Физическая химия, Стромберг А.Г., Семченко Д.П., 2001

Физическая химия, Стромберг А.Г., Семченко Д.П., 2001.
 
   Учебник написан на современном научно-методическом уровне» В нем отражены достижения физико-химической науки по всем ее трем методам: квантовой химии, химической термодинамики и химической кинетики (вместе с катализом). Для лучшего усвоения материала и его практического применения многие параграфы снабжены расчетными примерами. К учебнику написано приложение: «Введение в теорию самоорганизации материи. Элементы синергетики».
Для студентов химических специальностей вузов.




Квантово-химический расчет молекул.
Для приближенного представления вида волновой функции основного состояния системы электронов молекулы существуют два метода: метод валентных связей (ВС) и метод молекулярных орбиталей (МО). Эти два
метода подходят к построению исходной волновой функции совершенно различными путями, а потому отражают разные представления об основном строении молекулы. Однако в высших своих приближениях они приводят к практически одинаковым результатам.

В методе ВС полагают, что при образовании молекулы из атомов последние в значительной степени сохраняют свою электронную конфигурацию, а силы связывания между атомами обусловлены обменом электронов между ними в результате спаривания спинов двух электронов, принадлежащих разным атомам. Это означает, что молекулярную волновую функцию необходимо строить исходя из волновых функций отдельных атомов. Этот метод был предложен В. Гайтлером и Ф. Лондоном (1927), которые выполнили квантово-химический расчет для молекулы водорода.

