Chemia fizyczna. Tom 2

Fizykochemia molekularna

1 ocena

Format:

pdf, ibuk

DODAJ DO ABONAMENTU

WYBIERZ RODZAJ DOSTĘPU

72,80  104,00

Format: pdf

 

Dostęp online przez myIBUK

WYBIERZ DŁUGOŚĆ DOSTĘPU

Cena początkowa: 104,00 zł (-30%)

Najniższa cena z 30 dni: 72,80 zł  


72,80

w tym VAT

TA KSIĄŻKA JEST W ABONAMENCIE

Już od 24,90 zł miesięcznie za 5 ebooków!

WYBIERZ SWÓJ ABONAMENT

Znakomity podręcznik wybitnych wykładowców!


Tom drugi 2-tomowego dzieła Chemia fizyczna.


Znany od ponad 30 lat, dobrze przyjęty w środowisku akademickim podręcznik został uaktualniony i opracowany na nowo przez zespół specjalistów ze wszystkich dziedzin fizykochemii. Obok ścisłej prezentacji formalnej podstaw przedmiotu, książka zawiera obszerny i czytelnie napisany komentarz, liczne odniesienia do eksperymentu oraz opis najnowszych osiągnięć w zakresie:


- kwantowo-chemicznych metod obliczeniowych,
- widm atomowych i molekularnych,
- oddziaływań międzycząsteczkowych,
- nieliniowych właściwości optycznych materiałów,
- spektroskopii molekularnej (MW, IR, Raman, UV-VIS, XPS, UPS, ESCA, Auger),
- rezonansu magnetycznego (NMR, EPR), w tym metod impulsowych i obrazowania,
- struktury i właściwości materiałów,
- ciekłych kryształów i ich zastosowań,
- fotografii srebrowej i fotografii cyfrowej,
- historii odkryć naukowych w fizykochemii.


W podręczniku zastosowano obowiązującą nomenklaturę fizykochemiczną.


Tom 2 obejmuje zaawansowane zagadnienia chemii fizycznej zebrane w rozdziałach:


- podstawy mechaniki kwantowej i struktura elektronowa atomów;
- wiązania chemiczne i oddziaływania międzycząsteczkowe;
- elektryczne, optyczne i magnetyczne właściwości cząsteczek;
- spektroskopia molekularna;
- struktura i właściwości ciał stałych i ciekłych kryształów;
- fotochemia;
- elementy termodynamiki statystycznej.
Podręcznik przeznaczony jest dla studentów wydziałów chemii, biologii, fizyki i farmacji, a także dla wykładowców i pracowników naukowych.


Rok wydania2007
Liczba stron724
KategoriaChemia fizyczna
WydawcaWydawnictwo Naukowe PWN
ISBN-13978-83-01-14568-2
Numer wydania1
Język publikacjipolski
Informacja o sprzedawcyePWN sp. z o.o.

