高等物理化學(xué)

第1章熱力學(xué)基礎(chǔ)001
1.1熱力學(xué)系統(tǒng)的宏觀描述001
1.1.1熱力學(xué)系統(tǒng)及其分類001
1.1.2描述熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)參量001
1.1.3平衡態(tài)與非平衡態(tài)002
1.1.4熱力學(xué)過程003
1.2熱力學(xué)第零定律003
1.3熱力學(xué)第一定律004
1.3.1熱力學(xué)能、功、熱004
1.3.2熱力學(xué)第一定律的表述005
1.4熱力學(xué)第二定律005
1.4.1熱力學(xué)第二定律的經(jīng)典表述005
1.4.2熱力學(xué)第二定律的熵表述006
1.4.3熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)表述007
1.5熱力學(xué)第三定律008
1.6變化的方向和平衡條件008
1.6.1熵判據(jù)009
1.6.2Helmholtz函數(shù)判據(jù)009
1.6.3Gibbs函數(shù)判據(jù)009
1.7熱力學(xué)函數(shù)基本關(guān)系式010
1.7.1熱力學(xué)基本方程010
1.7.2對應(yīng)系數(shù)方程010
1.7.3麥克斯韋方程011
1.7.4麥克斯韋方程的簡單應(yīng)用011
1.7.5Gibbs-Helmholtz方程（吉-亥方程）012
1.8基本熱力學(xué)函數(shù)的確定012
1.8.1以T,V為態(tài)變量012
1.8.2以T,p為態(tài)變量013
1.9特性函數(shù)013
1.9.1以T,V為獨(dú)立變量——亥姆霍茲函數(shù)A（T,V）014
1.9.2以T,p為獨(dú)立變量——吉布斯函數(shù)G（T,p）014
1.9.3液體表面系統(tǒng)014
練習(xí)題015
參考文獻(xiàn)015

第2章非平衡態(tài)熱力學(xué)016
2.1熱力學(xué)從平衡態(tài)向非平衡態(tài)的發(fā)展016
2.1.1經(jīng)典熱力學(xué)的困惑016
2.1.2熱力學(xué)發(fā)展的三個(gè)階段017
2.2非平衡態(tài)熱力學(xué)基礎(chǔ)018
2.2.1局域平衡假設(shè)018
2.2.2穩(wěn)定態(tài)和平衡態(tài)019
2.2.3熱力學(xué)過程的流和力020
2.2.4非平衡態(tài)的線性區(qū)和非線性區(qū)020
2.3線性非平衡態(tài)熱力學(xué)021
2.3.1熵流與熵產(chǎn)生021
2.3.2熵產(chǎn)生速率的基本方程021
2.3.3線性關(guān)系中唯象系數(shù)的性質(zhì)022
2.3.4最小熵產(chǎn)生原理024
2.4非線性非平衡態(tài)熱力學(xué)025
2.4.1有序和無序026
2.4.2耗散結(jié)構(gòu)026
2.4.3耗散結(jié)構(gòu)理論的不足028
練習(xí)題028
參考文獻(xiàn)029

第3章統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)基礎(chǔ)030
3.1概論030
3.1.1統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的研究內(nèi)容和方法030
3.1.2統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的分類031
3.1.3粒子的微觀狀態(tài)032
3.1.4統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的基本假定和最概然分布033
3.2玻耳茲曼定理與摘取最大項(xiàng)法035
3.2.1玻耳茲曼定理035
3.2.2摘取最大項(xiàng)法035
3.3分子各種運(yùn)動(dòng)形式的能級公式036
3.3.1平動(dòng)能級036
3.3.2雙原子分子轉(zhuǎn)動(dòng)能級037
3.3.3雙原子分子振動(dòng)能級038
3.3.4電子和核運(yùn)動(dòng)能級038
3.3.5分子能級038
3.4麥克斯韋-玻耳茲曼分布039
3.4.1定域子系統(tǒng)的最概然分布039
3.4.2斯特林（Stirling）近似公式和玻爾茲曼分布推導(dǎo)041
3.4.3離域子系統(tǒng)的最概然分布044
3.4.4玻耳茲曼分布的數(shù)學(xué)表達(dá)式044
3.5分子配分函數(shù)045
3.5.1配分函數(shù)的定義045
3.5.2配分函數(shù)的析因子性質(zhì)045
3.5.3能量標(biāo)度零點(diǎn)的選擇與配分函數(shù)的關(guān)系046
3.6分子配分函數(shù)的計(jì)算和應(yīng)用047
3.6.1分子配分函數(shù)的計(jì)算047
3.6.2分子的全配分函數(shù)與熱力學(xué)函數(shù)的關(guān)系052
3.7統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)原理對理想氣體的應(yīng)用055
3.7.1理想氣體的熵的計(jì)算056
3.7.2理想氣體的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熱容的計(jì)算058
3.7.3理想氣體的基本熱力學(xué)特征061
3.7.4理想氣體反應(yīng)平衡常數(shù)的計(jì)算062
練習(xí)題064
參考文獻(xiàn)065

