué)的四大平衡及其聯(lián)系之外，還有助于從理論上定量地討論化學(xué)反應(yīng)，尋求影響反應(yīng)進(jìn)行的因素并指導(dǎo)無機(jī)合成。在闡明無機(jī)物的性質(zhì)及無機(jī)反應(yīng)的規(guī)律時(shí)，運(yùn)用熱力學(xué)的觀點(diǎn)，往往比單靠微觀的結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)更能得到滿意的結(jié)果。學(xué)生不僅能從中獲得豐富的感性知識(shí)，而且能尋找其內(nèi)部聯(lián)系。從某些方面看，用熱力學(xué)說明問題比用微觀結(jié)構(gòu)更為直觀，更易被接受。但限于學(xué)生的基礎(chǔ)和學(xué)時(shí)等諸方面的原因，在現(xiàn)有的無機(jī)化學(xué)教材中，關(guān)于熱力學(xué)的內(nèi)容只能作一般性的介紹，要讓學(xué)生在學(xué)習(xí)無機(jī)化學(xué)時(shí)較好地接受這些內(nèi)容并自如地應(yīng)用，顯然是不可能的，所以有必要為學(xué)生創(chuàng)造一定的條件，使學(xué)生掌握這些內(nèi)容，并提高他們的無機(jī)化學(xué)素養(yǎng)。無機(jī)化學(xué)熱力學(xué)就是西北大學(xué)化學(xué)系為適應(yīng)這些要求給高年級(jí)學(xué)生開設(shè)的選修課程之一。

內(nèi)容概要

本書根據(jù)人們?cè)陂L期實(shí)踐中得到的熱力學(xué)規(guī)律，用能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)定量地或半定量地闡明物質(zhì)的性質(zhì)、物理和化學(xué)反應(yīng)的方向和限度。全書共7章，分別介紹無機(jī)化學(xué)熱力學(xué)的基本知識(shí)和基本理論、熱力學(xué)穩(wěn)定性和反應(yīng)的自發(fā)性、晶格能及其應(yīng)用、離子型化合物的熱力學(xué)性質(zhì)、水合離子的熱力學(xué)性質(zhì)及離子型化合物的溶解性、電極電勢(shì)與氧化還原反應(yīng)、鍵焓及共價(jià)鍵型物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)、配體場穩(wěn)定化能及過渡元素化學(xué)的熱力學(xué)性質(zhì)等，特別是對(duì)在無機(jī)化學(xué)課程中常出現(xiàn)的與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相關(guān)的元素電勢(shì)圖、自由能-溫度圖、自由能-氧化態(tài)圖、電勢(shì)-pH圖、溶解度-pH圖作了較深入的介紹。    本書可作為高等學(xué)?；瘜W(xué)專業(yè)高年級(jí)本科生的無機(jī)化學(xué)選修課教材，也可供研究生和相關(guān)專業(yè)研究人員參考。