Ф, Хунд, Дж. Леннард-Джонс и Р. Малликен (1927—1929) развили идею нового подхода к поиску волновой функции молекулы, известного под названием метода МО. Рассмотрим вначале особенности построения волновой функции электрона в молекуле по методу МО. В этом методе волновая функция молекулы строится из функций, описывающих поведение отдельных электронов в поле, создаваемом остальными электронами и всеми атомными ядрами, которые образуют молекулярный остов. Таким образом, в методе МО молекула рассматривается с той же точки зрения, что и атом, т. е. принимается, что электроны в молекуле находятся на молекулярных орбиталях, охватывающих все ядра. В отличие от атомной орбитали (АО) МО является многоцентровой орбиталью.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Предисловие.
Введение.
1 часть. Химическая связь и строение молекул.
Глава I. Основы теории химической связи. Спектрохимия.
A. Основы квантовой механики.
§I.1. Основные понятия и постулаты квантовой механики.
§I.2. Основные приближения при решении волнового уравнения.
Б. Теория химической связи.
§I.3. Квантово-химический расчет молекул.
§I.4. Расчет молекулы водорода методом валентных связей (ВС).  
§I.5. Применение метода МО ЛКАО к молекулярному иону и молекуле водорода. Сравнение методов ВС и МО ЛКАО.
§I.6. Характеристики молекулярных орбиталей. Молекулярные термы.
§I.7. Полуэмпирические методы расчета молекул.
§I.8. п-Электронное приближение в квантово-химических расчетах органических соединений. Метод МО в приближении Хюккеля.
§I.9. Расчет молекул с гетероатомами методом МОХ.
§I.10. Описание свойств молекул по данным метода МО Хюккеля.
B. Основы спектрохимии.
§I.11. Основные понятия спектроскопии.
§I.12. Вращательные спектры.
§I.13. Колебательные спектры.
§I.14. Колебательно-вращательные спектры.
§I.15. Электронные спектры (электронно-колебательно-вращательные).
2 часть. Химическая термодинамика.
Глава II. Первое и второе начала термодинамики.
А. Первое начало термодинамики.
§II.1. Основные определенна.
§II.2. Внутренняя энергия, теплота и работа. Первое начало термодинамики.
§II.3. Работа расширения идеального газа в разных процессах.
§II.4. Применение первого начала термодинамики к процессам в любых системах. Закон Гесса.
§II.5. Термохимия.
§II.6. Приближенные методы расчета теплот образования и сгорания.
Б. Теплоемкость.
§II.7. Связь теплоемкости с термодинамическими функциями.
§II.8. Зависимость теплоемкости от температуры. Истинная и средняя теплоемкости.
§II.9. Теплоемкость газов и твердых тел.
§II.10. Зависимость теплового эффекта от температуры.
В. Второе начало термодинамики. Энтропии.
§II.11. Основные понятия.
§II.12. Второе начало термодинамики. Принцип Каратеодори.
§II.13. Второе начало термодинамики для обратимых процессов.
§II.14. Второе начало термодинамики для необратимых процессов.
§II.15. Изменение энтропии в разных процессах.
Г. Энергия Гиббса. Энергия Гельмгольца. Химический потенциал. Фугитивность. Активность.
§II.16. Энергия Гиббса и энергия Гельмгольца.
§II.17. Характеристические функции. Уравнение Гиббса Гельмгольца.
§II.18. Химический потенциал.
§II.19. Химический потенциал идеального и реального газов. Фугитивность.
§II.20. Вычисление фугитивности и коэффициента фугитивности реальных газов.
§II.21. Активность и коэффициент активности.
Глава III. Химическое равновесие.
А. Уравнение изотермы химической реакции.
§III.1. Уравнение изотермы химической реакции и константа равновесия.
§III.2. Уравнение изотермы и направление химической реакции. Стандартная энергия Гиббса реакции.
§III.3. Константа равновесия и стандартная энергия Гиббса реакции.
Б. Константа равновесия химической реакции и состав системы.
§III.4. Константа равновесия и разные способы выражения состава реакционной смеси.
§III.5. Влияние давления на равновесие химической реакции. Принцип смещения равновесия.
§III.6. Гетерогенное химическое равновесие.
В. Зависимость константы равновесия от температуры.
§III.7. Уравнение изобары и изохоры реакции. Принцип смещения равновесия.
§III.8. Постулат Планка. Абсолютные энтропии химических соединений
§III.9. Определение констант равновесия химических реакций при любых температурах с использованием абсолютных энтропий.
Глава IV. Элементы статистической термодинамики.
А. Статистическое обоснование второго начала термодинамики.
§IV.1. Основные положения статистической термодинамики.
§IV.2. Энтропия и вероятность.
Б. Определение термодинамических функций.
§IV.3. Сумма по состояниям.
§IV.4. Термодинамические функции газов, обусловленные поступательным и электронным движениями.
§IV.5. Термодинамические функции газов, обусловленные вращательным движением молекул.
§IV.6. Термодинамические функции газов, обусловленные колебательным и другими видами движения молекул.
§IV.7. Константа равновесия химических реакций.
3 часть. Фазовое равновесие и растворы.
Глава V. Фазовое равновесие.
А. Основной закон фазового равновесия. Уравнение Клапейрона — Клаузиуса. Диаграммы состояния однокомпонентных систем.
§V.1. Основные понятия и определения. Условие равновесия компонента в двух фазах гетерогенной системы.
§V.2. Основной закон фазового равновесия. Уравнение Клапейрона — Клаузиуса.
§V.3. Однокомпонентные гетерогенные системы. Диаграмма состояния воды.
§V.4. Моно- и энантиотропные фазовые переходы.
Б. Диаграммы состояния двухкомпонентных систем.
§V.5. Физико-химический анализ. Термический анализ.
§V.6. Системы с эвтектикой.
§V.7. Системы с конгруэнтно и инконгруэнтно плавящимися химическими соединениями. Правило рычага.
§V.8. Системы с твердыми растворами, компоненты которых взаимно неограниченно и ограниченно растворимы.
§V.9. Системы с ограниченной растворимостью в жидкой фазе. Сложные диаграммы состояния.
В. Диаграммы состояния трехкомпонентных систем.
§V.10. Графическое представление состава тройных систем.
§V.11. Трехкомпонентные жидкие системы.
§V.12. Трехкомпонентные системы с тройной эвтектикой.
Глава VI. Растворы.
А. Термодинамическая теория растворов
§VI.1. Парциальные молярные величины и их значение в термодинамике растворов.
§VI.2. Зависимость равновесных свойств раствора от химического потенциала и других парциальных молярных величин.
§VI.3. Идеальные, предельно разбавленные и неидеальные растворы.
§VI.4. Давление насыщенного пара компонента над раствором. Уравнения Рауля и Генри. Растворимость газов.
§VI.5. Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов.
