【化學元素新論】

內容簡介

《化學元素新論》是為輔助大學無機化學基礎教學而編寫，以化學元素為線索討論了相關知識，並進行適當擴展。 《化學元素新論》共10章，包括化學元素的起源和合成、化學元素概念的建立及其命名、原子結構模型和原子核殼層模型、多電子原子的電子結構、原子間的作用力——化學鍵、原子間的另一種作用力——氫鍵、化學元素的檔案、化學元素性質的規律性、化學元素週期表的形成和發展、 化學元素週期律的應用。 編寫中力圖體現基礎與前沿相結合，力爭做到內容豐富與形式活潑，力求達到普及與提高之效。

目錄

序

前言

1化學元素的起源和合成1

1.1化學元素的起源——“大爆炸”理論2

1.1.1宇宙的誕生2

1.1.2元素的起源6

1.2新元素的合成——人工核反應20

1.2.1形成元素的基礎20

1.2.2原子核反應23

1.2.3人工核反應科技32

1.2.4地球上新元素的合成41

參考文獻78

2化學元素概念的建立及其命名86

2.1化學元素概念的建立、演化和發展87

2.1.1古代哲學階段的元素概念88

2.1.2經驗分析階段的元素概念91

2.1.3近代科學階段的元素概念95

2.1.4現代科學階段的元素概念100

2.2化學元素的命名101

2.2.1化學元素命名的原則101

2.2.2化學元素的中文命名法111

2.2.3化學元素符號的產生和演變114

參考文獻121

3原子結構模型和原子核殼層模型124

3.1原子概念的變遷125

3.1.1哲學家的原子概念125

3.1.2科學家的原子概念126

3.1.3現代原子理論127

3.2原子內部組成探秘127

3.2.1原子的定義和性質127

3.2.2原子的基本組成133

3.3原子結構模型的建立和演變148

3.3.1人類對原子結構認識的簡史148

3.3.2原子結構模型的幾個里程碑151

3.4原子核結構模型175

3.4.1原子核結構的研究方法176

3.4.2原子核結構模型研究簡介176

3.4.3原子核殼層模型179

參考文獻186

4多電子原子的電子結構190

4.1多電子原子薛定諤方程的解191

4.1.1多電子原子的定態薛定諤方程191

4.1.2多電子原子薛定諤方程的求解方法192

4.2多電子原子的能級198

4.2.1原子軌道能和電子結合能198

4.2.2多電子原子光譜199

4.3多電子原子的近似能級圖204

4.3.1根據原子光譜實驗結果得到的能級圖205

4.3.2根據理論計算得到的能級圖208

4.3.3多電子能級圖中的能級分裂212

4.4多電子基態原子的核外電子排布216

4.4.1核外電子排布的構造原理216

4.4.2電子組態219

4.4.3填充電子順序和失去電子順序不同的解釋221

參考文獻221

5原子間的作用力——化學鍵224

5.1化學鍵理論的產生、發展和展望225

5.1.1化學鍵理論產生的歷史背景[6]225

5.1.2化學鍵理論的發展與認識三階段論226

5.1.3化學鍵理論的展望231

5.2化學鍵概念232

5.2.1化學鍵與分子結構232

5.2.2化學鍵的定義233

5.3離子鍵理論及離子極化理論234

5.3.1離子鍵理論234

5.3.2離子極化理論256

5.4共價鍵理論276

5.4.現代價鍵理論簡介277

5.4.共價鍵的電子對理論278

5.4.共價鍵的價層電子對互斥理論284

5.4.共價鍵的價鍵理論295

5.4.共價鍵的雜化軌道理論312

5.4.共價鍵的分子軌道理論329

5.5金屬鍵理論345

5.5.1金屬鍵理論簡介346

5.5.2金屬鍵的鍵能358

5.5.3金屬鍵的本質360

參考文獻361

6原子間的另一種作用力——氫鍵368

6.1氫鍵本質研究的重要性369

6.1.1氫鍵與DNA 369

6.1.2氫鍵是否僅僅是分子間作用力374

6.2氫鍵的研究進展381

6.2.1氫鍵的研究歷史簡介381

6.2.2氫鍵與質子傳遞387

