化学素新论
《化学元素新论》是为辅助大学无机化学基础教学而编写，以化学元素为线索讨论了相关知识，并进行适当扩展。《化学元素新论》共10章，包括化学元素的起源和合成、化学元素概念的建立及其命名、原子结构模型和原子核壳层模型、多电子原子的电子结构、原子间的作用力——化学键、原子间的另一种作用力——氢键、化学元素的档案、化学元素性质的规律性、化学元素周期表的形成和发展、化学元素周期律的应用。编写中力图体现基础与前沿相结合，力争做到内容丰富与形式活泼，力求达到普及与提高之效。
作者简介
高胜利，西北大学教授、博士生导师。中国化学会热力学和热化学专业委员会副主任。先后为本科生、研究生讲授无机化学、无机化学与化学分析、普通化学、稀土化学、配位化学、无机合成化学、高等无机化学、实验热化学、化学过程热力学以及对文科各系本科学生开设的化学与社会等课程，培养硕士生、博士生40余名，指导博士后6名。发表教学论文30余篇，出版教材、译著和专著15部。主持了5项国家自然科学基金，在国内外专业杂志发表学术论文400多篇，其中SCI检索源杂志220篇。主持的精品课程“无机化学与化学分析”获2007年国家精品课程，主持的“应用化学首门专课程和教材建设的实践和成效”项目获2007年陕西省普通高校优秀教学成果奖特等奖，《无机化学与化学分析》（第二版）获陕西省普通高等学校优秀教材一等奖。主持的科研项目曾获省部级科技进步奖二等奖3项，三等奖6项。2007年获得陕西省教学名师奖。
杨奇，西北大学教授、博士生导师，主要从事功能配合物及有机-无机杂化材料的结构与性能研究。先后主持国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年项目、教育部博士点基金、陕西省自然科学基金等多项项目。在国内外期刊发表研究论文40余篇，以第一作者发表教学论文6篇。出版教材2部。
目录
序
前言
1化学元素的起源和合成1
1.1化学元素的起源——“大爆炸”理论2
1.1.1宇宙的诞生2
1.1.2元素的起源6
1.2新元素的合成——人工核反应20
1.2.1形成元素的基础20
1.2.2原子核反应23
1.2.3人工核反应技术32
1.2.4地球上新元素的合成41
参考文献78
2化学元素概念的建立及其命名86
2.1化学元素概念的建立、演化和发展87
2.1.1古代哲学阶段的元素概念88
2.1.2经验分析阶段的元素概念91
2.1.3近代科学阶段的元素概念95
2.1.4现代科学阶段的元素概念100
2.2化学元素的命名101
2.2.1化学元素命名的原则101
2.2.2化学元素的中文命名法111
2.2.3化学元素符号的产生和演变114
参考文献121
3原子结构模型和原子核壳层模型124
3.1原子概念的变迁125
3.1.1哲学家的原子概念125
3.1.2科学家的原子概念126
3.1.3现代原子理论127
3.2原子内部组成探秘127
3.2.1原子的定义和性质127
3.2.2原子的基本组成133
3.3原子结构模型的建立和演变148
3.3.1人类对原子结构认识的简史148
3.3.2原子结构模型的几个里程碑151
3.4原子核结构模型175
3.4.1原子核结构的研究方法176
3.4.2原子核结构模型研究简介176
3.4.3原子核壳层模型179
参考文献186
4多电子原子的电子结构190
4.1多电子原子薛定谔方程的解191
4.1.1多电子原子的定态薛定谔方程191
4.1.2多电子原子薛定谔方程的求解方法192
4.2多电子原子的能级198
4.2.1原子轨道能和电子结合能198
4.2.2多电子原子光谱199
4.3多电子原子的近似能级图204
4.3.1根据原子光谱实验结果得到的能级图205
4.3.2根据理论计算得到的能级图208
4.3.3多电子能级图中的能级分裂212
4.4多电子基态原子的核外电子排布216
4.4.1核外电子排布的构造原理216
4.4.2电子组态219
4.4.3填充电子顺序和失去电子顺序不同的解释221
参考文献221
5原子间的作用力——化学键224
5.1化学键理论的产生、发展和展望225
5.1.1化学键理论产生的历史背景[6]225
5.1.2化学键理论的发展与认识三阶段论226
5.1.3化学键理论的展望231
5.2化学键概念232
5.2.1化学键与分子结构232
5.2.2化学键的定义233
5.3离子键理论及离子极化理论234
