【結構化學導論】

編輯推薦

適讀人群：本書可作為高等學校結構化學課程的主要參考書，也可作為科技工作者從事科研工作的重要參考書。

《結構化學導論》在更全面的意義上及更廣泛的物理化學背景下描述結構化學。

《結構化學導論》更多地描述實驗結構化學新穎的領域和快速發展的領域。

《結構化學導論》適於作為高等學校結構化學課程教材，及科技工作者從事科研工作的重要參考書。

內容簡介

《結構化學導論》譯自Stepan S.Batsanov教授和Andrei S.Batsanov博士在2012年所著的Introduction to Structural Chemistry，全書共分11章。 本書的主要內容包含原子的性質、分子結構和相關的實驗數據、化學鍵概念的發展及各種鍵型、分子間作用力、經典和非經典晶體結構、無定形態的主要結構、納米材料的結構和性質、自發相變的特徵和相變的實时研究、 光在晶體中折射的基本理論及應用折光儀和紅外光譜來解釋物質的結構和成鍵模式。

本書可作為高等學校結構化學課程的主要參考書，也可作為科技工作者從事科研工作的重要參考書。

作者簡介

朱小蕾，南京工業大學化學化工學院教授，博導。 2000年畢業於南京大學化學化工學院獲博士學位。 曾赴美國密西根大學、加州大學、內布拉斯加大學從事訪問學者和博士後研究工作。 長期從事研究生的結構化學、分子模擬基礎、科技英語寫作的教學工作。 主持國家自然科學基金專案和江蘇省科技廳自然科學項目的研究工作。 發表論文80餘篇，SCI論文50篇。 主要研究方向：（1）納米粒子的相變和成核動力學研究； （2）聚合物相變過程的熱力學和動力學研究； （3）各類藥物與生物大分子相互作用機理的理論研究； （4）納米團簇的結構、穩定性和光譜性質的研究。

