The Chemistry of Heterocyclic Compounds pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Palmer, David C.

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:772.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9780471807742

丛书系列:

图书标签:

• Heterocyclic Chemistry
• Organic Chemistry
• Chemical Synthesis
• Medicinal Chemistry
• Pharmaceutical Chemistry
• Nitrogen Heterocycles
• Oxygen Heterocycles
• Sulfur Heterocycles
• Reaction Mechanisms
• Spectroscopy

《原子结构与化学键合：现代化学基础》 本书导言：探索物质的微观世界 物质的本质，是化学研究的核心命题。要真正理解化学反应的机制、材料的性质以及生命的复杂性，我们必须深入到原子和分子的世界。本书《原子结构与化学键合：现代化学基础》旨在为读者提供一个全面、深入且易于理解的框架，用以掌握现代化学的基石——原子结构理论和化学键合的原理。它不仅仅是一本教科书，更是一扇通往理解物质世界深层规律的窗口。 第一部分：原子结构——元素的内在秩序 本部分聚焦于构建一切化学现象的微观实体——原子。我们将从历史的视角出发，追溯原子模型的演变，从道尔顿的不可分割原子概念，到卢瑟福的核式结构，直至量子力学的革命性突破。 第一章：早期原子理论与经典模型的局限 本章回顾了经典物理学对原子的描述，例如汤姆逊的“葡萄干布丁”模型。我们将详细分析这些模型如何成功解释了电荷守恒等现象，同时也指出它们在解释原子光谱和稳定性方面的根本缺陷。重点将放在玻尔模型的引入，它首次将量子化概念引入原子结构，成功解释了氢原子的能级。 第二章：量子力学基础与薛定谔方程 这是全书的核心理论基础。我们不会回避数学的严谨性，但会以清晰的物理图像来阐述抽象概念。本章详细介绍了波函数 ($Psi$) 的物理意义、概率解释以及薛定谔方程（定态与含时）。我们将探讨如何通过求解该方程，推导出电子在原子内的运动规律，理解势能面（Potential Energy Surface）的概念。 第三章：多电子原子的电子排布与光谱 当原子中电子数量增加时，电子之间的相互作用变得至关重要。本章深入探讨了泡利不相容原理、洪特规则和 Aufbau（构建）原理，这些规则决定了元素周期表中元素的排列顺序。我们详细分析了轨道（s, p, d, f）的形状、能量以及它们如何相互影响。此外，本章还探讨了原子光谱的精细结构，引入了总轨道角动量 ($L$) 和总自旋角动量 ($S$) 的概念，以及它们如何决定元素的特征光谱线。 第四章：原子热力学与电离能 本章将原子结构与宏观可测量的物理量联系起来。我们将分析电离能（Ionization Energy）、电子亲和能（Electron Affinity）和原子化能（Atomization Energy）的物理意义。通过这些数据，我们可以预测元素在化合物形成过程中的倾向性，并结合统计力学，探讨原子在高温高压下的行为。 第二部分：化学键合——原子间相互作用的法则 化学键是连接原子的“胶水”，是理解分子结构、反应活性和材料性质的关键。本部分将从量子化学的视角，系统地阐述不同类型的化学键及其形成机制。 第五章：离子键的形成与晶格能 离子键的形成是电子得失的结果。本章重点分析了电负性（Electronegativity）的概念及其量化方法（如 Pauling 标度）。通过构建Born-Haber循环，我们将计算晶体中离子键的强度，即晶格能。此外，本章还将讨论理想离子晶体模型（如Madelung常数）的局限性，以及离子半径如何影响晶体的堆积方式和稳定性。 第六章：共价键的本质：价键理论（VB Theory） 价键理论是理解分子几何结构最直观的工具。本章详细阐述了共价键的形成，即原子轨道之间的相互重叠。我们深入分析了定域键（Localized Bonds）的概念，包括 $sigma$ 键和 $pi$ 键。随后，本章的核心内容——杂化轨道理论（Hybridization）——将被详尽剖析。我们将演示如何通过 $sp, sp^2, sp^3$ 等杂化组合来解释甲烷、乙烯、乙炔等经典分子的空间构型，并讨论其在键角和键长上的影响。 第七章：分子轨道理论（MO Theory）与电子离域 虽然价键理论在定性描述上表现出色，但分子轨道理论为更精确地描述化学键，特别是对于复杂分子和自由基，提供了必要的工具。本章从线性组合原子轨道（LCAO）的方法出发，构建双原子分子和多原子分子的分子轨道图。我们将解释最高占据分子轨道（HOMO）和最低未占据分子轨道（LUMO）在反应活性中的核心作用。特别地，本章将详细分析共轭体系（如苯和萘）中 $pi$ 电子的离域现象，以及这种离域如何赋予分子特殊的稳定性和光谱特性。 第八章：电子离域与芳香性 芳香性是化学中最迷人且重要的特性之一。本章专门用于探讨这一现象。我们将介绍 Hückel 分子轨道理论，并阐述 4n+2 规则。芳香性不仅仅是稳定性的体现，它还深刻影响了反应活性——亲电取代反应与亲核反应的差异。我们将通过实例，如环丙基阳离子和环丙烯阴离子，探讨反芳香性和非芳香性的概念，从而建立起对电子云分布稳定性的深刻理解。 第三部分：化学键的延伸与特殊作用力 化学键的影响超越了简单的单键和双键，还包括了较弱的分子间作用力和过渡金属的配位键。 第九章：弱相互作用力：范德华力和氢键 分子的聚集和物质的凝聚态（如沸点、溶解度）主要由分子间作用力决定。本章系统梳理了范德华力的起源，包括取向力（偶极-偶极）、诱导力（偶极-诱导偶极）和伦敦色散力（瞬时偶极）。随后，我们将深入探讨氢键的本质——它既不是纯粹的离子键也不是纯粹的范德华力，而是具有显著共价特征的强偶极-偶极相互作用。氢键在生物大分子（如蛋白质折叠和DNA双螺旋）中的关键作用将被重点阐述。 第十章：配位化学与金属键 本章将视野转向过渡金属复合物。我们将引入配位场理论（CFT）和晶体场理论（CFT），解释中心金属离子周围配体场如何导致 d 轨道能级分裂。这种分裂（$Delta_o$）直接决定了配合物的颜色、磁性以及反应活性。随后，我们将简要讨论现代价键理论对配位键的解释，并简要概述金属固体的金属键模型，解释金属的导电性、延展性和光泽等特性。 结语：贯穿物质科学的统一性 《原子结构与化学键合：现代化学基础》力求展示，无论是宏观的材料性能，还是微观的生物过程，其根本驱动力都源于电子在原子轨道间的巧妙排列与相互作用。掌握了原子结构和化学键合的原理，即是掌握了理解整个化学世界的钥匙。本书为读者后续深入学习有机化学、无机化学、物理化学乃至材料科学，奠定了坚实而全面的理论基础。

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