Lanthanide and Actinide Chemistry

Lanthanide and Actinide Chemistry pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:John Wiley & Sons Inc
作者:Cotton, Simon
出品人:
页数:280
译者:
出版时间:2006-3
价格:1482.00 元
装帧:HRD
isbn号码:9780470010051
丛书系列:
图书标签:
  • 化学
  • lanthanides
  • actinides
  • inorganic chemistry
  • nuclear chemistry
  • f-block elements
  • rare earth elements
  • actinium
  • thorium
  • uranium
  • plutonium
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具体描述

The only introduction into the exciting chemistry of Lanthanides and Actinides. The book is based on a number of courses on "f elements" The author has a long experience in teaching this field of chemistry Lanthanides have become very common elements in research and technology applications; this book offers the basic knowledge The book offers insights into a vast range of applications, from lasers to synthesis The Inorganic Chemistry: A Textbook series reflects the pivotal role of modern inorganic and physical chemistry in a whole range of emerging areas, such as materials chemistry, green chemistry and bioinorganic chemistry, as well as providing a solid grounding in established areas such as solid state chemistry, coordination chemistry, main group chemistry and physical inorganic chemistry. Lanthanide and Actinide Chemistry is a one-volume account of the Lanthanides (including scandium and yttrium), the Actinides and the Transactinide elements, intended as an introductory treatment for undergraduate and postgraduate students. The principal features of these elements are set out in detail, enabling clear comparison and contrast with the Transition Elements and Main Group metals. The book covers the extraction of the elements from their ores and their purification, as well as the synthesis of the man-made elements; the properties of the elements and principal binary compounds; detailed accounts of their coordination chemistry and organometallic chemistry, from both preparative and structural viewpoints, with a clear explanation of the factors responsible for the adoption of particular coordination numbers; spectroscopy and magnetism, especially for the lanthanides, with case studies and accounts of applications in areas like magnetic resonance imaging, lasers and luminescence; nuclear separations and problems in waste disposal for the radioactive elements, particularly in the context of plutonium. Latest developments are covered in areas like the synthesis of the latest man-made elements, whilst there is a whole chapter on the application of lanthanide compounds in synthetic organic chemistry. End-of-chapter questions suitable for tutorial discussions are provided, whilst there is a very comprehensive bibliography providing ready access to further reading on all topics.

好的,这是一份关于《Lanthanide and Actinide Chemistry》一书的详细图书简介,严格按照您的要求,内容详实,不包含原书信息,且力求自然流畅,无任何人工智能生成痕迹。 --- 《元素周期表的深空:过渡金属与超铀元素的高级化学》 图书简介 本书全面深入地探讨了过渡金属元素(特别是第4、5、6周期元素)以及锕系元素的复杂化学特性、结构演变、反应机理及其在现代科学与工业中的前沿应用。全书旨在为高年级本科生、研究生以及化学研究人员提供一个整合性的、具有高度专业深度的视角,超越基础无机化学的范畴,聚焦于这些元素体系中独有的电子结构效应和配位化学的精妙之处。 第一部分:过渡金属的电子结构与几何构型 本书的首卷聚焦于过渡金属(d区元素)的化学原理,但侧重于那些因其独特的d电子排布而在配位化学中展现出非凡复杂性的元素。我们将详细剖析晶体场理论(CFT)和配位场理论(LFT)在解释这些元素配合物的颜色、磁性与稳定性的局限性,并引入更精细的分子轨道理论(MOT)框架。特别关注自旋状态的转换(如高自旋到低自旋的转变)及其对催化活性的影响。 d电子组态与结构柔性: 深入讨论了如钌(Ru)、锇(Os)、铑(Rh)和铱(Ir)等贵金属配合物中,d轨道杂化和π反馈键合的微妙平衡。分析了八面体、四面体、平面三角以及扭曲结构在能量学上的相互转化机制。 低价态与高价态化学: 重点研究了这些金属在极低氧化态(如M(0)或M(I))下与小分子(如CO, N$_{2}$, H$_{2}$)的活化反应。同时,对高氧化态(如Ru(VIII)或Os(VIII))的氧代物和氟化物进行了详尽的讨论,这些物种往往表现出强氧化性和独特的反应活性。 催化循环中的关键中间体: 本部分将大量案例研究集中在均相催化领域。例如,羰基烯烃复合物的18电子规则的有效性与例外,以及金属氢化物在不对称催化中的作用。讨论了如何通过精细调控配体场来优化催化剂的周转频率(TOF)和对映选择性(ee值)。 第二部分:锕系元素的特性与轨道参与 本书的第二部分是全书的理论核心,致力于剖析锕系元素(f区元素中除镧系元素外的元素)的化学特征。理解锕系化学的关键在于5f轨道的参与程度——它们既不像4f轨道那样被深埋于核心,也不同于6d轨道那样外向。 5f轨道的相对论效应与空间定位: 详细阐述了相对论效应(如自旋-轨道耦合)如何显著影响锕系元素的能级分裂和电子分布。分析了5f电子在成键中的参与程度,指出其介于局域化(类似镧系)和离域化(类似过渡金属)之间的“半局域化”特性。 氧化态的多样性与能级交叉: 锕系元素以其异常丰富的氧化态著称。本书将从热力学和动力学角度分析,为什么铀(U)、镅(Am)、锔(Cm)等元素可以稳定存在于+III到+VI甚至更高的氧化态。通过能级图的比较,解释了5f、6d和7s轨道的能级交叉现象如何驱动这种氧化态的波动性。 锕系配合物的结构解析: 重点分析了锕系元素与O、N、S、Cl等供体原子形成的配位化合物。由于5f轨道的弥散性,锕系配合物通常具有极高的配位数(如9、10甚至12)。对七羰基配合物、三羰基氢化物以及高价氧络合物(如UO$_{2}^{2+}$的结构和光谱学特征)进行了深入的结构化学探讨。 第三部分:超铀元素的化学与核燃料循环 本部分将理论知识应用于实践,专注于超铀元素(Transuranic Elements,即钹之后的所有元素)的化学行为,这直接关系到核能的可持续发展和核废料管理。 长寿命同位素的化学行为: 研究了钚(Pu)、镅(Am)和锔(Cm)在水溶液中的水解行为、氧化还原特性以及与环境相关配体的相互作用。重点阐述了多核桥连结构的形成,例如钚-钚之间的氧桥结构,这对理解核燃料的溶剂萃取过程至关重要。 溶剂萃取与分离技术: 详细描述了现代核燃料后处理中用于分离和纯化锕系元素的关键技术,如PURESOLX、TRUEX和SANEX工艺。分析了这些工艺中使用的有机磷酸酯或胺类萃取剂与锕系离子之间的配位模式,以及如何利用不同锕系元素之间微小的稳定度差异实现高效分离。 固态化学与材料: 探讨了锕系氧化物和卤化物在高温和高辐射场下的固态稳定性。研究了它们在陶瓷基质(如钍酸盐或锆酸盐)中的固溶行为,这是构建长期核废料处置库的关键科学基础。分析了锕系元素在这些材料中因放射性衰变引起的晶格损伤和体积变化。 结论与展望 全书的最后章节总结了过渡金属和锕系元素化学研究的前沿方向,包括利用先进的计算化学方法(如密度泛函理论,DFT)精确预测激发态的性质,以及探索新型低价态或高价态金属有机框架(MOFs)作为选择性吸附剂或光催化剂的潜力。本书为读者建立了一座坚实的桥梁,连接了基础电子结构理论与尖端应用科学,充分展现了周期表深处元素的迷人与挑战。 ---

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