目錄

第1章原子1

1.1電離勢和電子親和能1

1.1.1原子的電離勢1

1.1.2電子親和能7

1.1.3有效核電荷11

1.2原子的絕對大小13

1.3分子和晶體中的原子半徑16

1.3.1歷史背景16

1.3.2金屬半徑18

1.3.3共價半徑20

1.4分子和晶體中的離子半徑22

1.4.1估算離子半徑的方法22

1.4.2實驗（成鍵的）離子半徑25

1.4.3由能量匯出的離子半徑27

1.4.4極限離子半徑27

1.4.5結論28

附錄28

參考文獻35

第2章化學鍵43

2.1化學鍵的發展歷史43

2.2鍵的類型：共價鍵、離子鍵、極性鍵、金屬鍵45

2.2.1離子鍵45

2.2.2共價鍵47

2.2.3極性鍵和原子的有效電荷49

2.2.4金屬鍵56

2.2.5原子的有效化合價58

2.3原子的化學相互作用能60

2.3.1分子和自由基的鍵能60

2.3.2晶體中的鍵能69

2.3.3晶格能71

2.3.4固體的帶隙74

2.4電負性的概念78

2.4.1電負性的討論78

2.4.2熱化學電負性78

2.4.3電離電負性82

2.4.4幾何電負性86

2.4.5原子和自由基電負性的推薦體系89

2.4.6電負性和原子電荷的均衡90

2.5原子有效電荷和化學行為94

2.6受壓下化學鍵特徵的變化96

2.7結論98

附錄98

參考文獻116

第3章“小”分子136

3.1引言136

3.2無機分子和自由基138

3.2.1鍵長138

3.2.2鍵角和價電子對互斥理論145

3.2.3非計量分子和特殊分子147

3.3有機分子148

3.4有機金屬化合物153

3.5團簇160

3.5.1硼團簇160

3.5.2過渡金屬團簇162

3.5.3主族元素的團簇165

3.5.4富勒烯166

3.6配位化合物169

附錄170

參考文獻184

第4章分子間作用力198

4.1範德華相互作用198

4.2共價鍵長度與範德華鍵的相互關係203

4.3範德華半徑205

4.3.1引言205

4.3.2晶體範德華半徑206

4.3.3原子的平衡半徑209

4.3.4各向異性的範德華半徑210

4.3.5結論213

4.4供體-受體的相互作用213

4.5氫鍵215

附錄218

參考文獻232

第5章理想晶體結構239

5.1單質的結構239

5.1.1金屬結構240

5.1.2非金屬結構245

5.2二元無機結晶化合物250

5.2.1鹵化物、氧化物、硫化物、磷化物的晶體結構250

5.2.2具有多種鍵的化合物結構260

5.3晶體結構的相互轉換261

5.4有效配位數262

5.5鍵價（鍵强度、鍵級）265

5.6三元化合物266

5.7矽酸鹽的結構特徵268

附錄269

參考文獻274

第6章實際晶體結構286

6.1熱運動286

6.2Lindemann假設288

6.3晶體中的缺陷294

6.3.1缺陷的分類294

6.3.2衝擊波誘導的缺陷295

6.3.3固體的實際結構和熔化297

6.4異質同晶和固溶體299

附錄301

參考文獻304

第7章無定形態309

7.1分散粉末309

7.2無定形固體、玻璃312

7.3熔體的結構313

7.4水溶液的結構316

附錄319

參考文獻322

第8章納米粒子327

8.1團簇和納米粒子的能量性質327

8.1.1由大塊向納米相轉變的熔點和熔化焓327

8.1.2從大塊到團簇轉變的能量變化329

8.2大塊固體到納米相轉變引起的原子結構變化330

8.3晶粒的介電常數的尺寸效應330

8.3.1能量因數效應331

8.3.2相組成對鈦酸鋇 ε 的影響332

8.3.3陶瓷材料的介電性333

8.3.4多相體系的介電效能334

8.4結論336

參考文獻336

書摘插畫

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【納米化學概論】

內容簡介

本書是有關化學新的分支學科—納米化學的專業書籍。 全書共分為10章。 第1章對納米化學的一些基本概念進行了簡單的介紹； 第2～7章分別針對二氧化矽（SiO2）、金、聚二甲基矽氧烷（PDMS）、硒化鎘（CdSe）、氧化鐵及碳六種物質/資料，通過表面、尺寸、形狀、自組裝、缺陷和生物納米六個方面的實例（第6章和第7章沒有缺陷一節），深入淺出地介紹、闡述了納米化學的概念和原理； 第8章通過兩個研究實例的發展史展示了納米化學的魅力； 第9章列出了一些納米化學常用的表徵方法； 第10章簡單地推測了納米化學家將面臨的一些挑戰。

本書適合化學、材料科學與工程學、生物學與醫學、物理學等專業的研究生、大學生、科研人員等閱讀，有助於他們儘快地進入納米化學的研究領域； 同時也適合任何對納米化學感興趣的讀者。 本書也可以作為理工科院校簡明納米化學課程的教材。

作者簡介

Ludovico Cademartiri，中文名盧多元科？ 卡德馬蒂裏，1978年出生於義大利，2002年畢業於帕爾馬大學大學，獲得材料科學專業法學學位； 於2003年到加拿大的多倫多大學留學，師從傑佛瑞？ 厄津教授，攻讀跨學科的化學博士學位； 他的畢業論文題目是“膠體的納米結構：好奇心驅動的研究”，並於2008年4月通過了畢業論文答辯。 並在不久後成為哈佛大學化學與化學生物系的一名博士後研究員。

盧多元科？ 卡德馬蒂裏與別人合作，創作了16本科學出版品、2本教科書，並且獲得了數項獎勵，其中兩項是於2005年和2006年連續兩年獲得的材料科學學會研究生獎，其它獎項為美國化學學會化學發現和研究（DIC）青年研究者獎、加拿大化學學會的無機化學的研究生工作DIC獎、 加拿大化學學會CCUCC化學博士獎以及總督金質獎（每年僅授予3名研究生，是整個多倫多大學的高學術水準的獎勵）。

