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第1章 无机化学介绍1

1.1 什么是无机化学1

1.2 与有机化学的对比1

1.3 元素的起源：大爆炸和地球的形成6

1.4 核反应和放射性9

1.5 地球上元素的分布10

1.6 无机化学的历史12

延伸阅读15

第2章 原子结构16

2.1 原子理论的历史发展16

2.1.1 元素周期表17

2.1.2 原子微粒和波尔原子的发现18

2.2 薛定谔方程22

2.2.1 盒中粒子23

2.2.2 量子数和原子波函数25

2.2.3 构造原理34

2.2.4 屏蔽37

2.3 原子的周期性43

2.3.1 电离能43

2.3.2 电子亲和能45

2.3.3 共价半径和离子半径45

延伸阅读48

习题48

第3章 价键理论简介51

3.1 路易斯电子点图51

3.1.1 共振52

3.1.2 扩展层52

3.1.3 形式电荷53

3.1.4 铍和硼化合物中的多重键55

3.2 价层电子对互斥理论57

3.2.1 孤对互斥59

3.2.2 多重键63

3.2.3 电负性和原子尺寸效应65

3.2.4 配体密堆积70

3.3 分子极性73

3.4 氢键75

延伸阅读78

习题78

第4章 对称性与群论81

4.1 对称元素和对称操作81

4.2 点群87

4.2.1 低对称性群和高对称性群89

4.2.2 其他群91

4.3 群的性质和表示97

4.3.1 矩阵97

4.3.2 点群的表示99

4.3.3 特征标表102

4.4 对称性举例和应用108

4.4.1 手性108

4.4.2 分子振动109

延伸阅读120

习题120

第5章 分子轨道126

5.1 从原子轨道形成分子轨道126

5.1.1 从s轨道形成的分子轨道127

5.1.2 从p轨道形成的分子轨道128

5.1.3 从d轨道形成的分子轨道130

5.1.4 非键轨道和其他因子131

5.2 同核双原子分子132

5.2.1 分子轨道132

5.2.2 轨道混合133

5.2.3 第一和第二周期的双原子分子135

5.2.4 光电子能谱139

5.2.5 相关图142

5.3 异核双原子分子143

5.3.1 极性键143

5.3.2 离子化合物和分子轨道148

5.4 较大分子的分子轨道149

5.4.1 FHF-149

5.4.2 CO2152

5.4.3 H2O158

5.4.4 NH3162

5.4.5 BF3165

5.4.6 杂化轨道168

延伸阅读171

习题172

第6章 酸-碱和给体-受体化学175

6.1 作为组织概念的酸碱概念175

6.1.1 历史175

6.2 主要酸碱概念176

6.2.1 阿伦尼乌斯（Arrhenius）概念176

6.2.2 布朗斯特-劳瑞（Br？nsted-Lowry）概念177

6.2.3 溶剂系统概念178

6.2.4 路易斯概念180

6.2.5 前线轨道和酸碱反应181

6.2.6 氢键184

6.2.7 电子光谱187

6.2.8 受体-客体作用190

6.3 软硬酸碱191

6.3.1 软硬酸碱理论194

6.3.2 定量测定198

6.4 酸碱强度204

6.4.1 酸碱作用的测量204

6.4.2 热力学测量205

6.4.3 质子亲和性206

6.4.4 二元含氢化合物的酸碱度207

6.4.5 诱导效应208

6.4.6 含氧酸的强度209

6.4.7 水溶液中阳离子的酸度210

6.4.8 位阻效应211

6.4.9 溶剂化和酸碱强度213

6.4.10 非水溶剂和酸碱强度213

6.4.11 超酸215

延伸阅读216

习题217

第7章 晶态固体220

7.1 惯用语和结构220

7.1.1 简单结构220

7.1.2 二元化合物的结构227

7.1.3 更复杂的化合物231

7.1.4 半径比232

7.2 离子晶体形成的热力学233

7.2.1 晶格能和马德伦（Madelung）常数233

7.2.2 溶解性、离子尺寸和软硬度235

7.3 分子轨道和能带结构236

7.3.1 二极管、光伏效应和发光二极管239

7.3.2 量子点241

7.4 超导243

7.4.1 低温超导合金243

7.4.2 超导理论（库珀对，Cooper Pairs）244

7.4.3 高温超导体：YBa2Cu3O7及其相关化合物244

