目錄
序
前言
1 化學(xué)元素的起源和合成 1
1.1 化學(xué)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(yīng) 20
1.2.1 形成元素的基礎(chǔ) 20
1.2.2 原子核反應(yīng) 23
1.2.3 人工核反應(yīng)技術(shù) 32
1.2.4 地球上新元素的合成 41
參考文獻(xiàn) 78
2 化學(xué)元素概念的建立及其命名 86
2.1 化學(xué)元素概念的建立、演化和發(fā)展 87
2.1.1 古代哲學(xué)階段的元素概念 88
2.1.2 經(jīng)驗(yàn)分析階段的元素概念 91
2.1.3 近代科學(xué)階段的元素概念 95
2.1.4 現(xiàn)代科學(xué)階段的元素概念 100
2.2 化學(xué)元素的命名 101
2.2.1 化學(xué)元素命名的原則 101
2.2.2 化學(xué)元素的中文命名法 111
2.2.3 化學(xué)元素符號(hào)的產(chǎn)生和演變 114
參考文獻(xiàn) 121
3 原子結(jié)構(gòu)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(xué)家的原子概念 125
3.1.2 科學(xué)家的原子概念 126
3.1.3 現(xiàn)代原子理論 127
3.2 原子內(nèi)部組成探秘 127
3.2.1 原子的定義和性質(zhì) 127
3.2.2 原子的基本組成 133
3.3 原子結(jié)構(gòu)模型的建立和演變 148
3.3.1 人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的簡史 148
3.3.2 原子結(jié)構(gòu)模型的幾個(gè)里程碑 151
3.4 原子核結(jié)構(gòu)模型 175
3.4.1 原子核結(jié)構(gòu)的研究方法 176
3.4.2 原子核結(jié)構(gòu)模型研究簡介 176
3.4.3 原子核殼層模型 179
參考文獻(xiàn) 186
4 多電子原子的電子結(jié)構(gòu) 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(tài)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(jí) 198
4.2.1 原子軌道能和電子結(jié)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(jí)圖 204
4.3.1 根據(jù)原子光譜實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到的能級(jí)圖 205
4.3.2 根據(jù)理論計(jì)算得到的能級(jí)圖 208
4.3.3 多電子能級(jí)圖中的能級(jí)分裂 212
4.4 多電子基態(tài)原子的核外電子排布 216
4.4.1 核外電子排布的構(gòu)造原理 216
4.4.2 電子組態(tài) 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(xiàn) 221
5 原子間的作用力——化學(xué)鍵 224
5.1 化學(xué)鍵理論的產(chǎn)生、發(fā)展和展望 225
5.1.1 化學(xué)鍵理論產(chǎn)生的歷史背景[6]225
5.1.2 化學(xué)鍵理論的發(fā)展與認(rèn)識(shí)三階段論 226
5.1.3 化學(xué)鍵理論的展望 231
5.2 化學(xué)鍵概念 232
5.2.1 化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu) 232
5.2.2 化學(xué)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(jià)鍵理論 276
5.4.現(xiàn)代價(jià)鍵理論簡介 277
5.4.共價(jià)鍵的電子對(duì)理論 278
5.4.共價(jià)鍵的價(jià)層電子對(duì)互斥理論 284
5.4.共價(jià)鍵的價(jià)鍵理論 295
5.4.共價(jià)鍵的雜化軌道理論 312
5.4.共價(jià)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(zhì) 360
參考文獻(xiàn) 361
6 原子間的另一種作用力——?dú)滏I 368
6.1 氫鍵本質(zhì)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(jìn)展 381
6.2.1 氫鍵的研究歷史簡介 381
6.2.2 氫鍵與質(zhì)子傳遞 387
6.2.3 氫鍵的研究方法 389
6.2.4 氫鍵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 400
6.3 氫鍵的應(yīng)用 412
