包邮电化学基础

序章 忘记曾经学过的电化学 第I部分 平衡论 第1章 能量和化学平衡 1.1 一切变化都伴随有能量的转换 /11 1.2 能量和单位 /12 1.2.1 SI单位 /12 1.2.2 能量和力 /13 1.3 物质所具有的能量 /14 1.3.1 内能和焓 /14 1.3.2 焓变(ΔH)与中学化学中的“反应热” /15 1.3.3-焓和摩尔吉布斯自由能 /16 1.3.4 标准摩尔生成吉布斯自由能 /17 1.4 化学势和平衡 /19 1.4.1 化学势 /19 1.4.2 平衡条件质量作用定律 /22 1.5 荷电物质的能量 /23 1.5.1 电能 /23 1.5.2 电压和电位 /23 1.5.3 能量单位--电子伏 /24 第2章 标准电极电位 2.1 所谓的标准电极 /27 2.1.1.电压的分配 /27 2.1.2 参比电极 /29 2.1.3 使用参比电极的电位测定和控制 /29 2.1.4、参比申极的条件 /29 2.1.5 参比电极的类型 /30 2.1.6 三电极体系 /33 2.2 发生在电极表面的电子转移 /34 2.2.1 金属中的电子状态 /34 2.2.2 可作为工作电极的金属 /35 2.2.3:电解液中的物质能量状态 /37 2.2.4 发生在电极界面的电子转移 /38 2.3 标准电极电位E /39 2.3.1 E”的定义 /39 2.3.2 平衡式和E的表达方式 /40 2.3.3 E\"的称呼 /40 2.4 标准电极电位的数据 /41 2.4.1.氧化还原能力的极限 /41 2.4.2 金属的还原能力 /41 2.4.3 化学反应的自发方向 /46 2.4.4:电池的*大电动势 /47 2.4.5 电解所需的*小电压 /48 2.4.6 固体的溶度积 /49 2.5 如何确定标准电极电位 /50 2.5.1.精密测量 /50 2.5.2 通过热力学数据计算得到 /51 2.5.3 理论与现实之差 /54 第3章 能斯特方程 3.1 电化学势 /57 3.1.1 化学平衡的条件 /57 3.1.2 含有荷电物质的平衡 /57 3.2 能斯特方程 /58 3.2.1 能斯特方程 /58 3.2.2 活度(浓度)影响电位的具体例子 /59 3.3 能斯特方程的应用 /60 3.3.1 pH值的测定 /60 3.3.2 离子选择电极 /63 3.3.3 确定E /64 3.3.4 电池的电动势，电解所需的电压 /65 3.3.5 物质的电位-pH 值图 /66 第4章 光和电化学 4.1 光是具有能量的粒子 /68 4.1.1 电磁波、光、光子 /68 4.1.2 用数字了解光 /69 4.2 光的吸收 /70 4.2.1 1个分子(原子)吸收1个光子 /70 4.2.2 基态和激发态 /71 4.3 光激发和电子迁移 /72 4.3.1 激发状态 /72 4.3.2 光激发和氧化还原能力 /74 43.3 光电子迁移示例 /75 第5章 光合成--天然电化学过程 5.1 光合成概述 /80 5.1.1 生物史及光合成 /80 5.1.2 人类社会与光合成 /81 5.1.3 总碳循环及光合成 /82 5.1.4 地球总体光合作用的转换效率 /82 5.2 光合作用的场所和反应 /82 5.2.1 叶绿体和细胞壁 /82 5.2.2 光反应 /83 5.2.3 暗反应 /84 5.3 光合作用的太阳能转换效率 /84 5.3.1 光合作用初期的转换效率 /85 5.3.2 总反应的转换效率 /86 5.3.3 实际转换效率 /87 5.3.4 转换效率和有机物生产 /87 第Ⅱ部分 动力学 第6章 化学反应路径 6.1 不考虑反应速率 /92 6.1.1 不可思议的金刚石 /92 6.1.2 化学反应及登山 /93 6.1.3 平衡论和动力学 /93 6.2 能量 /94 6.2.1 反应图 /94 6.2.2 超越鞍点 /94 6.3 反应坐标及能量曲线 /97 6.3.1 反应路径的平面表示 /97 6.3.2 能量曲线形式 /97 6.3.3 活化状态及活化能 /97 6.4 平衡状态是平静的暴风雨 /98 6.4.1 平衡状态 /98 6.4.2 从能量图看平衡 /98 6.5 能量壁垒与反应速率 /99 第7章 电极反应的路径 7.1 发射到真空的电子 /101 7.1.1 热电子发射 /101 7.1.2 电场作用下的电子发射 /101 7.2 金属-溶质分子间的电子移动(平衡状态) /102 7.2.1 电子在溶液与真空中的不同 /102 7.2.2 溶液体系和电极体系的不同 /103 7.2.3 平衡体系和交换电流 /103 7.3 界面电子移动 /104 7.3.1 用能量曲线分析电极反应 /104 7.3.2 如果改变电极电位 /105 7.3.3 电极反应速率和电流 /106 7.3.4 决定电流大小的因素 /106 7.3.5 电流和电位的关系，Bulter-Volmer 公式 /106 7.3.6 塔菲尔曲线 /108 7.3.7 过电位 /109 7.4 电子移动和物质传输的关系 /110 7.4.1 电流的*大值 /110 7.4.2 物质传输和电流 /110 7.4.3 扩散 /110 第8章 活化能 8.1 电子转移的两种形式 /113 8.1.1 “简单”反应与“高级”反应 /113 8.1.2 弱相互作用的电子移动过程 /113 8.1.3 强相互作用的电子移动 /114 8.1.4 溶液中的电子移动 /115 8.2 分子中的电子能量 /116 8.2.1 运动的电子和静止的原子核 /116 8.2.2 变宽的电子能级 /117 8.3 活化能 /119 8.3.1 分子相互靠近 /119 8.3.2 能量一致 /120 83.3 形成活化状态 /120 8.3.4:分子的有效碰撞概率 /121 8.3.5 电子的隧道效应 /122 8.3.6 分子间电子移动的模型 /123 8.3.7 电子反应模型 /123 8.4 重组能 /124 8.4.1 假设只是电子运动 /124 8.4.2 重组能 /125 8.4.3 重组能的估算 /125 8.5 电子移动速率的估算 /127 8.5.1 活化能与重组能的关系 /127 8.5.2 活化能和 ΔG的关系 /128 8.5.3 与Butler-Volmer 公式的关联 /128 8.5.4:与实验结果的比较 /128 8.5.5 交换电流密度的预测 /130 8.6 电极的电子转移图 /131 8.6.1 电极电子能量状态 /131 8.6.2，氧化还原分子的状态密度 /131 8.6.3 电流 /132 8.6.4 平衡状态 /133 8.6.5 偏离平衡电位 /133 8.6.6 如果电子转移持续进行 /133 8.7 单电子转移反应 /135 第9章 分子及离子的传输 9.1 物质的传输 /138 9.1.1 电极反应进行时 /138 9.1.2 扩散 /138 9.1.3 扩散方程 /139 9.2 用肉眼观察浓度分布 /141 9.2.1 光的干涉 /141 9.2.2 观测例 /142 9.3 电流的大小电物质传质速率决定 /143 9.3.1 电极表面浓度为零 /143 9.3.2 由扩散控制的电流 /143 9.3.3 电流和时间的关系 /144 9.3.4 施加电压于电极后 /145 9.4 循环伏安法 /146 9.4.1 电位扫描 /146 9.4.2 电流-电位曲线--循环伏安图 /147 9.4.3 循环伏安图 /147 9.4.4 不可逆反应的循环伏安图 /149 第 10章 表面反应的世界 10.1 固定在电极表面的分子的电极反应 /150 10.1.1 电解电流的大小 /150 10.1.2申极表面单分子层的循环伏安图 /151 10.2 水的分解:氢气和氢气的生成 /152 10.2.1 氢气的生成 /152 10.2.2 电极材料决定反应速率 /153 10.2.3 水和重水的差别 /154 10.2.4氧气的生成 /154 10.3 金属的欠电位沉积 /155 10.3.1 过早发生的反应 /155 10.3.2 欠电位还原发生的条件 /155 10.3.3 形成单原子层的电量 /156 10.4 有节奏的电极反应 /156 10.4.1 电位振荡现象 /156 10.4.2 甲醛的氧化路径 /157 10.4.3 电位振荡的原因 /158 10.5 探测电极表面 /158 10.5.1 对表面原子构造敏感的反应 /158 10.5.2 用激光探测电极表面 /159 10.5.3 扫描隧道显微镜和原子力显微镜技术 /159 10.5.4 展望 /159