5.3.1离子键理论234
5.3.2离子极化理论256
5.4共价键理论276
5.4.现代价键理论简介277
5.4.共价键的电子对理论278
5.4.共价键的价层电子对互斥理论284
5.4.共价键的价键理论295
5.4.共价键的杂化轨道理论312
5.4.共价键的分子轨道理论329
5.5金属键理论345
5.5.1金属键理论简介346
5.5.2金属键的键能358
5.5.3金属键的本质360
参考文献361
6原子间的另一种作用力——氢键368
6.1氢键本质研究的重要性369
6.1.1氢键与DNA369
6.1.2氢键是否仅仅是分子间作用力374
6.2氢键的研究进展381
6.2.1氢键的研究历史简介381
6.2.2氢键与质子传递387
6.2.3氢键的研究方法389
6.2.4氢键的结构特点400
6.3氢键的应用412
6.3.1氢键应用的基础412
6.3.2氢键的一些具体应用415
参考文献426
7化学元素的档案436
7.11～10号元素简介437
7.211～20号元素简介451
7.321～30号元素简介462
7.431～40号元素简介471
7.541～50号元素简介479
7.651～60号元素简介487
7.761～70号元素简介494
7.871～80号元素简介499
7.981～90号元素简介507
7.1091～100号元素简介512
7.11101～110号元素简介517
7.12111～118号元素简介522
参考文献526
8化学元素性质的规律性532
8.1化学元素性质为什么显示出规律性533
8.1.1原子核外电子周期性重复类似排列533
8.1.2元素性质的规律性表现533
8.2随原子序数变化呈现周期性变化的参数536
8.2.1原子半径和离子半径随原子序数的变化537
8.2.2元素单质密度的周期性542
8.2.3元素单质熔点随原子序数的变化544
8.2.4元素单质沸点随原子序数的变化544
8.2.5电离能随原子序数的变化545
8.2.6电子亲和能随原子序数的变化551
8.2.7电负性随原子序数的变化553
8.3元素周期表中的第二周期性559
8.3.1第二周期性的性质559
8.3.2原子模型的松紧规律561
8.4元素周期表中的区域性规律564
8.4.1氢的特殊性564
8.4.2锂、铍性质的反常性565
8.4.3对角线规则566
8.4.4镧系收缩效应567
8.4.5惰性电子对效应568
8.4.6稀有气体——单原子气体569
参考文献570
9化学元素周期表的形成和发展575
9.1化学元素周期表的发现和发展576
9.1.1萌芽阶段576
9.1.2突破阶段596
9.1.3发展阶段605
9.1.4展望阶段615
9.2化学元素周期表的形式和美学价值617
参考文献626
10化学元素周期律的应用631
10.1“安全”冰箱的故事632
10.1.1故事梗概632
10.1.2氟利昂简介632
10.2周期律对材料元素选择的指导作用635
10.2.1农药类化合物元素的选择635
10.2.2半导体材料元素的选择636
10.2.3耐高温、耐腐蚀特种合金材料元素的选择637
10.2.4催化剂元素的选择637
10.2.5化学元素周期表在地质中的应用637
10.3周期表在分析化学中的应用640
10.3.1盐溶液的pH641
10.3.2EDTA络合物的不稳定常数641
10.3.3离子的氧化还原电位643
10.3.4氢氧化物沉淀的pH643
10.4矿物浮选与元素周期表644
10.5生物元素在周期表中的分布645
10.5.1化学元素与人体之间的关系645
10.5.2生物元素图谱与化学元素周期表之间的关系647
10.6元素氢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超导元素在周期表中的分布654
10.8.1高温超导体654
10.8.2超导元素和化合物的分类和临界温度654
10.8.3超导研究简介655
10.9金属有机化合物及其成键类型在周期表中的分布658
10.9.1金属有机化合物的金属-碳键类型658
10.9.2不同成键类型在周期表中的相对分布660
10.10原子簇合物在周期表中的分布661
10.10.1原子簇合物简介661
10.10.2原子簇合物的发展664
10.11周期表对一些科学研究课题的启示665
