|
Физическая химия. В 2 кн. Под ред. Краснова К.С.Книга 1Под ред. Краснова К.С.
3-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 2001 - 512 с., 319 с. Учебник составлен в соответствии с программой по физической химии. В первой книге подробно изложены следующие разделы курса: квантовомеханические основы теории химической связи, строение атомов и молекул, спектральные методы исследования молекулярной структуры, феноменологическая и статистическая термодинамика, термодинамика растворов и фазовых равновесий. Во второй части раздела курса физической химии электрохимия, химическая кинетика и катализ излагаются на основе представлений, развитых в первой части книги, — строение вещества и статистическая термодинамика. В разделе `Катализ` отражены кинетика гетерогенных и диффузионных процессов, термодинамика адсорбции и вопросы реакционной способности. Для студентов вузов, обучающихся по химико-технологическим специальностям. ОГЛАВЛЕНИЕ Книга 1. Введение 6 Раздел первый. Квантовомеханическое обоснование теории строения молекул и химической связи Г л а в а 1. Строение атома 9 § 1.1. Квантовомеханические особенности микрочастиц 9 § 1.2. Водородоподобный атом 11 § 1.3. Атомные орбитали водородоподобного атома 14 § 1.4. Спин электрона 21 § 1.5. Многоэлектронные атомы 23 § 1.6. Принцип Паули 26 § 1.7. Электронные конфигурации атомов 28 Г л а в а 2. Молекулы. Теоретические методы, применяемые при изучении строения молекул и химической связи 34 § 2.1. Молекула. Потенциальная поверхность. Равновесная конфигурация 34 § 2.2. Теория химической связи и ее задачи. Уравнение Шредингера для молекул 39 § 2.3. Вариационный метод решения уравнения Шредингера 42 § 2.4. Два основных метода теории строения молекул. Метод валентных связей и метод молекулярных орбиталей 44 § 2.5. Основные идеи метода молекулярных орбиталей 49 § 2.6. Приближенное описание молекулярной орбитали в методе МО ЛКАО 50 § 2.7. Молекула Щ в методе МО ЛКАО. Расчет энергии и волновой функции по вариационному методу 53 § 2.8. Молекула Н в методе МО ЛКАО. Ковалентная связь 58 Г л а в а 3. Двухатомные молекулы в методе МО ЛКАО 62 § 3.1. Молекулярные орбитали гомонуклеарных двухатомных молекул 62 § 3.2. Электронные конфигурации и свойства гомонуклеарных молекул, образованных атомами элементов первого и второго периодов 65 § 3.3. Гетеронуклеарные двухатомные молекулы 73 § 3.4. Полярная связь. Электрический дипольный момент молекулы 78 § 3.5. Насыщаемость ковалентной связи 81 § 3.6. Донорно-акцепторная связь 82 § 3.7. Ионная связь. Степень полярности химической связи 84 Г л а в а 4. Многоатомные молекулы в методе МО 88 § 4.1. Молекулярные орбитали в многоатомных молекулах. Симметрия орбиталей. Делокализованные и локализованные орбитали. Молекула НгО 88 § 4.2. Описание молекулы метана. Делокализованные и локализованные МО. Гибридизация орбиталей 95 § 4.3. О предсказании равновесных конфигураций молекул 99 § 4.4. Нежесткие молекулы 101 § 4.5. Молекулы с кратными связями в методе МО ЛКАО 104 § 4.6. Метод Хюккеля 108 § 4.7. Описание ароматических систем в методе МОХ 110 § 4.8. Химическая связь в координационных соединениях. Теория поля лигандов 117 § 4.9. Ионная связь в кристалле 126 Г л а в а 5. Межмолекулярное взаимодействие 129 § 5.1. Силы Ван-дер-Ваальса. Другие виды неспецифического взаимодействия 129 § 5.2. Водородная связь 136 Раздел второй. Спектральные методы исследования строения и энергетических состояний молекул Г л а в а 6. Общие сведения о молекулярных спектрах. Элементы теории молекулярных спектров 141 § 6.1. Внутримолекулярное движение и электромагнитный спектр . 