崔屾，天津大學理學院化學系，教授，在納米材料領域從事將近30年的研究工作，完成國家科研專案2項、省級科研專案8項。 發表論文40餘篇，其中SCI收錄10多篇； 被SCI論文引用600餘次，其中他引500多次。 獲得授權的中國發明專利5項。 從2010年在天津大學開設面對全校碩士研究生的雙語教學的納米化學課程。

目錄

0緒論001

納米化學是什麼？ 001

參考文獻004

1納米化學概述005

1.1納米化學的含義005

1.2關於物體的表面006

1.3尺寸幾乎就是一切012

1.4形狀016

1.5自組裝019

1.6關於缺陷的兩個名詞027

1.7生物-納米的交集029

1.8安全036

參考文獻039

2二氧化矽041

2.1引言041

2.2表面042

2.3尺寸046

2.4形狀050

2.5自組裝052

2.6缺陷059

2.7生物納米062

2.8結論065

2.9思考題066

參考文獻068

3金071

3.1引言071

3.2表面071

3.3尺寸075

3.4形狀079

3.5自組裝082

3.6缺陷084

3.7生物納米088

3.8思考題090

參考文獻092

4聚二甲基矽氧烷094

4.1引言094

4.2表面095

4.3尺寸099

4.4形狀104

4.5自組裝108

4.6缺陷111

4.7生物納米113

4.8思考題116

參考文獻117

5硒化鎘119

5.1引言119

5.2表面120

5.3尺寸123

5.4形狀128

5.5自組裝133

5.6缺陷136

5.7生物納米139

5.8思考題143

參考文獻145

6氧化鐵147

6.1引言147

6.2表面147

6.3尺寸152

6.4形狀157

6.5自組裝159

6.6生物納米162

6.7思考題165

參考文獻166

7碳168

7.1引言168

7.2表面169

7.3尺寸174

7.4形狀176

7.5自組裝178

7.6生物納米181

7.7結論183

7.8思考題183

參考文獻185

8納米化學實例的發展史187

8.1引言187

8.2實例1 188

8.3實例2 193

8.4結論201

參考文獻201

9納米化學的診斷學202

9.1資訊清單202

9.2顯微科技與顯微鏡203

9.2.1透射電子顯微鏡（TEM）203

9.2.2掃描電子顯微鏡（SEM）203

9.2.3掃描透射電子顯微鏡（STEM）203

9.2.4高解析度透射電子顯微鏡（HRTEM）203

9.2.5選擇區域電子繞射（SAED）203

9.2.6能量色散X射線光譜（EDX）204

9.2.7原子力顯微鏡（AFM）204

9.2.8掃描隧道顯微鏡（STM）204

9.2.9輪廓測定法204

9.2.10光學顯微鏡204

9.2.11共聚焦顯微鏡205

9.2.12偏光顯微鏡205

9.3繞射科技205

9.3.1 X射線衍射（XRD）205

9.3.2中子繞射205

9.3.3小角X射線衍射（SAXRD）205

9.3.4小角X射線散射（SAXS）206

9.4譜分析206

9.4.1擴展的X射線吸收精細結構譜（EXAFS）206

9.4.2 X射線光電子能譜（XPS）206

9.4.3質譜（MS）206

9.4.4二次離子質譜（SIMS）206

9.4.5盧瑟福背散射光譜（RBS）207

9.4.6核磁共振（NMR）207

9.4.7電子順磁共振（EPR）207

9.4.8穆斯堡爾光譜207

9.4.9電感耦合电浆原子發射光譜（ICP-AES）207

9.4.10紫外可見光譜（UV-VIS）208

9.4.11拉曼光譜208

9.4.12表面增强拉曼光譜（SERS）208

9.4.13傅立葉轉換紅外光譜（FTIR）208

9.4.14橢圓偏光法209

9.5磁量測209

9.6氣相色譜分析209

9.7熱分析209

9.7.1熱重分析（TGA）209

9.7.2差示掃描量熱（DSC）210

9.8氣體吸附科技210

9.9電分析210

9.9.1電量測210

9.9.2電勢210

10納米化學面臨的挑戰211

參考文獻214