Physical chemistry

第一章 热力学第一定律和热化学
1-1 引言
（二）体系的状态和性质
（一）体系和环境
1-2 热力学常用的一些基本概念
（一）热力学第一定律的表述
1-3 热力学第一定律
（三）过程和途径
（四）热力学平衡
（二）热力学第一定律的数学表达式
（三）内能U的概念
（四）功和热量
1-4 可逆过程和最大功
（一）焓的概念
1-5 焓和热容
（二）热容的概念
（三）理想气体热容
（五）Cp与Cv的关系
（四）气体热容与温度的关系
1-6 焦耳实验
（二）理想气体绝热过程
（一）绝热过程的定义
1-7 绝热过程
（三）理想气体各种不同方式的绝热膨胀过程
（四）理想气体绝热可逆膨胀和恒温可逆膨胀的比较
1-8 理想气体的卡诺循环
（一）焦耳－汤姆逊效应
1-9 焦耳－汤姆逊效应
（二）焦耳－汤姆逊系数
（一）热化学方程式和标准态
1-10 化学反应的热效应
（二）反应进度
（三）反应热的测定
（四）恒压反应焓变△rH与恒容反应内能变化△rU之间的关系
（六）盖斯定律
（五）恒压反应焓变的实验测定
（一）燃烧焓
1-11 几种热效应——常温反应焓变的计算
（二）生成焓
（四）溶解热和稀释热
（三）离子生成焓
（五）从键焓估算反应焓变和生成焓
1-12 反应焓变与温度的关系——高温反应焓变的计算
2-1 热力学第二定律解决什么问题
第二章 热力学第二定律
2-2 自然过程的共同特点
2-3 过程方向性的判据——熵函数
2-4 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）化学反应的熵变
（一）热力学第三定律的各种表述
2-5 热力学第三定律
（二）标准熵的计算
（三）热力学第三定律的实验验证
（四）化学反应熵变的计算
（一）吉布斯自由能和亥姆霍兹自由能的引出
2-6 吉布斯自由能和亥姆霍兹自由能
（二）吉布斯自由能和亥姆霍兹自由能与功的关系
（三）吉布斯自由能的含义及其计算
2-7 标准生成吉布斯自由能
（二）麦克斯韦关系式
（一）热力学的四个基本关系式
2-8 热力学函数间的关系
（三）麦克斯韦关系式的一些应用
（二）平衡压力与平衡温度关系式的推导及其应用
（一）蒸气压概念
2-9 纯物质两相间的平衡
（一）化学势概念的引出
2-10 化学势
（二）化学势概念的应用
（三）理想体系和实际体系中的化学势
（一）偏摩尔量的定义
3-1 偏摩尔量
第三章 溶液
（二）偏摩尔量的测定
（三）偏摩尔量的基本公式
（四）化学势与压力和温度的关系
（一）理想溶液的定义
3-2 理想溶液和稀溶液
（二）理想溶液的性质
（三）稀溶液的定义和溶质的标准态
3-3 稀溶液的依数性
（一）沸点升高
（二）凝固点降低
（三）渗透压
（一）实际溶液和理想溶液的偏差
3-4 实际溶液和活度
（二）活度的测定
（三）超额函数
4-1 化学反应的自由能降低原理
第四章 化学平衡
4-2 化学反应等温式
（一）化学平衡和平衡常数的物理意义
4-3 平衡常数和平衡转化率计算
（二）平衡常数的测定和计算
（三）平衡常数的各种表示方法
（四）平衡转化率和平衡组成计算
4-4 平衡常数与温度的关系
4-5 平衡常数与压力的关系
4-6 苯乙烯（常压气相反应）生产条件分析
（二）稀释剂或惰性气体对平衡转化率的影响
（一）压力对平衡转化率的影响
（四）温度对平衡转化率的影响
（三）原料组成对平衡转化率的影响
4-7 乙酸乙酯（液相反应）生产条件的分析
4-8 合成甲醇（高压气体反应）生产条件的分析
4-9 复杂反应体系的化学平衡计算
5-1 相律
第五章 相平衡
（三）自由度
（二）组分数
（一）相
（四）相律的推导
5-2 单组分体系的相图
（一）水的相图
（二）升华操作原理和水杨酸的升华提纯
（三）二级相变
（一）液固体系相图的绘制
5-3 二组分液固体系
（二）杠杆规则及其应用
（三）溶解度曲线的计算
（四）生成稳定和不稳定化合物的液－固体系
（五）生成完全互溶的固溶体的液－固体系
（六）生成部分互溶的固溶体的液－固体系
（一）理想溶液的气－液平衡
5-4 二组分气－液体系
（二）完全互溶的实际溶液的气－液平衡
（三）蒸馏操作原理
5-5 部分互溶的二组分液－液体系