7.5 离子晶体中的成键246

7.6 固体中的缺陷246

7.7 硅酸盐247

延伸阅读252

习题252

第8章 主族元素化学254

8.1 主族元素化学的一般趋势255

8.1.1 物理性质255

8.1.2 电负性257

8.1.3 电离能257

8.1.4 化学性质258

8.2 氢261

8.2.1 化学性质261

8.3 IA族：碱金属263

8.3.1 元素263

8.3.2 化学性质263

8.4 IIA族：碱土金属268

8.4.1 元素268

8.4.2 化学性质269

8.5 IIIA族270

8.5.1 元素270

8.5.2 IIIA族元素的其他化学274

8.6 IVA族276

8.6.1 元素276

8.6.2 化合物285

8.7 VA族290

8.7.1 元素290

8.7.2 化合物293

8.8 VIA族299

8.8.1 元素299

8.9 VIIA族：卤素306

8.9.1 元素306

8.10 VIIIA族：惰性气体311

8.10.1 元素311

8.10.2 化学313

延伸阅读317

习题317

第9章 配位化学Ⅰ：结构和异构体321

9.1 历史321

9.2 命名326

9.3 异构现象332

9.3.1 立体异构体332

9.3.2 四配位配合物333

9.3.3 手性333

9.3.4 六配位配合物334

9.3.5 螯合环的组合338

9.3.6 配体环构象340

9.3.7 结构异构体342

9.3.8 实验分离和异构体的鉴定344

9.4 配位数和结构346

9.4.1 配位数1、2和3347

9.4.2 配位数4349

9.4.3 配位数5350

9.4.4 配位数6351

9.4.5 配位数7353

9.4.6 配位数8354

9.4.7 更大配位数354

9.5 配位框架化合物356

延伸阅读359

习题359

第10章 配位化学Ⅱ：成键362

10.1 电子结构的实验证据362

10.1.1 热力学数据362

10.1.2 磁化率364

10.1.3 电子光谱366

10.1.4 配位数和分子形状366

10.2 电子结构理论367

10.2.1 术语367

10.2.2 历史背景368

10.3 配位场理论370

10.3.1 八面体型配合物的分子轨道370

10.3.2 轨道分裂和电子自旋377

10.3.3 配体场稳定化能380

10.3.5 平面正方形配合物383

10.3.6 四面体型配合物388

10.4 角重叠389

10.4.1 σ-给体相互作用390

10.4.2 π-受体相互作用392

10.4.3 π-给体相互作用394

10.4.4 配体类型和光谱化学序395

10.4.5 eσ、eπ和△数值396

10.5 姜-泰勒（Jahn-Teller）效应399

10.6 四配位和六配位优先选择性401

10.7 其他形状404

延伸阅读405

习题405

第11章 配位化学Ⅲ：电子光谱409

11.1 光的吸收409

11.1.1 比尔-朗伯（Beer-Lambert）吸收定律410

11.2 多电子原子量子数412

11.2.1 自旋-轨道耦合417

11.3 配位化合物的电子光谱419

11.3.1 选择定则420

11.3.2 相关图421

11.3.3 田边-菅野（Tanabe-Sugano）图423

11.3.4 姜-泰勒畸变和光谱428

11.3.5 田边-菅野图的应用举例：从光谱确定△0432

11.3.6 四面体型配合物436

11.3.7 电荷转移光谱437

延伸阅读438

习题439

第12章 配位化学Ⅳ：反应和机理442

12.1 背景442

12.2 取代反应444

12.2.1 惰性和易变化合物444

12.2.2 取代机理445

12.3 反应路径的动力学推断447

12.3.1 解离（D）447

12.3.2 交换（I）448

12.3.3 缔合（A）449

12.4 八面体取代反应中的实验证据449

12.4.1 解离449

12.4.2 线性自由能关系452

12.4.3 缔合机理454

12.4.4 共轭碱机理456

12.4.5 动力学螯合效应457

12.5 反应的立体化学458

12.5.1 反式配合物中的取代460

12.5.2 顺式配合物中的取代462

12.5.3 螯合环的异构化463

12.6 平面正方形配合物中的取代反应464

