Physical chemistry

目录
前言
第0章 绪论
0.1 物理化学的研究目的与内容
0.2 物理化学发展历史回顾与展望
0.3 物理化学的学科地位与社会作用
0.3.1 物理化学的主导地位
0.3.2 物理化学扩充了化学领地并促进相关学科发展
0.3.3 物理化学与经济繁荣及国计民生密切相关
0.4 物理化学培养化学人才的特色
0.5 物理化学的研究方法
0.6 教与学的方法
参考文献
第1章 热力学第零定律与物态方程
1.1 热力学基本术语概念
1.1.1 系统（体系）和环境
1.1.2 系统的宏观（热力学）性质
1.1.3 相及单相系统与多相系统
1.1.4 状态和状态函数及其数学特征
1.1.5 热力学平衡态
1.1.6 过程与途径
1.2 热力学第零定律与温度
1.2.1 热平衡定律与热力学第零定律
1.2.2 摄氏温标
1.2.3 理想气体温标
1.2.4 几种常用温度计
1.3 理想气体状态方程式
1.3.1 理想气体方程式
1.3.2 理想气体混合物
1.4 实际气体及其液化和临界状态
1.4.1 实际气体与理想气体的偏差
1.4.2 分子间力
1.4.3 气体的液化和临界状态
1.5 实际气体状态方程式
1.5.1 范德华方程式
1.5.2 其他状态方程式
1.6 对比态与压缩因子图
1.6.1 对比态与对比方程
1.6.2 对应态原理
1.6.3 压缩因子图
1.7 体积膨胀系数和压缩系数
参考文献
思考与练习
第2章 热力学第一定律
2.1 热力学第一定律
2.1.1 热力学第一定律内容的各种表达形式
2.1.2 热力学能
2.1.3 热力学第一定律的数学表达形式
2.2 功与可逆过程
2.2.1 膨胀功
2.2.2 平衡过程（准静态过程）
2.2.3 可逆过程和最大功
2.3 热容
2.3.1 热容
2.3.2 等容热容与等压热容
2.3.3 C〓与C〓的差值及其与力学响应函数之关系
2.3.4 热容随温度变化关系
2.4 理想气体的热力学性质
2.4.1 理想气体的热力学能
2.4.2 理想气体的焓
2.4.3 理想气体的等温过程与绝热过程
2.5 焦耳一汤姆生效应
2.5.1 节流膨胀实验（多孔塞实验）
2.5.2 焦耳一汤姆生系数(μ〓)
2.5.3 气体的制冷液化
2.6 热化学
2.6.1 化学反应方程式与反应进度
2.6.2 等压热效应与等容热效应
2.6.3 热化学方程式与热力学标准态
2.6.4 盖斯定律
2.7 过程热计算与摩尔焓变
2.7.1 标准摩尔相变焓
2.7.2 标准摩尔生成焓（变）
2.7.3 键焓法估算生成焓
2.7.4 标准摩尔燃烧焓
2.7.5 摩尔溶解焓与摩尔稀释焓
2.7.6 溶液中离子的标准摩尔生成焓
2.7.7 量热学与热量计简介
2.8 过程热与温度、压力的关系
2.8.O 一般公式
2.8.1 摩尔反应焓（变）随温度变化
2.8.2 摩尔相变焓随温度变化
2.8.3 摩尔相变焓随压力变化
2.9 绝热反应一非等温反应
2.10 自蔓燃合成的绝热温度
2.11 稳流过程的热力学第一定律
2.11.1 稳流过程的特点
2.11.2 稳流过程热力学第一定律的数学表示式
参考文献
思考与练习
第3章 热力学第二定律
3.1 自然界过程的方向和限度
3.1.1 自发过程的定义与本质
3.1.2 自发过程的共同特征
3.2 热力学第二定律
3.2.1 热机效率
3.2.2 热力学第二定律的两种经典表述及其等效性
3.3 卡诺循环与卡诺定理
3.3.1 理想气体的卡诺循环
3.3.2 卡诺定理及其推论
3.4 熵及熵增加原理
3.4.1 热温商
3.4.2 可逆循环的热温商
3.4.3 热力学函数——熵(S)
3.4.4 克劳修斯不等式与熵增加定理
3.4.5 熵函数的另一种引入法
3.5 熵变计算
3.5.1 体系熵随温度及体积变化的关系
3.5.2 体系熵随温度及压力变化的关系