5-6 完全不互溶的二组分液－液体系
5-7 三组分体系
（一）部分互溶的三液体体系
（二）固－固－液盐水体系
第六章 界面现象和胶体分散体系
（一）表面自由能及其定义
6-1 表面自由能和表面张力
（二）表面张力
（一）弯曲液面的附加压力
6-2 弯曲液体表面的现象
（二）附加压力与曲面的曲率半径和表面张力的关系
（三）表面曲率与液体蒸气压的关系
（二）接触角与润湿的关系
（一）粘附功
6-3 润湿和铺展
（一）表面相和表面过剩量
6-4 表面相热力学
（二）吉布斯吸附方程式
（一）表面活性剂的分类及其在界面上和溶液中的定向排列
6-5 表面活性剂
（二）表面活性剂的几种作用
（三）表面活性剂的分子结构与其性能间的关系
（一）物理吸附和化学吸附
6-6 气体在固体表面的吸附
（二）吸附势能曲线
（三）朗格缪尔吸附等温式
（四）费罗因德利希和捷姆金吸附等温式
（五）BET吸附等温式及比表面测定原理
（一）胶体体系的分类
6-7 胶体分散体系
（二）胶体体系的不稳定性及其电化学性质
（一）从经典物理学到旧量子论
7-1 波粒二象性
第七章 量子力学基础
（二）实物微粒的波动性
（三）波粒二象性的统计解释
（四）测不准关系
（一）算符
7-2 量子力学
（二）量子力学的基本假定
（三）定态薛定谔方程
（一）一维势箱中的粒子
7-3 简单应用
（二）线性谐振子
（三）刚性转子
附录Ⅰ：线性谐振子方程的解
附录Ⅱ：刚性转子方程的解
第八章 原子结构和原子光谱
（一）氢原子的定态薛定谔方程
8-1 氢原子的薛定谔方程及其解
（三）Ф（φ）方程的解
（二）分离变量
（五）R（r）方程的解
（四）Θ（θ）方程的解
（一）量子数的物理意义
8-2 氢原子的薛定谔方程解的讨论
（二）波函数和电子云的图示
（三）平均动能和平均位能
（一）定态微扰法
8-3 近似方法和氦原子
（二）变分法
（三）氦原子
（二）自旋波函数和角动量
（一）电子自旋假设
8-4 电子自旋和保里原理
（三）保里原理
（一）多电子原子的薛定谔方程及单电子近似
8-5 多电子原子结构
（二）自洽场方法
（三）中心力场近似和屏蔽模型
（四）轨道能量和能级次序
（五）核外电子排布和元素周期律
（一）角动量的耦合
8-6 原子的状态和原子光谱项
（二）原子光谱项
（三）原子光谱项对应的能级
（一）跃迁几率和选择定则
8-7 原子光谱
（二）碱金属原子光谱
（三）塞曼效应
附录Ⅰ：R（r）方程的解
第九章 共价键理论和双原子分子结构
（一）波恩－奥本海默近似和H+2的薛定谔方程
9-1 氢分子离子的线性变分法处理
（二）线性变分法解薛定谔方程
（三）积分H？a、Hab和Sab的含义
（四）结果讨论
（一）分子轨道——分子中单电子波函数
9-2 分子轨道理论
（二）LCAO方法和成键三原则
（三）分子轨道的分类和符号
（一）双原子分子轨道的符号和能级
9-3 双原子分子结构
（四）电子在分子轨道中的排布原则
（二）同核双原子分子结构
（三）异核双原子分子结构
（一）角动量和谱项符号
9-4 双原子分子光谱项
（二）各种组态的电子谱项
（三）分子的电子谱项
（一）海特勒－伦敦法处理氢分子
9-5 H2分子结构和价键理论
（二）价键理论要点
（三）价键理论与分子轨道理论比较
（一）对称操作和对称元素
10-1 对称操作及其组合规律
第十章 分子对称性和群论初步
（二）对称操作组合规则
（三）对称操作对易规律
10-2 群的知识和分子点群
（一）群的定义
（二）子群、共轭类和群的同构
（三）分子点群和分类
（四）分子所属点群的确定
（五）分子的对称性和分子的物理性质
（一）对称操作的矩阵表示
10-3 群的表示和特征标
（二）群表示定义和性质
（三）不可约表示的性质
（四）特征标表介绍
（一）波函数作为不可约表示的基
10-4 群表示理论的应用
（二）群的直积表示
（三）投影算符法求对称性匹配函数
（一）离域分子轨道
11-1 饱和多原子分子结构
第十一章 多原子分子结构
（二）杂化轨道理论
（三）定域轨道的概念以及和离域轨道关系
（一）休克尔分子轨道法
11-2 共轭分子结构
（二）HMO应用实例
（三）共轭直链多烯和共轭环多烯
（四）含杂原子和无机共轭分子