141 § 6.2. Молекулярные спектры испускания, поглощения и комбинационного рассеяния. Спектры ЭПР и ЯМР 145 § 6.3. Вращательный спектр двухатомной молекулы (приближение жесткого ротатора) 150 § 6.4. Колебательно-вращательный спектр двухатомной молекулы. Приближение гармонического осциллятора 156 § 6.5. Молекула - ангармонический осциллятор. Структура колебательного спектра 162 § 6.6. Электронные спектры. Определение энергии диссоциации двухатомных молекул 169 § 6.7. Вращательные спектры и строгие многоатомных молекул .... 171 § 6.8. Колебания, спектр и строение многоатомных молекул 175 § 6.9. Использование колебательных спектров для определения строения молекул 180 § 6.10. Влияние межмолекулярного взаимодействия среды и агрегатного состояния на колебательный спектр 183 Раздел третий. Химическая термодинамика Г л а в а 7. Общие понятия. Первый закон термодинамики и его приложение 186 § 7.1. Предмет и задачи химической термодинамики 186 § 7.2. Основные понятия и определения химической термодинамики 188 § 7.3. Первый закон термодинамики. Некруговые процессы 199 § 7.4. Теплоемкость 202 § 7.5. Влияние температуры на теплоемкость. Температурные ряды .. 208 § 7.6. Квантовая теория теплоемкости кристаллического вещества 211 § 7.7. Квантовостатистическая теория теплоемкости газообразного вещества 215 § 7.8. Тепловые эффекты. Закон Гесса 217 § 7.9. Применение закона Гесса к расчету тепловых эффектов 220 § 7.10. Зависимость теплового эффекта от температуры. Уравнение Кирхгофа 227 Г л а в а 8. Второй закон термодинамики и ею приложение 235 § 8.1. Самопроизвольные и несамопроизвольные процессы. Второй закон термодинамики 235 § 8.2. Энтропия 236 § 8.3. Изменение энтропии в нестатических процессах 239 § 8.4. Изменение энтропии как критерий направленности и равновесия в изолированной «истеме 240 § 8.5. Характеристические функции. Термодинамические потенциалы 241 § 8.6. Критерии возможности самопроизвольного процесса и равновесия в закрытых системах 249 § 8.7. Изменение энтропии в некоторых процессах 251 § 8.8. Энергия Гиббса смеси идеальных газов. Химический потенциал 261 § 8.9. Общие условия химического равновесия 265 § 8.10. Закон действующих масс. Константа равновесия для газофазных реакций 266 § 8.11. Уравнение изотермы реакции 271 § 8.12. Использование закона действующих масс для расчета состава равновесной смеси 273 § 8.13. Влияние температуры на химическое равновесие. Уравнение изобары реакции 282 § 8.14. Интегральная форма зависимости изменения энергии Гиббса и константы равновесия от температуры 284 § 8.15. Химическое равновесие в гетерогенных системах 286 Г л а в а 9. Третий закон термодинамики и расчет химического равновесия 289 § 9.1. Тепловая теорема Нернста. Третий закон термодинамики 289 § 9.2. Расчет изменения стандартной энергии Гиббса и константы равновесия по методу Темкина - Шварцмана 294 § 9.3. Расчет изменения стандартной энергии Гиббса и константы равновесия с помощью функций приведенной энергии Гиббса 297 § 9.4. Адиабатические реакции 299 Г л а в а 10. Химическое равновесие в реальных системах 303 § 10.1. Фугитивность и коэффициент фугитивности газов 303 § 10.2. Расчет химического равновесия в реальной газовой системе при высоких давлениях 312 § 10.3. Расчет химического равновесия в системах, в которых одновременно протекает несколько реакций 314 Г л а в а 11. Введение в статистическую термодинамику 320 § 11.1. Статистическая физика и статистическая термодинамика. Макроскопическое и микроскопическое описание состояния системы 320 § 11.2. Микроскопическое описание состояния методом классической механики 323 § 11.3. Микроскопическое описание состояния методом квантовой механики. Квантовые статистики 324 § 11.4. Два вида средних величин (микрокано -нические и канонические средние) 325 § 11.5. Связь энтропии и статистического веса. Статистический характер второго закона термодинамики 326 § 11.6. Система в термостате. Каноническое распределение Гиббса . 