3.5.3 理想气体的熵变
3.5.4 理想气体的混合熵
3.5.5 固体和液体的熵变
3.5.6 不可逆过程和环境的熵变计算举例
3.5.7 温一熵(T-S)图
3.5.8 熵增加与能量“退化”
3.6 热力学第二定律的统计意义
3.6.1 热力学概率与第二定律
3.6.2 熵与热力学概率--Boltzmann关系
3.6.3 影响熵的因素
3.6.4 熵的补偿原理
3.7 热力学第三定律与规定熵
3.7.1 热力学第三定律
3.7.2 规定熵和标准摩尔熵
3.8 亥姆霍兹函数和吉布斯函数
3.8.1 第一定律和第二定律的联合公式
3.8.2 亥姆霍兹函数A及其减少原理判据
3.8.3 吉布斯函数G及其减少原理判据
3.8.4 小结
3.9 热力学基本关系式
3.10 亥姆霍兹函数A和吉布斯函数G的有关性质
3.10.1 亥姆霍兹函数A的性质及△A求算
3.10.2 吉布斯函数G的性质及△G求算
3.11 均相系热力学量之间的关系
3.11.1 特性函数
3.11.2 均相系热力学量之间的关系
3.12 非平衡态热力学基本概念
3.12.1 熵与信息
3.12.2 非平衡态热力学的耗散结构
参考文献
思考与练习
第4章 多组分体系的热力学
4.1 化学势
4.1.1 化学势与组成可变体系的热力学基本方程
4.1.2 物质平衡判据
4.2 偏摩尔量
4.2.1 偏摩尔量
4.2.2 偏摩尔量的性质
4.2.3 偏摩尔量间的关系
4.2.4 偏摩尔量微商相关性
4.2.5 偏摩尔量的测定方法
4.2.6 多组分体系的Maxwell关系式和特性函数
4.3 理想气体的化学势
4.3.1 纯理想气体的化学势等温式及热力学性质
4.3.2 理想气体混合物某组分的化学势等温式及热力学性质
4.4 实际气体的化学势与逸度
4.4.1 实际气体化学势等温式与逸度
4.4.2 纯气体逸度和逸度系数的计算方法
4.4.3 实际气体的标准态
4.5 理想液态混合物和理想稀溶液
4.5.1 拉乌尔定律与亨利定律——两个经验规律
4.5.2 理想液态混合物
4.5.3 理想稀溶液
4.6 稀溶液的依数性
4.6.1 蒸气压降低
4.6.2 凝固点降低
4.6.3 沸点上升
4.6.4 渗透压
4.6.5 稀溶液的分配定律
4.7 非理想溶液活度与化学势
4.7.1 非理想溶液中溶剂和溶质的活度与化学势等温式
4.7.2 活度测定及求算
4.7.3 溶剂的渗透系数
4.7.4 超额函数
参考文献
思考与练习
第5章 相平衡及相图
5.1 相律
5.1.1 基本术语——相、组分和自由度
5.1.2 相律
5.2 单组分系统的相平衡及相图
5.2.1 单组分系统相律依据与图像特征
5.2.2 典型相图举例
5.2.3 克拉贝龙一克劳修斯(Clapeyron-Clausius)方程
5.2.4 克拉贝龙方程的另一种导出法
5.2.5 相变焓的Planck方程
5.2.6 外压对蒸气压的影响
5.2.7 相变的类型
5.3 二组分系统的气一液平衡
5.3.1 完全互溶双液系统
5.3.2 部分互溶与完全不互溶的双液系统
5.4 二组分系统的固一液平衡
5.4.1 形成低共熔物的固相不互溶系统
5.4.2 形成化合物的固相不互溶系统
5.4.3 固相完全互溶系统
5.4.4 固相部分互溶系统
5.4.5 二组分系统相图的演变与组合
5.5 二组分系统的气一固平衡
5.5.1 压力一温度（P-T）相图
5.5.2 压力一组成图（P-ω）
5.6 三组分系统相平衡
5.6.1 三组分系统组成表示法——等边三角形坐标系
5.6.2 三组分系统的液一液平衡相图
5.6.3 三组分系统的固一液平衡相图
5.6.4 具有最低共熔点的三组分系统相图
参考文献
思考与练习
第6章 化学平衡热力学
6.1 化学反应的方向与限度
6.1.1 化学平衡应当解决的问题
6.1.2 化学反应体系的热力学基本方程及化学反应亲合势