12.6.1 平面正方形取代反应中的动力学和立体化学464

12.6.2 缔合反应的证据465

12.7 反位效应467

12.7.1 反位效应的解释468

12.8 氧化还原反应469

12.8.1 内层反应和外层反应470

12.8.2 高氧化数和低氧化数的条件474

12.9 已配位配体的反应475

12.9.1 酯、酰胺和肽的水解476

12.9.2 模板反应476

12.9.3 亲电取代反应479

延伸阅读479

习题479

第13章 有机金属化学483

13.1 历史背景485

13.2 有机配体和命名488

13.3 18电子规则489

13.3.1 电子数算法489

13.3.2 为什么是18电子493

13.3.3 平面正方形配合物495

13.4 有机金属化学中的配体496

13.4.1 羰基（CO）配合物496

13.4.2 与羰基类似的配体504

13.4.3 氢化物和双氢配合物506

13.4.4 含有扩展π体系的配体508

13.5 金属与有机π体系配体间的成键511

13.5.1 线形π体系511

13.5.2 环形π体系514

13.5.3 富勒烯配合物522

13.6 含有M-C、M=C和M≡C键的配合物526

13.6.1 烷基及相关配合物526

13.6.2 卡宾配合物528

13.6.3 卡拜（烷川）配合物531

13.6.4 碳化物和累接双键烃配合物533

13.7 有机金属配合物的谱学分析及表征534

13.7.1 红外光谱534

13.7.2 核磁共振（NMR）谱538

13.7.3 表征举例541

延伸阅读544

习题544

第14章 有机金属反应和催化551

14.1 与增加或失去配体相关的反应551

14.1.1 配体解离和取代552

14.1.2 氧化加成554

14.1.3 还原消去556

14.1.4 亲核取代557

14.2 与配体修饰相关的反应558

14.2.1 插入反应559

14.2.2 羰基插入（烷基迁移）反应559

14.2.3 1,2-插入反应举例563

14.2.4 氢消去反应564

14.2.5 夺取反应564

14.3 有机金属催化剂565

14.3.1 催化反应举例：催化氘代565

14.3.2 加氢甲酰化反应566

14.3.3 孟山都（Monsanto）法合成乙酸571

14.3.4 瓦克（史美特）［Wacker（Smidt）］法571

14.3.5 威尔金森（Wilkinson）催化剂催化的氢化反应572

14.3.6 烯烃复分解反应575

14.4 非均相催化剂582

14.4.1 齐格勒-纳塔（Ziegler-Natta）聚合582

14.4.2 水煤气反应583

延伸阅读585

习题585

第15章 主族与有机金属化学的关联590

15.1 主族与二元羰基配合物的关联590

15.2 等瓣相似性592

15.2.1 相似性的扩展596

15.2.2 相似性应用举例599

15.3 金属-金属键601

15.3.1 多重金属-金属键603

15.4 簇状化合物608

15.4.1 硼烷608

15.4.2 异硼烷613

15.4.3 金属硼烷和金属碳硼烷615

15.4.4 羰基簇合物618

15.4.5 碳化物簇合物623

15.4.6 对簇合物的追加说明625

延伸阅读626

习题626

第16章 生物无机和环境化学631

16.1 卟啉及相关配合物632

16.1.1 铁卟啉633

16.1.2 类似环状化合物638

16.2 其他含铁化合物640

16.3 锌酶和铜酶641

16.4 固氮647

16.5 一氧化氮652

16.6 无机药物654

16.6.1 顺铂及其相关配合物654

16.6.2 金诺芬（Auranofin）与关节炎治疗659

16.6.3 医药中的钒配合物659

16.7 利用无机试剂的DNA研究660

16.8 环境化学662

16.8.1 金属662

16.8.2 非金属667

延伸阅读673

习题673

附录A 习题答案676

附录B 有用数据713

附录B.1 离子半径713

附录B.2 电离能716

附录B.3 电子亲和能717

附录B.4 电负性718

附录B.5 绝对硬度参数718

附录B.6 CA、EA、CB和EB值720

附录B.7 部分元素的拉蒂麦尔（Latimer）图721

附录B.8 氢原子f轨道角函数727

附录B.9 轨道势能728

附录C 特征标表730

索引740