第4章相變過程的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)066
4.1相變的分類066
4.1.1按熱力學(xué)分類066
4.1.2按相變方式分類067
4.1.3按質(zhì)點(diǎn)遷移特征分類068
4.1.4馬氏體相變068
4.1.5有序-無序轉(zhuǎn)變068
4.2相變過程的熱力學(xué)條件068
4.2.1相變過程的不平衡狀態(tài)及亞穩(wěn)定狀態(tài)068
4.2.2相變過程的推動(dòng)力069
4.3液-固相變過程動(dòng)力學(xué)070
4.3.1晶核形成的動(dòng)力學(xué)071
4.3.2晶體生長過程動(dòng)力學(xué)073
4.3.3析晶過程的影響因素077
4.3.4玻璃的析晶078
練習(xí)題078
參考文獻(xiàn)079

第5章化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)080
5.1基本概念080
5.1.1化學(xué)反應(yīng)速率的表示080
5.1.2質(zhì)量作用定律081
5.2簡單反應(yīng)級數(shù)的速率方程及其確定081
5.2.1簡單反應(yīng)級數(shù)的速率方程081
5.2.2速率方程的確定082
5.3典型復(fù)合反應(yīng)及速率方程的近似處理方法082
5.3.1平行、對行和連串反應(yīng)082
5.3.2穩(wěn)態(tài)近似法和平衡態(tài)近似法085
5.4化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)理論086
5.4.1阿倫尼烏斯理論086
5.4.2碰撞理論087
5.4.3過渡態(tài)理論088
練習(xí)題090
參考文獻(xiàn)091

第6章多相催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)092
6.1多相催化基礎(chǔ)092
6.1.1轉(zhuǎn)化數(shù)和轉(zhuǎn)化頻率092
6.1.2多相催化反應(yīng)的基本步驟093
6.1.3擴(kuò)散094
6.1.4吸附與多相催化094
6.2吸附等溫式及吸附熱095
6.2.1理想吸附等溫式095
6.2.2非理想吸附等溫式098
6.3表面反應(yīng)動(dòng)力學(xué)099
6.3.1表面反應(yīng)為決速步驟099
6.3.2反應(yīng)物的吸附為決速步驟101
6.3.3無決速步驟102
6.4擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)102
6.4.1內(nèi)擴(kuò)散限制效應(yīng)103
6.4.2外擴(kuò)散限制效應(yīng)105
6.4.3內(nèi)外擴(kuò)散限制的測定和消除107
6.4.4多相催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程建立過程舉例109
6.5光催化和酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)110
6.5.1光催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)110
6.5.2酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)112
練習(xí)題115
參考文獻(xiàn)117

第7章納米材料118
7.1納米材料的分類和特點(diǎn)118
7.1.1納米材料的分類118
7.1.2納米材料的特點(diǎn)119
7.2納米材料的制備方法121
7.2.1化學(xué)氣相沉積法121
7.2.2沉淀法123
7.2.3噴霧法124
7.2.4水熱法124
7.2.5溶膠-凝膠法126
7.2.6微乳液法129
7.3物理化學(xué)方法在納米材料水處理研究中的應(yīng)用129
7.3.1動(dòng)力學(xué)方法的應(yīng)用130
7.3.2熱力學(xué)方法的應(yīng)用131
練習(xí)題132
參考文獻(xiàn)132

第8章電化學(xué)儲能器件134
8.1電化學(xué)儲能器件簡介134
8.2超級電容器分類、工作原理及性能特點(diǎn)135
8.2.1超級電容器分類135
8.2.2超級電容器工作原理136
8.2.3超級電容器性能特點(diǎn)137
8.3超級電容器電極材料138
8.3.1碳材料139
8.3.2金屬化合物材料141
8.3.3導(dǎo)電聚合物材料141
8.3.4復(fù)合電極材料141
8.4超級電容器電解液142
8.4.1水系電解液143
8.4.2有機(jī)電解液143
8.4.3離子液體144
8.5超級電容器應(yīng)用144
8.5.1消費(fèi)類電子產(chǎn)品145
8.5.2電動(dòng)汽車145
8.5.3國防軍事145
8.6鋰離子電池原理、特點(diǎn)及分類146
8.6.1鋰離子電池工作原理146
8.6.2鋰離子電池特點(diǎn)及分類147
8.6.3鋰離子電池組成與材料148
8.7鋰離子電池正極材料149
8.7.1層狀結(jié)構(gòu)正極材料149
8.7.2尖晶石結(jié)構(gòu)正極材料150
8.7.3橄欖石結(jié)構(gòu)磷酸鹽正極材料152
8.7.4其它類型的正極材料153
8.8鋰離子電池負(fù)極材料155
8.8.1碳材料155
8.8.2合金材料158
8.8.3過渡金屬氧化物159
8.8.4金屬鹽160
8.9鋰離子電池電解液161
8.9.1有機(jī)溶劑162
8.9.2鋰鹽163
8.9.3功能性添加劑164
8.10鋰離子電池隔膜164
8.11鋰離子電池應(yīng)用166
8.11.1消費(fèi)類電子產(chǎn)品167
8.11.2動(dòng)力鋰離子電池167
8.11.3儲能鋰離子電池168
8.12常用電化學(xué)測試方法168
8.12.1恒電流充放電法168
8.12.2循環(huán)伏安法169
8.12.3交流阻抗法170
練習(xí)題171
參考文獻(xiàn)171