Chemical Thermodynamics of Compounds And Complexes of U, Np, Pu, Am, Tc, Se, Ni And Zr With Selected pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

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出版者:Elsevier Science Ltd

作者:Illemassene, Myriam (EDT)/ Perrone, Jane (EDT)/ Hummel, Wolfgang (EDT)/ Mompean, Federico J. (EDT)

出品人:

頁數:1088

译者:

出版時間:

價格:330

裝幀:HRD

isbn號碼:9780444514028

叢書系列:

圖書標籤:

• 化學熱力學
• 錒係元素
• 鍀
• 鈾
• 鈈
• 鎇
• 鋯
• 有機配體
• 配閤物
• 熱化學數據

錒係元素與過渡金屬配閤物化學研究：理論基礎與實驗進展 本書聚焦於錒係元素（鈾、鎿、鈈、鎇）以及特定過渡金屬（鍀、鎳、鋯）與精選有機配體的相互作用，深入探討瞭這些復雜體係的熱力學、動力學及結構化學前沿問題。全書係統梳理瞭從基礎理論到先進實驗技術的全貌，旨在為核化學、材料科學、環境地球化學及超鈾元素化學領域的研究人員提供全麵的參考資料。 --- 第一部分：理論基礎與計算方法 第一章 錒係元素化學的特殊性與配位場理論 本章首先迴顧瞭錒係元素（特彆是$5f$電子係元素）在電子結構和化學行為上的獨特性質，包括相對論效應、自鏇軌道耦閤對能級結構的影響，以及它們在形成穩定配閤物中的關鍵作用。重點闡述瞭經典靜電模型（Ligand Field Theory, LFT）和更先進的配位場理論（Crystal Field Theory, CFT）及Ligand Field Splitting Diagrams（如Tanabe-Sugano圖）在描述$f$-電子體係中的應用和局限性。特彆分析瞭通過引入電荷轉移和共價鍵閤效應來修正傳統模型的必要性，為理解金屬離子與有機配體之間復雜的電子交換過程奠定理論基礎。 第二章 熱力學基礎與化學平衡的量化 本章是全書的核心理論支柱，係統闡述瞭化學熱力學原理在分析金屬離子-配體反應體係中的應用。詳細討論瞭溶液中配閤物形成反應的標準摩爾焓變（$Delta H^circ$）、標準摩爾熵變（$Delta S^circ$）以及生成自由能（$Delta G^circ$）的測定方法和意義。重點講解瞭如何利用實驗數據（如滴定、溶解度測量）擬閤齣穩定常數（$log K$）及其溫度依賴性。此外，深入探討瞭溶劑效應、離子強度對平衡常數的影響機製，並介紹瞭活度係數模型的選擇（如Debye-Hückel擴展理論）。本章強調瞭熱力學數據在預測反應方嚮和優化分離過程中的指導作用。 第三章 密度泛函理論（DFT）在配閤物結構預測中的應用 隨著計算能力的提升，第一性原理計算已成為研究錒係和過渡金屬配閤物的強大工具。本章專注於密度泛函理論（DFT）在預測此類體係幾何結構、電子結構和反應能壘中的應用。詳細討論瞭泛函的選擇（如GGA, meta-GGA, Hybrid Functionals）對描述$5f$和$d$電子體係準確性的影響。重點介紹瞭如何處理強關聯電子體係，包括Hubbard U參數的引入（DFT+U）以及自相互作用校正（SIC）的必要性。通過實例分析，展示瞭DFT如何精確模擬配位幾何的微小變化以及預測配體結閤的相對強度。 --- 第二部分：有機配體的選擇與相互作用機製 第四章 羧酸鹽和磷酸鹽配體：核廢料處置的關鍵體係 本章聚焦於對錒係元素具有強親和力的經典有機配體——羧酸鹽（如草酸、檸檬酸）和磷酸鹽（如TBP、CMPO）。詳細分析瞭這些配體如何通過多齒配位模式與U(VI)、Pu(IV)等形成高穩定性的螯閤物或架橋結構。著重討論瞭在模擬地質處置庫環境中，這些有機物在不同pH值和氧化還原電位下的穩定性、水解行為及其對金屬離子溶解度的影響。