INNE EBOOKI AUTORA

Ciekawe propozycje

Spis treści

  Przedmowa XIII
  8. PODSTAWY MECHANIKI KWANTOWEJ I STRUKTURA ELEKTRONOWA ATOMÓW     1
    8.1. Podstawy doświadczalne teorii kwantów     1
      8.1.1. Promieniowanie ciała doskonale czarnego i hipoteza kwantów energii    1
      8.1.2. Zewnętrzny efekt fotoelektryczny. Efekt Comptona     4
      8.1.3. Widma atomowe i teoria Bohra     7
    8.2. Dualistyczny charakter cząstek materii i podstawy mechaniki kwantowej    12
      8.2.1. Hipoteza de Broglie’a     12
      8.2.2. Zasada nieoznaczoności Heisenberga     14
      8.2.3. Funkcja falowa i pierwszy postulat mechaniki kwantowej     16
      8.2.4. Drugi postulat mechaniki kwantowej     18
      8.2.5. Trzeci postulat mechaniki kwantowej. Równanie Schr¨odingera     19
      8.2.6. Wartości spodziewane. Czwarty postulat mechaniki kwantowej     20
      8.2.7. Znaczenie fizyczne komutacyjnych właściwości operatorów kwantowo-mechanicznych     22
      8.2.8. Cząstka w pudle potencjału     23
      8.2.9. Efekt tunelowy     28
    8.3. Atom wodoru i jony wodoropodobne     30
      8.3.1. Równanie Schr¨odingera dla atomu wodoru i jonów wodoropodobnych    30
      8.3.2. Liczby kwantowe n, l i m. Kwantowanie przestrzenne     34
      8.3.3. Orbitale atomowe i ich rozmieszczenie w przestrzeni     36
      8.3.4. Spin elektronu     41
      8.3.5. Momenty magnetyczne elektronu w atomie     43
      8.3.6. Sprzężenie spinowo-orbitalne i wewnętrzna liczba kwantowa j     44
    8.4. Struktura elektronowa atomów wieloelektronowych     46
      8.4.1. Orbitale atomowe wieloelektronowych atomów     46
      8.4.2. Zakaz Pauliego     48
      8.4.3. Rozbudowa powłok elektronowych i konfiguracje elektronowe atomów    49
      8.4.4 Energia jonizacji i powinowactwo elektronowe     53
      8.4.5. Wypadkowy orbitalny moment pędu i wypadkowy spin elektronów atomu. Liczby kwantowe L i S     54
      8.4.6. Całkowity moment pędu elektronów w atomie i związany z nim moment magnetyczny     57
      8.4.7. Poziomy energetyczne atomów w przypadku sprzężenia LS     59
    8.5. Przybliżone metody mechaniki kwantowej     61
      8.5.1. Przybliżenie adiabatyczne i przybliżenie Borna–Oppenheimera     61
      8.5.2. Metoda wariacyjna i metoda kombinacji liniowych     63
      8.5.3. Rachunek zaburzeń Rayleigha–Schr¨odingera     64
      8.5.4. Rachunek zaburzeń zależnych od czasu     66
      8.5.5. Funkcja falowa układu wieloelektronowego. Wyznacznik Slatera     68
      8.5.6. Równania metody Hartree–Focka dla układu zamkniętopowłokowego. Energia korelacji     70
    8.6. Widma atomowe     72
      8.6.1. Absorpcja i emisja promieniowania. Momenty przejścia     72
      8.6.2. Reguły wyboru dla przejść promienistych w atomach     77
      8.6.3. Nadsubtelna struktura linii w widmach atomowych     78
      8.6.4. Widma atomów metali alkalicznych     79
      8.6.5. Widma atomów o konfiguracji ns2 w stanie podstawowym     81
      8.6.6. Zjawiska Zeemana i Starka     83
      8.6.7. Widma rentgenowskie atomów     85
  9. WIĄZANIA CHEMICZNE I ODDZIAŁYWANIA MIĘDZYCZĄSTECZKOWE 90
    9.1. Wiązania jonowe i kowalencyjne     90
      9.1.1. Wiązania jonowe     91
      9.1.2. Energia wiązań kowalencyjnych     93
      9.1.3. Długość i stałe siłowe wiązań     94
      9.1.4. Elektroujemność     98
      9.1.5. Elektronowa funkcja energii i jej pochodne     101
      9.1.6. Gęstość elektronowa     105
    9.2. Elementy teorii wiązania kowalencyjnego     108
      9.2.1. Metoda orbitali molekularnych i metoda wiązań walencyjnych     109
      9.2.2. Metoda LCAO MO na przykładzie jonu H+2     113
      9.2.3. Metoda wiązań walencyjnych w zastosowaniu do cząsteczki H2     119