6.3.1 氫鍵應(yīng)用的基礎(chǔ) 412
6.3.2 氫鍵的一些具體應(yīng)用 415
參考文獻(xiàn) 426
7 化學(xué)元素的檔案 436
7.1 1～10號(hào)元素簡介 437
7.2 11～20號(hào)元素簡介 451
7.3 21～30號(hào)元素簡介 462
7.4 31～40號(hào)元素簡介 471
7.5 41～50號(hào)元素簡介 479
7.6 51～60號(hào)元素簡介 487
7.7 61～70號(hào)元素簡介 494
7.8 71～80號(hào)元素簡介 499
7.9 81～90號(hào)元素簡介 507
7.10 91～100號(hào)元素簡介 512
7.11 101～110號(hào)元素簡介 517
7.12 111～118號(hào)元素簡介 522
參考文獻(xiàn) 526
8 化學(xué)元素性質(zhì)的規(guī)律性 532
8.1 化學(xué)元素性質(zhì)為什么顯示出規(guī)律性 533
8.1.1 原子核外電子周期性重復(fù)類似排列 533
8.1.2 元素性質(zhì)的規(guī)律性表現(xiàn) 533
8.2 隨原子序數(shù)變化呈現(xiàn)周期性變化的參數(shù) 536
8.2.1 原子半徑和離子半徑隨原子序數(shù)的變化 537
8.2.2 元素單質(zhì)密度的周期性 542
8.2.3 元素單質(zhì)熔點(diǎn)隨原子序數(shù)的變化 544
8.2.4 元素單質(zhì)沸點(diǎn)隨原子序數(shù)的變化 544
8.2.5 電離能隨原子序數(shù)的變化 545
8.2.6 電子親和能隨原子序數(shù)的變化 551
8.2.7 電負(fù)性隨原子序數(shù)的變化 553
8.3 元素周期表中的第二周期性 559
8.3.1 第二周期性的性質(zhì) 559
8.3.2 原子模型的松緊規(guī)律 561
8.4 元素周期表中的區(qū)域性規(guī)律 564
8.4.1 氫的特殊性 564
8.4.2 鋰、鈹性質(zhì)的反常性 565
8.4.3 對(duì)角線規(guī)則 566
8.4.4 鑭系收縮效應(yīng) 567
8.4.5 惰性電子對(duì)效應(yīng) 568
8.4.6 稀有氣體——單原子氣體 569
參考文獻(xiàn) 570
9 化學(xué)元素周期表的形成和發(fā)展 575
9.1 化學(xué)元素周期表的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展 576
9.1.1 萌芽階段 576
9.1.2 突破階段 596
9.1.3 發(fā)展階段 605
9.1.4 展望階段 615
9.2 化學(xué)元素周期表的形式和美學(xué)價(jià)值 617
參考文獻(xiàn) 626
10 化學(xué)元素周期律的應(yīng)用 631
10.1“安全”冰箱的故事 632
10.1.1 故事梗概 632
10.1.2 氟利昂簡介 632
10.2 周期律對(duì)材料元素選擇的指導(dǎo)作用 635
10.2.1 農(nóng)藥類化合物元素的選擇 635
10.2.2 半導(dǎo)體材料元素的選擇 636
10.2.3 耐高溫、耐腐蝕特種合金材料元素的選擇 637
10.2.4 催化劑元素的選擇 637
10.2.5 化學(xué)元素周期表在地質(zhì)中的應(yīng)用 637
10.3 周期表在分析化學(xué)中的應(yīng)用 640
10.3.1 鹽溶液的pH 641
10.3.2 EDTA絡(luò)合物的不穩(wěn)定常數(shù) 641
10.3.3 離子的氧化還原電位 643
10.3.4 氫氧化物沉淀的pH 643
10.4 礦物浮選與元素周期表 644
10.5 生物元素在周期表中的分布 645
10.5.1 化學(xué)元素與人體之間的關(guān)系 645
10.5.2 生物元素圖譜與化學(xué)元素周期表之間的關(guān)系 647
10.6 元素氫化物在周期表中的分布 650
10.7 元素碳化物在周期表中的分布 652
10.8 超導(dǎo)元素在周期表中的分布 654
10.8.1 高溫超導(dǎo)體 654
10.8.2 超導(dǎo)元素和化合物的分類和臨界溫度 654
10.8.3 超導(dǎo)研究簡介 655
10.9 金屬有機(jī)化合物及其成鍵類型在周期表中的分布 658
10.9.1 金屬有機(jī)化合物的金屬-碳鍵類型 658
10.9.2 不同成鍵類型在周期表中的相對(duì)分布 660
10.10 原子簇合物在周期表中的分布 661
10.10.1 原子簇合物簡介 661
10.10.2 原子簇合物的發(fā)展 664
10.11 周期表對(duì)一些科學(xué)研究課題的啟示 665
10.11.1 等電子分子周期系 665
10.11.2 共價(jià)鍵在元素周期表中的變化規(guī)律 666
10.11.3 離子液體的周期性變化規(guī)律及導(dǎo)向圖 666
參考文獻(xiàn) 667
后記 671
新化學(xué)元素周期表 673