10.11.1等电子分子周期系665
10.11.2共价键在元素周期表中的变化规律666
10.11.3离子液体的周期性变化规律及导向图666
参考文献667
后记671
新化学元素周期表673
作者简介
高胜利，西北大学教授、博士生导师。中国化学会热力学和热化学专业委员会副主任。先后为本科生、研究生讲授无机化学、无机化学与化学分析、普通化学、稀土化学、配位化学、无机合成化学、高等无机化学、实验热化学、化学过程热力学以及对文科各系本科学生开设的化学与社会等课程，培养硕士生、博士生40余名，指导博士后6名。发表教学论文30余篇，出版教材、译著和专著15部。主持了5项国家自然科学基金，在国内外专业杂志发表学术论文400多篇，其中SCI检索源杂志220篇。主持的精品课程“无机化学与化学分析”获2007年国家精品课程，主持的“应用化学首门专课程和教材建设的实践和成效”项目获2007年陕西省普通高校优秀教学成果奖特等奖，《无机化学与化学分析》（第二版）获陕西省普通高等学校优秀教材一等奖。主持的科研项目曾获省部级科技进步奖二等奖3项，三等奖6项。2007年获得陕西省教学名师奖。
杨奇，西北大学教授、博士生导师，主要从事功能配合物及有机-无机杂化材料的结构与性能研究。先后主持国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年项目、教育部博士点基金、陕西省自然科学基金等多项项目。在国内外期刊发表研究论文40余篇，以第一作者发表教学论文6篇。出版教材2部。
目录
序
前言
1化学元素的起源和合成1
1.1化学元素的起源——“大爆炸”理论2
1.1.1宇宙的诞生2
1.1.2元素的起源6
1.2新元素的合成——人工核反应20
1.2.1形成元素的基础20
1.2.2原子核反应23
1.2.3人工核反应技术32
1.2.4地球上新元素的合成41
参考文献78
2化学元素概念的建立及其命名86
2.1化学元素概念的建立、演化和发展87
2.1.1古代哲学阶段的元素概念88
2.1.2经验分析阶段的元素概念91
2.1.3近代科学阶段的元素概念95
2.1.4现代科学阶段的元素概念100
2.2化学元素的命名101
2.2.1化学元素命名的原则101
2.2.2化学元素的中文命名法111
2.2.3化学元素符号的产生和演变114
参考文献121
3原子结构模型和原子核壳层模型124
3.1原子概念的变迁125
3.1.1哲学家的原子概念125
3.1.2科学家的原子概念126
3.1.3现代原子理论127
3.2原子内部组成探秘127
3.2.1原子的定义和性质127
3.2.2原子的基本组成133
3.3原子结构模型的建立和演变148
3.3.1人类对原子结构认识的简史148
3.3.2原子结构模型的几个里程碑151
3.4原子核结构模型175
3.4.1原子核结构的研究方法176
3.4.2原子核结构模型研究简介176
3.4.3原子核壳层模型179
参考文献186
4多电子原子的电子结构190
4.1多电子原子薛定谔方程的解191
4.1.1多电子原子的定态薛定谔方程191
4.1.2多电子原子薛定谔方程的求解方法192
4.2多电子原子的能级198
4.2.1原子轨道能和电子结合能198
4.2.2多电子原子光谱199
4.3多电子原子的近似能级图204
4.3.1根据原子光谱实验结果得到的能级图205
4.3.2根据理论计算得到的能级图208
4.3.3多电子能级图中的能级分裂212
4.4多电子基态原子的核外电子排布216
4.4.1核外电子排布的构造原理216
4.4.2电子组态219
4.4.3填充电子顺序和失去电子顺序不同的解释221
参考文献221
5原子间的作用力——化学键224
5.1化学键理论的产生、发展和展望225
5.1.1化学键理论产生的历史背景[6]225
5.1.2化学键理论的发展与认识三阶段论226
5.1.3化学键理论的展望231
5.2化学键概念232
5.2.1化学键与分子结构232
5.2.2化学键的定义233
5.3离子键理论及离子极化理论234
5.3.1离子键理论234
5.3.2离子极化理论256
5.4共价键理论276
5.4.现代价键理论简介277
5.4.共价键的电子对理论278
5.4.共价键的价层电子对互斥理论284
5.4.共价键的价键理论295
5.4.共价键的杂化轨道理论312
5.4.共价键的分子轨道理论329