    9.3. Wiązanie chemiczne w cząsteczkach dwuatomowych i ich struktura elektronowa     122
      9.3.1. Charakterystyka orbitali molekularnych i ich korelacja z orbitalami atomowymi     122
      9.3.2. Orbitale molekularne H+2 i innych cząsteczek homojądrowych     124
      9.3.3. Konfiguracja elektronowa, wiązania i stany elektronowe cząsteczek homojądrowych     127
      9.3.4. Dwuatomowe cząsteczki heterojądrowe. Wiązania spolaryzowane     130
    9.4. Zlokalizowane wiązania w cząsteczkach wieloatomowych     133
      9.4.1. Kierunkowe właściwości wiązań     134
      9.4.2. Hybrydyzacja s–p orbitali atomu C i innych atomów     135
      9.4.3. Hybrydyzacja z udziałem orbitali d i wiązania w kompleksowych związkach metali przejściowych     140
    9.5. Zdelokalizowane wiązania w układach sprzężonych     143
      9.5.1. Opis cząsteczki benzenu metodą wiązań walencyjnych     144
      9.5.2. Przybliżenie -elektronowe i przybliżenie H¨uckla w metodzie orbitali molekularnych     146
      9.5.3. Cząsteczka etylenu w przybliżeniu H¨uckla     147
      9.5.4. Cząsteczka benzenu w przybliżeniu H¨uckla     149
      9.5.5. Diagramy molekularne     151
      9.5.6. Wiązania wielocentrowe     153
    9.6. Związki międzycząsteczkowe     156
      9.6.1. Wiązanie wodorowe     156
      9.6.2. Kompleksy donorowo-akceptorowe     161
      9.6.3. Klatraty     163
    9.7. Oddziaływania międzycząsteczkowe     164
      9.7.1. Cząsteczka w polu elektrycznym     166
      9.7.2. Oddziaływania van der Waalsa     168
      9.7.3. Perturbacyjna metoda obliczania energii oddziaływań międzycząsteczkowych     174
      9.7.4. Rozwinięcie multipolowe     178
  10. ELEKTRYCZNE, OPTYCZNE I MAGNETYCZNE WŁAŚCIWOŚCI CZĄSTECZEK     181
    10.1. Polaryzowalność i momenty dipolowe cząsteczek     181
      10.1.1. Polaryzacja indukowana i polaryzowalność cząsteczek     184
      10.1.2. Polaryzacja orientacyjna i polaryzowalność molowa substancji o cząsteczkach polarnych     189
      10.1.3. Polaryzowalność w zmiennych polach elektrycznych. Refrakcja molowa    193
      10.1.4. Pomiary momentów dipolowych     197
      10.1.5. Moment dipolowy a struktura cząsteczek     198
    10.2. Anizotropia polaryzowalności cząsteczek i związane z nią zjawiska optyczne     200
      10.2.1. Nieliniowe zjawiska optyczne     201
      10.2.2. Zjawisko Kerra     206
      10.2.3. Polaryzowalność cząsteczek a zjawisko rozpraszania światła     208
      10.2.4. Efekty magnetooptyczne     211
      10.2.5. Czynność optyczna i dyspersja skręcalności optycznej. Efekt Faradaya     214
    10.3. Właściwości magnetyczne cząsteczek     219
      10.3.1. Diamagnetyki, paramagnetyki, ferromagnetyki i ferrimagnetyki     220
      10.3.2. Diamagnetyzm     223
      10.3.3. Paramagnetyzm     226
  11. SPEKTROSKOPIA MOLEKULARNA 231
    11.1. Przegląd widm cząsteczkowych     232
      11.1.1. Poziomy energetyczne cząsteczek a struktura ich widm     235
      11.1.2. Prawa absorpcji Bouguera–Lamberta i Lamberta–Beera     239
      11.1.3. Pomiary spektrofotometryczne     241
      11.1.4. Spektrometria Fouriera     243
    11.2. Kwantowochemiczny opis oddziaływania promieniowania elektromagnetycznego z materią     246
      11.2.1. Przejścia promieniste — absorpcja i emisja promieniowania     247
      11.2.2. Przejścia bezpromieniste     252
      11.2.3. Rozpraszanie promieniowania elektromagnetycznego     254
      11.2.4. Natężenie pasm absorpcyjnych a prawdopodobieństwo przejść widmowych     257
    11.3. Absorpcyjne widma rotacyjne     259
      11.3.1. Cząsteczka dwuatomowa jako rotator sztywny o swobodnej osi obrotu     259
      11.3.2. Równanie Schr¨odingera dla rotatora sztywnego o swobodnej osi obrotu. Poziomy energetyczne rotatora     261