通過熱力學數據對比，明確瞭磷酸酯類萃取劑在液-液萃取分離中的優勢所在。 第五章 氮氧雜環和螯閤胺類配體：分離與傳感應用 本章探討瞭含有氮原子（如吡啶、吡咯）和氧原子的多功能有機配體，特彆是那些能夠形成穩定螯閤環的胺類配體（如EDTA、DTPA的結構類似物）。闡述瞭這些配體如何通過多重位點配位，有效降低目標金屬離子在水相中的活度，從而用於核燃料後處理或環境修復。分析瞭這類配體對不同氧化態錒係元素的選擇性差異，特彆是對於區分 Pu(IV) 和 Am(III) 體係的分子設計原則。 第六章 硫、硒配體及其在軟酸-軟堿理論中的定位 硫（S）和硒（Se）原子作為較軟的供電子原子，對軟酸性的錒係元素具有一定的親和力。本章探討瞭含有硫醇、硫醚或硒代官能團的有機物與低氧化態錒係元素或特定過渡金屬（如Ni(II), Zr(IV)）的相互作用。結閤Hard-Soft Acid-Base (HSAB) 原則，分析瞭這些體係的共價鍵成分，並討論瞭這些配閤物在非水溶劑中溶解性和萃取性能的錶現。 --- 第三部分：特定金屬體係的深入研究 第七章 鈾（U）和鎿（Np）的氧化態依賴性配位化學 本章專門針對鈾（U(IV), U(VI)）和鎿（Np(IV), Np(V), Np(VI)）的不同氧化態，係統研究其與各類有機配體的反應特性。強調瞭氧化態變化對配位幾何和穩定性的劇烈影響，例如U(VI)傾嚮於形成綫性$ ext{UO}_2^{2+}$結構，而Np(IV)則更偏嚮於高配位數的多麵體結構。通過熱力學數據對比，區分瞭有機配體對不同氧化態金屬離子的選擇性機製，為核燃料循環中不同階段的分離策略提供依據。 第八章 鈈（Pu）和鎇（Am）的化學行為與錒係元素分離 鈈（Pu）和鎇（Am）的化學行為在核燃料後處理中至關重要。本章詳細分析瞭Pu(IV)/Pu(VI)和Am(III)在酸性溶液中與有機配體的配位模式。重點介紹瞭如何設計能夠有效分離鈈和鎇的萃取體係，例如利用具有特定空間位阻或電子效應的配體來優化萃取效率和分離因子。對$ ext{Am}^{3+}$的絡閤常數進行歸納，並討論瞭其在溶劑萃取中與鑭係元素分離的難度與策略。 第九章 鍀（Tc）、鎳（Ni）和鋯（Zr）的特殊配閤物研究 本章將視角擴展到與核工業相關的其他重要元素：鍀（Tc，特彆關注其高價態如$ ext{TcO}_4^-$的還原與絡閤）、鎳（Ni(II)，典型的$d$區金屬，用於模擬廢物體中的雜質離子行為）以及鋯（Zr(IV)，與鉿（Hf）行為相似，在反應堆材料和鋯基燃料中具有重要意義）。通過與錒係元素的對比，闡明瞭$4d$（Tc, Ni）和$5s/4d$（Zr）電子係元素在形成有機配閤物時的主要區彆，尤其關注其在溶劑萃取和吸附過程中的選擇性錶現。 --- 第四部分：實驗技術與應用展望 第十章 熱力學參數的精確測定技術 本章詳細介紹瞭用於精確量化金屬-有機配體相互作用的實驗技術。包括：先進的等溫滴定量熱法（ITC）用於直接測量$Delta H^circ$和$Delta S^circ$；溶液電導法和毛細管電泳法；以及結閤光度滴定和$ ext{pH}$計測定的平衡常數測定技術。強調瞭如何進行嚴格的背景校正和離子強度控製，以保證熱力學數據的可靠性和可比性。 第十一章 結構錶徵的前沿光譜學方法 為瞭確證配閤物的確切結構，本章介紹瞭關鍵的結構解析技術。重點講解瞭固態和溶液態的X射綫吸收光譜（XAS，包括XANES和EXAFS）如何提供精確的配位幾何和鍵長信息，特彆是在處理對水敏感的錒係配閤物時。此外，探討瞭核磁共振（NMR，包括固態和溶液態）和拉曼光譜在監測配位環境變化和反應動力學中的應用。 第十二章 環境與工業應用展望 本書的最後一部分將理論和實驗結果應用於實際問題。討論瞭這些金屬-有機配閤物在核廢料的長期穩定性、化學形貌演變中的角色。展望瞭利用先進有機配體設計策略，實現高效率、高選擇性的錒係元素（如長壽命錒係元素）的“加速嬗變”分離技術。同時，也討論瞭這些熱力學模型在預測放射性核素在復雜自然環境（如地下水或土壤）中遷移行為中的潛力。 --- 本書的綜閤性、深度和前沿性，使其成為核化學、無機化學及相關工程領域專業人士不可或缺的參考工具。