5.5金属键理论345
5.5.1金属键理论简介346
5.5.2金属键的键能358
5.5.3金属键的本质360
参考文献361
6原子间的另一种作用力——氢键368
6.1氢键本质研究的重要性369
6.1.1氢键与DNA369
6.1.2氢键是否仅仅是分子间作用力374
6.2氢键的研究进展381
6.2.1氢键的研究历史简介381
6.2.2氢键与质子传递387
6.2.3氢键的研究方法389
6.2.4氢键的结构特点400
6.3氢键的应用412
6.3.1氢键应用的基础412
6.3.2氢键的一些具体应用415
参考文献426
7化学元素的档案436
7.11～10号元素简介437
7.211～20号元素简介451
7.321～30号元素简介462
7.431～40号元素简介471
7.541～50号元素简介479
7.651～60号元素简介487
7.761～70号元素简介494
7.871～80号元素简介499
7.981～90号元素简介507
7.1091～100号元素简介512
7.11101～110号元素简介517
7.12111～118号元素简介522
参考文献526
8化学元素性质的规律性532
8.1化学元素性质为什么显示出规律性533
8.1.1原子核外电子周期性重复类似排列533
8.1.2元素性质的规律性表现533
8.2随原子序数变化呈现周期性变化的参数536
8.2.1原子半径和离子半径随原子序数的变化537
8.2.2元素单质密度的周期性542
8.2.3元素单质熔点随原子序数的变化544
8.2.4元素单质沸点随原子序数的变化544
8.2.5电离能随原子序数的变化545
8.2.6电子亲和能随原子序数的变化551
8.2.7电负性随原子序数的变化553
8.3元素周期表中的第二周期性559
8.3.1第二周期性的性质559
8.3.2原子模型的松紧规律561
8.4元素周期表中的区域性规律564
8.4.1氢的特殊性564
8.4.2锂、铍性质的反常性565
8.4.3对角线规则566
8.4.4镧系收缩效应567
8.4.5惰性电子对效应568
8.4.6稀有气体——单原子气体569
参考文献570
9化学元素周期表的形成和发展575
9.1化学元素周期表的发现和发展576
9.1.1萌芽阶段576
9.1.2突破阶段596
9.1.3发展阶段605
9.1.4展望阶段615
9.2化学元素周期表的形式和美学价值617
参考文献626
10化学元素周期律的应用631
10.1“安全”冰箱的故事632
10.1.1故事梗概632
10.1.2氟利昂简介632
10.2周期律对材料元素选择的指导作用635
10.2.1农药类化合物元素的选择635
10.2.2半导体材料元素的选择636
10.2.3耐高温、耐腐蚀特种合金材料元素的选择637
10.2.4催化剂元素的选择637
10.2.5化学元素周期表在地质中的应用637
10.3周期表在分析化学中的应用640
10.3.1盐溶液的pH641
10.3.2EDTA络合物的不稳定常数641
10.3.3离子的氧化还原电位643
10.3.4氢氧化物沉淀的pH643
10.4矿物浮选与元素周期表644
10.5生物元素在周期表中的分布645
10.5.1化学元素与人体之间的关系645
10.5.2生物元素图谱与化学元素周期表之间的关系647
10.6元素氢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超导元素在周期表中的分布654
10.8.1高温超导体654
10.8.2超导元素和化合物的分类和临界温度654
10.8.3超导研究简介655
10.9金属有机化合物及其成键类型在周期表中的分布658
10.9.1金属有机化合物的金属-碳键类型658
10.9.2不同成键类型在周期表中的相对分布660
10.10原子簇合物在周期表中的分布661
10.10.1原子簇合物简介661
10.10.2原子簇合物的发展664
10.11周期表对一些科学研究课题的启示665
10.11.1等电子分子周期系665
10.11.2共价键在元素周期表中的变化规律666
10.11.3离子液体的周期性变化规律及导向图666
参考文献667
后记671
新化学元素周期表673
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