      11.3.3. Reguły wyboru dla absorpcyjnych przejść rotacyjnych     262
      11.3.4. Widma rotacyjne cząsteczek dwuatomowych i liniowych cząsteczek wieloatomowych     263
      11.3.5. Pomiary absorpcji w obszarze mikrofalowym     265
      11.3.6. Widma rotacyjne cząsteczek nieliniowych     266
      11.3.7. Niektóre zastosowania spektroskopii mikrofalowej     267
    11.4. Absorpcyjne widma oscylacyjne i oscylacyjno-rotacyjne     269
      11.4.1. Cząsteczka dwuatomowa jako klasyczny oscylator harmoniczny     270
      11.4.2. Oscylator harmoniczny prosty w ujęciu kwantowym     271
      11.4.3. Cząsteczka dwuatomowa jako oscylator anharmoniczny i jej widmo oscylacyjne     275
      11.4.4. Widma oscylacyjno-rotacyjne cząsteczek dwuatomowych     278
      11.4.5. Drgania i widma oscylacyjne cząsteczek wieloatomowych     280
      11.4.6. Zastosowania spektroskopii w podczerwieni     284
    11.5. Efekt Ramana i widma ramanowskie     286
      11.5.1. Powstawanie i pochodzenie widm ramanowskich     286
      11.5.2. Reguły wyboru dla przejść oscylacyjnych i drgania aktywne w widmie Ramana     292
      11.5.3. Rezonansowy efekt Ramana     295
      11.5.4. Rotacyjne widma Ramana     297
      11.5.5. Zastosowania spektroskopii ramanowskiej     298
    11.6. Elektronowe widma cząsteczek dwuatomowych     299
      11.6.1. Sprzężenie ruchów elektronów z rotacją cząsteczek i reguły wyboru w przypadku przejść elektronowych     299
      11.6.2. Struktura rotacyjna pasm elektronowo-oscylacyjnych     301
      11.6.3. Struktura oscylacyjna widm elektronowych. Zasada Francka–Condona     305
      11.6.4. Ciągłe i rozmyte widma elektronowe. Dysocjacja, jonizacja i predysocjacja cząsteczek     310
    11.7. Widma elektronowe cząsteczek wieloatomowych     314
      11.7.1. Ogólna charakterystyka pasm elektronowych     314
      11.7.2. Podział przejść elektronowych i ich charakterystyka     318
      11.7.3. Elektronowe widma absorpcyjne a budowa cząsteczek     324
      11.7.4. Diagram Jabłońskiego     326
      11.7.5. Przejścia bezpromieniste, konwersja wewnętrzna, konwersja międzysystemowa     327
      11.7.6. Fluorescencja, fosforescencja, kinetyka procesów fotofizycznych    331
      11.7.7. Widma substancji w roztworach i ich zastosowania     341
      11.7.8. Matryce niskotemperaturowe i ich zastosowania w spektroskopii     345
      11.7.9. Widma cząsteczek w naddźwiękowych wiązkach molekularnych    349
      11.7.10. Spektroskopia elektronów     354
    11.8. Spektroskopia rezonansów magnetycznych     367
      11.8.1. Zjawisko rezonansu magnetycznego     368
      11.8.2. Eksperyment fali ciągłej     372
      11.8.3. Kwantowochemiczny opis rezonansu magnetycznego     376
      11.8.4. Fenomenologiczny model relaksacji spinów. Równania Blocha     392
      11.8.5. Eksperyment impulsowy     398
    11.9. Magnetyczny rezonans jądrowy (NMR)     402
      11.9.1. Przesunięcie chemiczne     402
      11.9.2. Sprzężenie spinowo-spinowe i subtelna struktura linii rezonansowych    407
      11.9.3. Wpływ dynamiki cząsteczki na widma NMR     413
      11.9.4. Dwuwymiarowe widma NMR     416
      11.9.5. Obrazowanie NMR     419
    11.10. Paramagnetyczny rezonans elektronowy (EPR)     424
      11.10.1. Widmo EPR     424
      11.10.2. Oddziaływanie spin–jądro: sprzężenie nadsubtelne     427
      11.10.3. Anizotropowe widma EPR     434
      11.10.4. Sprzężenie subtelne. Widma EPR cząsteczek w stanach trypletowych    438
  12. STRUKTURA I WŁAŚCIWOŚCI CIAŁ STAŁYCH I CIEKŁYCH KRYSZTAŁÓW     444
    12.1. Struktura i symetria kryształów     445
    12.2. Metody dyfrakcyjne     451