（五）共轭大π键形成的条件和类型
（一）缺电子分子结构和多中心键
11-3 缺电子分子和原子簇的结构
（二）原子簇化合物及其结构规则
（一）晶体场理论
11-4 配位化合物结构
（二）配位化合物的结构和特性
（三）分子轨道理论和配位场理论
（四）σ-π配键与有关的配位化合物
（一）常用计算方法简介
11-5 分子性质的计算
（二）电离能和体系的总能量
（三）键能和解离能
（四）分子的几何构型和偶极矩
（五）电荷分布，键级和分子图
（一）结构的周期性和点阵
12-1 晶体结构的周期性和点阵理论
第十二章 晶体结构
（二）点阵单位和晶胞
（三）晶面及其表示法
（四）晶体的特征和晶体的缺陷
（一）晶体结构所可能包含的对称元素
12-2 晶体结构的对称性及其分类
（二）对称性与周期性相适应原理
（三）晶系的划分和14种空间点阵型式
（四）晶体的宏观对称性和32点群
（五）晶体的微观对称性和230空间群
（一）金属键和能带理论
12-3 金属键和金属晶体结构
（二）金属单质的三种典型结构
（三）金属原子半径
（四）合金的结构
（五）金属表面结构
（一）离子键和点阵能
12-4 离子键和离子晶体结构
（二）离子晶体的几种典型结构
（三）离子半径和离子的堆积规则
（四）离子极化
（五）复杂离子化合物及其结构规则
（一）共价键型晶体结构——金刚石
12-5 共价键型晶体结构和混合键型晶体结构
（二）混合键型晶体结构——石墨
12-6 分子间作用力，氢键和对应的晶体结构
（一）分子间作用力
（二）分子型晶体和范德华半径
（三）氢键和氢键型晶体
13-1 微观结构测定方法概论
第十三章 微观结构测定方法的原理及应用
（一）刚性转子模型
13-2 分子转动光谱
（二）非刚性转子模型
（四）多原子分子转动光谱简介
（三）转动光谱的应用
（一）谐振子模型
13-3 分子振动光谱
（二）非谐振子模型
（三）振动光谱的应用
（四）谱带的精细结构（振动－转动光谱）
（五）多原子分子的振动光谱简介
（一）双原子分子电子能级和选律
13-4 电子光谱
（二）谱带系一般结构（电子－振动光谱）
（三）富兰克－康登原理及其应用
（四）多原子分子电子光谱简介
（一）拉曼散射效应
13-5 拉曼光谱
（二）双原子分子的拉曼光谱
（三）激光拉曼光谱简介
（一）核磁矩和核磁共振的一般原理
13-6 核磁共振谱
（二）化学位移
（三）核的自旋－自旋耦合作用
（一）顺磁共振基本原理
13-7 顺磁共振谱
（二）g因子，精细结构和超精细结构
13-8 电子能谱
（一）电子能谱基本原理
（二）紫外光电子能谱（UPS）
（四）俄歇电子能谱（AES）
（三）X射线光电子能谱（XPS）
（一）X射线的产生以及与晶体的相互作用
13-9 X射线衍射法
（二）衍射方向
（三）衍射强度
（四）实验方法
（一）电子衍射法与X射线衍射法比较
13-10 电子衍射法
（二）电子衍射法测定气体分子的几何结构
（三）低能电子衍射法在表面分析中的应用
（一）概率
14-1 基本概念
第十四章 统计热力学基础
（二）宏观态和微观态
（三）热力学概率和熵
（四）独立等同可辨和不可辨的粒子体系
（一）麦克斯韦－玻耳兹曼统计法
14-2 麦克斯韦－玻耳兹曼统计
（五）量子态，能级和简并度
（二）麦克斯韦－玻耳兹曼分布定律
（一）配分函数的物理意义
14-3 配分函数及其与热力学函数间的关系
（二）独立等同可辨粒子体系的热力学函数
（三）独立等同不可辨粒子体系的热力学函数
（一）热力学第一定律的统计解释
14-4 热力学三大定律的统计解释
（三）热力学第三定律的统计解释
（二）热力学第二定律的统计解释
（一）平动配分函数
14-5 配分函数的计算
（二）转动配分函数
（三）振动配分函数
（四）电子配分函数
（六）粒子的全配分函数
（五）核配分函数
（一）玻色－爱因斯坦统计法
14-6 量子统计
（二）费米－狄喇克统计法
（三）金属中自由电子的热容
（二）自由能函数G？m（T）-H？m（OK）/T的计算和应用举例
（一）能量零点的选择对粒子配分函数的影响
14-7 统计热力学方法计算理想气体反应平衡常数
（三）从配分函数直接计算平衡常数
第十五章 宏观反应动力学
（一）化学反应速率
15-1 化学反应的速率方程