書籍目錄

前言第1章  熱力學(xué)穩(wěn)定性和反應(yīng)的自發(fā)性  1.1 幾個(gè)熱力學(xué)的基本概念    1.1.1 平衡態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)態(tài)    1.1.2 △Gm和△G  1.2 熱力學(xué)穩(wěn)定性和動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性  1.3 無機(jī)物穩(wěn)定性的描述  1.4 焓、熵及溫度對(duì)反應(yīng)吉布斯自由能變的影響  1.5 氧化物的生成焓與金屬的還原  1.6 埃靈罕姆圖及其應(yīng)用——產(chǎn)物和反應(yīng)物穩(wěn)定性的比較    1.6.1 埃靈罕姆圖    1.6.2 埃靈罕姆圖的應(yīng)用    1.6.3 Si還原MgO為Mg的熱力學(xué)討論  1.7 羰基法和碘化法提純金屬的熱力學(xué)分析    1.7.1 羰基法提純金屬的熱力學(xué)分析    1.7.2 碘化法提純金屬的熱力學(xué)分析  1.8 無機(jī)反應(yīng)中的耦合現(xiàn)象——變非自發(fā)反應(yīng)為自發(fā)反應(yīng)的方法    1.8.1 反應(yīng)的耦合    1.8.2 若干耦合反應(yīng)實(shí)例  習(xí)題一第2章  晶格能及其應(yīng)用  2.1 晶格能  2.2 晶格能的確定    2.2.1 玻恩-哈伯熱化學(xué)循環(huán)    2.2.2 晶格能的理論計(jì)算  2.3 晶格能在無機(jī)化學(xué)中的應(yīng)用    2.3.1 晶格能作為判斷鍵合性質(zhì)的依據(jù)    2.3.2 晶格能的定量應(yīng)用    2.3.3 預(yù)測假想化合物的穩(wěn)定性  習(xí)題二第3章  離子型化合物的熱力學(xué)性質(zhì)  3.1 堿金屬和堿土金屬化合物穩(wěn)定性的熱力學(xué)處理    3.1.1 化合物對(duì)于分解反應(yīng)的穩(wěn)定性    3.1.2 化合物分解成單質(zhì)的穩(wěn)定性    3.1.3 化合物分解成較簡單化合物的穩(wěn)定性    3.1.4 堿金屬或堿土金屬氧化物、過氧化物、超氧化物和臭氧化物的穩(wěn)定性  3.2 AH4X的穩(wěn)定性  3.3 鹵化物的歧化  3.4 高氧化態(tài)鹵化物分解的穩(wěn)定性    3.4.1 高氧化態(tài)金屬的鹵化物分解的穩(wěn)定性    3.4.2 同一金屬元素的氟化物和氧化物分解成單質(zhì)的穩(wěn)定性比較  3.5 鹵素交換反應(yīng)  3.6 復(fù)分解反應(yīng)  3.7 外界離子的電荷和半徑對(duì)配合物穩(wěn)定性的影響  3.8 堿金屬、堿土金屬和鋁的穩(wěn)定氧化態(tài)的討論  3.9 鑭系元素氧化態(tài)的討論    3.9.1 二鹵化物的穩(wěn)定性    3.9.2 正四氧化態(tài)的穩(wěn)定性  習(xí)題三第4章  水合離子的熱力學(xué)性質(zhì)及離子型化合物溶解性的熱力學(xué)討論  4.1 水合離子的熱力學(xué)性質(zhì)    4.1.1 溶解焓    4.1.2 水合離子標(biāo)準(zhǔn)生成焓和標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能    4.1.3 離子標(biāo)準(zhǔn)水合焓和離子標(biāo)準(zhǔn)水合吉布斯自由能    4.1.4 離子的標(biāo)準(zhǔn)熵  4.2 離子型化合物溶解性的熱力學(xué)討論    4.2.1 溶解過程的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變化    4.2.2 溶解過程的熱力學(xué)分析    4.2.3 溶解過程的近似計(jì)算處理  4.3 離子半徑對(duì)鹽類溶解度的影響  4.4 形成水合物  4.5 兩性氫氧化物的溶解度-pH圖    4.5.1 s-pH圖的構(gòu)筑    4.5.2 s-pH圖的應(yīng)用  習(xí)題四第5章  電極電勢(shì)與氧化還原反應(yīng)  5.1 電極電勢(shì)和吉布斯自由能變  5.2 電極電勢(shì)和平衡常數(shù)  5.3 元素電勢(shì)圖及其應(yīng)用    5.3.1 元素電勢(shì)圖    5.3.2 影響電勢(shì)圖的因素    5.3.3 元素電勢(shì)圖的主要用途  5.4 吉布斯自由能-氧化態(tài)圖    5.4.1 吉布斯自由能-氧化態(tài)圖的構(gòu)成    5.4.2 吉布斯自由能-氧化態(tài)圖的應(yīng)用  5.5 電勢(shì)-pH圖及其應(yīng)用    5.5.1 φ-pH圖的構(gòu)筑    5.5.2 φ-pH圖的應(yīng)用  習(xí)題五第6章  鍵焓及共價(jià)鍵型物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)  6.1 鍵解離能和鍵能    6.1.1 鍵解離能和鍵解離焓    6.1.2 鍵能和鍵焓    6.1.3 鍵解離能和鍵能的相互推算    6.1.4 鍵能的應(yīng)用  6.2 影響鍵能的因素及鍵能的變化規(guī)律    6.2.1 影響鍵能的因素    6.2.2 鍵能的變化規(guī)律  6.3 共價(jià)型化合物的熱力學(xué)性質(zhì)    6.3.1 硼氫化合物的穩(wěn)定性    6.3.2 ⅣA族元素共價(jià)型鹵化物的穩(wěn)定性    6.3.3 ⅤA族元素共價(jià)型鹵化物的穩(wěn)定性    6.3.4 ⅥA族元素中單質(zhì)氧和單質(zhì)硫的穩(wěn)定存在形式    6.3.5 ⅦA族元素中某些共價(jià)化合物的穩(wěn)定性    6.3.6 稀有氣體化合物的穩(wěn)定性  6.4 化合物酸堿性的熱力學(xué)討論    6.4.1 磷酸的逐級(jí)解離    6.4.2 氫鹵酸酸強(qiáng)度的熱力學(xué)討論    6.4.3 同周期非金屬元素的酸性遞變    6.4.4 含氧酸的酸強(qiáng)度    6.4.5 氧化物酸堿性的熱力學(xué)判別  習(xí)題六第7章  配體場穩(wěn)定化能及過渡元素化學(xué)的熱力學(xué)討論    7.1 配體場理論和配體場穩(wěn)定化能    7.1.1 配體場理論    7.1.2 配體場穩(wěn)定化能  7.2 配合物的穩(wěn)定性    7.2.1 配體場穩(wěn)定化能對(duì)配合物穩(wěn)定性的影響    7.2.2 熵變對(duì)配位反應(yīng)的影響  7.3 過渡元素的氧化還原性    7.3.1 第一過渡系電對(duì)M2+／M的電極電勢(shì)    7.3.2 第一過渡系電對(duì)M3+／M2+的電極電勢(shì)    7.3.3 配體場對(duì)氧化態(tài)電對(duì)電極電勢(shì)的影響  7.4 過渡金屬配合物中的自旋成對(duì)  7.5 過渡元素的標(biāo)準(zhǔn)原子化焓  7.6 關(guān)于Cu的氧化態(tài)的熱力學(xué)討論  7.7 關(guān)于Cu、Ag、Au和Zn、Cd、Hg活潑性的討論  7.8 第一過渡系的二鹵化物和三鹵化物  習(xí)題七參考文獻(xiàn)附錄  附錄1  原子的電離能(單位：kJ·mol-1)  附錄2  熱力學(xué)數(shù)據(jù)表(298.15K，100kPa)

章節(jié)摘錄

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編輯推薦

《無機(jī)化學(xué)熱力學(xué)》從能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)定量或半定量地闡明無機(jī)物的宏觀性質(zhì)，運(yùn)用熱力學(xué)的知識(shí)，尋求影響反應(yīng)進(jìn)行的因素，指導(dǎo)無機(jī)合成，內(nèi)容涉及無機(jī)化學(xué)中能用熱力學(xué)更好闡述的全部內(nèi)容，深入介紹元素電勢(shì)圖、自由能-溫度圖、自由能-氧化態(tài)圖、電勢(shì)-pH圖、溶解度-pH圖。

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