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這本書給人的核心印象是其極強的專業性和某種程度上的“小眾性”。它明確地服務於一個非常細分的科研群體，那些處理錒係元素、超鈾元素及其有機絡閤問題的專傢。它很少會涉及那些更常見、更基礎的化學平衡問題，而是直接切入到高溫、高輻照環境下的復雜係統分析。這使得它在學術圖書館的特定區域占據瞭重要位置，但對於廣大的化學或材料科學愛好者來說，它可能顯得過於晦澀難懂，甚至有些“嚇人”。我感覺作者團隊一定是投入瞭海量的時間進行文獻梳理和實驗數據的重構，纔得以將如此多分散的、高難度的熱力學數據整閤在一起。這本書的價值不在於教會你如何“做”實驗，而在於提供一個堅實的理論基礎，讓你能預測在特定非標準條件下，這些復雜體係的化學行為將如何演變。它是一把精確的尺子，丈量著極端環境下的化學現實。

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閱讀體驗上，這本書的語言風格極其嚴謹，每一個句子都像是在進行一場精確的計量，幾乎找不到任何“跑題”或帶有主觀色彩的描述。對於習慣瞭流暢敘事和生動比喻的讀者來說，這無疑是一種挑戰。它更像是直接從最原始的實驗報告和理論推導中提煉齣來的精髓，信息密度極高，每一頁都塞滿瞭需要反復咀嚼纔能消化的專業術語和數學模型。我必須承認，在深入理解某些章節時，我不得不頻繁地查閱其他基礎化學和物理化學的參考書來鞏固背景知識，這說明本書對讀者的預設知識水平要求極高。我特彆留意瞭關於絡閤物穩定性的章節，期望能找到關於配位幾何如何影響熱力學參數的詳細論述，但即便是那部分內容，也是以一種近乎冷酷的數學錶達為主，缺乏圖像化的輔助說明，這使得對於非化學背景的工程師來說，理解起來會非常吃力。這本書更像是麵嚮那些已經熟練掌握瞭範特霍夫方程和吉布斯自由能計算的專傢們，提供瞭一個特定領域的深入參考框架。

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這本書的封麵設計真是……怎麼說呢，有點復古的理工科風格，大量的公式和復雜的化學結構圖占據瞭視覺中心，色彩搭配也相當樸素，主要是黑白灰，配上那種陳舊的藍色或綠色背景。我拿到手的時候，首先感覺是它的分量感，厚實得像一本磚頭，這顯然不是那種適閤咖啡館裏隨便翻閱的休閑讀物。裝幀看起來挺耐用的，應該能扛得住實驗室裏可能發生的各種“意外”。我一開始好奇它會如何平衡理論的深度和實際應用的廣度，畢竟涉及到鈾、鈈這些重元素，以及一係列有機配體，這可不是日常化學能觸及的範疇。光是看到目錄裏那些排列密集的元素符號和縮寫，我就知道，這不是給初學者準備的“入門指南”，而更像是一本供資深研究人員磨礪思維的工具書。我期待它能在那些看似枯燥的相圖和平衡常數背後，揭示齣一些關於環境安全或核燃料循環的深刻見解。如果它僅僅是羅列數據，那未免有些浪費瞭它在排版和印刷上投入的精力，我更希望看到的是對這些熱力學數據的係統性解讀和潛在影響的探討。

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這本書的結構安排，如果用一個詞來形容，那就是“模塊化”。它沒有采用傳統教科書那種綫性的、由淺入深的教學路徑，而是更傾嚮於將不同的元素體係和配體類彆進行分類討論。這對於需要快速查找特定數據點的專業人士來說非常方便，你可以直接跳到你關心的那個“小電池”裏去挖掘信息。然而，對於想要建立一個宏觀、係統認知框架的新手來說，這種碎片化的結構反而構成瞭一種障礙。我發現不同章節之間，雖然核心理論是一緻的，但由於側重點不同，引用和交叉參考的力度似乎可以再加強一些。比如，在討論鎳的配閤物時，如果能更明確地鏈接到其在催化循環中的熱力學驅動力，而不是僅僅停留在計算平衡常數上，這本書的實用價值或許能再提升一個層次。總而言之，它更像是一本高精度的“參考手冊”，而不是一本旨在“教學”的教材，其組織邏輯清晰地服務於“查找”和“驗證”的需求。

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從裝幀和設計角度來看，這本書在排版上明顯遵循瞭學術齣版物的傳統標準，字體選擇偏嚮於襯綫體，行距適中，但頁邊距相對較窄，這使得在進行筆記或高亮重點時，留給讀者的“操作空間”比較有限。紙張的質量是那種偏啞光的，能有效減少反光，這在長時間閱讀復雜公式時是一個小小的加分項。然而，圖錶的質量卻參差不齊。有些關鍵的溶解度麯綫或相圖，分辨率似乎不夠高，或者顔色區分度不足，這在需要精確分辨不同溫度或濃度下的相變點時，確實造成瞭一些睏擾。我期望一本專注於“熱力學”的書籍，在圖形錶示上能更加精良和直觀，畢竟，很多時候一個高質量的圖錶勝過韆言萬語的文字描述。整體來看，這本書的設計更側重於信息的容納量，而犧牲瞭一定的閱讀舒適度和視覺優化。

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