§VI.6. Растворимость твердых веществ.
§V1.7. Осмотическое давление растворов.
§VI.8. Распределение растворенного вещества между двумя несмешивающимися растворителями. Экстракция.
§VI.9. Определение активности и коэффициента активности компонентов раствора.
Б. Термодинамика жидких летучих смесей
§VI.10. Закономерности общего давления пара летучих смесей. Два закона Коновалова.
§VI.ll. Летучие смеси с неограниченно смешивающимися жидкостями. Идеальные летучие смеси.
§VI.12. Перегонка летучих жидких смесей.
§VI.13. Ограниченно растворимые и практически взаимно нерастворимые летучие смеси.
4 часть. Электрохимия.
Глава VII. Растворы электролитов.
А. Термодинамическая и электростатическая теория растворов электролитов
§VII. 1. Основные понятия и соотношения термодинамики растворов электролитов.
§VII.2. Средний коэффициент активности сильного электролита.  
§VII.3. Основные понятия электростатической теории растворов сильных электролитов.
Б. Электрическая проводимость раствором электролитом
§VII.4. Удельная и молярная электрические проводимости.
§VII.5. Зависимость электрической проводимости растворов слабых и сильных электролитов от концентрации электролита. Основы теории электрической проводимости Оизагера.
§VII.6. Подвижность и числа переноса ионов.
§VII.7. Кондуктометрия.
В. Термодинамика электрохимических процессом. Электродвижущие силы и электродные потенциалы
§VII.8. Термодинамика электрохимического элемента.
§VII.9. Равновесный и стандартный электродные потенциалы. Типы электродов.
§VII.10. Химические цепи. Концентрационные цепи без переноса и с переносом. Диффузионный потенциал.
Г. Потенциометрии.
§VII.11. Потенциометрическое определение стандартных термодинамических функций и константы равновесия электрохимических реакций.
§VII.12. Потенциометрическое определение среднего коэффициента активности электролита и активности металла в сплаве.
§VII.13. Потенциометрическое определение pH растворов.
Д. Строение двойного электрического слоя на границе электрод — распор электролита.
§VII.14. Образование двойного электрического слоя.
§VII.15. Электрокапиллярные явления. Потенциал нулевого заряда.
§VII. 16. Емкость двойного электрического слоя.
5 часть. Кинетика химических реакций.
Глава VIII. Химическая кинетика.
§VIII.1. Основные понятия.
§VIII.2. Элементарные стадии реакции.
§VIII.3. Сложные реакции.
§VIII.4. Скорость образования компонента в скорость реакции.
§VIII.5. Открытые системы.
Глава IX. Формальная кинетики. Элементарные и формально простые гомогенные односторонние реакции.
§IX.1. Моделирование химических процессов.
§IX.2. Зависимость скорости реакции от концентрации реагентов. Закон действующих масс.
§IX.3. Формальная кинетика элементарных и формально простых гомогенных односторонних реакций в закрытых системах.  
§IX.4. Способы определения порядка реакции и константы скорости реакции для элементарных и формально простых реакций в закрытых системах.
§IХ.5. Формальная кинетика элементарных и формально простых реакций в открытых системах.
§IX.6. Зависимость скорости реакции от температуры. Определение энергии активации.
§IX.7. Неизотермическая кинетика. Определение кинетических параметров.
Глава X. Формальная кинетика. Сложные реакции.
§Х.1. Основные понятия.
§Х.2. Двусторонние (обратимые) реакции.
§Х.3. Параллельные реакции.
§Х.4. Последовательные реакции.
§Х.5. Сложные реакции в открытых системах.
§Х.6. Сопряженные реакции.
§Х.7. Автокаталитические реакции.
§Х.8. Стационарное и квазистационарное протекание реакций.
Глава XI. Теоретические продет явления химической кинетики.
§XI.1. Теория активных столкновений.
§XI.2. Теория активированного комплекса или переходного состояния. Теория абсолютных скоростей реакций.
§ХI.3. Применение теории абсолютных скоростей реакций к оценке предэкспоиенциального множителя в элементарных реакциях.
§XI.4. Мономолекулярные реакции.
§XI.5. Кинетика реакций в растворе. Диффузионный механизм кинетики.
§XI.6. Применение теории абсолютных скоростей реакций к растворам.
§XI.7. Квантово-химический подход к оценке реакционной способности молекул.
§XI.8. Правило сохранения орбитальной симметрии Вудворда — Хоффмана и корреляционные диаграммы. Оценка энергии активации.
Глава XII. Цепные и фотохимические реакции.
§XII. 1. Основные понятия кинетики цепных реакций.
§XII.2. Основы теории кинетики цепных реакций.
§ХII.З. Горение и взрыв.
§XII.4. Фотохимические реакции.
§XII.5. Радиационно-химические реакции.
Глава XIII. Кинетика гетерогенных реакций.
§ХIII.1. Гетерогенные процессы при нестационарной диффузии.  
§XIII.2. Гетерогенные процессы при стационарной конвективной диффузии.
§ХIII.3. Кинетика топохимических реакций.
Глава XIV. Кинетика электрохимических реакций.
§XIV.1. Основные понятия.
§XIV.2. Обратимые электродные процессы.
§XIV.3. Электрохимическая реакция как лимитирующая стадия. Теория замедленного разряда — ионизации.
§XIV.4. Электродные процессы с двумя контролирующими стадиями.
§XIV.5. Электродные процессы, осложненные дополнительными стадиями.
6 часть. Катализ.
Глава XV. Гомогенный катализ.
§XV.1. Основные понятия. Причины каталитического действия.
§XV.2. Каталитическая активность и селективность.
§XV.3. Соотношение Бренстеда — Поляни.
§XV.4. Металлокомплексный и ферментативный катализ.
§XV.5. Кинетика металлокомплексного и ферментативного катализа.
§XV.6. Кислотно-основной катализ. Другие виды гомогенного катализа
§XV.7. Гомогенный катализ в газовой фазе.
Глава XVI. Гетерогенный катализ.
§XVI.1. Гетерогенные катализаторы.
§XVI.2. Адсорбция на поверхности катализатора.
§XVI.3. Макрокинетика гетерогенного катализа.
§XVI.4. Внешнекинетическая область гетерогенного катализа.
§XVI.5. Адсорбционная и промежуточная области гетерогенного катализа
§XVI.6. Внешнедиффузионная и промежуточная области гетерогенного катализа.
§XVI.7. Внутридиффузионная и внутри кинетическая области гетерогенного катализа.
§XVI.8. Теория гетерогенного катализа.
§XVI.9. Предвидение каталитической активности.
Приложение.
Введение в теорию самоорганизации материи. Элементы синергетики.
Литература.
Предметный указатель.



Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Физическая химия, Стромберг А.Г., Семченко Д.П., 2001 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить эту книгу


Скачать - pdf - Яндекс.Диск.




Теги: учебник по химии :: химия :: Стромберг :: Семченко