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现代科学中的化学键能及其广泛应用(“十一五”国家重点图书)

现代科学中的化学键能及其广泛应用
现代科学中的化学键能及其广泛应用(“十一五”国家重点图书)
作者:罗渝然 郭庆祥 俞书勤 张先满(著)

图书详细信息:
ISBN:978-7-312-02226-5
定价:58.00元
版本:1
装帧:软精装
出版年月:200810
丛书名称:当代科学技术基础理论与前沿问题研究丛书:中国科学技术大学校友文库

图书简介:

  化学键能是分子科学中的重要物理量。面对数据互相冲突的现实,如何选用可靠的键能数据来帮助分析和解决科学问题,目前许多科学家、工程师还并不熟悉,国内外也没有相应参考书。本书填补了这一空白。
  本书全面地介绍了有关化学键能的各个方面,包括如何准确理解键能,测量化学键能,计算化学键能,使用化学键能数据库的技巧,以及简单估算化学键能的方法等。在第6章列举了约三十个实例,阐明了化学键能在现代科学中的重要性。在研究分子科学的种种问题时,借助于化学键能的概念及可靠数据,可帮助我们分析问题,更快地找到解决问题的途径。
  此外,书末还提供了约3500个化学键能的可靠数据。
  本书可供化学、化工、物理、材料、表面、能源、生命、资源、环境、海洋、太空等学科的高年级本科生、研究生、教师、科学家、工程师及其他专业人员参考,也可作为研究生相应课程的教材。

前言:

  我们的母校——中国科学技术大学——被誉为“科学家的摇篮”。我们四人都从不同地方到科大学习、任教、讲学或工作过。为了感谢母校的培养以及老师、同学、校友和朋友们的帮助,我们愿为科大“校友文库”贡献这份新著。
  化学键能与化合物的化学稳定性高低、反应速度快慢、生成物的产率大小等紧密相关。20世纪80年代以来,化学键能的实验测量与理论计算的研究,吸引了海外和国内许多科学家,包括科大校园里的张允武、俞书勤、盛六四、齐飞、郭庆祥和傅尧教授等,南开大学程津培和朱晓晴教授等,北京化学所朱启鹤与徐广智教授等,大连化学物理所楼南泉、王秀岩和杨学明教授等,南京大学陈慧兰和张叔仪教授等,清华大学莫宇翔教授等,上海有机化学所、北京大学、南京理工大学、四川大学、重庆大学、吉林大学、复旦大学、上海大学、浙江大学、华中科技大学、中山大学和厦门大学等许多研究梯队,以及台湾省、港澳地区的科学家。在本书的第2和第3章里,我们将尽量介绍海内外许多科学家的贡献。
  作者之一(罗渝然),在旅美期间,建立了一个完整的化学键能数据库,填补了物理学、化学、生物化学和表面科学等领域的重要的“gap”(空白)。这是中国人有自主知识产权的第一个中型化学专业数据库。在第4章,我们将讲解该数据库的使用技巧与方法。
  在收集、分类、评论化学键能实验数据以及编辑键能数据库期间,我们逐渐认识到了有机化合物中键能变化的某些规则。我们从一个物理模型出发,正在变成“事前诸葛亮”,预测成千上万的有机化合物的键能、化学稳定性、相对反应速度、生成物的相对产率等,推动有机化学的研究和教学更上一层楼。第5章中将介绍这些规则及其应用。
  化学键能、化学稳定性与反应活性的研究,不仅对于物理学和化学自身的发展意义重大,而且对于化工、材料、生命、医药、营养、能源、环境、海洋、太空等领域的研究,也有很大的促进作用。在第6章,我们将介绍化学键能知识向其他学科成功“渗透”的二十几个重要实例。这些事实表明,化学键能知识是许多科学与工程领域研究者的“新朋友”、“好助手”。
  五十年前,郭沫若校长在为科大撰写的校歌里写道:“科学的高峰在不断创造。”我们期待年轻科学家,在化学键能、分子化学稳定性与反应活性的研究方面,后来居上,开拓创新。“长江后浪推前浪,一代新人胜前人”。
  在完成本书的过程中,许多旅美华裔科学家和国内朋友予以了大力帮助,在此表示深切感谢。

作者
2008.6

目录:

前 言

第1章 引论
 1.1 原子、分子和化学键
 1.2 分子中化学键的强弱与分子的化学结构稳定性
 1.3 化学键能的定义
 1.4  DDe 和Do的相互关系
 1.5 稳定化合物中最弱键能的下限值
 1.6 键能规则的适用范围——超快和选键化学

第2章 测量键能的主要实验方法
 2.1 反应动力学法
 2.2 气相离子的热化学循环和质谱法
 2.3 光电离法和零电子动能光谱
 2.4 同步辐射光电离-分子束质谱法
 2.5 光声量热法
 2.6 电化学法

第3章 计算键能的主要理论方法
 3.1 概述
 3.2 从头算法和密度泛函法预测键能的例子
 3.3 ONIOM方法预测键能的例子

第4章 使用化学键能数据库的技巧
 4.1 化学键能数据库
 4.2 使用键能数据库的基本技巧

第5章 有机化合物中键能的简单估计
 5.1 碳氢化合物中的C—H键能
 5.2 分子中原子相互作用的物理模型
 5.3 次邻近相互作用
 5.4 次邻近π键的p-π共轭效应
 5.5 位阻效应或张力能释放
 5.6 次邻近杂原子的p-p共轭效应
 5.7 远程共轭效应与 Hammett 方程
 5.8 苯基化合物中的远程共轭效应
 5.9 乙烯基、烯丙基化合物中的远程共轭效应

第6章 化学键能知识的广泛应用
 6.1 氟利昂与臭氧层破坏
 6.2 二氧化碳(CO2)和水的化学反应
 6.3 太空尘埃丰度与行星大气
 6.4 视觉化学
 6.5 油炸或烧烤食品产生致癌物
 6.6 辅酶 B12的催化作用
 6.7 细胞色素P450酶的催化氧化
 6.8 一氧化碳(CO)中毒
 6.9 一氧化氮(NO):祸首与功臣
 6.10 材料工业与食品工业中的抗氧化剂
 6.11 维生素E清除人体自由基
 6.12 人体内的抗氧化循环
 6.13 DNA与RNA的损伤与修复
 6.14 主体分子与客体分子之间的识别
 6.15 ATP(腺苷三磷酸)水解
 6.16 药物设计和QSAR
 6.17 簇合物中的逐级键能
 6.18 石油形成的新见解
 6.19 烯烃复分解反应——“绿色化学”的典范
 6.20 电子转移与催化作用机理
 6.21 聚合的引发和控制
 6.22 高能(含能)材料
 6.23 表面物理吸附
 6.24 气-固表面催化
 6.25 金属腐蚀
 6.26 储氢材料
 6.27 燃料电池
 6.28 纳米材料
 6.29 微电子材料

结束语

参考文献

附录1 常见分子和正离子中的化学键能

附录2 能量转换因子



Copyright 2011 中国科学技术大学出版社
合肥市金寨路96号