330 § 11.7. Сумма по состояниям системы и ее связь с энергией. Гельмгольца 335 § 11.8. Сумма по состояниям частицы 337 § 11.9. Выражение термодинамических функций через сумму по состояниям системы 340 § 11.10. Сумма по состояниям системы одномерных гармонических осцилляторов. Термодинамические свойства одноатомного твердого тела по теории Эйнштейна 343 § 11.11. Квантовая статистика Больцмана. Закон Максвелла распределения молекул по скоростям 346 § 11.12. Статистики Ферми - Дирака и Бозе - Эйнштейна 352 § 11.13.Общие формулы для вычисления термодинамических функций по молекулярным данным 353 § 11.14.Вычисление термодинамических функций идеального газа в предположении жесткого вращения и гармонических колебаний молекул 357 Раздел четвертый. Растворы Г л а в а 12. Общая характеристика растворов 365 § 12.1. Классификация растворов 365 § 12.2. Концентрация растворов 367 5 12.3. Специфика растворов. Роль межмолекулярного и химического взаимодействий, понятие о сольватации 368 § 12.4. Основные направления в развитии теории растворов 372 § 12.5. Термодинамические условия образования растворов 374 § 12.6. Парциальные молярные величины 375 § 12.7. Основные методы определения парциальных молярных величин 379 § 12.8. Парциальные и относительные парциальные молярные энтальпии 381 § 12.9. Теплоты растворения и разбавления 382 § 12.10.Термодинамические свойства идеальных жидких растворов 386 § 12.11.3акон Рауля 390 § 12.12. Температура кипения идеального раствора 392 § 12.13.Температура замерзания идеального раствора 395 § 12.14.0смотическое давление идеального раствора 397 § 12.15.Неидеальные растворы 400 § 12.16. Предельно разбавленные, регулярные и атермальные растворы 402 § 12.17. Активность. Коэффициент активности. Стандартное состояние 404 § 12.18.0смотический коэффициент 407 § 12.19.Методы определения активностей 409 § 12.20.Связь коэффициента активности и активности с термодинамическими свойствами раствора и избыточные термодинамические функции 412 Раздел пятый .Фазовые равновесия Г л а в а 13. Термодинамическая теория фазовых равновесий 415 § 13.1. Основные понятия 415 § 13.2. Условия фазового равновесия 418 § 13.3. Правило фаз Гиббса 419 Глава 14. Однокомпонентные системы 421 § 14.1. Применение правила фаз Гиббса к однокомпонентным системам 421 § 14.2. Фазовые переходы первого и второго рода 422 § 14.3. Уравнение Клапейрона - Клаузиуса 425 § 14.4. Давление насыщенного пара 423 § 14.5. Диаграммы состояния однокомпонентных систем 429 § 14.6. Диаграмма состояния диоксида углерода 431 § 14.7. Диаграмма состояния воды 432 § 14.8. Диаграмма состояния серы 433 § 14.9. Энантиотропные и монотропные фазовые переходы 435 Г л а в а 15. Двухкомпонентные системы 436 § 15.1. Метод физико-химического анализа 436 § 15.2. Применение правила фаз Гиббса к двухкомпонентным системам 437 § 15.3. Равновесие газ - жидкий раствор в двухкомпонентных системах 438 § 15.4. Равновесие жидкость - жидкость в двухкомпонентных системах 442 § 15.5. Равновесие пар - жидкий раствор в двухкомпокентьых системах 444 § 15.6. Физико-химические основы перегонки растворов 453 § 15.7. Равновесие кристаллы - жидкий раствор в двухкомпонентных системах 457 § 15.8. Равновесие жидкость - газ и кристаллы - газ (пар) в двухкомпонентных системах 476 § 15-9. Расчеты по диаграммам состояния 476 Г л а в а 16. Трехкомпонентные системы 482 § 16.1. Применение правила фаз Гиббса к трехкомпонентным системам 482 § 16.2. Графическое изображение состава трехкомпонентной системы 482 § 16.3. Равновесие кристаллы - жидкий раствор в трехкомпонентных системах 484 § 16.4. Равновесие жидкость - жидкость в трехкомпонентных системах 489 § 16.5. Распределение растворяемого вещества между двумя жидкими фазами. Экстракция 491 Приложение 495 Предметный указатель 497 |
Loading
|