Bioinorganic Vanadium Chemistry pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Rehder, Dieter

出品人:

页数:224

译者:

出版时间:2008-4

价格:579.00元

装帧:

isbn号码:9780470065167

丛书系列:

图书标签:

• 钒化学
• 生物无机化学
• 配位化学
• 催化
• 生物医学
• 氧化还原反应
• 光谱学
• 金属生物化学
• 过渡金属化学
• 环境化学

《无机化学进展：结构、键合与反应动力学》 导言：无机化学的基石与前沿 本书深入探讨了现代无机化学的核心原理，涵盖了从原子结构、化学键的本质，到复杂分子反应机理的广阔领域。作为一本面向高年级本科生、研究生以及专业研究人员的参考书，我们旨在提供一个全面且深入的知识体系，以理解元素周期表中各类元素及其化合物的奇特行为。本书的叙事逻辑遵循从微观到宏观，从基础理论到尖端应用的递进路线，力求在严谨的科学性与清晰的阐释之间取得完美的平衡。 第一部分：原子结构与周期性规律的深化理解 本部分首先回顾并深化了量子力学在描述原子结构中的应用。我们详细分析了薛定谔方程在多电子原子体系中的近似求解方法，特别是自洽场（SCF）理论和密度泛函理论（DFT）在计算原子轨道能量和空间分布上的有效性。重点讨论了相对论效应，特别是对于重元素，如何显著影响其s轨道和p轨道的收缩，进而改变其化学反应活性和氧化态稳定性。 随后，我们将视角转向周期性规律的本质。超越了高中化学中简单的趋势描述，本书深入剖析了电负性、原子半径和离子化能背后的电子结构起源。通过对不同族元素最高占据分子轨道（HOMO）和最低未占据分子轨道（LUMO）能量的系统比较，我们解释了为什么不同元素在形成化学键时表现出截然不同的倾向性，例如为何碱土金属倾向于形成离子化合物，而第14族元素则倾向于形成共价网络结构。此外，本书还专门探讨了稀土元素和锕系元素中f轨道的复杂影响，这对于理解其独特的磁性和光谱性质至关重要。 第二部分：化学键合理论的整合与应用 化学键合是无机化学的灵魂。本书第三章系统梳理了主要的化学键理论，包括路易斯理论、价键理论（VB）以及分子轨道理论（MO）。我们着重强调了MO理论在描述分子几何形状和电子离域化方面的优越性。通过构建复杂的分子轨道图（如过渡金属配合物中的$d$轨道分裂），我们能够准确预测分子的稳定性、磁性以及光谱特征。 本书的亮点在于对共价键的精细描述。我们引入了轨道杂化概念的现代诠释，并探讨了非经典杂化（如$sp^3d^2$）在超价分子中的应用。在键合章节的后半部分，我们转向了金属键的理论，详细阐述了固体物理中的能带理论，解释了金属的导电性、延展性及其特定的晶体结构偏好。通过电子气的模型和布洛维函数，我们为理解块体金属的宏观性质提供了坚实的微观基础。 第三部分：主族元素化学的深度探索 主族元素化学是理解化学多样性的基础。本书按照周期表的区块（s区、p区）对主族元素进行了系统性的介绍。 s区元素（碱金属与碱土金属）： 重点分析了其强还原性与水合作用，以及它们在非水溶剂（如液氨）中的特殊行为。我们详尽讨论了冠醚和穴状配体如何“捕获”这些金属离子，以及这些络合物在相转移催化中的应用。 p区元素： 这一部分内容最为丰富。我们考察了从硼到稀有气体元素，氧化态变化的多样性。例如，硼烷化学的电子亏缺特性及其聚团结构（Wade’s Rules的深入应用）；碳族元素的同素异形体（石墨烯、碳纳米管、富勒烯）的结构与电子性质；氮磷化合物中，P-P键和N-N键的形成难度差异及其对氮固定化学的启示。 卤素与氧族元素： 重点关注高氧化态卤素化合物的强氧化性，以及硫、硒、碲的独特氧化态序列和异构现象。书中对臭氧的生成与分解，以及硫的环状和链状结构进行了深入的结构化学分析。 第四部分：过渡金属化学与配位化合物 过渡金属化学是无机化学中最活跃的分支之一。本章首先建立了晶体场理论（CFT）和配位场理论（LFT）的完整框架，详细解释了$d$轨道在八面体、四面体和平面四方场中的分裂，并将其与颜色的起源、磁矩的测量联系起来。随后，本书引入了更精确的多重电子组态理论，使用拉卡参数和胡特定律来解释复杂光谱的精细结构。 在化学键合方面，本书集中阐述了σ-给体/π-受体的模型在描述金属-配体键合中的作用，特别是对于羰基、氰化物和卤素配体。我们引入了18电子规则作为预测金属有机稳定性的实用工具，并探讨了其局限性。 随后的章节聚焦于金属有机化学。我们系统考察了茂金属、半椅型配合物等“三明治”化合物的结构特点。在反应活性方面，本书全面梳理了催化循环中的关键步骤：氧化加成、还原消除、插入反应和转位反应。我们利用这些概念来解释诸如西格勒-纳塔催化剂和均相氢甲酰化反应背后的机理。 第五部分：固体无机化学与材料科学的交汇 本部分将无机化学的原理扩展到宏观材料体系。我们首先详细介绍了晶体学基础，包括晶胞、布拉维格子和空间群，重点分析了离子晶体的几何学要求（如路易斯晶体结构理论和半径比规则）。 随后，本书深入探讨了功能性无机材料。我们分析了离子导电材料（如快离子导体）的缺陷化学和晶格缺陷对电荷迁移率的影响。在半导体领域，我们比较了III-V族和II-VI族化合物的能带结构，解释了直接带隙和间接带隙对光电器件（如LED和太阳能电池）性能的决定性作用。此外，本书还涵盖了沸石和金属有机框架（MOFs）的结构特征、孔隙率以及它们在气体吸附与分离中的应用潜力。 结论：无机化学的未来展望 全书的最后，我们简要回顾了无机化学如何驱动现代技术的发展，从新型能源存储材料（如固态电池电解质）到用于环境修复的催化剂设计。本书强调，对原子尺度上电子结构和空间几何的精确控制，仍然是解决下一代科学挑战的关键。 本书特点： 严谨的数学表述： 在关键理论部分（如量子化学和光谱解析）提供了必要的数学推导和模型验证。 平衡的覆盖面： 确保了对主族、过渡金属以及固体化学的同等重视。 丰富的案例研究： 每个章节都辅以真实的、前沿的研究案例，展示理论如何应用于解决实际的化学问题。 清晰的图示系统： 大量高质量的分子结构图、轨道示意图和能带图，以增强读者的空间想象力。

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