（二）质量作用定律
（三）反应级数和反应分子数
（一）零级反应
15-2 具有简单级数的反应
（二）一级反应
（三）二级反应
（四）三级反应
（五）速率方程的确定
（一）温度和反应速率之间的经验关系式
15-3 温度对反应速率的影响
（二）活化能对反应速率的影响
（三）活化能的物理意义
（一）对峙反应
15-4 典型的复杂反应
（二）平行反应
（三）连续反应
（一）稳态近似
15-5 稳态近似和平衡态近似
（二）平衡态近似
15-6 微观可逆性原理和仔细平衡原理
15-7 速率常数与平衡常数的关系
（一）直链反应
15-8 链反应
（二）支链反应——燃烧和爆炸反应
（一）遭遇对
15-9 液相反应
（二）扩散控制的反应
（三）液相中的快速反应
（四）化学振荡反应
15-10 流动体系的速率方程式
（一）理想活塞流的反应速率方程式
（二）理想回混流的速率方程式
（一）催化剂的特性
15-11 催化反应
（三）气－固相催化反应
（二）均相催化反应
（一）硬球碰撞模型
16-1 双分子反应的简单碰撞理论
第十六章 基元反应的速率理论
（二）反应硬球碰撞模型
（三）反应硬球碰撞模型与实验结果比较
（一）势能面
16-2 反应速率的过渡态理论
（二）过渡态理论
（三）过渡态理论的热力学处理
（一）林德曼理论
16-3 单分子反应理论
（二）RRKM理论
16-4 分子轨道对称守恒原理
（一）实验事实
（二）能量相关理论
（三）前线轨道理论
第十七章 分子反应动力学和表面化学
17-1 宏观速率常数与微观速率常数的关系
17-2 势能面及经典轨迹计算
（一）反应势能面特征对产物能量配分的影响
（二）有势垒的反应对反应物能量的选择性要求
（三）反应物分子的相对质量对于产物能量配分的影响
（一）化学发光光谱
17-3 分子反应动力学实验
（二）交叉分子束实验
17-4 表面化学的研究内容
（三）表面反应的研究
（二）表面结构的研究
（一）表面组成的研究
17-5 表面组成和价态对表面反应性能的影响
17-6 表面结构与表面反应性能的关系
（一）热脱附方法研究表面吸附态
17-7 表面吸附态和表面反应机理
（二）用表面能谱研究表面吸附态
（三）表面反应机理
18-1 光化学基本定律
第十八章 光化学
（二）比尔－朗伯光吸收定律
（一）光化学第一定律
（三）光化当量定律
（一）分子的态能级图
18-2 光物理的基本过程
（二）光激发和辐射跃迁
（三）无辐射跃迁
（四）分子间能量转移和猝灭过程
（一）光化学反应的类型
18-3 光化学反应
（二）光解离和预解离反应
（三）闪光光解动力学
（一）激光的基本原理
18-4 激光化学
（二）激光器的类型和基本特性
（三）激光化学反应中的光激发过程
（四）红外激光化学
（五）激光分离同位素
（六）超短脉冲紫外激光诱导化学反应
（一）金属导体和离子导体
19-1 电解质溶液的导电现象
第十九章 电化学
（二）法拉第定律
（三）电解质溶液的电导率
（四）离子的电迁移和迁移数
（一）离子强度和活度系数
19-2 电解质溶液的活度和活度系数
（二）强电解质的离子相互作用理论
（三）离子强度对溶液中离子反应速率的影响
（一）化学反应和电池
19-3 可逆电池的电动势
（二）化学反应的吉布斯自由能变化和可逆电池的电动势
（三）可逆电池和不可逆电池
（四）可逆电池的电动势测定
（五）可逆电池电动势与参加反应的各物质活度的关系
（六）可逆电池的电动势和温度关系
（一）电极电势表达式
19-4 电极电势和标准电极电势
（二）标准电极电势
（三）可逆电极的种类
（四）电极电势和电池电动势的计算
（五）电池电动势产生的原因
（一）浓差电池
19-5 浓差电池和液体接界电势
（二）液体接界电势
（三）液体接界电势的计算
（一）用氢离子选择性电极测溶液pH
19-6 离子选择性电极和膜电势
（二）离子选择性电极的一般工作机理
（三）电化学传感器
（四）膜电势
19-7 电解和极化现象
（一）极化和超电势
（二）超电势的测量方法及其应用
（三）氢超电势理论
19-8 应用电化学
（一）电解
（二）金属的电沉积
（三）金属的腐蚀和防腐
（四）化学电源
（一）表面电化学
19-9 电化学中的若干现代研究课题
（二）光电化学
附录