本書是南開大學(xué)“十四五”規(guī)劃核心課程精品教材之一，也是“南開大學(xué)化學(xué)系列教材”之一。全書共8章，由南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院承擔(dān)“化學(xué)概論”“無(wú)機(jī)化學(xué)”“能源化學(xué)”課程教學(xué)的一線教師撰寫，內(nèi)容既包括無(wú)機(jī)化學(xué)領(lǐng)域中的配位化學(xué)、生物無(wú)機(jī)化學(xué)、金屬有機(jī)化學(xué)、無(wú)機(jī)固體化學(xué)的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)，也包含無(wú)機(jī)化學(xué)中的材料化學(xué)、能源化學(xué)、合成化學(xué)的基本概念和研究進(jìn)展。本書在深度和廣度上把握無(wú)機(jī)化學(xué)的核心，注重與相關(guān)學(xué)科的融合與滲透，內(nèi)容豐富，可讀性強(qiáng)。
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目錄
前言
第1章 分子對(duì)稱性 1
1.1 對(duì)稱元素與對(duì)稱操作 1
1.1.1 恒等操作E 1
1.1.2 旋轉(zhuǎn)操作Cn 1
1.1.3 反映操作σ 2
1.1.4 反演操作i 2
1.1.5 旋轉(zhuǎn)-反映操作Sn 2
1.2 點(diǎn)群 3
1.3 群的表示 4
1.3.1 恒等操作E 4
1.3.2 旋轉(zhuǎn)操作Cn 5
1.3.3 反映操作σ 5
1.3.4 反演操作i 6
1.3.5 旋轉(zhuǎn)-反映操作Sn 6
1.4 點(diǎn)群的特征標(biāo)表 7
1.5 原子軌道的變換性質(zhì) 10
1.6 雜化軌道 11
1.7 分子振動(dòng) 14
習(xí)題 18
第2章 配位化學(xué) 19
2.1 配合物的基礎(chǔ)知識(shí) 19
2.1.1 配合物的組成與類型 19
2.1.2 配位數(shù)與幾何構(gòu)型 21
2.1.3 配合物的異構(gòu)現(xiàn)象 23
2.1.4 配合物的化學(xué)鍵理論 24
2.2 價(jià)鍵理論 25
2.2.1 價(jià)鍵理論的基本要點(diǎn) 25
2.2.2 高自旋與低自旋 26
2.2.3 價(jià)鍵理論的應(yīng)用 27
2.3 晶體場(chǎng)理論 28
2.3.1 晶體場(chǎng)理論的基本要點(diǎn) 28
2.3.2 d軌道在晶體場(chǎng)中的分裂 29
2.3.3 晶體場(chǎng)分裂能 30
2.3.4 晶體場(chǎng)中d電子的排布 33
2.3.5 晶體場(chǎng)穩(wěn)定化能 36
2.3.6 姜-泰勒效應(yīng) 37
2.3.7 配位場(chǎng)理論 40
2.4 分子軌道理論 42
2.4.1 分子軌道理論的基本要點(diǎn) 42
2.4.2 八面體配合物的分子軌道 43
2.4.3 四面體配合物的分子軌道 48
2.4.4 角重疊模型 49
2.5 配合物的電子光譜 55
2.5.1 配合物的電子光譜概述 55
2.5.2 配位場(chǎng)光譜 56
2.5.3 過(guò)渡金屬配合物的d-d光譜 63
2.6 配合物的磁性 71
2.6.1 磁化率與磁矩 71
2.6.2 軌道角動(dòng)量對(duì)磁矩的貢獻(xiàn) 74
2.6.3 配位場(chǎng)基譜項(xiàng)與磁矩 75
習(xí)題 79
第3章 生物無(wú)機(jī)化學(xué) 80
3.1 生命元素與生物配體 80
3.1.1 生命元素 80
3.1.2 生物配體 85
3.2 血紅素蛋白與非血紅素鐵蛋白 90