      12.2.1. Dyfrakcja promieni rentgenowskich     451
      12.2.2. Analiza strukturalna     454
    12.3. Energia spójności kryształu. Kryształy metaliczne, jonowe, kowalencyjne i molekularne     457
      12.3.1. Kryształy metaliczne     458
      12.3.2. Kryształy jonowe     459
      12.3.3. Kryształy kowalencyjne     462
      12.3.4. Kryształy molekularne     463
      12.3.5. Energia sieci     466
    12.4. Kryształy rzeczywiste. Defekty struktury krystalicznej     468
      12.4.1. Defekty punktowe     468
      12.4.2. Defekty liniowe     472
      12.4.3. Defekty płaskie     472
    12.5 Pojemność cieplna ciał stałych     473
    12.6. Anizotropia fizycznych właściwości kryształów     475
    12.7. Rozszerzalność termiczna kryształów     478
      12.7.1. Model mikroskopowy     480
      12.7.2. Zależności termodynamiczne     481
    12.8. Zjawiska piezo-, piro- i ferroelektryczne     482
      12.8.1. Efekt piezoelektryczny     483
      12.8.2. Efekt piroelektryczny     484
      12.8.3. Ferroelektryczność i ferroelektryki     486
      12.8.4. Piezo-, piro- i ferroelektryczne materiały polikrystaliczne i częściowo krystaliczne     489
    12.9. Właściwości optyczne ośrodków uporządkowanych     492
      12.9.1. Rozchodzenie się fali elektromagnetycznej w ośrodkach izotropowych    493
      12.9.2. Ośrodki optycznie anizotropowe     495
    12.10. Właściwości elektryczne ciał stałych     504
      12.10.1. Podstawowe pojęcia i zależności     505
      12.10.2. Metale, półprzewodniki, izolatory     505
      12.10.3. Domieszkowanie półprzewodników, stany lokalne     512
      12.10.4. Przewodzące materiały organiczne     515
    12.11. Ciekłe kryształy     521
      12.11.1. Budowa cząsteczek tworzących fazy ciekłokrystaliczne     522
      12.11.2. Fazy ciekłokrystaliczne     523
      12.11.3. Oddziaływania między cząsteczkami ciekłego kryształu     527
      12.11.4. Nematyczny ciekły kryształ w polu elektrycznym     529
      12.11.5. Niektóre zastosowania ciekłych kryształów wykorzystujące ich właściwości optyczne     533
  13. FOTOCHEMIA     538
    13.1. Podstawowe pojęcia i prawa fotochemii     538
      13.1.1. Reakcje fotochemiczne a absorpcja promieniowania. Prawo Grotthusa–Drapera     539
      13.1.2. Etapy reakcji fotochemicznej     539
      13.1.3. Prawo równoważności fotochemicznej Einsteina–Starka. Wydajność kwantowa reakcji fotochemicznych     541
      13.1.4. Procesy jednofotonowe i dwufotonowe     542
      13.1.5. Reakcje fotochemiczne a reakcje termiczne     544
    13.2. Doświadczalne metody fotochemii     546
      13.2.1. Źródła promieniowania wzbudzającego     547
      13.2.2. Lasery     548
      13.2.3. Fotoliza błyskowa     553
      13.2.4. Pomiary wydajności kwantowej i aktynometria chemiczna     557
      13.2.5. Pomiary czasów życia i wydajności luminescencji     560
    13.3. Przekazywanie energii elektronowej i sensybilizowane reakcje fotochemiczne     562
      13.3.1. Promieniste przekazywanie energii     563
      13.3.2. Bezpromieniste przekazywanie energii     563
      13.3.3. Mechanizm kulombowski bezpromienistego przeniesienia energii     566
      13.3.4. Mechanizm wymienny bezpromienistego przeniesienia energii     569
      13.3.5. Wewnątrzcząsteczkowe przekazywanie energii     572
      13.3.6. Sensybilizowane reakcje fotochemiczne     573
    13.4. Kinetyka reakcji fotochemicznych     576
      13.4.1. Szybkość pierwotnych reakcji fotochemicznych     576
      13.4.2. Kinetyka reakcji fotochemicznych o mechanizmie łańcuchowym     578
      13.4.3. Fotochemiczne stany stacjonarne     579
      13.4.4. Wpływ temperatury i długości fali promieniowania wzbudzającego na kinetykę reakcji fotochemicznych     580