6.1.3 偏摩尔反应量
6.1.4 化学反应的方向判据及平衡稳定条件
6.1.5 化学反应等温方程式与化学平衡等温式
6.2 理想体系的化学平衡
6.2.1 理想气体反应
6.2.2 理想溶液及稀溶液中的化学反应
6.2.3 多相化学反应
6.3 平衡常数的求算
6.3.1 平衡常数的实验测定
6.3.2 由热力学函数求算平衡常数
6.4 化学反应的摩尔反应吉布斯函数求算式
6.4.1 化学反应的△G〓求算式
6.4.2 反应的Gibbs自由能改变量
6.5 实际体系的化学平衡
6.5.1 真实气体反应
6.5.2 溶液反应
6.6 温度对化学平衡的影响
6.6.1 范特荷甫等压方程
6.6.2 转折温度的计算
6.7 其他因素对化学平衡的影响
6.7.1 浓度（或气相分压）的影响
6.7.2 压力（总压）的影响
6.7.3 惰性气体存在的影响
6.7.4 物料配比的影响
6.8 多种化学反应同时平衡
6.8.1 同时反应与独立反应
6.8.2 同时（反应）平衡组成的计算
6.9 生化标准态的摩尔反应吉布斯函数变
6.9.1 生物化学中的标准态
6.9.2 生化标准态的摩尔反应Gibbs函数变
6.10 平衡态唯象热力学的方法论
参考文献
思考与练习
第7章 统计热力学基础
7.1 统计热力学研究的内容与方法
7.1.1 统计热力学的研究对象与目的任务
7.1.2 统计热力学的研究方法
7.1.3 不同统计方法的特点
7.1.4 统计体系的分类
7.2 粒子运动状态的经典力学描述和量子力学描述
7.2.1 粒子运动状态的经典力学描述
7.2.2 粒子运动状态的量子力学描述
7.2.3 系统微观运动状态的描述
7.2.4 平衡态统计力学的基本假设
7.3 最概然分布与平衡分布
7.3.1 粒子的量子态与体系的量子态
7.3.2 能级分布与微观状态
7.3.3 分布的微态数W〓与体系的总微态数Ω
7.3.4 分布的概率与W〓计算
7.3.5 最概然分布与平衡分布及其关系
7.4 波尔兹曼分布律与粒子配分函数
7.4.1 波尔兹曼分布律的推导
7.4.2 粒子配分函数q的含义
7.5 配分函数和热力学性质的关系
7.5.1 摩尔配分函数(Q)
7.5.2 可分辨独立粒子体系之配分函数与热力学函数间关系
7.5.3 不可分辨独立粒子体系之配分函数与热力函数间关系
7.6 配分函数的求算
7.6.1 配分函数的析因子性质
7.6.2 平动配分函数
7.6.3 转动配分函数
7.6.4 振动配分函数
7.6.5 电子配分函数
7.6.6 核配分函数
7.7 统计热力学应用一——气体
7.7.1 单原子气体
7.7.2 双原子及线性多原子气体
7.7.3 非线性多原子气体
7.8 统计热力学应用二——原子晶体的热容
7.8.1 晶体热容实验事实
7.8.2 爱因斯坦晶体模型
7.8.3 德拜晶体模型
7.9 统计热力学应用三——理想气体反应的平衡常数
7.9.1 由配分函数直接估算平衡常数
7.9.2 标准摩尔Gibbs自由能函数和标准摩尔焓函数
7.10 统计热力学应用四——热力学定律的统计诠释
7.10.1 热力学第一定律——热力学能、功、热
7.10.2 熵和热力学第二定律
7.10.3 热力学第三定律
7.11 玻色一爱因斯坦和费米一狄拉克的统计方法
7.11.1 波尔兹曼统计的缺陷与发展
7.11.2 玻色一爱因斯坦统计
7.11.3 费米一狄拉克统计
7.11.4 三种统计方法比较
7.12 系综原理简介
7.12.1 为什么要提出系综(Ensemble)
7.12.2 什么叫做系综
7.12.3 系综平均与系综分类
7.12.4 正则系综方法
参考文献
思考与练习
思考题、练习题参考答案
附录1 主要物理量及符号
附录2 物理常量和换算因子
附录3 热力学数据表
附录4 一些物质的相变温度和标准相变熵
附录5 拉格朗日(Lagrange)待定系数法