3.2.1 血紅素蛋白 91
3.2.2 非血紅素鐵蛋白 101
3.3 固氮酶與氫化酶 109
3.3.1 固氮酶 109
3.3.2 氫化酶 114
3.4 無(wú)機(jī)藥物 117
3.4.1 無(wú)機(jī)治療藥物 117
3.4.2 無(wú)機(jī)診斷藥物 122
3.5 生物礦化 123
3.5.1 生物礦化形成過(guò)程 124
3.5.2 生物礦化和仿生礦化材料及其應(yīng)用 126
習(xí)題 130
第4章 金屬有機(jī)化學(xué) 131
4.1 金屬有機(jī)化學(xué)概述 131
4.1.1 金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)展史 131
4.1.2 金屬有機(jī)化合物的分類 133
4.1.3 金屬有機(jī)化合物的命名 134
4.2 有效原子序數(shù)規(guī)則 134
4.2.1 八隅律和有效原子序數(shù)規(guī)則 134
4.2.2 電子數(shù)的計(jì)算 135
4.2.3 18電子金屬有機(jī)化合物 137
4.3 金屬有機(jī)化學(xué)中的重要配體及其配合物 138
4.3.1 CO配體及其配合物 138
4.3.2 H和H2配體及其配合物 142
4.3.3 π體系配體及其配合物 142
4.3.4 烷基、卡賓和卡拜配體及其配合物 147
4.3.5 富勒烯配體及其配合物 151
4.4 金屬有機(jī)化學(xué)反應(yīng) 153
4.4.1 解離反應(yīng) 153
4.4.2 氧化加成反應(yīng) 155
4.4.3 還原消除反應(yīng) 156
4.4.4 親核取代反應(yīng) 156
4.4.5 插入反應(yīng) 157
4.4.6 烷基遷移反應(yīng) 157
4.4.7 氫消除反應(yīng) 158
4.4.8 脫出反應(yīng) 159
習(xí)題 161
第5章 無(wú)機(jī)固體化學(xué) 164
5.1 無(wú)機(jī)固體物質(zhì)的分類 164
5.1.1 晶體 164
5.1.2 非晶態(tài) 164
5.1.3 準(zhǔn)晶 165
5.2 無(wú)機(jī)固體的電子結(jié)構(gòu) 165
5.2.1 能帶理論 166
5.2.2 費(fèi)米能級(jí) 167
5.2.3 能帶理論在無(wú)機(jī)固體化學(xué)中的應(yīng)用 168
5.3 晶體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 169
5.3.1 點(diǎn)陣和晶胞 169
5.3.2 晶面和晶向 172
5.4 晶體與化學(xué)鍵 175
5.4.1 金屬鍵與金屬晶體 175
5.4.2 離子鍵與離子晶體 177
5.4.3 共價(jià)鍵與共價(jià)晶體 180
5.5 晶體缺陷 181
5.5.1 點(diǎn)缺陷 181
5.5.2 缺陷的締合 183
5.5.3 其他缺陷類型 183
5.6 固溶體 186
5.6.1 固溶體的類型 186
5.6.2 固溶度的影響因素 187
5.6.3 固溶體與非整比化合物 190
習(xí)題 191
第6章 無(wú)機(jī)材料化學(xué) 194
6.1 金屬與合金材料 194
6.1.1 單一金屬材料 194
6.1.2 鋼鐵材料 195
6.1.3 非鐵合金材料 196
6.1.4 特殊合金材料 200
6.2 無(wú)機(jī)非金屬材料 204
6.2.1 金屬氧化物材料 204
6.2.2 金屬氮化物材料 210
6.2.3 金屬碳化物材料 212
6.3 碳材料 214
6.3.1 金剛石 215
6.3.2 石墨 216
6.3.3 富勒烯 217
6.3.4 碳納米管 219
6.3.5 石墨烯 221
6.3.6 石墨炔 223
