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 高等无机化学—无机化学基本原理 第一章 原子的电子层结构和周期表第二章 化学键的共价键理论第三章 化学键的离子键理论第四章 群表示的理论基础和分子对称性第五章 非过渡元素化合物中的化学键和结构第六章 配合物的化学键理论 第七章 固体及固体中的化学键 第八章 超分子化学基础 第九章 氧化还原反应 第十章 酸和碱 第十一章 镧系元素 钪和钇(3族) 第十二章 有机金属配合物 碳纳米管是由碳元素构成的一个中空管状结构，直径在几纳米至几十纳米之间（一纳米等于一百万分之一毫米），长度可达数微米（一微米等于一千分之一毫米）。 碳纳米管自1991年被日本科学家反岛澄男发现以来，以其独特的结构和奇特的物理化学特征，引起世界上许多科学家的关注，并效力研究这种新型材料的性能和 应用。 碳纳米管比人的头发丝还要细1万倍，而它的硬度要比钢材坚硬100倍。它可以耐受6500°F（3593℃）的高温，并且具有卓越的导热性能。纳米管既可以 用作金属导电体，比金的电高多得多，也可以用作制造电脑芯片所必须的半导体。纳米管在极低的温度下还具有超导性。 简介 电脑描绘的碳纳米管模式图 世界上有很多研究小组都在研发结构紧凑、效率更高的电脑，而随着集成电集成度的不断提高，芯片散热的问题也就显得愈加突出。 碳纤维最早由美国联合碳化物公司和美国空军材料实验室于1959年投产，原丝采用粘胶纤维。 1962年，日本碳公司进行了通用级聚丙烯腈基碳纤维的生产。1971年，日本东丽公司的高性能聚丙烯腈基碳纤维投产。沥青基碳纤维是日本吴羽化学工业公 司于1973年投产的。联合碳化物公司生产了高模量沥青基碳纤维,1985年,美国、日本及西欧的聚丙烯腈基碳纤维年生产能力共约有7.25kt，沥青基 碳纤维为1.28kt。 碳纤维有长丝、短纤维、短切纤维等,可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料，如金属涂层纤维。长丝和纤维织物一般加工成预浸料。此外，还可不经碳化和石 墨化生产聚丙烯腈预氧化丝和活性炭纤维。碳纤维除用作绝热保温材料外，一般不单独使用，常加入树脂（见彩图）、金属、陶瓷和混凝土等，构成相应的复合材 料,用于制作飞机结构材料、火箭外壳、宇宙机械、高尔夫球棒、球拍、机动船、电波屏蔽除电材料、电视机天线、离心分离机的高速转子、工业机器人、汽车板簧 及驱动轴、人工韧带等身体代用材料等。 美国F-22战斗机图片F-22“猛禽”战斗机是美军现役最先进的重型隐形战斗机，每架战机成本高达一点四亿美元。 第一章 原子的电子层结构和周期表 教学目标与学习指导1．本章 第1节通过简要回顾波动力学的发展简史复习玻尔理论，讨论氢原子光谱的成因和核外电子运动的波粒二象性。其中掌握四个量子数对核外电子运动状态的描述和掌握核外电子可能状态数是最重要的。2．本章第2节讨论元素的电子构型。通过讨论屏蔽效应和钻穿效应对电子轨道能级的影响，掌握能级交错概念。要求掌握轨道能级与四个量子数的关系和元素电子构型的四种类型。关于光谱态的概念可作为选学内容，这有利于对元素的光谱基态和激发态以及电子光谱的学习。3．本章第3节讨论周期的分类。要求掌握元素周期表的本质和导致元素性质的周期性的成因。4．本章第4、5、6节介绍电离能、电子亲合能和电负性的概念。要求掌握元素的电离能、电子亲合能和电负性决定元素得失电子的难易。?5．本章第7节讨论物质的磁性。要求掌握反磁性和顺磁性的概念。对其他概念仅作一般了解。 1-1波动力学简介1-1-1 核外电子运动的量子化特征—氢原子光谱和玻尔理论 二十世纪三十年代波动力学的兴起是基于两个实验事实,它们与经典物理学的概念相矛盾. (1)?原子发射或吸收光时, 其光谱是不连续的. (2)???电子束与光束一样产生干涉现象. 原子光谱的不连续性表明能量变化是不连续的. 玻尔提出假设,核外电子运动取一定轨道。在此轨道上运动的电子不放出能量也不吸收能量。在一定轨道上运动的电子有一定的能量，这能量只能取某些由量子化条件决定的正整数值。根据量子化条件，可推求出氢原子核外轨道的能量公式： ???????????????? 氢原子光谱的成因：当激发到高能级(E2)的电子跳回较低能量的能级(E1)时，就会放出能量。 1-1-2 核外电子运动的波粒二象性 1924年，法国物理学家德布罗意预言：假如光具有二象性，那么微观粒子在某些情况下，也能呈现波动性。他指出：具有质量m、运动速度v的粒子，相应的波长λ可以由下式给出： λ=h/mv ∵动量P=mv ∴λ=h/P 该公式