6.2.3氫鍵的研究方法389

6.2.4氫鍵的結構特點400

6.3氫鍵的應用412

6.3.1氫鍵應用的基礎412

6.3.2氫鍵的一些具體應用415

參考文獻426

7化學元素的檔案436

7.1 1～10號元素簡介437

7.2 11～20號元素簡介451

7.3 21～30號元素簡介462

7.4 31～40號元素簡介471

7.5 41～50號元素簡介479

7.6 51～60號元素簡介487

7.7 61～70號元素簡介494

7.8 71～80號元素簡介499

7.9 81～90號元素簡介507

7.10 91～100號元素簡介512

7.11 101～110號元素簡介517

7.12 111～118號元素簡介522

參考文獻526

8化學元素性質的規律性532

8.1化學元素性質為什麼顯示出規律性533

8.1.1原子核外電子週期性重複類似排列533

8.1.2元素性質的規律性表現533

8.2隨原子序數變化呈現週期性變化的參數536

8.2.1原子半徑和離子半徑隨原子序數的變化537

8.2.2元素單質密度的週期性542

8.2.3元素單質熔點隨原子序數的變化544

8.2.4元素單質沸點隨原子序數的變化544

8.2.5電離能隨原子序數的變化545

8.2.6電子親和能隨原子序數的變化551

8.2.7電負性隨原子序數的變化553

8.3元素週期表中的第二週期性559

8.3.1第二週期性的性質559

8.3.2原子模型的鬆緊規律561

8.4元素週期表中的區域性規律564

8.4.1氫的特殊性564

8.4.2鋰、鈹性質的反常性565

8.4.3對角線規則566

8.4.4鑭系收縮效應567

8.4.5惰性電子對效應568

8.4.6稀有氣體——單原子氣體569

參考文獻570

9化學元素週期表的形成和發展575

9.1化學元素週期表的發現和發展576

9.1.1萌芽階段576

9.1.2突破階段596

9.1.3發展階段605

9.1.4展望階段615

9.2化學元素週期表的形式和美學價值617

參考文獻626

10化學元素週期律的應用631

10.1“安全”冰柜的故事632

10.1.1故事梗概632

10.1.2氟利昂簡介632

10.2週期律對資料元素選擇的指導作用635

10.2.1農藥類化合物元素的選擇635

10.2.2半導體材料元素的選擇636

10.2.3耐高溫、耐腐蝕特種合金資料元素的選擇637

10.2.4催化劑元素的選擇637

10.2.5化學元素週期表在地質中的應用637

10.3週期表在分析化學中的應用640

10.3.1鹽溶液的pH 641

10.3.2 EDTA絡合物的不穩定常數641

10.3.3離子的氧化還原電位643

10.3.4氫氧化物沉澱的pH 643

10.4礦物浮選與元素週期表644

10.5生物元素在週期表中的分佈645

10.5.1化學元素與人體之間的關係645

10.5.2生物元素圖譜與化學元素週期表之間的關係647

10.6元素氫化物在週期表中的分佈650

10.7元素碳化物在週期表中的分佈652

10.8超導元素在週期表中的分佈654

10.8.1高溫超導體654

10.8.2超導元素和化合物的分類和臨界溫度654

10.8.3超導研究簡介655

10.9金屬有機化合物及其成鍵類型在週期表中的分佈658

10.9.1金屬有機化合物的金屬-碳鍵類型658

10.9.2不同成鍵類型在週期表中的相對分佈660

10.10原子簇合物在週期表中的分佈661

10.10.1原子簇合物簡介661

10.10.2原子簇合物的發展664

10.11週期表對一些科學研究課題的啟示665

10.11.1等電子分子週期系665

10.11.2共價鍵在元素週期表中的變化規律666

10.11.3離子液體的週期性變化規律及導向圖666

參考文獻667

後記671

新化學元素週期表673

書摘插畫