6.4 納米材料 225
6.4.1 納米材料的特點(diǎn) 226
6.4.2 納米材料的分類 227
6.4.3 典型的納米材料及其應(yīng)用 228
6.5 晶態(tài)多孔材料 231
6.5.1 分子篩 231
6.5.2 金屬有機(jī)骨架 232
6.5.3 共價(jià)有機(jī)骨架 234
6.5.4 氫鍵有機(jī)骨架 236
6.6 人工晶體材料 239
6.6.1 激光晶體 239
6.6.2 磁光晶體 242
6.6.3 聲光晶體 244
6.6.4 壓電晶體 245
6.6.5 半導(dǎo)體晶體 246
6.6.6 光學(xué)晶體 247
6.6.7 閃爍晶體 250
6.6.8 寶石晶體 251
6.7 薄膜與非晶態(tài)材料 252
6.7.1 薄膜 252
6.7.2 非晶態(tài)材料 255
6.7.3 薄膜和非晶態(tài)材料的制備 256
6.7.4 薄膜和非晶態(tài)材料的性能及應(yīng)用 262
習(xí)題 264
第7章 無(wú)機(jī)能源化學(xué) 266
7.1 氫能 266
7.1.1 氫 266
7.1.2 制氫 267
7.1.3 氫的儲(chǔ)存 270
7.1.4 氫氧燃料電池 275
7.2 半導(dǎo)體化學(xué) 277
7.2.1 半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)和電子狀態(tài) 277
7.2.2 光生伏特效應(yīng)與太陽(yáng)能電池 281
7.3 化學(xué)電源 289
7.3.1 鉛酸電池 289
7.3.2 鋰離子電池 291
7.3.3 鈉離子電池 297
7.3.4 特種化學(xué)電池 300
習(xí)題 304
第8章 無(wú)機(jī)合成化學(xué) 305
8.1 溶液合成 305
8.1.1 水熱/溶劑熱合成法 305
8.1.2 微波合成法 306
8.1.3 微乳液法 307
8.1.4 回流法 309
8.1.5 共沉淀法 309
8.2 高溫合成 312
8.2.1 實(shí)驗(yàn)室常用的高溫源 312
8.2.2 高溫的測(cè)量 313
8.2.3 高溫合成方法和反應(yīng)類型 314
8.3 低溫合成 319
8.3.1 實(shí)驗(yàn)室常用的低溫源 320
8.3.2 低溫的測(cè)量 321
8.3.3 低溫化學(xué)合成 322
8.4 高壓合成 324
8.4.1 高壓高溫的產(chǎn)生和測(cè)量 325
8.4.2 高壓高溫合成方法 326
8.4.3 高壓在合成中的作用 328
8.4.4 高壓下功能材料的合成 329
8.5 電化學(xué)合成 331
8.5.1 電化學(xué)基本概念 331
8.5.2 電化學(xué)合成工藝 332
8.5.3 電化學(xué)合成無(wú)機(jī)傳統(tǒng)材料 333
8.5.4 電化學(xué)合成無(wú)機(jī)新型材料 334
8.6 光化學(xué)合成 336
8.6.1 光化學(xué)基本概念 336
8.6.2 光化學(xué)合成方法 337
8.6.3 光化學(xué)合成的應(yīng)用 338
8.7 晶體生長(zhǎng)技術(shù) 340
8.7.1 材料結(jié)晶理論 340
8.7.2 氣相中材料結(jié)晶 341
8.7.3 溶液中材料結(jié)晶 342
8.7.4 熔體中材料結(jié)晶 343
8.7.5 固相生長(zhǎng)法 349
8.8 無(wú)機(jī)分離技術(shù) 350
8.8.1 溶劑萃取 350
8.8.2 離子交換 353
8.8.3 膜分離 357
習(xí)題 362
主要參考文獻(xiàn) 364
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