      13.4.5. Wpływ rozpuszczalnika na kinetykę reakcji fotochemicznych     582
    13.5. Fotografia     583
      13.5.1. Halogenosrebrowy proces fotograficzny     583
      13.5.2. Mechanizm wywoływania fotograficznego     587
      13.5.3. Fotografia barwna     589
      13.5.4. Procesy fotograficzne bezsrebrowe     592
      13.5.5. Elektrofotografia     594
  14. ELEMENTY TERMODYNAMIKI STATYSTYCZNEJ     596
    14.1. Podstawowe pojęcia termodynamiki statystycznej     596
      14.1.1. Prawdopodobieństwo     597
      14.1.2. Rozkład statystyczny     599
      14.1.3. Zespół statystyczny Gibbsa     601
      14.1.4. Przestrzeń fazowa     602
    14.2. Funkcje rozkładu     606
      14.2.1. Funkcja rozkładu Fermiego–Diraca     606
      14.2.2. Funkcja rozkładu Bosego–Einsteina     608
      14.2.3. Funkcja rozkładu Maxwella–Boltzmanna. Suma stanów     610
      14.2.4. Poziom Fermiego     611
    14.3. Zespoły statystyczne     612
      14.3.1. Zespół mikrokanoniczny     612
      14.3.2. Zespół kanoniczny     613
      14.3.3. Zespół wielki kanoniczny     616
      14.3.4. Suma stanów     619
      14.3.5. Równanie stanu gazu     620
    14.4. Funkcje termodynamiczne i suma stanów gazu doskonałego     623
      14.4.1. Związki pomiędzy sumą stanów a funkcjami termodynamicznymi    623
      14.4.2. Suma stanów dla cząsteczek gazu doskonałego     625
      14.4.3. Suma stanów translacji     625
      14.4.4. Suma stanów rotacji     627
      14.4.5. Suma stanów oscylacji     629
      14.4.6. Suma stanów dla wzbudzeń elektronowych     630
      14.4.7. Całkowita suma stanów i równanie stanu gazu doskonałego     631
      14.4.8. Maxwellowski rozkład energii cząsteczek     632
      14.4.9. Molowa energia wewnętrzna gazu     633
      14.4.10. Molowa entropia gazu     633
      14.4.11. Ortowodór i parawodór     635
      14.4.12. Entropia mieszania gazów     638
    14.5. Statystyczno-termodynamiczne metody obliczania stałej równowagi i stałej szybkości reakcji     639
      14.5.1. Suma stanów i stała równowagi reakcji     639
      14.5.2. Stała równowagi reakcji tworzenia dwuatomowej cząsteczki z atomów    640
      14.5.3. Stała równowagi reakcji podwójnej wymiany między cząsteczkami dwuatomowymi     642
      14.5.4. Statystyczno-termodynamiczna metoda obliczania stałej szybkości reakcji w doskonałym układzie gazowym     643
      14.5.5. Stałe szybkości reakcji jednocząsteczkowych w ujęciu termodynamiki statystycznej     644
    14.6. Statystyczno-termodynamiczny model roztworu     655
      14.6.1. Entropia mieszania cieczy     655
      14.6.2. Ciepło mieszania     656
      14.6.3. Potencjał chemiczny składnika w roztworze. Roztwory doskonałe i prawidłowe     658
      14.6.4. Ograniczona mieszalność w roztworach prawidłowych     660
    14.7. Elementy statystyczno-termodynamicznego opisu przemian fazowych     662
      14.7.1. Model Isinga     662
      14.7.2. Przybliżenie średniego pola     666
    14.8. Metoda symulacji komputerowej w modelowaniu molekularnym     668
  Dodatki     673
    D.4. Wodoropodobne orbitale atomowe     673
    D.5. Konfiguracje elektronowe atomów     674
    D.6. Operatory     677
    D.7. Funkcjonał i pochodna funkcjonalna     678
    D.8. Mnożenie wektorów i tensorów     679
    D.9. Konfiguracja elektronowa i wiązania w niektórych homojądrowych cząsteczkach dwuatomowych w stanie podstawowym     681
    D.10. Drgania i współrzędne normalne     682
    D.11. Wielkości opisywane tensorami. Konwencja sumacyjna Einsteina     685
    D.12. Redukcja liczby składników tensora     688
  Literatura uzupełniająca     690
  Skorowidz nazwisk     694
  Skorowidz rzeczowy     698
RozwińZwiń